JP2002359412A - 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型磁気センサ、磁気抵抗効果型磁気ヘッド、および磁気メモリ - Google Patents
磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型磁気センサ、磁気抵抗効果型磁気ヘッド、および磁気メモリInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型磁気セン
サ、磁気抵抗効果型磁気ヘッド、および磁気メモリにお
いて、磁気抵抗変化量を高める。 【解決手段】 少なくとも、外部磁界に応じて磁化回転
する自由層４と、固定層２と、この固定層の磁化を固定
する反強磁性層１と、自由層４と固定層２との間に介在
される非磁性層３とが積層された積層構造部１０を有
し、この積層構造部１０に対し、そのほぼ積層方向をセ
ンス電流の通電方向とする構成とし、その積層構造部
に、センス電流の通路を横切る高抵抗層Ｒが配置された
構成として、素子抵抗の増加を図り、磁気抵抗変化量を
高める。
サ、磁気抵抗効果型磁気ヘッド、および磁気メモリにお
いて、磁気抵抗変化量を高める。 【解決手段】 少なくとも、外部磁界に応じて磁化回転
する自由層４と、固定層２と、この固定層の磁化を固定
する反強磁性層１と、自由層４と固定層２との間に介在
される非磁性層３とが積層された積層構造部１０を有
し、この積層構造部１０に対し、そのほぼ積層方向をセ
ンス電流の通電方向とする構成とし、その積層構造部
に、センス電流の通路を横切る高抵抗層Ｒが配置された
構成として、素子抵抗の増加を図り、磁気抵抗変化量を
高める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に、いわゆるス
ピンバルブ構成による巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）
による磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型磁気センサ、
磁気抵抗効果型磁気ヘッド、および磁気メモリに係わ
る。
ピンバルブ構成による巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）
による磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型磁気センサ、
磁気抵抗効果型磁気ヘッド、および磁気メモリに係わ
る。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗効果素子による磁気センサや、
これを感磁部とする磁気ヘッドは、大きな線形密度で、
例えば磁気記録媒体からの記録信号磁界を読み取る変換
器として、広く一般に用いられている。従来の通常一般
の磁気抵抗効果素子は、その抵抗が、素子の磁化方向と
素子中を流れるセンス電流の通電方向とのなす角度の余
弦の２乗に比例して変化する異方性磁気抵抗効果を利用
するものである。
これを感磁部とする磁気ヘッドは、大きな線形密度で、
例えば磁気記録媒体からの記録信号磁界を読み取る変換
器として、広く一般に用いられている。従来の通常一般
の磁気抵抗効果素子は、その抵抗が、素子の磁化方向と
素子中を流れるセンス電流の通電方向とのなす角度の余
弦の２乗に比例して変化する異方性磁気抵抗効果を利用
するものである。
【０００３】これに対し、最近では、センス電流の流れ
ている素子の抵抗変化が、非磁性層を介する磁性層間で
の伝導電子のスピン依存性と異層界面でのスピン依存性
散乱により発生する、ＧＭＲ効果、なかんずくスピンバ
ルブ効果による磁気抵抗効果を用いた磁気抵抗効果素子
が用いられる方向にある。このスピンバルブ効果による
磁気抵抗効果を用いた磁気抵抗効果素子（以下ＳＶ型Ｇ
ＭＲ素子とういう）は、異方性磁気抵抗効果におけるよ
りも抵抗変化が大きく、感度の高い磁気センサ、磁気ヘ
ッドを構成することができる。
ている素子の抵抗変化が、非磁性層を介する磁性層間で
の伝導電子のスピン依存性と異層界面でのスピン依存性
散乱により発生する、ＧＭＲ効果、なかんずくスピンバ
ルブ効果による磁気抵抗効果を用いた磁気抵抗効果素子
が用いられる方向にある。このスピンバルブ効果による
磁気抵抗効果を用いた磁気抵抗効果素子（以下ＳＶ型Ｇ
ＭＲ素子とういう）は、異方性磁気抵抗効果におけるよ
りも抵抗変化が大きく、感度の高い磁気センサ、磁気ヘ
ッドを構成することができる。
