【事件の表示】
　特許第２９５７２３５号「磁性多層膜」の請求項１及び請求項２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第２９５７２３５号の請求項１、２に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　本件特許第２９５７２３５号の請求項１及び請求項２に係る発明についての出願は、平成２年６月１８日に特許出願され、平成１１年７月２３日にその設定登録がなされ、その後、末岡定より特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１２年８月２８日に訂正請求がなされたものである。
　
２．訂正の適否
２−１．訂正の内容
（１）請求項１の記載中「２層以上の磁性薄膜が」とあるのを「６層以上の磁性薄膜が」と訂正する。
（２）請求項１の記載中「磁性薄膜の厚さ及び非磁性薄膜の厚さがそれぞれ２００Å以下である」とあるのを「磁性薄膜の厚さ及び非磁性薄膜の厚さがそれぞれ２００Å以下および８０Å以下である」と訂正する。
（３）発明の詳細な説明の記載中、磁性薄膜の積層数および非磁性薄膜の厚さに関する記載を請求項１の訂正に整合させる。
　
２−２．訂正の目的の適否及び拡張・変更の存否
　上記訂正（１）及び（２）は、特許請求の範囲の減縮を目的とするものであり、上記訂正（３）は明りょうでない記載の釈明を目的とするものである。また、上記訂正はいずれも願書に最初に添付した明細書又は図面に記載された事項であり、かつ、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものではない。
　
２−３．「訂正の適否」のむすび
　以上のとおりであるから、上記訂正請求は、特許法等の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号。以下「平成６年改正法」という。）附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年改正法による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書、第２項及び第３項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
３．特許異議申立てについて
３−１．本件発明
  本件請求項１及び請求項２に係る発明（以下、「本件発明１」及び「本件発明２」という）は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１及び請求項２に記載された以下のとおりのものである。
「（１）磁気抵抗効果を有する磁性多層膜であって、
　基体上に、６層以上の磁性薄膜が非磁性薄膜を介して積層されており、
　隣り合う少なくとも一方の磁性薄膜の磁化容易軸の方位と異なる方位の磁化容易軸を有する磁性薄膜が存在し、
　磁性薄膜の厚さ及び非磁性薄膜の厚さがそれぞれ２００Å以下および８０Å以下である磁性多層膜。
（２）磁化容易軸の方位の相異なる２層の磁性薄膜の保磁力が相異なるものである請求項１に記載の磁性多層膜。」
　
３−２．申立ての理由の概要
　申立人は、本件発明１及び本件発明２は、甲第１号証ないし甲第３号証に記載された発明に基いて、当業者が容易に発明をすることができたものであるから、本件請求項１及び請求項２に係る特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してなされたものであり、特許法第１１３条第２号の規定により取り消されるべきである旨主張している。
　
３−３．申立人が提出した甲各号証
　申立人の提出した甲第１号証（特開平２−６１５７２号公報）には次の事項が記載されている。
・「薄膜と、磁気記憶したデータを読み取る付属電流接触子と、電圧接触子とを保有する磁場センサにおいて、
　中間層（Ｃ）によって分離している少なくとも二枚の強磁性薄膜（Ａ、Ｂ）は、外部磁場（Ｈｂ１、Ｈｂ２）の作用なし又はありの下で、両強磁性薄膜の磁化方向が一方向に反平行になるような作用をする材用から構成され、その場合、中間層（Ｃ）は電子の平均自由行程より小さい厚さを有し、強磁性薄膜との境界面でスピン方向に依存する電子散乱が生じる作用を及ぼす材料から構成されていることを特徴とする磁場センサ。」（特許請求の範囲第１項）
・「磁場センサの第１の実施例では、異なる保磁力Ｈｃを有する材料の複数の強磁性被膜が使用される。その場合、両方の被膜は非磁性の中間層によって連結している。これらの被膜の磁化が反平行に整列することは、この場合、例えば永久磁石で発生させることのできる外部磁場の一定の値に対して被膜の束の磁化曲線が通過するときに達成される。大きなＨｃを有する材料として、強磁性薄膜に対してＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉの硬質磁性合金が、また小さいＨｃを有する材料として、他の強磁性被膜に対して軟磁性連続金属合金、例えばパーマロイが配設してある。中間層の非磁性金属としては、例えばＶ、Ｒｕ、Ｃｒ又はＡｕを選ぶことができる。中間層の厚さは伝導電子の平均自由行路以下にする必要がある。最後に述べた磁場センサの作成様式では、１〜１０ｎｍの厚さの中間層が有利である。何故なら、これによって磁性薄膜が分離するからである。」（第３頁右上欄第２０行〜同頁左下欄第１７行）
　申立人の提出した甲第２号証（特開平２−１１６１８１号公報）には次の事項が記載されている。
・「基板１上にＣｏ−ＮｉまたはＮｉ−Ｆｅ等の磁性膜を１００〜１０００Å程度蒸着またはスパッタリング法等を用いて成膜し、パターン形成をドライエッチングまたはウエット法を用いて行い、第１磁性層２を形成する（ａ）。引出電極７は、ＡｌまたはＣｕ等の導電性材料を蒸着またはスパッタリング法等を用いて成膜し、パターンニングし、電極７を形成する（（ａ）、（ａ’））。次に、ＳｉＯ２等の絶縁層３を成膜する（（ｂ）、（ｂ’））。膜厚は、磁性層間が静磁結合できる範囲とし、１０００Å以下が望ましい。コンタクトホールＢを形成した後、導電材料で電極４を形成する（（ｂ）、（ｂ’））。最後に、第２磁性層５、引出電極８を前述と同様な行程で形成する（（ｃ）、（ｃ’））。上記のプロセスを繰り返すとｎ個のＭＲ素子が直列に形成される。」（第２頁右上欄第２０行〜同頁左下欄第１４行）
・「第７図（ａ）に示すようにＭＲ１、ＭＲ２素子の磁化Ｍ１、Ｍ２は各々磁化容易軸方向に互いに逆向きに平行の磁化状態となる。」（第３頁左上欄第１３〜１６行）
　申立人の提出した甲第３号証（特開昭６２−２３４２１８号公報）には次の事項が記載されている。
・「第３図に示すように磁性層（４）、（５）は矢印Ｍ１、Ｍ２で示すように夫々磁化容易軸方向に互いに反平行の磁化状態にあり磁壁が生じていない。」（第２頁右下欄第１６〜１９行）
・「第１２図および第１３図にヨーク型の場合の一例の平面図とそのＡ−Ａ線上の断面図を示す。・・・この例においては前方磁性層（８Ｆ）及び後方磁性層（８Ｂ）を各ＭＲ感磁部分（２Ａ１）（２Ａ２）・・（２Ａｎ）の前方端と後方端に差し渡って設ける。この構成において、ＭＲ感磁部（２）（（２Ａ１）（２Ａ２）・・（２Ａｎ））は、例えば磁性層（４）及び（５）を夫々厚さ３００ÅのＮｉＦｅ層により構成し、非磁性中間層（３）を厚さ５０ÅのＳｉＯ２層により構成する。」（第７頁右上欄第１５行〜同頁左下欄第６行）
　
３−４．対比・判断
　本件発明１と、甲第１号証ないし甲第３号証に記載された発明とを対比すると、甲第１号証ないし甲第３号証には、本件発明１における「隣り合う少なくとも一方の磁性薄膜の磁化容易軸の方位と異なる方位の磁化容易軸を有する磁性薄膜が存在」する点について記載がない。甲第１号証ないし甲第３号証における隣り合う磁性薄膜の磁化容易軸は、いずれも逆向き平行であり、本件特許明細書及び図面の記載からみて、本件発明１における「異なる方位」とは、逆向き平行を意味するものではないと認められる。そして、本件発明は、この構成と磁性薄膜が６層以上存在すること及び磁性薄膜の厚さ及び非磁性薄膜の厚さがそれぞれ２００Å以下および８０Å以下であることとによって、特許明細書記載の効果を奏するものと認められる。したがって、本件発明１が甲第１号証ないし甲第３号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであると認めることはできない。
　本件発明２は、本件発明１の構成を全て備えており、本件発明１と同様の理由により、甲第１号証ないし甲第３号証に記載された発明に基いて当業者が容易に発明をすることができたものであると認めることはできない。
　
