專利名稱：磁傳感器和使用它的磁存儲器的制作方法
本申請是基于2000年2月3日提出的日本專利申請No.2000-26752的并要求以它為優(yōu)先權(quán)，該申請的內(nèi)容在這里引入作為參考。
本發(fā)明涉及一種磁傳感器，并且尤其涉及一種通過磁場帶來的電阻變化來檢測外部施加的磁場的磁傳感器。特別是，本發(fā)明涉及使用非常薄(＜10nm)的Ni-Fe膜來檢測磁場的磁傳感器，如自旋閥磁致電阻傳感器。本發(fā)明還涉及使用這種磁傳感器的磁存儲器。
在很多領(lǐng)域磁傳感器是不可缺少的。舉例說，磁傳感器被用于各種計算機的磁存儲器的磁頭中。
用于計算機的一般的磁存儲器是硬盤設(shè)備，并且使用具有在硬質(zhì)基片如鋁基片上提供的用于記錄的磁性材料薄膜的并且由驅(qū)動裝置(盤驅(qū)動器)來旋轉(zhuǎn)的硬盤作為記錄介質(zhì)，使用附接于稱作滑動器的磁頭移動機構(gòu)的一個端部的磁頭把信息寫入到記錄介質(zhì)上并從記錄介質(zhì)讀出信息。硬盤的存儲容量逐年來增加，用于硬盤設(shè)備的磁頭必須與這種趨勢相適應(yīng)。
作為用于具有高數(shù)據(jù)密度的硬盤的讀出頭，使用了磁致電阻(MR)效應(yīng)并檢測外部磁場的變化來作為電阻變化以及把該變化作為電壓變化而輸出的MR頭正替代使用電感應(yīng)原理的感應(yīng)型傳統(tǒng)磁頭。MR頭使用顯示出各向異性的磁致電阻效應(yīng)的單層膜(通常是Ni-Fe膜)來檢測外部磁場。
最近，GMR頭已經(jīng)被應(yīng)用于實際中，GMR頭使用巨磁電阻(GMR)效應(yīng)并具有比傳統(tǒng)MR頭更高的靈敏度，從而當(dāng)施加相同的外部磁場時表現(xiàn)出更大的電阻變化，因此可能提供更大的輸出。在GMR頭中發(fā)現(xiàn)的巨磁電阻效應(yīng)源于多層膜。已知有具有多層結(jié)構(gòu)的幾種類型的膜表現(xiàn)出巨磁電阻效應(yīng)。其中，一種是在大部分實際的GMR頭中使用的自旋閥(SV)膜，其具有簡單的層狀結(jié)構(gòu)并且甚至在微弱的磁場下都具有相對大的電阻變化。
原則上，自旋閥膜具有層狀結(jié)構(gòu)，其中依次成層至少4層，即具有可變方向的磁化強度并且被稱為自由磁性層(也簡稱為自由層)的第一層、非磁性層、具有固定的方向的磁化強度并被稱為固定磁性層(也簡稱為固定層或被釘扎層)的第二磁性層以及通過與其交換耦合而用于固定第二磁性層(被固定的磁性層)的磁化方向的反鐵磁層。當(dāng)對這種層狀結(jié)構(gòu)的自旋閥膜施加外部磁場時，被固定磁性層的磁化方向被固定并且不被改變，而自由磁性層的磁化方向根據(jù)外部磁場的方向而改變，因此，自旋閥膜的電阻由于兩層的磁化強度的相對比率的改變而改變。自旋閥膜的電阻率在被固定磁性層與自由磁性層的磁化方向相同時(它們的磁化方向差是0度)最小，并且當(dāng)兩層的磁化方向相反時(它們的磁化方向差是180度)最大。這樣，由于自旋閥膜的電阻取決于自由磁性層和被固定磁性層的磁化方向的相對取向，自旋閥膜可提供非常靈敏的磁檢測器。
這種在磁頭中使用的自旋閥膜包括由薄非磁性中間層分隔開的兩個磁性層和用于固定一個磁性層的磁化方向的反鐵磁層，如上所述。使用這種自旋閥膜制造的磁頭通常具有一個基片，在該基片上形成磁傳感器的各個層，開始在基片上形成底層(也叫作緩沖層)，在底層上連續(xù)形成由軟鐵磁材料的第一磁性層(自由磁性層)、非磁性層、鐵磁材料的第二磁性層(被固定的磁性層)以及反鐵磁層構(gòu)成的自旋閥膜，在自旋閥膜上提供保護膜(抗氧化膜)。如上所述具有其中反鐵磁層經(jīng)插入兩個磁性層而遠離基片這樣的結(jié)構(gòu)的磁頭被叫作頂置型磁頭。相反，其中反鐵磁層更靠近基片并且位于基片和兩個磁性層之間的結(jié)構(gòu)的磁頭被叫作底置型磁頭。