【０００４】ところで、磁気記録媒体における記録密度
が、５０Ｇｂ／ｉｎｃｈ2 程度までの記録密度において
は、センス電流を薄膜面内方向とするいわゆるＣＩＰ
（Current In-Plane) 構成を採ることができるが、更に
高記録密度化されて、例えば１００Ｇｂ／ｉｎｃｈ2 が
要求されてくると、トラック幅が０．１μｍ程度が要求
され、この場合、ＣＩＰ構成では、現在の素子作製にお
けるパターニング技術として最新のドライプロセスを利
用しても、このような素子の形成に限界があること、ま
た、ＣＩＰ構成では、低抵抗化の必要性から電流通路の
断面積を大きくする必要があって、狭小なトラック幅と
することに限界がある。
が、５０Ｇｂ／ｉｎｃｈ2 程度までの記録密度において
は、センス電流を薄膜面内方向とするいわゆるＣＩＰ
（Current In-Plane) 構成を採ることができるが、更に
高記録密度化されて、例えば１００Ｇｂ／ｉｎｃｈ2 が
要求されてくると、トラック幅が０．１μｍ程度が要求
され、この場合、ＣＩＰ構成では、現在の素子作製にお
けるパターニング技術として最新のドライプロセスを利
用しても、このような素子の形成に限界があること、ま
た、ＣＩＰ構成では、低抵抗化の必要性から電流通路の
断面積を大きくする必要があって、狭小なトラック幅と
することに限界がある。
【０００５】これに対してＳＶ型ＧＭＲ素子において、
その膜面に対して垂直方向にセンス電流を通ずるＣＰＰ
（Current Perpendicular to Plane：面垂直通電) 構成
によるＧＭＲ素子の提案がなされている。ＣＰＰ型のＭ
Ｒ素子としては、トンネル電流を利用したＴＭＲ素子が
検討され、最近ではスピンバルブ素子あるいは多層膜型
素子についての検討がなされている（例えば特表平１１
−５０９９５６号，特開２０００−２２８００４号，特
開２０００−２２８００４，第２４回日本応用磁気学会
講演概要集２０００，ｐ．４２７）。
その膜面に対して垂直方向にセンス電流を通ずるＣＰＰ
（Current Perpendicular to Plane：面垂直通電) 構成
によるＧＭＲ素子の提案がなされている。ＣＰＰ型のＭ
Ｒ素子としては、トンネル電流を利用したＴＭＲ素子が
検討され、最近ではスピンバルブ素子あるいは多層膜型
素子についての検討がなされている（例えば特表平１１
−５０９９５６号，特開２０００−２２８００４号，特
開２０００−２２８００４，第２４回日本応用磁気学会
講演概要集２０００，ｐ．４２７）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したようにＣＰＰ
構成のＭＲ素子は、膜面に垂直方向にセンス電流の通電
を行うものであることから、従来の膜面に沿う方向を通
電方向とするＣＩＰ構成のスピンバルブの膜構成への適
用では充分な感度が得られない。これは、ＣＩＰにおい
ては、そのセンス電流が、主としてスピンバルブ型の膜
構成における電気伝導層や、その界面に平行に流れるこ
とによって、その際に起こるスピン依存散乱による抵抗
変化を利用しているのに対して、ＣＰＰ構成とするとき
は、膜面に垂直方向を通電方向とすることからこの効果
が有効に働かないことに因る。
構成のＭＲ素子は、膜面に垂直方向にセンス電流の通電
を行うものであることから、従来の膜面に沿う方向を通
電方向とするＣＩＰ構成のスピンバルブの膜構成への適
用では充分な感度が得られない。これは、ＣＩＰにおい
ては、そのセンス電流が、主としてスピンバルブ型の膜
構成における電気伝導層や、その界面に平行に流れるこ
とによって、その際に起こるスピン依存散乱による抵抗
変化を利用しているのに対して、ＣＰＰ構成とするとき
は、膜面に垂直方向を通電方向とすることからこの効果
が有効に働かないことに因る。
【０００７】これに対してスピンバルブ構成における自
由層を厚くすると、抵抗変化が改善されるという報告が
ある（上記日本応用磁気学会講演概要集参照）。しかし
ながら、伝導電子がスピンを保存できる距離には限界が
あることから、自由層を厚くすることによる改善を充分
に図ることができない。更に、磁気ヘッドとしての感度
を上げるには、自由層の飽和磁化Ｍｓと膜厚ｔの積、Ｍ
ｓ×ｔの値を小さくする必要があることから、自由層の
膜厚を大きくすることのみでは、現状では本質的な解決
策となっていない。
由層を厚くすると、抵抗変化が改善されるという報告が
ある（上記日本応用磁気学会講演概要集参照）。しかし
ながら、伝導電子がスピンを保存できる距離には限界が
あることから、自由層を厚くすることによる改善を充分
