交换耦合膜以及使用该交换耦合膜的磁阻效应元件及磁检测装置制造方法及图纸

作为固定磁性层的磁化的方向反转的磁场(Hex)较大、高温条件下的稳定性高、并且强磁场耐性优的交换耦合膜，而提供交换耦合膜(10)，其特征在于，由反强磁性层(2)与具备强磁性层的固定磁性层(3)层叠而成，反强磁性层(2)具有由PtCr层(2A)、tMn层(2B)及IrMn层(2C)以该顺序层叠而成的构造，IrMn层(2C)与固定磁性层(3)接触。PtMn层(2B)的膜厚为

The exchange coupling film and the magnetoresistance effect element and magnetic detection device using the exchange coupling film

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】交换耦合膜以及使用该交换耦合膜的磁阻效应元件及磁检测装置
本专利技术涉及交换耦合膜以及使用该交换耦合膜的磁阻效应元件及磁检测装置。
技术介绍
具备反强磁性层和固定磁性层的交换耦合膜，被作为磁阻效应元件、磁检测装置使用。在专利文献1中，关于磁性记录用介质，记载了通过将作为强磁性膜的Co合金与作为反强磁性膜的各种合金组合能够构成交换耦合膜。作为反强磁性膜，例示了CoMn、NiMn、PtMn、PtCr等的合金。现有技术文献专利文献专利文献：日本特开2000－215431号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题关于磁检测装置，在将磁效应元件向基板安装时，需要对焊料进行回流处理(熔融处理)，另外，磁检测装置有时被用在如引擎的周边那样的高温环境下。因此，磁检测装置中使用的交换耦合膜，为了能够在较宽的动态范围中检测磁场，优选的是，固定磁性层的磁化的方向反转的磁场(Hex)较大，且高温条件下的稳定性较高。专利文献1是涉及作为磁性记录介质而使用的交换耦合膜的文献，所以关于使用了交换耦合膜的磁检测装置的高温条件下的稳定性，并未记载。另外，最近，即使是被配置在大输出马达等强磁场产生源的附近并被施加强磁场的环境下，也要求固定磁性层的磁化的方向不易受影响，即要求强磁场耐性。本专利技术的目的在于，提供固定磁性层等与反强磁性层交换耦合的强磁性层的磁化的方向反转的磁场(Hex)大，且高温条件下的稳定性较高，并且强磁场耐性优的交换耦合膜以及使用该交换耦合膜的磁阻效应元件及磁检测装置。用于解决课题的手段为了解决上述课题而提供的本专利技术，在一个形态中，为一种交换耦合膜，其特征在于，由反强磁性层与强磁性层层叠而成，上述反强磁性层具有由PtCr层、PtMn层及IrMn层以该顺序且上述IrMn层距上述强磁性层更近的方式层叠的构造。既可以以上述IrMn层与上述强磁性层接触的方式层叠，也可以具有在上述IrMn层与上述强磁性层之间还层叠有PtMn层的构造。图1是说明本专利技术的交换耦合膜的磁化曲线的磁滞回线的图。通常，软磁体的M－H曲线(磁化曲线)作出的磁滞回线是将H轴与M轴的交点(磁场H＝0A/m，磁化M＝0A/m)作为中心而对称的形状，但图1所示那样，本专利技术的交换耦合膜的磁滞回线，由于对于具备与反强磁性层交换耦合的强磁性层的固定磁性层作用交换耦合磁场Hex，因此成为根据交换耦合磁场Hex的大小而沿着H轴平移后的形状。交换耦合膜的固定磁性层，由于该交换耦合磁场Hex越大则即使被施加外部磁场、磁化的方向也不易反转，因此为良好的固定磁性层。在通过沿着该H轴平移后的磁滞回线的中心(该中心的磁场强度相当于交换耦合磁场Hex。)与磁滞回线的H轴截距之差而定义的顽磁力Hc比Hex小的情况下，即使被施加外部磁场从而交换耦合膜的固定磁性层在沿着该外部磁场的方向上被磁化，如果外部磁场的施加结束，则通过比顽磁力Hc相对较强的Hex，也能够使固定磁性层的磁化的方向对齐。即，在Hex与顽磁力Hc的关系为Hex＞Hc的情况下，交换耦合膜具有良好的强磁场耐性。并且，在上述的Hex与顽磁力Hc的关系显著的情况下，如图1所示那样，残留磁化M0相对于饱和磁化Ms的比(M0/Ms)成为负的值。即，如果M0/Ms为负的值则交换耦合膜具有更良好的强磁场耐性，M0/Ms为负的值且其绝对值越大，则交换耦合膜具有越优秀的强磁场耐性。本专利技术的交换耦合膜，采用反强磁性层由PtCr层和PtMn层和IrMn层构成的构成，由此实现了M0/Ms为负的值并且使其绝对值增大，因此，具有优秀的强磁场耐性。既可以以IrMn层与强磁性层接触的方式层叠，也可以具有在IrMn层与强磁性层之间还层叠有PtMn层的构造。在上述的交换耦合膜中，有时上述PtMn层的膜厚为以上是优选的，有时上述IrMn层的膜厚为以上是优选的，有时上述PtMn层的膜厚与上述IrMn层的膜厚的总和为以上是优选的。