４．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては本件請求項１及び請求項２に係る特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１及び請求項２に係る特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１２年９月１９日（２０００．９．１９）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
・特許第２９５７２３５号の明細書中特許請求の範囲の請求項１
「磁気抵抗効果を有する磁性多層膜であって、
　基体上に、２層以上の磁性薄膜が非磁性薄膜を介して積層されており、
　隣り合う少なくとも一方の磁性薄膜の磁化容易軸の方位と異なる方位の磁化容易軸を有する磁性薄膜が存在し、
　磁性薄膜の厚さ及び非磁性薄膜の厚さがそれぞれ２００Å以下である磁性多層膜。」とあるのを、特許範囲の減縮を目的として、
「磁気抵抗効果を有する磁性多層膜であって、
　基体上に、６層以上の磁性薄膜が非磁性薄膜を介して積層されており、
　隣り合う少なくとも一方の磁性薄膜の磁化容易軸の方位と異なる方位の磁化容易軸を有する磁性薄膜が存在し、
　磁性薄膜の厚さ及び非磁性薄膜の厚さがそれぞれ２００Å以下および８０Å以下である磁性多層膜。」と訂正する。
・発明の詳細な説明の記載中、磁性薄膜の積層数および非磁性薄膜の厚さに関する記載を明りょうでない記載の釈明を目的として請求項１の訂正に整合させる。
（５４）【発明の名称】
磁性多層膜
（５７）【特許請求の範囲】
（１）磁気抵抗効果を有する磁性多層膜であって、
　基体上に、
６
　隣り合う少なくとも一方の磁性薄膜の磁化容易軸の方位と異なる方位の磁化容易軸を有する磁性薄膜が存在し、
　磁性薄膜の厚さおよび非磁性薄膜の厚さがそれぞれ２００Å以下
および８０Å以下
（２）磁化容易軸の方位の相異なる２層の磁性薄膜の保磁力が相異なるものである請求項１に記載の磁性多層膜。
【発明の詳細な説明】
　　＜産業上の利用分野＞
　本発明は、磁気抵抗効果素子に好適な磁性多層膜に関する。
　　＜従来の技術＞
　金属の原子径オーダーの厚さの薄膜が周期的に積層された構成をもつ人工格子は、バルク状の金属とは異なった特性を示すために、近年注目されるようになってきた。
　このような人工格子の１種として、単結晶基体上に強磁性金属薄膜と反強磁性金属薄膜とを交互に積層した磁性多層膜があり、これまで、鉄−クロム型、ニッケル−クロム型および鉄−マンガン型（特開昭６０−１８９９０６号公報）等の磁性多層膜が知られている。
　また、鉄−クロム型については、極低温（４．２Ｋ）において４０％を超える磁気抵抗変化を示すという報告もある（フィジカル・レビュー・レターズ６１巻、２４７２ページ、１９８８年）。
　これらの磁性多層膜の主な用途は磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）であり、各種磁気センサ（ＭＲセンサ）や磁気ヘッド（ＭＲヘッド）などへの適用が可能である。
　ＭＲ素子は、磁場印加による磁性膜の電気抵抗変化を検出して磁界強度やその変化を測定するものであり、一般に、室温における磁気抵抗変化率が大きく、動作磁界強度が小さいことが要求される。
　ＭＲ素子の磁性膜としては、従来、異方性磁気抵抗効果を利用するＦｅ−Ｎｉ合金やＣｏ−Ｎｉ合金の単層磁性膜が用いられている。
　しかし、Ｆｅ−Ｎｉ合金やＣｏ−Ｎｉ合金の単層磁性膜では、動作磁界強度は小さいが磁気抵抗変化率が２〜３％と小さい。
　また、上記した鉄−クロム型磁性多層膜は、磁気抵抗変化率は大きいものの動作磁界強度が２０ｋＯｅ程度と極めて大きいため、ＭＲ素子としての実用化が困難である。
　　＜発明が解決しようとする課題＞
　本発明は、磁気抵抗変化率が大きく、しかも動作磁界強度を小さくできる磁性多層膜を提供することを目的とする。
　　＜課題を解決するための手段＞
　このような目的は、下記（１）、（２）の本発明により達成される。
（１）磁気抵抗効果を有する磁性多層膜であって、
　基体上に、
６
　隣り合う少なくとも一方の磁性薄膜の磁化容易軸の方位と異なる方位の磁化容易軸を有する磁性薄膜が存在し、
　磁性薄膜の厚さおよび非磁性薄膜の厚さがそれぞれ２００Å以下
および８０Å以下
（２）磁化容易軸の方位の相異なる２層の磁性薄膜の保磁力が相異なるものである請求項１に記載の磁性多層膜。
　　＜作用＞
　本発明の磁性多層膜は、基体上に、
６層以上
　このような構成により、極めて大きな磁気抵抗変化が得られる。
　本発明の磁性多層膜における磁気抵抗効果発現の作用を説明する。
　説明を簡単にするために、磁性薄膜Ｍ１、非磁性薄膜および磁性薄膜Ｍ２がこの順に積層されている積層体について考える。
　第１ａ図は、外部磁界が存在しない状態における磁性薄膜Ｍ１およびＭ２それぞれの磁化容易軸の方位を表わす模式図である。第１ａ図において、各磁性薄膜中に記された矢印は、各磁性薄膜中におけるスピンの向きを表わし、外部磁界が存在しない状態では、スピンの向きは磁化容易軸の方位と一致している。
　第１ｂ図および第１ｃ図は、Ｍ１およびＭ２に外部磁界を印加した状態を示しており、第１ｂ図における外部磁界Ｈ１の強度よりも第１ｃ図における外部磁界Ｈ２の強度の方が大きい。
　第１ｂ図および第１ｃ図中の矢印もスピンの向きをあらわす。
　第１ｂ図では、各磁性薄膜のスピンが外部磁界の影響により回転し、Ｍ１のスピンの向きとＭ２のスピンの向きとのなす角度が第１ａ図に比べ小さくなっている。
　また、第１ｃ図では、各磁性薄膜のスピンは、外部磁界の方向とほぼ平行になっており、Ｍ１のスピンの向きとＭ２のスピンの向きとはほぼ平行である。
　第１ａ図、第１ｂ図および第１ｃ図にそれぞれ示す状態において、積層体の電気抵抗には下記のような変化が生じている。
　第１ａ図の状態の積層体に電流を流すと、Ｍ１のスピンとＭ２のスピンとが平行でないため伝導電子がスピン散乱され、大きな電気抵抗を示す。
　第１ｂ図の状態では、Ｍ１のスピンの向きとＭ２のスピンと向きとが第１ａ図の状態に比べ平行に近づいているため、伝導電子のスピン散乱が減少し、電気抵抗は小さくなる。
　そして、第１ｃ図の状態では、Ｍ１のスピンの向きとＭ２のスピンと向きとがほぼ一致しているため、伝導電子は殆どスピン散乱されず、電気抵抗は極小となる。
　このような作用により、磁化容易軸の方位の相異なる２層の磁性薄膜の積層体において、磁界印加により電気抵抗が変わる磁気抵抗効果が発現する。
　この場合、積層体の抵抗は外部磁界強度が零のときが最大であり、外部磁界強度が増加するにつれて抵抗が減少する。外部磁界強度増加に対する抵抗減少の割合は、磁性薄膜の磁気異方性エネルギーおよび保磁力に依存し、磁気異方性エネルギーおよび保磁力が小さいほど磁性薄膜のスピンが回転し易いため小さな磁界強度で抵抗が減少する。
　従って、本発明の磁性多層膜は、動作磁界強度を極めて小さい範囲に設定することができ、また、外部磁界強度の微小な変化にも対応することができる。また、磁性薄膜の磁気異方性エネルギーや保磁力を適宜選択することにより、様々な特性の磁気抵抗効果を得ることができる。
　Ｍ１とＭ２との間に存在する非磁性薄膜は、Ｍ１とＭ２とに直接はたらく交換相互作用を調節する役割を果たし、本発明において必須のものである。
　非磁性薄膜が存在しないと磁性薄膜同士が接して存在することになるので、交換相互作用によりあたかも１種類の磁性薄膜のような振る舞いを示し、外部磁界を印加しない状態でも第１ｃ図のように両磁性薄膜のスピンの向きが一致してしまい、上記したような磁気抵抗効果は発現しない。
　なお、非磁性薄膜を設けても、通常、Ｍ１とＭ２との間には交換相互作用が残存し、その強さは非磁性薄膜の厚さに依存して変わるため、磁気抵抗効果を非磁性薄膜の厚さによって調整することもできる。
　以上の説明は非磁性薄膜を介して隣接する一対の磁性薄膜についてのものであるが、３層以上の磁性薄膜が積層されていて隣り合う磁性薄膜の磁化容易軸の方位が相異なっている場合、これらの磁性薄膜のペアの全てにおいて上記したような磁気抵抗効果が生じるので、磁気抵抗変化率の増強効果が得られる。
　また、以上の説明では磁性薄膜として磁化容易軸の方位の異なる２種類だけを用いているが、磁化容易軸の方位の相互に異なる３種以上の磁性薄膜を用いれば、より様々な抵抗変化特性を得ることができる。
　また、上記したような作用による磁気抵抗効果に、各磁性薄膜そのものに生じる異方性磁気抵抗効果が加わるため、磁性薄膜を構成する材料に依存してさらに大きな磁気抵抗変化率が得られることもある。
　本発明の磁性多層膜では、各磁性薄膜の磁化容易軸の方位、磁気異方性エネルギー、保磁力、磁性薄膜の積層数、非磁性薄膜の厚さ等の各種条件を選択することにより、磁気抵抗変化率や動作磁界強度等の磁気抵抗効果特性を種々のものとできるので、設計の自由度が極めて高い。