に図ることができない。更に、磁気ヘッドとしての感度
を上げるには、自由層の飽和磁化Ｍｓと膜厚ｔの積、Ｍ
ｓ×ｔの値を小さくする必要があることから、自由層の
膜厚を大きくすることのみでは、現状では本質的な解決
策となっていない。
【０００８】本発明は、ＣＰＰ構成において、素子抵抗
の増加を図って感度の高い磁気抵抗効果素子を提供する
ものであり、これによって、例えば長時間の動画処理へ
の適用に対する高記録密度化、記録，再生ビットの微小
化、したがってこの微小領域からの信号の読み出しを高
感度に行うことができる磁気抵抗効果型磁気センサ、磁
気抵抗効果型磁気ヘッド、更に磁気メモリ（ＭＲＡＭ：
Magnetical Random Access Memory)用電磁変換素子すな
わちメモリ素子を提供するに至った。
の増加を図って感度の高い磁気抵抗効果素子を提供する
ものであり、これによって、例えば長時間の動画処理へ
の適用に対する高記録密度化、記録，再生ビットの微小
化、したがってこの微小領域からの信号の読み出しを高
感度に行うことができる磁気抵抗効果型磁気センサ、磁
気抵抗効果型磁気ヘッド、更に磁気メモリ（ＭＲＡＭ：
Magnetical Random Access Memory)用電磁変換素子すな
わちメモリ素子を提供するに至った。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による磁気抵抗効
果素子は、少なくとも、外部磁界に応じて磁化回転する
自由層と、固定層と、この固定層の磁化を固定する反強
磁性層と、自由層と固定層との間に介在される非磁性層
とが積層された積層構造部を有し、この積層構造部に対
し、そのほぼ積層方向をセンス電流の通電方向とするＣ
ＰＰ型のいわゆるスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子
（ＳＶ型ＧＭＲ素子）による。そして、特に、その積層
構造部に、上述したＣＰＰによるセンス電流の通路を横
切る高抵抗層が配置された構成とする。
果素子は、少なくとも、外部磁界に応じて磁化回転する
自由層と、固定層と、この固定層の磁化を固定する反強
磁性層と、自由層と固定層との間に介在される非磁性層
とが積層された積層構造部を有し、この積層構造部に対
し、そのほぼ積層方向をセンス電流の通電方向とするＣ
ＰＰ型のいわゆるスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子
（ＳＶ型ＧＭＲ素子）による。そして、特に、その積層
構造部に、上述したＣＰＰによるセンス電流の通路を横
切る高抵抗層が配置された構成とする。
【００１０】この抵抗層の配置位置は、具体的には上述
した積層構造部の各構成膜間の界面以外、すなわち積層
構造部の積層方向の両主面、あるいは、自由層、固定
層、反強磁性層内にこれら層面に沿って通電通路の全域
に渡って配置する。
した積層構造部の各構成膜間の界面以外、すなわち積層
構造部の積層方向の両主面、あるいは、自由層、固定
層、反強磁性層内にこれら層面に沿って通電通路の全域
に渡って配置する。
【００１１】また、本発明による磁気抵抗効果型磁気セ
ンサは、上述した本発明による磁気抵抗効果素子を具備
する構成とするものである。
ンサは、上述した本発明による磁気抵抗効果素子を具備
する構成とするものである。
【００１２】また、本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドは、その感磁部として上述した本発明による磁気抵
抗効果素子を具備する構成を有するものである。
ッドは、その感磁部として上述した本発明による磁気抵
抗効果素子を具備する構成を有するものである。
【００１３】更に、本発明による磁気メモリは、ビット
線と、ワード線と、これらビット線とワード線の交差点
に対応して配置されたメモリ素子とを有し、そのメモリ
素子が、上述した本発明による磁気抵抗効果素子を具備
する構成とするものである。
線と、ワード線と、これらビット線とワード線の交差点
に対応して配置されたメモリ素子とを有し、そのメモリ
素子が、上述した本発明による磁気抵抗効果素子を具備
する構成とするものである。
【００１４】本発明によるＣＰＰ型のＳＶ型ＧＭＲは、
抵抗変化率を保持しつつ、ＣＰＰ型構成において、素子
抵抗を十分高めたことができ、抵抗変化量の向上、感度
の向上が図られたものである。
抵抗変化率を保持しつつ、ＣＰＰ型構成において、素子
抵抗を十分高めたことができ、抵抗変化量の向上、感度