對于基片，通常使用諸如鋁-TiC(通常叫作AlTiC)的材料。通常由鉭(Ta)構(gòu)成的底層用來在形成第一磁性層期間把第一磁性層取向到預(yù)定的取向平面，并防止材料從基片擴散。兩個磁性層之間的非磁性層通常由銅(Cu)構(gòu)成。
在大多數(shù)情況下，用于自旋閥膜中所使用的自由磁性層的軟鐵磁材料由包含81wt％Ni和19wt％Fe的材料構(gòu)成，或者由具有那一成分的一個合金層和不同的鐵磁合金的另一層構(gòu)成。自旋閥膜中所使用的自由磁性層通常厚度小于10nm。81wt％Ni和19wt％Fe的成分被選擇來用于這一層的原因是它產(chǎn)生優(yōu)良的軟磁性能，即高磁導(dǎo)率、低各向異性、低矯頑力和幾乎為零的磁致伸縮。
適合于諸如具有增加的存儲密度的硬盤設(shè)備的磁存儲器的讀出頭具有用于檢測磁場的非常小的尺寸的傳感器部分。這表明要求把用在這種磁頭中的層狀結(jié)構(gòu)制造得更薄，并且最終要求把構(gòu)成層狀結(jié)構(gòu)的各個層做得很薄。
在這樣制造的很薄的磁頭中，由于層具有遠小于10nm的厚度，表面和應(yīng)力效應(yīng)變得越來越重要。眾所周知在鎳或鎳合金的薄膜中，開始的層是非磁性層，磁致彈性性能也大大依賴于層厚度。Ni81Fe19材料的厚膜具有接近于零的磁致伸縮，因此這種材料被普遍應(yīng)用于使用磁致電阻效應(yīng)的傳統(tǒng)磁傳感器中。但是，這種磁性材料的磁致伸縮在其膜厚度接近作為下一代讀出頭中的自由磁性層的膜厚度的很小的幾個納米時變大并且為正。在讀出傳感器中，優(yōu)選地自由磁性層的磁致伸縮理想地應(yīng)為零，并且具有負值而不是正值。不希望并且必須避免在由為了得到高存儲密度而具有特別小的厚度的層構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)的用于讀出頭中的磁傳感器中的自由磁性層有大的正磁致伸縮。
本發(fā)明的一個目標是解決這些問題。尤其，本發(fā)明旨在提供一種磁傳感器，其帶有磁致伸縮等于或小于零的自由磁性層，并提供一種帶有高數(shù)據(jù)密度的磁存儲器，其具有使用這種傳感器的相當(dāng)靈敏的磁頭。
根據(jù)本發(fā)明，作為磁傳感器中的自由磁性層，使用Ni-Fe膜，該Ni-Fe膜具有以重量百分比計算的Ni含量XNi并且厚度t以納米表示，選擇這些值來滿足以下式表示的關(guān)系XNi≥-B1Surf+B1Bulk·tB2Surf+B2Bulk·t]]>在上式中，BBulk1=-53.78J/cm3
BBulk2=-0.6638J/cm3BSurf1=1.7548×10-6J/cm2BSurf2=-2.432×10-8J/cm2這樣，本發(fā)明提供一種磁傳感器，其包括由軟鐵磁材料的第一磁性層(自由磁性層)、非磁性層、鐵磁材料的第二磁性層(被固定磁性層)和反鐵磁層構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)和用于檢測外部磁場變化為電阻變化并將其輸出的的轉(zhuǎn)換元件，至少一部分第一磁性層由Ni-Fe材料構(gòu)成，以重量百分比計算的Ni含量XNi和以納米表示的其厚度t滿足上式表示的關(guān)系。
本發(fā)明還提供一種包括磁頭和磁記錄介質(zhì)的磁存儲器，其中磁頭使用了根據(jù)本發(fā)明的磁傳感器。
考慮附圖，從下面的具體的描述中熟悉本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會理解本發(fā)明的上述和其它目標和優(yōu)點，其中

圖1是本發(fā)明的磁傳感器的層結(jié)構(gòu)；圖2是是表示各種Ni-Fe膜的飽和磁化強度對膜厚度的依賴性的曲線；圖3是表示各種成分的Ni-Fe膜的失效層的厚度的曲線；圖4是表示作為磁化厚度的函數(shù)的各種成分的Ni-Fe膜的飽和磁化強度的曲線；圖5是表示作為Ni-Fe膜的成分的函數(shù)的飽和磁化強度的曲線；圖6是表示作為Ni-Fe膜的磁性層厚度的函數(shù)的磁致伸縮曲線；圖7是表示作為Ni-Fe膜的成分的函數(shù)的磁致伸縮曲線；圖8是表示作為膜的厚度的函數(shù)的有效磁致彈性耦合常數(shù)的曲線；圖9是表示作為成分的函數(shù)的體磁致伸縮耦合常數(shù)和表面磁致伸縮耦合常數(shù)的曲線；圖10是表示作為磁性層厚度的函數(shù)的Ni-Fe膜的磁致伸縮為零的成分的曲線；圖11表示本發(fā)明的磁傳感器；
圖12是本發(fā)明的磁頭的透視圖；圖13是本發(fā)明的磁存儲器的透視圖。
圖1表示本發(fā)明的磁傳感器中的層結(jié)構(gòu)。構(gòu)成本發(fā)明的磁傳感器的層10由連續(xù)地形成在基片11上的底層12、自由磁性層13、非磁性層14、被固定磁性層15和反鐵磁層16構(gòu)成。對于基片11，通常使用諸如AlTiC的材料。作為層10中的可選擇的層的底層12通常作為諸如鉭的薄的材料層形成，在使用時具有大約1到10nm的厚度。自由磁性層13由軟磁材料的Ni-Fe合金構(gòu)成。層13可以由Ni-Fe合金的子層13a和另一磁性材料的子層13b構(gòu)成，如圖所示。在自由磁性層13上放置由諸如銅(Cu)的非磁性材料構(gòu)成的非磁性中間層(或簡稱為非磁性層)。在層14上形成被固定的磁性層15，以與自由磁性層13相對，把層14插入在層13和15之間。用于被固定的磁性層15的磁性材料通常是鈷(Co)或鈷基磁性材料，如Co-Fe合金。在被固定的磁性層15上存在反鐵磁層16，層16由反鐵磁合金材料構(gòu)成，如Pt-Mn、Ni-Mn或Fe-Mn，或者由反鐵磁氧化物材料構(gòu)成，如NiO或Fe2O3。通常，這些層的每一個都使用物理蒸汽沉積(PVD)工藝形成。盡管在圖1中未示出，但在反鐵磁層16上提供保護層。保護層通常由Ta構(gòu)成。
相對于Ni-Fe軟磁材料層，發(fā)明人進行了實驗，其中使用濺射系統(tǒng)用不同的Ni-Fe比率來沉積Ni-Fe膜，以研究磁致伸縮對于不同Ni-Fe成分的膜厚的依賴性。在形成在具有150微米厚度的玻璃基片上的具有5nm厚度的Ta底層上生長膜，膜厚范圍在2.5到20nm，然后用5nm厚的Ta層蓋住這些膜以防止生長的Ni-Fe膜的氧化。各個Ni-Fe膜的飽和磁化強度Ms使用振動樣品磁強計(VSM)來測量，并獲得圖2所示的結(jié)果。隨后，從磁矩對膜厚的曲線中，可對于不同成分的膜確定失效層厚度tdead并且相對于Ni含量畫出曲線，如圖3所示。通過計算各個Ni-Fe膜的有效(磁性)厚度相對于失效層校正飽和磁化強度Ms，如圖4所示，并且它的值作為Ni含量的函數(shù)與塊狀Ni-Fe材料的數(shù)據(jù)一致，如圖5所示。圖2、4、5中的縱坐標的以emu/cc為單位表示的飽和磁化強度Ms通過乘以4π×10-4被轉(zhuǎn)換為以Wb/m2單位表示的相應(yīng)的值。
使用Lafouda公司制造的商用磁致伸縮測量儀中的彎折束方法測量各個Ni-Fe膜的磁致伸縮常數(shù)λs。Ni-Fe膜的磁致伸縮對厚度的依賴性對于研究的成分表示出類似的行為，如圖6所示，其中相對于磁性層厚度畫出磁致伸縮常數(shù)λs的曲線，膜厚度值與塊狀材料的數(shù)據(jù)非常一致，如圖7所示。