　なお、本発明では、磁性薄膜Ｍ１およびＭ２それぞれの磁化容易軸の方位を相異なるものとすれば磁気抵抗効果は発現するため、両磁性薄膜の組成および厚さは同一であってよい。
　磁性薄膜および非磁性薄膜は２００Å以下
および８０Å以下
　３元系以上の蒸着装置は極めて複雑かつ大型化するため高価であり、また、３元系以上の蒸着では、それぞれの薄膜の膜厚を正確に検出することが困難である。
　本発明では、両磁性薄膜の組成および厚さを同一とできるので、上記した磁気抵抗効果を有する磁性多層膜が、容易、正確かつ低コストにて製造できる。また、製造条件が安定するため、歩留りが向上する。
　なお、本発明では、隣り合う両磁性薄膜の組成および／または厚さを相異なるものとすることもでき、この場合、さらに設計の自由度が増す。
　　＜具体的構成＞
　以下、本発明の具体的構成を詳細に説明する。
　本発明の磁性多層膜は、基体上に、２層以上の磁性薄膜が非磁性薄膜を介して積層されて構成される。
　第２図は、本発明の好適実施例である磁性多層膜１の断面図である。
　第２図において、磁性多層膜１は、基体２上に、磁性薄膜Ｍ１、Ｍ２、…、Ｍｎ−１、Ｍｎを有し、隣接する２層の磁性薄膜の間に、非磁性薄膜Ｎ１、Ｎ２、…、Ｎｎ−２、Ｎｎ−１を有する。
　基体２の材質に特に制限はなく、例えば、酸化マグネシウム、ガラス、けい素単結晶、ガリウム−ヒ素単結晶など、通常の人工格子に用いられる基体材質から適宜選択すればよい。
　また、基体２の寸法にも特に制限はなく、適用される素子に応じて適宜選定すればよい。
　基体２の磁性薄膜が形成される側の表面には、必要に応じて下地膜が形成されていてもよい。
　下地膜としては、例えば、厚さ２００Å程度のＡｕ薄膜が好ましく、また、このＡｕ薄膜を真空槽中で１５０℃程度にて１時間程度熱処理すると表面が原子オーダーで平滑となり、人工格子の下地膜としての効果が高くなる。
　本発明では、隣り合う少なくとも一方の磁性薄膜の磁化容易軸の方位と異なる方位の磁化容易軸を有する磁性薄膜が存在する。すなわち、隣り合う２層の磁性薄膜のペアのうち、磁化容易軸の方位の相異なるペアが存在する。
　なお、本発明では、非磁性薄膜を介して隣接する磁性薄膜のペアの全てについてこのような関係が成り立つことが好ましい。
　磁化容易軸の方位の相異なる磁性薄膜を積層するためには、後述するような蒸着法による磁性薄膜形成を、磁界中で行なえばよい。
　本発明では、隣り合う磁性薄膜の磁化容易軸の方位のなす角度が２０度以上、特に３０度以上であることが好ましい。この角度が２０度未満であると、磁気抵抗変化率が低くなる。
　この場合、磁性薄膜の磁化容易軸の方位とは、外部磁界が存在しないときの磁性薄膜のスピンの向きである。
　また、両磁性薄膜の磁化容易軸の方位のなす角度の上限は１８０度であり、この角度において両磁性薄膜のスピンは反平行となり、抵抗は最大となる。
　ただし、外部磁界の強度が一方の磁性薄膜の保磁力を超えると、外部磁界の印加方向によっては一方の磁性薄膜だけスピンの向きが反転することがある。一方の磁性薄膜のスピンの向きが反転すると、それぞれの磁性薄膜のスピンが互いになす角度は、当初の角度の補角となってしまう。
　従って、安定した磁気抵抗効果を得るためには、外部磁界の強度およびその印加方向と、各磁性薄膜の保磁力およびその磁化容易軸の方位との関係を考慮して設計を行なうことが好ましい。
　なお、磁性薄膜の磁化容易軸の方位は、磁性薄膜の面内方向であってもよく厚さ方向であってもよい。
　本発明において、各磁性薄膜の磁気異方性エネルギーの程度に特に制限はない。すなわち、異方性エネルギーが低ければ低磁界強度でスピンの向きが変化し始め、しかも磁界強度変化に対するスピン変化が大きくなるので、動作磁界強度が低く、しかも鋭敏な磁気抵抗効果が得られる。
　また、逆に異方性エネルギーが高ければ動作磁界強度を高くすることができ、また、動作範囲を広くすることができる。
　なお、磁気異方性エネルギーは、通常、１０〜１０８ｅｒｇ／ｃｍ３程度とすればよい。
　磁性多層膜中に磁化容易軸の方位の相異なる磁性薄膜のペアが複数存在する場合、各ペアにおける磁化容易軸の方位のなす角度や異方性エネルギー等は同一であっても異なっていてもよく、目的とする磁気抵抗変化率や動作磁界強度の範囲等に応じて様々な設計が可能である。