の向上が図られたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】先ず、本発明による磁気抵抗効果
素子について説明する。この磁気抵抗効果素子は、前述
したように、ＣＰＰ型のＳＶ型ＧＭＲであり、少なくと
も、外部磁界に応じて磁化回転する自由層と、固定層
と、この固定層の磁化を固定する反強磁性層と、自由層
と固定層との間に介在される非磁性層とが積層された積
層構造部において、センス電流の通電通路を全面的に横
切って高抵抗層が配置された構成とするものである。ま
た、自由層に磁気的に結合してフラックスガイド層が配
置される構造とするときは、その内部または／およびこ
のフラックスガイド層の自由層とは反対側の面に、セン
ス電流の通電通路を全面的に横切って高抵抗層が配置す
ることができる。
素子について説明する。この磁気抵抗効果素子は、前述
したように、ＣＰＰ型のＳＶ型ＧＭＲであり、少なくと
も、外部磁界に応じて磁化回転する自由層と、固定層
と、この固定層の磁化を固定する反強磁性層と、自由層
と固定層との間に介在される非磁性層とが積層された積
層構造部において、センス電流の通電通路を全面的に横
切って高抵抗層が配置された構成とするものである。ま
た、自由層に磁気的に結合してフラックスガイド層が配
置される構造とするときは、その内部または／およびこ
のフラックスガイド層の自由層とは反対側の面に、セン
ス電流の通電通路を全面的に横切って高抵抗層が配置す
ることができる。
【００１６】この高抵抗層の配置層数は、１層以上例え
ば複数層配置することができるが、高抵抗層の総和が大
きくなり過ぎると、動作時に発熱によって例えば磁気抵
抗効果型磁気ヘッドへの適用に問題が生じることから、
使用態様、目的に応じて選定される。ＣＰＰ型ＧＭＲ素
子の素子抵抗としては、７００ｍΩ・μｍ2 以下が望ま
しい。
ば複数層配置することができるが、高抵抗層の総和が大
きくなり過ぎると、動作時に発熱によって例えば磁気抵
抗効果型磁気ヘッドへの適用に問題が生じることから、
使用態様、目的に応じて選定される。ＣＰＰ型ＧＭＲ素
子の素子抵抗としては、７００ｍΩ・μｍ2 以下が望ま
しい。
【００１７】この本発明によるＳＶ型ＧＭＲ素子の実施
形態例を、先ず、図１〜図４で示す実施形態について説
明する。これら図１〜図４において各Ａ図は、本発明実
施形態の対象となるＳＶ型ＧＭＲの基本的構成を示す図
で、各Ｂ図は、この構成において、高抵抗層Ｒの配置可
能位置を模式的に示したものである。したがって、各Ｂ
図において、全高抵抗層Ｒの配置を必要とするものでは
なく、いずれか１層以上を配置するものとする。
形態例を、先ず、図１〜図４で示す実施形態について説
明する。これら図１〜図４において各Ａ図は、本発明実
施形態の対象となるＳＶ型ＧＭＲの基本的構成を示す図
で、各Ｂ図は、この構成において、高抵抗層Ｒの配置可
能位置を模式的に示したものである。したがって、各Ｂ
図において、全高抵抗層Ｒの配置を必要とするものでは
なく、いずれか１層以上を配置するものとする。
【００１８】図１Ａは、いわゆるボトム型構成による場
合を例示したものであり、この場合、第１の電極３１上
に、それぞれ導電性を有する反強磁性層１、固定層２、
非磁性層３、自由層４との積層構造部１０が形成され、
自由層４上に第２の電極３２が配置された構成を有する
ＳＶ型ＧＭＲ素子を示す。本発明においては、例えばこ
の構成によるＳＶ型ＧＭＲ素子において、図１Ｂで示す
ように、この積層構造部１０の両主面、すなわち図１Ｂ
において反強磁性層１の下面と、自由層４の上面とに、
高抵抗層Ｒ01およびＲ02を配置することができる。ま
た、各反強磁性層１、固定層２、自由層４内に、層面の
全域に沿って高抵抗層Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ4 を配置すること
ができる。
合を例示したものであり、この場合、第１の電極３１上
に、それぞれ導電性を有する反強磁性層１、固定層２、
非磁性層３、自由層４との積層構造部１０が形成され、
自由層４上に第２の電極３２が配置された構成を有する
ＳＶ型ＧＭＲ素子を示す。本発明においては、例えばこ
の構成によるＳＶ型ＧＭＲ素子において、図１Ｂで示す
ように、この積層構造部１０の両主面、すなわち図１Ｂ
において反強磁性層１の下面と、自由層４の上面とに、
高抵抗層Ｒ01およびＲ02を配置することができる。ま
た、各反強磁性層１、固定層２、自由層４内に、層面の
全域に沿って高抵抗層Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ4 を配置すること
ができる。