在上述的交换耦合膜中，上述PtCr层的膜厚，可以比上述PtMn层的膜厚与上述IrMn层的膜厚的总和大。在该情况下，上述PtCr层的膜厚同上述PtMn层的膜厚与上述IrMn层的膜厚的总和之比有时优选为5：1～100：1。在上述的交换耦合膜中，上述固定磁性层的膜厚有时为以上以下是优选。本专利技术作为另一个形态，而提供一种交换耦合膜，其特征在于，由反强磁性层与强磁性层层叠而成，上述反强磁性层具备含有从由白金族元素及Ni构成的群中选择的一种或二种以上的元素X以及Mn及Cr的X(Cr－Mn)层，上述X(Cr－Mn)层，具有距上述强磁性层相对较近的第1区域、及与上述强磁性层相对较远的第2区域，上述第1区域中的Mn的含有量，比上述第2区域中的Mn的含有量高。在该交换耦合膜中，第1区域的Mn能够使交换耦合加强，第2区域的Cr能够提高交换耦合膜的阻隔温度(blockingtemperature)。另外，白金族元素及Ni都是可能与Cr及Mn形成规则相的元素。在上述的交换耦合膜中，可以是，上述第1区域与上述强磁性层接触。在上述的交换耦合膜中，根据提高交换耦合膜的强磁场耐性的观点，有时优选上述第1区域具有Mn的含有量相对于Cr的含有量的比即Mn/Cr比为0.3以上的部分。有时更优选为，上述第1区域具有上述Mn/Cr比为1以上的部分。本专利技术作为其他的一个形态，而提供一种磁阻效应元件，层叠有上述的交换耦合膜与自由磁性层，上述交换耦合膜的强磁性层构成固定磁性层的至少一部分。本专利技术作为另一个形态，而提供一种磁检测装置，其特征在于，具备上述的磁阻效应元件。上述的磁检测装置，也可以是，在同一基板上具备多个上述的磁阻效应元件，多个上述磁阻效应元件包含上述固定磁性层的固定磁化方向不同的磁阻效应元件。专利技术的效果根据本专利技术，提供高温条件下的稳定性提高、并且强磁场耐性优的交换耦合膜。因此，如果使用本专利技术的交换耦合膜，则能够成为即使被置于高温环境下、强磁场环境下也稳定的磁检测装置。附图说明图1是说明本专利技术的交换耦合膜的磁化曲线的磁滞回线的图。图2是表示本专利技术的第1实施方式的交换耦合膜10的膜构成的说明图。图3是表示本专利技术的第2实施方式的交换耦合膜20的膜构成的说明图。图4是本专利技术的实施方式的磁传感器30的电路框图。图5是表示磁传感器30中使用的磁检测元件11的俯视图。图6是表示实施例1的层叠体22的膜构成的说明图。图7是表示M0/Ms与Hex的关系的图表。图8是表示Hc/Hex与Hex的关系的图表。图9是表示标准化后的交换耦合磁场与测定温度之间的关系的图表。图10中(a)是表示饱和磁化与固定磁性层的膜厚的关系的图表，(b)是表示交换耦合能与固定磁性层的膜厚的关系的图表，及(c)是表示残留磁化/饱和磁化与固定磁性层的膜厚的关系的图表。图11中(a)是表示交换耦合磁场与固定磁性层的膜厚的关系的图表，(b)是表示保持力与固定磁性层的膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交换耦合膜，其特征在于，/n由反强磁性层与强磁性层层叠而成，/n上述反强磁性层具有由PtCr层、PtMn层及IrMn层以该顺序且上述IrMn层距上述强磁性层更近的方式层叠的构造。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170814 JP 2017-156347;20171226 JP 2017-2490831.一种交换耦合膜，其特征在于，
由反强磁性层与强磁性层层叠而成，
上述反强磁性层具有由PtCr层、PtMn层及IrMn层以该顺序且上述IrMn层距上述强磁性层更近的方式层叠的构造。


2.如权利要求1所述的交换耦合膜，其中，
上述IrMn层以与上述强磁性层接触的方式被层叠。


3.如权利要求1或2所述的交换耦合膜，其中，
上述PtMn层的膜厚为以上。


4.如权利要求1至3中任一项所述的交换耦合膜，其中，
上述IrMn层的膜厚为以上。


5.如权利要求1至4中任一项所述的交换耦合膜，其中，
上述PtMn层的膜厚与上述IrMn层的膜厚的总和为以上。


6.如权利要求1至5中任一项所述的交换耦合膜，其中，
上述PtCr层的膜厚，比上述PtMn层的膜厚与上述IrMn层的膜厚的总和大。


7.如权利要求6所述的交换耦合膜，其中，
上述PtCr层的膜厚同上述PtMn层的膜厚与上述IrMn层的膜厚的总和之比为5：1～100：1。


8.如权利要求1至7中任一项所述的交换耦合膜，其中，
上述强磁性层的膜厚为以上以下。


9.如权利要求1所述的交换耦合膜，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤正路，远藤广明，小池文人，
申请(专利权)人：阿尔卑斯阿尔派株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP