[發明專利]交換耦合膜、和利用其的磁阻效應元件以及磁檢測裝置

在審

• 申請號: 201980073704.2
• 申請日: 2019-12-11
• 公開（公告）號: CN113016086A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 齋藤正路;小池文人
• 申請（專利權）人: 阿爾卑斯阿爾派株式會社
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;G01R33/09;H01F10/12;H01L43/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉文海

固定磁性層的磁化的朝向反轉的磁場(Hex)變大且強磁場耐性優異的交換耦合膜的特征在于，層疊有反鐵磁性層(2)和具備鐵磁性層的固定磁性層(3)，反鐵磁性層(2)具有IrMn層(2a)、第1PtMn層(2b)、PtCr層(2c)以及第2PtMn層(2d)按該順序層疊的構造，IrMn層(2a)與固定磁性層(3)相接，在該交換耦合膜(10)中，存在優選第2PtMn層(2d)的厚度(d4)大于且小于的情況，存在優選PtCr層(2c)的厚度(d3)為以上的情況，存在優選反鐵磁性層(2)的整體的厚度(d1+d2+d3+d4)為以下的情況。

技術領域

本發明涉及交換耦合膜、和利用其的磁阻效應元件以及磁檢測裝置。

背景技術

具備反鐵磁性層和固定磁性層的交換耦合膜被用作磁阻效應元件、磁檢測裝置。在專利文獻1中記載了，在磁記錄用介質中，通過將作為鐵磁性膜的Co合金和作為反鐵磁性膜的各種合金組合，能夠構成交換耦合膜。作為反鐵磁性膜，例示有CoMn、NiMn、PtMn、PtCr等合金。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2000-215431號公報

發明內容

發明要解決的課題

磁檢測裝置在將磁效應元件安裝于基板時，需要對焊料進行回流處理(熔融處理)，此外，有時在發動機的周邊那樣的高溫環境下使用。因此，磁檢測裝置中使用的交換耦合膜為了能夠以寬的動態范圍檢測磁場，優選固定磁性層的磁化的方向反轉的磁場(Hex)大。

此外，最近，即使在配置于大輸出馬達等強磁場產生源的附近而施加強磁場的環境下，也要求固定磁性層的磁化的朝向不易受到影響，即，要求強磁場耐性。

本發明的目的在于提供一種固定磁性層等與反鐵磁性層交換耦合的鐵磁性層的磁化的朝向反轉的磁場(Hex)大、因此強磁場耐性優異的交換耦合膜、和利用其的磁阻效應元件以及磁檢測裝置。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題而提供的本發明在一個方式中，交換耦合膜的特征在于，是層疊有反鐵磁性層和鐵磁性層的交換耦合膜，所述反鐵磁性層具有如下IrMn層、第1PtMn層、PtCr層以及第2PtMn層按該順序層疊成所述IrMn層臨近所述鐵磁性層的結構。所述IrMn層也可以層疊為與所述鐵磁性層相接，還可以具有在所述IrMn層與所述鐵磁性層之間還層疊有PtMn層的構造。

圖1是說明本發明所涉及的交換耦合膜的磁化曲線的磁滯回線的圖。通常，軟磁性體的M-H曲線(磁化曲線)所形成的磁滯回線成為以H軸與M軸的交點(磁場H＝0A/m，磁化M＝0A/m)為中心而對稱的形狀，但如圖1所示，本發明所涉及的交換耦合膜的磁滯回線對具備與反鐵磁性層交換耦合的鐵磁性層的固定磁性層作用交換耦合磁場Hex，因此，成為根據交換耦合磁場Hex的大小而沿著H軸位移的形狀。交換耦合膜的固定磁性層由于該交換耦合磁場Hex越大，即使施加外部磁場，磁化的朝向也越難以反轉，因此成為良好的固定磁性層。

在通過沿著該H軸位移的磁滯回線的中心(該中心的磁場強度相當于交換耦合磁場Hex)與磁滯回線的H軸截距之差而定義的矯頑力Hc比交換耦合磁場Hex小的情況下，即使施加外部磁場而交換耦合膜的固定磁性層在沿著該外部磁場的方向上被磁化，只要結束外部磁場的施加，就也能夠通過與矯頑力Hc相比相對強的交換耦合磁場Hex來使使固定磁性層的磁化的方向對齊。即，在交換耦合磁場Hex與矯頑力Hc的關系為Hex＞Hc的情況下，交換耦合膜具有良好的強磁場耐性。