【００１９】また、図２に示す実施形態においては、図
２Ａに示すように、図１における固定層２が、２層の強
磁性層２１および２２が、非磁性介在層２３を介して積
層された積層フェリ磁性層構造、いわゆるシンセティッ
ク構成とした場合で、この場合は、図２Ｂに示すよう
に、強磁性層２１および２２内に、高抵抗層Ｒ21, Ｒ22
を配置することができる。
２Ａに示すように、図１における固定層２が、２層の強
磁性層２１および２２が、非磁性介在層２３を介して積
層された積層フェリ磁性層構造、いわゆるシンセティッ
ク構成とした場合で、この場合は、図２Ｂに示すよう
に、強磁性層２１および２２内に、高抵抗層Ｒ21, Ｒ22
を配置することができる。
【００２０】図３に示す実施形態においては、図３Ａに
示すように、自由層４を共通とする第１の反強磁性層１
ａ、第１の固定層２ａ、第１の非磁性層３ａによるいわ
ゆるボトム型ＳＶ型ＧＭＲによる第１の積層構造部１０
ａと、この第１の積層構造部の自由層４を共通としてこ
の上に、第２の非磁性層３ｂ、第２の固定層２ｂ、第２
の反強磁性層１ｂが積層されたいわゆるトップ型ＳＶ型
ＧＭＲによる第２の積層構造部１０ｂとが積層されたい
わゆるデュアル型構成とした場合である。この場合にお
いても、図３Ｂに示すように、積層構造部１０ａおよび
１０ｂの、第１および第２の反強磁性層１ａおよび１ｂ
の各固定層２ａおよび２ｂとの界面とは反対側の下面お
よび上面に高抵抗層Ｒ01およびＲ02を配置することがで
きると共に、各第１および第２の反強磁性層１ａおよび
１ｂに高抵抗層Ｒ1aおよびＲ1b、第１および第２の固定
層２ａおよび２ｂに高抵抗層Ｒ2aおよびＲ2bを配置する
ことができる。
示すように、自由層４を共通とする第１の反強磁性層１
ａ、第１の固定層２ａ、第１の非磁性層３ａによるいわ
ゆるボトム型ＳＶ型ＧＭＲによる第１の積層構造部１０
ａと、この第１の積層構造部の自由層４を共通としてこ
の上に、第２の非磁性層３ｂ、第２の固定層２ｂ、第２
の反強磁性層１ｂが積層されたいわゆるトップ型ＳＶ型
ＧＭＲによる第２の積層構造部１０ｂとが積層されたい
わゆるデュアル型構成とした場合である。この場合にお
いても、図３Ｂに示すように、積層構造部１０ａおよび
１０ｂの、第１および第２の反強磁性層１ａおよび１ｂ
の各固定層２ａおよび２ｂとの界面とは反対側の下面お
よび上面に高抵抗層Ｒ01およびＲ02を配置することがで
きると共に、各第１および第２の反強磁性層１ａおよび
１ｂに高抵抗層Ｒ1aおよびＲ1b、第１および第２の固定
層２ａおよび２ｂに高抵抗層Ｒ2aおよびＲ2bを配置する
ことができる。
【００２１】また、図４に示す実施形態においては、図
３で示したデュアル型構成において、その第１および第
２の固定層２ａおよび２ｂを、それぞれ２層の強磁性層
２１ａ，２２ａ、および２１ｂ，２２ｂが、非磁性介在
層２３ａおよび２３ｂを介して積層されたシンセティッ
ク構成とした場合で、この場合は、図４Ｂに示すよう
に、固定層２ａおよび２ｂの各強磁性層２１ａ，２２ａ
および２１ｂ、２２ｂ内に高抵抗層Ｒ21a ，Ｒ21b およ
びＲ21b およびＲ22b を配置することができる。
３で示したデュアル型構成において、その第１および第
２の固定層２ａおよび２ｂを、それぞれ２層の強磁性層
２１ａ，２２ａ、および２１ｂ，２２ｂが、非磁性介在
層２３ａおよび２３ｂを介して積層されたシンセティッ
ク構成とした場合で、この場合は、図４Ｂに示すよう
に、固定層２ａおよび２ｂの各強磁性層２１ａ，２２ａ
および２１ｂ、２２ｂ内に高抵抗層Ｒ21a ，Ｒ21b およ
びＲ21b およびＲ22b を配置することができる。
【００２２】上述した各例において、第１および第２の
電極３１および３２間に、センス電流の通電を行ってＣ
ＰＰ構成とするものである。尚、図２〜図４において、
図１と対応する部分には、同一符号を付して重複説明を
省略する。また、図４において、図３と対応する部分に
は、同一符号を付して重複説明を省略する。
電極３１および３２間に、センス電流の通電を行ってＣ
ＰＰ構成とするものである。尚、図２〜図４において、
図１と対応する部分には、同一符号を付して重複説明を
省略する。また、図４において、図３と対応する部分に
は、同一符号を付して重複説明を省略する。
【００２３】更に、本発明ＳＶ型ＧＭＲ素子、あるいは
これを感磁部として用いた磁気抵抗効果型磁気センサ、
磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、導電性のフラック
スガイド層を有するフラックスガイド構造とすることが