為理解磁致伸縮對膜厚度的依賴性，根據(jù)下式使用多晶Ni-Fe的彈性常數(shù)從磁致伸縮的測量數(shù)據(jù)計算有效磁致彈性耦合常數(shù)BeffBeff=-3λsmeasured=Ef1+Vf---(1)]]>在上式中，λmeasuredS是磁致伸縮的測量數(shù)據(jù)，Ef是Ni-Fe的楊氏模量，Vf是Ni-Fe的泊松比。
把這樣計算的有效磁致彈性耦合常數(shù)擬合于奈爾表面各向異性模型，以獲得圖8所示的結(jié)果。有效磁致彈性耦合常數(shù)Beff是體積磁致彈性耦合項(簡稱為體積項或容積項)與表面磁致彈性耦合項(簡稱為表面項)的和，以下式表示Beff=Bbulk+BSurf1---(2)]]>在等式中，BBulk是體積磁致彈性耦合常數(shù)，BSurf是表面磁致彈性耦合常數(shù)，t是膜厚度。
隨后，對于每個成分進行擬合，各個成分的測量的飽和磁化強度Ms表示于圖2中，以獲得每個成分的BSurf和BBulk。獲得的結(jié)果在圖9中畫出曲線。
對于Ni含量，BSurf和BBulk根據(jù)下式分別近似線性BBulk=BBulk1+BBulk2·XNi(3)BSurf=BSurf1+BSurf2·XNi(4)將其替代到等式(2)，得到下式Beff=B1Bulk+B2Bulk·XNi+B1Surf+B2Surf·XNit---(5)]]>在這個等式中，BBulk1、BBulk2、BSurf1和BSurf2分別是下面的常數(shù)
BBulk1=-53.78J/cm3BBulk2=0.6638J/cm3BSurf1=1.7548×10-6J/cm2BSurf2=-2.432×10-8J/cm2XNi是Ni的百分比重量含量，t是以nm表示的膜厚度。
通過使上式(5)中Beff=0得到下面的等式XNi=-B1Surf+B1Bulk·tB2Surf+B2Bulk·t---(6)]]>從上式，可以理解對于用作自旋閥膜中的自由層的薄Ni-Fe膜，Ni-Fe膜的Ni含量XNi必須滿足下面的關(guān)系式，以使得磁致伸縮值為零或為負。XNi≥-B1Surf+B1Bulk·tB2Surf+B2Bulk·t---(7)]]>盡管原來已知塊狀材料的磁致彈性耦合常數(shù)依賴于材料的成分，沒有確定表面磁致彈性耦合常數(shù)對膜成分的依賴性。發(fā)明人得到的上面的等式(7)使得通過適當(dāng)改變Ni-Fe材料的成分來移動體積項而把Ni-Fe膜中的表面項的效應(yīng)在小于10nm厚的任何Ni-Fe膜處消除，該效應(yīng)通過使膜厚度變小而被提高。
假設(shè)磁致彈性耦合常數(shù)線性地依賴于成分，這一點可從圖9中明顯看出，磁致伸縮值為零或負的Ni-Fe材料的成分根據(jù)等式(7)可被計算為膜厚的函數(shù)。圖10表示磁致伸縮值為零的Ni-Fe膜的成分與膜厚度之間的關(guān)系，并且表1表示與磁致伸縮常數(shù)λs的相應(yīng)值之間的關(guān)系。例如，使用包含大約85％的重量的Ni的Ni85Fe15成分的材料與用在傳統(tǒng)自旋閥膜中的Ni81Fe19膜相比，其降低在Ta底層上生長的磁性層厚度為0.6到1.9nm的Ni-Fe膜的有效磁致伸縮。
表1
這樣，通過使用在其自旋閥膜中具有自由層的磁傳感器，選擇的由Ni-Fe材料構(gòu)成的自由層依據(jù)自由層厚度把零或負的磁致伸縮傳遞到根據(jù)本發(fā)明的層，制造用于特別是適合于高數(shù)據(jù)密度的磁存儲器的磁頭是切實可行的。通常，磁傳感器包括由軟鐵磁材料的第一磁性層(自由磁性層)、非磁性層、鐵磁材料的第二磁性層(被固定磁性層)和反鐵磁層構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)和用于檢測外部磁場變化并將其作為電阻變化輸出的轉(zhuǎn)換元件，至少一部分第一磁性層由Ni-Fe材料構(gòu)成，以Ni含量XNi和其厚度t滿足以上式(7)表示的關(guān)系。該傳感器簡單地表示在圖11中，層狀結(jié)構(gòu)的第一磁性層以13表示并且可包括與Ni-Fe層13a不同的磁性層13b，如圖所示。在圖11中，非磁性層、第二磁性層和反鐵磁層分別以14、15和16表示。在層狀結(jié)構(gòu)下面(尤其是在層狀結(jié)構(gòu)與基片11之間)，可包括Ta等構(gòu)成的底層12，在反鐵磁層16上放置保護層(未示出)。另外，第一和第二磁性層13和15被連接于轉(zhuǎn)換元件18，該元件把由傳感器感測到的外部磁場的變化檢測為電阻變化，通常該電阻變化被進一步轉(zhuǎn)換為電壓變化來輸出。磁傳感器的這種結(jié)構(gòu)自身是已知的，這里不再具體解釋。
使用本發(fā)明的磁傳感器的磁頭(讀出頭)在圖12中簡單表示出來。該圖中的磁頭包括位于兩個屏蔽件21和22之間的自旋閥膜23，自旋閥膜23具有參考圖11描述的層狀結(jié)構(gòu)。在一端把電極24、25連接于自旋閥膜23，如圖12所示，并且另一端還連接與轉(zhuǎn)換元件18，如圖11所示。這種結(jié)構(gòu)自身以及磁頭操作也是已知的，這里不再具體解釋。
圖13表示作為磁存儲器的例子的硬盤設(shè)備30，其使用了本發(fā)明的磁傳感器。硬盤設(shè)備30包括其一端提供有磁頭31的滑動器32和磁記錄介質(zhì)33，滑動器32和磁記錄介質(zhì)33分別由圖中未示出的驅(qū)動器驅(qū)動。硬盤設(shè)備30通常包含在圖中也未示出的外殼中。本發(fā)明的磁傳感器作為磁頭使用使得硬盤設(shè)備30讀出高密度數(shù)據(jù)。這種結(jié)構(gòu)和磁存儲器的操作也是已知的，不再具體解釋。
將具體參考舉例來說明本發(fā)明，但是并不打算用例子來限定本發(fā)明。
在提供有SiO2膜的Al2O3-TiC基片上，作為底層形成5nm厚的Ta層，使用DC磁控濺射裝置連續(xù)地形成2.5nm的Ni85Fe15和2nm的Co90Fe10(數(shù)字表示元素的重量百分比)構(gòu)成的自由軟磁性層(數(shù)字表示元素的重量百分比)、2.8nm厚的Cu中間層、2.2nm厚的Co90Fe10(數(shù)字表示原子百分比)的被釘扎軟磁性層、15nm厚的Pd31Pt17Mn52(數(shù)字表示原子百分比)反鐵磁層和5nm厚的Ta保護層，以產(chǎn)生自旋閥磁致電阻傳感器。
在膜形成期間，數(shù)量級在100 Oe(8KA/m)的DC外部磁場可施加在基片平面方向上，在這個方向上自由軟磁性層的磁化方向平行于自旋閥磁致電阻傳感器中檢測電流的方向。
在膜形成后，在不大于1×10-6Pa的真空中在280℃下進行大約3小時的熱處理，同時，在垂直于膜形成期間施加的外磁場的方向的方向上施加2.5KOe(200KA/m)的DC外部磁場，以把被釘扎軟磁性層的方向固定到垂直于自旋閥磁致電阻傳感器中檢測電流的方向的方向上。
在熱處理后，通過傳統(tǒng)的光刻技術(shù)和離子研磨處理把層圖案化以具有給定形狀的檢測元件，隨后連續(xù)地在元件兩端通過剝離處理形成硬偏置膜和電極膜。硬偏置膜通常由Co-Cr-Pt或Co-Pt合金構(gòu)成，具有大約20nm的厚度。電極膜通常由Au構(gòu)成，并具有大約60nm的厚度。
在形成元件后，通過在縱向(平行于檢測元件中的檢測電流的方向)上在室溫下施加3KOe(240kA/m)的DC磁場而磁化兩端的硬偏置膜。在±500 Oe(40kA/m)的外部蠕變磁場中測量這樣獲得的自旋閥磁致電阻傳感器的磁致電阻性能，發(fā)現(xiàn)巴克豪森噪聲的發(fā)生率是5％或更小。
為了比較，除具有由2.5nm厚Ni81Fe19(數(shù)字表示元素的重量百分含量)和2nm厚Co90Fe10(數(shù)字表示元素的原子百分含量)構(gòu)成的自由磁性層外類似地制得的樣品中發(fā)現(xiàn)巴克豪森噪聲的發(fā)生率是50到100。
一般說來，隨著提高記錄密度而帶來的自旋閥讀出傳感器中的自由層的厚度降低，傳統(tǒng)Ni81Fe19自由層的磁致伸縮將變大并且為正(數(shù)量級在+10-6到+10-5)，這將引起磁疇不穩(wěn)定并且增加讀出頭中的巴克豪森噪聲。本發(fā)明允許使用具有提供零或負磁致伸縮的成分的0.6到10nm之間的任一厚度的Ni-Fe自由層。
盡管本發(fā)明主要通過參考頂置型自旋閥膜進行了描述，可以把本發(fā)明應(yīng)用于底置型自旋閥膜。還可以普遍地把本發(fā)明應(yīng)用于使用包括Ni-Fe材料層的層狀結(jié)構(gòu)的磁致電阻效應(yīng)元件。
另外，本發(fā)明還適用于也應(yīng)用包括Ni-Fe材料層的層狀結(jié)構(gòu)的隧道結(jié)元件。
本發(fā)明使得可能提供一種帶有磁致伸縮為零或負的自由磁性層的磁傳感器，并可提供一種使用這種磁傳感器的磁存儲器，從而可能適用具有提高的記錄密度的磁存儲器。
權(quán)利要求
1．一種磁傳感器，其包括由軟鐵磁材料的第一磁性層、非磁性層、鐵磁材料的第二磁性層和反鐵磁層構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)和用于檢測外部磁場變化為電阻變化并將其輸出的轉(zhuǎn)換元件，至少一部分第一磁性層由Ni-Fe材料構(gòu)成，以wt％計算的Ni含量XNi和以納米表示的其厚度t滿足下式表示的關(guān)系XNi≥-B1Surf+B1·Bulk·tB2Surf+B2Bulk·t]]>其中，BBulk1=-53.78J/cm3Baulk2=-0.6638J/cm3BSurf1=1.7548×10-6J/cm2BSurf2=-2.432×10-8J/cm2
2．根據(jù)權(quán)利要求1的磁傳感器，其中第一磁性層由Ni-Fe材料構(gòu)成。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的磁傳感器，其中第一磁性層包括Ni-Fe材料的子層和至少一個除Ni-Fe材料之外的磁性材料的子層。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的磁傳感器，其中第一磁性層厚度小于10納米。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的磁傳感器，其中非磁性層由銅構(gòu)成。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的磁傳感器，其中第二磁性層由從鈷或Co-Fe合金構(gòu)成的組中選擇出的材料形成。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的磁傳感器，其中反鐵磁層由從Pt-Mn、Ni-Mn、和Fe-Mn合金、NiO、和Fe2O3構(gòu)成的組中選擇出的材料形成。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的磁傳感器，其中層狀結(jié)構(gòu)位于基片上。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的磁傳感器，其中把一個底層插入在層狀結(jié)構(gòu)與基片之間。
10．根據(jù)權(quán)利要求9的磁傳感器，其中底層由鉭形成并且厚度為1到10納米。
11．根據(jù)權(quán)利要求8的磁傳感器，其中該組第一和第二磁性層位于反鐵磁層與基片之間。
12．根據(jù)權(quán)利要求8的磁傳感器，其中反鐵磁層位于該組第一和第二磁性層與基片之間。
13．根據(jù)權(quán)利要求8的磁傳感器，其中保護層提供在層狀結(jié)構(gòu)上。
14．一種包括磁頭和磁記錄介質(zhì)的磁存儲器，其中磁頭包括一個磁傳感器，該磁傳感器包括由軟鐵磁材料的第一磁性層、非磁性層、鐵磁材料的第二磁性層和反鐵磁層構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)和用于檢測外部磁場變化為電阻變化并將其輸出的轉(zhuǎn)換元件，至少一部分第一磁性層由Ni-Fe材料構(gòu)成，以wt％計算的Ni含量XNi和以納米表示的其厚度t滿足下式表示的關(guān)系XNi≥-B1Surf+B1Bulk·tB2Surf+B2Bulk·t]]>其中，BBulk1=-53.78J/cm3BBulk2=-0.6638J/cm3BSurf1=1.7548×10-6J/cm2BSurf2=-2.432×10-8J/cm2
15．根據(jù)權(quán)利要求14的磁存儲器，其中第一磁性層由Ni-Fe材料構(gòu)成。
16．根據(jù)權(quán)利要求14的磁存儲器，其中第一磁性層包括Ni-Fe材料的子層和至少一個除Ni-Fe材料之外的磁性材料的子層。
17．根據(jù)權(quán)利要求14的磁存儲器，其中第一磁性層厚度小于10納米。
18．根據(jù)權(quán)利要求14的磁存儲器，其中非磁性層由銅構(gòu)成。
19．根據(jù)權(quán)利要求14的磁存儲器，其中第二磁性層由從鈷或Co-Fe合金構(gòu)成的組中選擇出的材料形成。
20．根據(jù)權(quán)利要求14的磁存儲器，其中反鐵磁層由從Pt-Mn、Ni-Mn、和Fe-Mn合金、NiO、和Fe2O3構(gòu)成的組中選擇出的材料形成。
21．根據(jù)權(quán)利要求14的磁存儲器，其中層狀結(jié)構(gòu)位于基片上。
22．根據(jù)權(quán)利要求21的磁存儲器，其中把一個底層插入在層狀結(jié)構(gòu)與基片之間。
23．根據(jù)權(quán)利要求22的磁存儲器，其中底層由鉭形成并且厚度為1到10納米。
24．根據(jù)權(quán)利要求21的磁存儲器，其中該組第一和第二磁性層位于反鐵磁層與基片之間。
25．根據(jù)權(quán)利要求21的磁存儲器，其中反鐵磁層位于該組第一和第二磁性層與基片之間。
26．根據(jù)權(quán)利要求21的磁存儲器，其中保護層提供在層狀結(jié)構(gòu)上。
全文摘要
一種磁傳感器,其包括由軟鐵磁材料的第一磁性層、非磁性層、鐵磁材料的第二磁性層和反鐵磁層構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)和用于檢測外部磁場變化為電阻變化并將其輸出的轉(zhuǎn)換元件,至少一部分第一磁性層由Ni－Fe材料構(gòu)成,以wt%計算的Ni含量X
文檔編號H01F10/32GK1319900SQ0110336
公開日2001年10月31日 申請日期2001年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月3日
發(fā)明者拉約斯·瓦爾加, 清水豐, 江口伸, 田中厚志 申請人:富士通株式會社