　なお、磁化容易軸の方位および磁気異方性エネルギーは、トルクメータにより測定することができる。測定は、円板状の基体上に磁性多層膜形成時と同条件で磁性薄膜を形成した測定用サンプルに対し行なえばよい。このときの磁性薄膜の厚さは２０Å以上であれば十分である。
　磁性薄膜Ｍ１、Ｍ２、…、Ｍｎ−１、Ｍｎは、磁性体から構成される。
　磁性薄膜に用いる磁性体に特に制限はないが、例えば、強磁性体、反強磁性体、フェリ磁性体および常磁性体から選択でき、具体的には、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｄｙ、Ｅｒ、Ｎｄ、Ｔｂ、Ｔｍ、Ｃｅ等が好ましい。
　また、これらの元素を含む合金や化合物も好ましく用いることができる。合金や化合物としては、例えば、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｇｄ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ（センダスト等）、Ｆｅ−Ｙ、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｃｒ−Ｓｂ、Ｃｏ基アモルファス合金、Ｃｏ−Ｐｔ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｃ、Ｍｎ−Ｓｂ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｃｏ−Ｏ、Ｎ　ｉ−Ｏ、Ｆｅ−Ｏ、Ｎｉ−Ｆ等が好ましい。
　本発明では、これらの磁性体から１種を選択して、磁化容易軸の方位の異なる磁性薄膜を形成すればよいが、２種以上の磁性体を用いてもよい。
　また、隣り合う磁性薄膜の保磁力を相異なるものとしてもよい。保磁力を相異なるものとするためには、組成および／または厚さを異なるものとすればよい。
　この場合、磁化容易軸の方位の違いによる磁気抵抗効果に加え、保磁力の違いに起因する磁気抵抗効果があらわれる。
　隣り合う磁性薄膜の保磁力が相異なると、下記の作用により磁気抵抗効果が発現する。
　低保磁力の磁性薄膜の保磁力をＨｃ１とし、高保磁力の磁性薄膜の保磁力をＨｃ２として説明する。
　まず、両磁性薄膜の磁化方向が平行となるように外部磁界を印加し、次いで外部磁界の方向を反転させその強度を増加させていくと、外部磁界強度がＨｃ１付近となったときに低保磁力の磁性薄膜のスピンが先に反転するため、Ｈｃ１とＨｃ２との間付近で伝導電子のスピン散乱が大きくなり、電気抵抗が大きくなる。このような磁気抵抗効果も両磁性薄膜のスピンの相違を利用するので、交換相互作用を調整するための非磁性薄膜の存在が必須である。
　なお、本発明では、磁化容易軸の方位の相異なる磁性薄膜のペアにおいて両磁性薄膜の保磁力を相異なるものとしてもよいが、磁化容易軸の方位が同じかあるいは磁気的に等方性の磁性薄膜のペアを少なくとも１つ磁性多層膜中に設け、このようなペアにおいて保磁力を違えてもよい。
　磁性薄膜の厚さは２００Å以下、好ましくは１００Å以下とする。厚さが前記範囲を超えても本発明の効果に向上はみられず、また、均一な厚さで良質な磁性薄膜を形成するためには後述するような方法により比較的遅い速度で成膜するので、生産性が低くなる。
　なお、磁性薄膜の厚さの下限は特にないが、厚さを４Å以上とすれば、膜厚を均一に保つことが容易となり、膜質も良好となる。また、磁化量が小さくなりすぎることもなくなる。
　各磁性薄膜の保磁力は、適用される素子における外部磁界強度や要求される磁気抵抗効果特性等に応じて例えば０．００１Ｏｅ〜１０ｋＯｅ程度の範囲から目的に応じて適宜設定すればよく、特に制限はない。
　なお、磁性多層膜中に存在する磁性薄膜の保磁力は直接測定することができないため、通常、下記のようにして測定する。
　測定すべき磁性薄膜を、磁性薄膜の合計厚さが２００〜４００Å程度になるまで非磁性薄膜と交互に蒸着して測定用サンプルを作製し、これについて保磁力を測定する。この際、磁性薄膜の厚さ、非磁性薄膜の厚さおよび非磁性薄膜の組成は、磁性多層膜中におけるものと同じとする。また、測定時の磁界印加方向は、その磁性薄膜形成時に印加された磁界の方向と同じとする。
　非磁性薄膜は、その両側に存在する磁性薄膜同士の相互作用を緩和ないし調整するために設けられる。
　非磁性薄膜は非磁性体から構成される。