できる。この場合の実施形態を、図５〜図８に例示す
る。
これを感磁部として用いた磁気抵抗効果型磁気センサ、
磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、導電性のフラック
スガイド層を有するフラックスガイド構造とすることが
できる。この場合の実施形態を、図５〜図８に例示す
る。
【００２４】このフラックスガイド構造においては、自
由層にフラックスガイド層８１を磁気的に結合させ、こ
のフラックスガイド層８１の前方端を、検出磁界が導入
される前方面８０、すなわち例えば磁気抵抗効果型磁気
ヘッドにおいて、磁気記録媒体との対接面、あるいは例
えば浮上型磁気ヘッドにおいてはそのＡＢＳ（Air Bear
ing Surface)となる前方面に臨ませる構成とする。
由層にフラックスガイド層８１を磁気的に結合させ、こ
のフラックスガイド層８１の前方端を、検出磁界が導入
される前方面８０、すなわち例えば磁気抵抗効果型磁気
ヘッドにおいて、磁気記録媒体との対接面、あるいは例
えば浮上型磁気ヘッドにおいてはそのＡＢＳ（Air Bear
ing Surface)となる前方面に臨ませる構成とする。
【００２５】このフラックスガイド構造によれば、磁気
抵抗効果素子本体の積層構造部１０，１０ａ，１０ｂ
を、前方面８０から後退させた位置に配置して、フラッ
クスガイド層８１によって検出磁界を自由層に導入させ
る構成とすることから、磁気抵抗効果素子本体が、例え
ば磁気記録媒体との接触による摩耗、あるいは摩擦熱に
よって、寿命の低下や、ノイズの発生を回避できるもの
である。
抵抗効果素子本体の積層構造部１０，１０ａ，１０ｂ
を、前方面８０から後退させた位置に配置して、フラッ
クスガイド層８１によって検出磁界を自由層に導入させ
る構成とすることから、磁気抵抗効果素子本体が、例え
ば磁気記録媒体との接触による摩耗、あるいは摩擦熱に
よって、寿命の低下や、ノイズの発生を回避できるもの
である。
【００２６】図５に示した例では、相対向する第１およ
び第２の磁気シールド兼電極４１および４２間に、図１
Ｂで説明したＳＶ型ＧＭＲ素子本体の積層構造部１０
を、前方面８０より奥行き方向に後退させて配置し、こ
の積層構造部１０の自由層４の少なくとも一部上例えば
全面上に跨がって、フラックスガイド層８１が形成さ
れ、その前方端を前方面８０に臨ましめて検出信号磁界
を、このフラックスガイド層８１を通じて自由層４に導
入させる構成とした場合である。
び第２の磁気シールド兼電極４１および４２間に、図１
Ｂで説明したＳＶ型ＧＭＲ素子本体の積層構造部１０
を、前方面８０より奥行き方向に後退させて配置し、こ
の積層構造部１０の自由層４の少なくとも一部上例えば
全面上に跨がって、フラックスガイド層８１が形成さ
れ、その前方端を前方面８０に臨ましめて検出信号磁界
を、このフラックスガイド層８１を通じて自由層４に導
入させる構成とした場合である。
【００２７】この場合においては、図１Ｂと同様の構造
に、フラックスガイド層８１中に、または／およびフラ
ックスガイド層８１の自由層４とは反対側の面に、高抵
抗層Ｒf ，Ｒf0をセンス電流の実質的通電路を全面的に
横切って配置することができる。そして、この場合、積
層構造部１０にセンス電流の通電がなされるように、フ
ラックスガイド層８１と第２の磁気シールド兼電極４２
との間に積層構造部１０上に対応する部分に第２の電極
３２を限定的に介在させる。第１および第２の磁気シー
ルド兼電極４１および４２間の他部には、Ａｌ2 Ｏ 3 、
ＳｉＯ2 等の絶縁材５２が充填される。図５において、
図１Ｂと対応する部分には同一符号を付して重複説明を
省略する。
に、フラックスガイド層８１中に、または／およびフラ
ックスガイド層８１の自由層４とは反対側の面に、高抵
抗層Ｒf ，Ｒf0をセンス電流の実質的通電路を全面的に
横切って配置することができる。そして、この場合、積
層構造部１０にセンス電流の通電がなされるように、フ
ラックスガイド層８１と第２の磁気シールド兼電極４２
との間に積層構造部１０上に対応する部分に第２の電極
３２を限定的に介在させる。第１および第２の磁気シー
ルド兼電極４１および４２間の他部には、Ａｌ2 Ｏ 3 、
ＳｉＯ2 等の絶縁材５２が充填される。図５において、
図１Ｂと対応する部分には同一符号を付して重複説明を
省略する。
【００２８】また、図６に示した例では、相対向する第
１および第２の磁気シールド兼電極４１および４２間
に、図２Ｂで説明したシンセティック構造の積層構造部
１０を、前方面８０より奥行き方向に後退させて配置
