[发明专利]磁阻膜

说明书

本发明涉及磁阻膜，尤其涉及具有旋阀(spin valve)结构的磁阻膜。

磁阻元件(MR元件)是一种通过探测磁阻膜响应外加磁场而产生的电阻变化来测量磁场强度及其变化的元件。含有这种磁阻元件的重放磁头(reproducehead)(磁阻磁头)的磁灵敏度比常规的感应式磁头更强，已经广泛研究它在硬盘驱动器的复制头上的应用。这种磁阻磁头具有增强的磁灵敏度，能起到推动大面积录制极限(areal recording limits)的作用。因此，目前人们已加倍努力地开发具有高磁阻比的磁阻膜，高磁阻比与提高灵敏度有关。

已知，巨型磁阻元件(GMR元件)具有高磁阻比。这种GMR元件的一个例子是已知的旋阀膜(spin valve film)，该膜具有包括反铁磁性/铁磁性/非磁性导电的/铁磁性层的多层结构。一种已知的特殊的旋阀膜具有FeMn/NiFe/Co/Cu/Co/NiFe多层结构。在具有如此多层结构的旋阀膜中，FeMn反铁磁性层与形成于其上的NiFe层强烈地交换耦合，同时NiFe层与Co层铁磁性耦合。因此，铁磁性层中的一层就被反铁磁性层牵制住(pin)了。因而，当另一铁磁性层的磁化方向响应外部磁场的变化而变化时，会导致磁阻比的显著变化。因此，通过使用这种旋阀膜可以得到增强的磁灵敏度。

然而，常规的反铁磁性层所使用的FeMn易于被腐蚀，在经过抛光处理(一般使用水)后会产生腐蚀坑(微孔)。这会引起磁阻特性不希望的降低。

本发明的一个目的是提供一种磁阻膜，它可以解决上述通常的问题，并且具有巨大的磁阻和增强的耐腐蚀性。

本发明第一方面的磁阻膜具有多层结构，包括第一铁磁性层、第二铁磁性层、插入第一和第二铁磁性层之间的非磁性导电层以及与第一和第二铁磁性层中的一层相耦合(位于该层上)的反铁磁性层，该反铁磁性层包括反铁磁性的锑基合金。

该反铁磁性的锑基合金包括，例如CrSb、FeSb₂或(Mn_xCr_1-x)_YSb_100-Y(0≤X≤0.3，40≤Y≤60)。

本发明第二方面的磁阻膜具有多层结构，包括第一铁磁性层、第二铁磁性层、插入第一和第二铁磁性层之间的非磁性导电层以及与第一和第二铁磁性层中的一层相耦合的反铁磁性层，该反铁磁性层包括反铁磁性的氟化物。

该反铁磁性的氟化物包括，例如CoF₃和FeF₃。

本发明第三方面的磁阻膜具有多层结构，包括第一铁磁性层、第二铁磁性层、插入第一和第二铁磁性层之间的非磁性导电层以及与第一和第二铁磁性层中的一层相耦合的反铁磁性层，该反铁磁性层包括FeRh基合金。

该FeRh基合金例如Fe_xRh_100-x(40≤x≤60)。

另外，FeRh基合金可以含有至少一种选自Pt、Ir、Pd、Zr、Nb、Mo、Ru、Hf、Ta、W、Re和Os的金属元素。FeRh基合金中这些添加元素的含量最好不超过30原子百分数。

含有添加元素的FeRh基合金的例子包括Fe_x(Rh_1-yPt_y)_100-x(40≤X≤60，0＜y≤0.5)，Fe_x(Rh_1-yIr_y)_100-x(40≤X≤60，0＜y≤0.5)和Fe_x(Rh_1-yPd_y)_100-x(40≤X≤60，0＜y≤0.5)。

FeRh基合金的特别的例子是具有Fe₅₀Rh_50-xPd_x(x≤30)的组成。

Fe₅₀Rh_50-xPd_x合金组合物中x的值较好的在10-25的范围内，更好的在15-20的范围内。具有这种组成的合金具有高奈耳温度物，因此能增强磁阻膜的抗热性。

本发明第四方面的磁阻膜具有多层结构，包括第一铁磁性层、第二铁磁性层、插入第一和第二铁磁性层之间的非磁性导电层以及与第一和第二铁磁性层中的一层相耦合的反铁磁性层，该反铁磁性层包括FeS。