　用いる非磁性体に特に制限はなく、各種金属ないし半金属非磁性体や非金属非磁性体から適宜選定すればよい。
　金属非磁性体としては、Ａｌ、Ｍｇ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｈｆ、Ｓｂ、Ｚｒ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔやこれらの合金等が好ましく、半金属非磁性体としては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｃ、Ｂ等が好ましく、非金属非磁性体としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯ、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＯ、ＭｇＯ、ＴｉＮ等の金属ないし半金属の化合物が好ましい。
　また、用いる非磁性体の電気抵抗率ρは、４．０μΩ・ｃｍ以上、特に１２．０μΩ・ｃｍ以上であることが好ましい。この場合の電気抵抗率は、バルク状態におけるものであり、また、２０℃にて測定されたものである。
　このような電気抵抗率を有する非磁性体から非磁性薄膜を構成すれば、磁性薄膜中を通る電子の割合が増加し、その結果、散乱される電子の割合が増加して大きな抵抗変化率が得られる。
　非磁性薄膜の厚さは、
８０Å以下
　また、非磁性薄膜の厚さは、４Å以上とすることが好ましく、より好ましくは８Å以上、さらに好ましくは１２Å以上とする。厚さが前記範囲未満であると隣り合う磁性薄膜間の交換相互作用が強くなり、十分な磁気抵抗変化率が得られなくなる。
　なお、磁性多層膜中において、非磁性薄膜の厚さは全て同じである必要はない。非磁性薄膜の厚さを２種以上とすることにより、さらに様々な設計が可能となる。
　磁性薄膜や非磁性薄膜の厚さは透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡、オージェ電子分光分析等により測定することができ、また、その結晶構造等はＸ線回折や高速反射電子線回折等により確認することができる。
　本発明の磁性多層膜において、磁性薄膜の数ｎに特に制限はなく、目的とする磁気抵抗変化率等に応じて適宜選定すればよいが、十分な磁気抵抗変化率を得るためには、
ｎを６以上とする
　なお、最上層の磁性薄膜の表面には、窒化けい素や酸化けい素等の酸化防止膜が設けられてもよく、電極引き出しのための金属導電層が設けられてもよい。
　また、第２図では最上層および最下層は磁性薄膜となっているが、最上層や最下層を非磁性薄膜としてもよい。
　本発明の磁性多層膜の製造方法に特に制限はなく、蒸着法やスパッタ法等の各種気相成膜法から選択することができるが、前記した程度の厚さの薄膜が均一な厚さで得られ、しかも良質な膜が得られることから、分子線エピタクシー（ＭＢＥ）法を用いることが好ましい。
　ＭＢＥ法は、超高真空蒸着法の１種であり、超高真空中で蒸着源から蒸発した分子を基体表面に付着させて薄膜を成長させる方法である。
　具体的には、シャッタの開閉により蒸着源を選択し、膜厚計で測定しながら磁性薄膜と非磁性薄膜とを交互に蒸着する。
　そして、本発明では、磁性薄膜蒸着の際に磁界を印加し、磁気異方性を付与する。磁界印加手段に制限はなく、電磁石等の通常の手段を用いればよい。
　具体的には、基体ホルダーに保持された基体表面と平行に磁界を印加しながら磁性薄膜を形成し、各磁性薄膜の形成が終了するごとに基体ホルダーを所定の角度回転し、次の磁性薄膜を形成する。また、このように基体を回転する方法の他、コイル等の磁界印加手段を２個以上成膜装置内に設置し、各磁性薄膜形成ごとに用いる磁界印加手段を変更する方法を用いてもよい。
　このように、本発明では磁性薄膜形成時に磁界印加方向を変えるだけで磁気抵抗効果を有する多層膜が得られるので、蒸着時に磁性薄膜の組成や厚さを変更する必要がない。従って、構成の簡単な小型の蒸着装置を用いることができ、また、蒸着時の各種制御も極めて容易である。
　本発明の磁性多層膜製造には通常のＭＢＥ法を用いればよく、成膜条件に特に制限はないが、通常、１０−１１〜１０−９Ｔｏｒｒ程度の到達圧力とし、蒸着中の圧力１０−１０〜１０−８Ｔｏｒｒ程度にて、成膜速度０．２〜１．０Å／ｓｅｃ程度で成膜することが好ましい。