し、この積層構造部１０の自由層４の少なくとも一部上
例えば全面上に跨がって、フラックスガイド層８１が形
成され、その前方端を前方面８０に臨ましめて検出信号
磁界を、このフラックスガイド層８１を通じて自由層４
に導入させる構成とした場合である。図６において図２
Ｂおよび図５と対応する部分には同一符号を付して重複
説明を省略する。
１および第２の磁気シールド兼電極４１および４２間
に、図２Ｂで説明したシンセティック構造の積層構造部
１０を、前方面８０より奥行き方向に後退させて配置
し、この積層構造部１０の自由層４の少なくとも一部上
例えば全面上に跨がって、フラックスガイド層８１が形
成され、その前方端を前方面８０に臨ましめて検出信号
磁界を、このフラックスガイド層８１を通じて自由層４
に導入させる構成とした場合である。図６において図２
Ｂおよび図５と対応する部分には同一符号を付して重複
説明を省略する。
【００２９】また、図７に示した例では、相対向する第
１および第２の磁気シールド兼電極４１および４２間
に、図３Ｂで説明した積層構造部１０ａおよび１０ｂ構
成によるデュアル型構成とした場合であるが、この場合
においては各積層構造部１０ａおよび１０ｂにそれぞれ
第１および第２の自由層４ａおよび４ｂが設けられた構
造とされ、両者間にフラックスガイド層８１を配置した
構造とした場合である。
１および第２の磁気シールド兼電極４１および４２間
に、図３Ｂで説明した積層構造部１０ａおよび１０ｂ構
成によるデュアル型構成とした場合であるが、この場合
においては各積層構造部１０ａおよび１０ｂにそれぞれ
第１および第２の自由層４ａおよび４ｂが設けられた構
造とされ、両者間にフラックスガイド層８１を配置した
構造とした場合である。
【００３０】この場合、自由層４ａおよび４ｂの、第１
および第２の非磁性層３ａおよび３ｂとの界面とは反対
側のフラックスガイド層８１側にセンス電流の通電路を
全面的に横切って高抵抗層ＲfaおよびＲfbを設けること
ができる。また、この場合においても、フラックスガイ
ド層８１内にセンス電流の通電路を全面的に横切って高
抵抗層Ｒf を設けることができる。図７において図３Ｂ
および図６と対応する部分には同一符号を付して重複説
明を省略する。
および第２の非磁性層３ａおよび３ｂとの界面とは反対
側のフラックスガイド層８１側にセンス電流の通電路を
全面的に横切って高抵抗層ＲfaおよびＲfbを設けること
ができる。また、この場合においても、フラックスガイ
ド層８１内にセンス電流の通電路を全面的に横切って高
抵抗層Ｒf を設けることができる。図７において図３Ｂ
および図６と対応する部分には同一符号を付して重複説
明を省略する。
【００３１】また、図８に示した例では、相対向する第
１および第２の磁気シールド兼電極４１および４２間
に、図４Ｂで説明したシンセティック構造の積層構造部
１０ａおよび１０ｂ構成によるデュアル型構成とした場
合である。図８において図４Ｂおよび図７と対応する部
分には同一符号を付して重複説明を省略する。
１および第２の磁気シールド兼電極４１および４２間
に、図４Ｂで説明したシンセティック構造の積層構造部
１０ａおよび１０ｂ構成によるデュアル型構成とした場
合である。図８において図４Ｂおよび図７と対応する部
分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３２】そして、図９に模式図を示すように、例え
ば上述した図１〜図４による各積層構造部１０、１０
ａ、１０ｂを有するＧＭＲ素子２０に対して、その自由
層に、検出磁界が与えられない状態（以下無磁界状態と
いう）で検出磁界方向と交叉する方向の磁化状態を設定
するための安定化バイアスを与えるための例えば着磁の
なされる硬磁性層５０を、ＧＭＲ素子２０を挟んでその
両側に配置する。尚、例えば図５〜図８で説明したフラ
ックスガイド構造においては，ＧＭＲ素子とこれに結合
されたフラックスガイド層とを含んでその両側に同様の
例えば硬磁性層５０が配置される。
ば上述した図１〜図４による各積層構造部１０、１０
ａ、１０ｂを有するＧＭＲ素子２０に対して、その自由
層に、検出磁界が与えられない状態（以下無磁界状態と
いう）で検出磁界方向と交叉する方向の磁化状態を設定
するための安定化バイアスを与えるための例えば着磁の
なされる硬磁性層５０を、ＧＭＲ素子２０を挟んでその
両側に配置する。尚、例えば図５〜図８で説明したフラ
ックスガイド構造においては，ＧＭＲ素子とこれに結合
されたフラックスガイド層とを含んでその両側に同様の
例えば硬磁性層５０が配置される。