　また、薄膜の結晶構造を整えるために、必要に応じ、成膜時に基体を加熱してもよい。加熱温度は、各薄膜間での拡散を防ぐため８００℃以下とすることが好ましい。
　本発明の磁性多層膜は、ＭＲセンサやＭＲヘッドなどの各種ＭＲ素子に好ましく適用される。
　なお、通常、使用する際にバイアス磁界は印加しなくてよいが、必要に応じて印加してもよい。
　　＜実施例＞
　以下、具体的実施例を挙げ、本発明をさらに詳細に説明する。
［実施例１］
　マグネシア単結晶基体上に磁性薄膜と非磁性薄膜とを交互に蒸着し、磁性多層膜サンプルを作製した。
　磁性薄膜と非磁性薄膜とからなる多層膜の構成を、下記表１に示す。
　なお、表１において、例えば
　　［Ｆｅ（３０）−Ｚｎ（２０）−Ｃｏ（３０）−Ｚｎ（２０）］１０
と表示されている場合、３０Å厚のＦｅ薄膜、２０Å厚のＺｎ薄膜、３０Å厚のＣｏ薄膜および２０ÅのＺｎ薄膜を順次蒸着する工程を、１０回繰り返したことを意味する。各薄膜の厚さは、透過型電子顕微鏡により測定した。
　蒸着は、到達圧力１０−９〜１０−１０Ｔｏｒｒの真空槽内において、ＭＢＥ法により行なった。
　成膜速度は約０．５Å／ｓｅｃとし、基体を３０ｒｐｍで回転させながら蒸着を行なった。
　蒸着の際の基体温度は２００℃とした。
　磁性薄膜の蒸着に際しては、１００〜９００Ｏｅの磁界を基体の面内方向に印加して磁性薄膜に磁気異方性を付与した。磁界印加方向は２方向とし、基体側から奇数番目の磁性薄膜形成の際は全て同じ方向に磁界を印加し、また、偶数番目の磁性薄膜形成の際の磁界印加方向も統一した。なお、印加磁界強度は、両方向で同一とした。
　奇数番目の磁性薄膜の磁化容易軸の方位と偶数番目の磁性薄膜の磁化容易軸の方位とのなす角度を、表１に示す。
　また、これらの磁性薄膜の磁気異方性エネルギーを表１に示す。
　なお、各磁性薄膜の磁化容易軸の方位が磁界印加方向に一致していることは、トルクメータにより確認した。また、磁気異方性エネルギーも、トルクメータにより測定した。これらの測定は、円板状の基体上に磁性薄膜を厚さ２００Åに形成した測定用サンプルについて行なった。
　また、各サンプルに用いた磁性薄膜の保磁力を表１に示す。なお、各サンプル中における磁性薄膜の保磁力は直接測定することができないため、下記のようにして測定した。
　測定すべき磁性薄膜とそのサンプルに用いた非磁性薄膜とを、磁性薄膜の合計厚さが４００Åになるまで交互に蒸着して測定用サンプルを作製し、これについて保磁力を測定した。なお、磁性薄膜および非磁性薄膜の厚さは、そのサンプル中における厚さと同じとした。
　保磁力は、Ｂ−Ｈループトレーサーと振動型磁力計により測定した。測定の際の磁界印加方向は、磁化容易軸方向とした。
　さらに、表１に示されるサンプルを０．３ｍｍ×１．０ｍｍの短冊状とし、外部磁界を最大−７〜＋７Ｏｅまで変化させたときの抵抗を４端子法により測定し、磁気抵抗変化率ΔＲ／Ｒを求めた。
　抵抗変化率ΔＲ／Ｒは、最大抵抗値をＲｍａｘ、最小抵抗値をＲｍｉｎとし、
として計算した。
　結果を表１に示す。
　なお、抵抗測定に際しての外部磁界の印加方向は、奇数番目の磁性薄膜の磁化容易軸の方位と偶数番目の磁性薄膜の磁化容易軸の方位との中間方向とした。
　上記表１に示される結果から、本発明の効果が明らかである。
　すなわち、本発明の磁性多層膜では、隣り合う磁性薄膜の磁化容易軸の方位を違えることにより磁気抵抗効果を発現させることができ、また、極めて小さな磁界強度で動作させることができる。
　なお、基体として、ガラス、ガリウム−ヒ素単結晶、シリコン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウムまたはフェライトを用いた場合でも、上記各サンプルと同等の効果が認められた。
　　　＜発明の効果＞
　本発明の磁性多層膜は、磁気抵抗変化率が大きく、しかも動作磁界強度を小さく設定できるため、ＭＲ素子に好適である。
　また、動作磁界強度を比較的自由に設定できるなど、設計の自由度が高いため、ＭＲセンサやＭＲヘッドなど種々の用途に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
　第１ａ図、第１ｂ図および第１ｃ図は、それぞれ本発明の作用を説明する模式図である。
　第２図は、本発明の磁性多層膜の一部省略断面図である。
　符号の説明
　１…磁性多層膜
　２…基体
　Ｍ１、Ｍ２、…、Ｍｎ−１、Ｍｎ…磁性薄膜
　Ｎ１、Ｎ２、…、Ｎｎ−２、Ｎｎ−１…非磁性薄膜