【００３３】また、固定層２、２ａ、２ｂとこれと強磁
***換結合する反強磁性層１、１ａ、１ｂの磁化の向き
は、上述した自由層４、４ａ、４ｂにおける無磁界状態
での磁化の向きと交叉する方向に設定される。そして、
積層構造部に対して、センス電流Ｉｓおよびバイアス磁
界と垂直方向に検出磁界が印加され、この検出外部磁界
による抵抗変化をセンス電流によって電気的出力として
取り出す。
***換結合する反強磁性層１、１ａ、１ｂの磁化の向き
は、上述した自由層４、４ａ、４ｂにおける無磁界状態
での磁化の向きと交叉する方向に設定される。そして、
積層構造部に対して、センス電流Ｉｓおよびバイアス磁
界と垂直方向に検出磁界が印加され、この検出外部磁界
による抵抗変化をセンス電流によって電気的出力として
取り出す。
【００３４】上述した各ＳＶ型ＧＭＲにおける反強磁性
層１，１ａ，１ｂは、ＰｔＭｎ，ＮｉＭｎ，ＰｄＰｔＭ
ｎ，Ｉｒ−Ｍｎ，Ｒｈ−Ｍｎ，Ｆｅ−Ｍｎ，Ｎｉ酸化
物，Ｃｏ酸化物，Ｆｅ酸化物等によって構成することが
できる。
層１，１ａ，１ｂは、ＰｔＭｎ，ＮｉＭｎ，ＰｄＰｔＭ
ｎ，Ｉｒ−Ｍｎ，Ｒｈ−Ｍｎ，Ｆｅ−Ｍｎ，Ｎｉ酸化
物，Ｃｏ酸化物，Ｆｅ酸化物等によって構成することが
できる。
【００３５】また、固定層２の強磁性層は、例えばＣ
ｏ，Ｆｅ，Ｎｉやこれら２以上の合金による強磁性層、
もしくは異なる組成の組み合わせ例えばＦｅとＣｒの各
強磁性層によることができる。
ｏ，Ｆｅ，Ｎｉやこれら２以上の合金による強磁性層、
もしくは異なる組成の組み合わせ例えばＦｅとＣｒの各
強磁性層によることができる。
【００３６】自由層４，４ａ，４ｂは、例えばＣｏＦｅ
膜、ＮｉＦｅ膜、ＣｏＦｅＢ膜、あるいはこれらの積層
膜例えばＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ、またはＣｏＦｅ／ＮｉＦ
ｅ／ＣｏＦｅ構成とすることによってより大きなＭＲ比
と軟磁気特性を実現することができる。
膜、ＮｉＦｅ膜、ＣｏＦｅＢ膜、あるいはこれらの積層
膜例えばＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ、またはＣｏＦｅ／ＮｉＦ
ｅ／ＣｏＦｅ構成とすることによってより大きなＭＲ比
と軟磁気特性を実現することができる。
【００３７】また、非磁性層３、３ａ、３ｂ、積層フェ
リ磁性層構造とする非磁性介在層２３、２３ａ、２３ｂ
等の非磁性層は、例えばＣｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔや、Ｃ
ｕ−Ｎｉ，Ｃｕ−Ａｇ，Ｒｕ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｉｒによっ
て構成することができる。
リ磁性層構造とする非磁性介在層２３、２３ａ、２３ｂ
等の非磁性層は、例えばＣｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔや、Ｃ
ｕ−Ｎｉ，Ｃｕ−Ａｇ，Ｒｕ，Ｃｒ，Ｒｈ，Ｉｒによっ
て構成することができる。
【００３８】フラックスガイド層８１は、軟磁性の例え
ばＣｏＦｅ膜、ＮｉＦｅ膜、ＣｏＦｅＢ膜、あるいはこ
れらの積層膜例えばＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ、またはＣｏＦ
ｅ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ、あるいはＣｏ−Ａｌ−Ｏ、ま
たはＦｅ−Ａｌ−Ｏなどの高透磁率グラニュラー材料に
よって構成することができる。
ばＣｏＦｅ膜、ＮｉＦｅ膜、ＣｏＦｅＢ膜、あるいはこ
れらの積層膜例えばＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ、またはＣｏＦ
ｅ／ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ、あるいはＣｏ−Ａｌ−Ｏ、ま
たはＦｅ−Ａｌ−Ｏなどの高透磁率グラニュラー材料に
よって構成することができる。
【００３９】本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘッド
は、例えば図１０に斜視図を示すように、アルチック
（ＡｌＴｉＣ）等による基板５１上に、磁気シールド兼
電極層４２が形成され、この上に、図９で説明したよう
に、ＧＭＲ素子２０とその両側に、安定化バイアス印加
用の硬磁性層５０が配置され、この上に磁気シールド兼
電極層４２が配置される。そして、両磁気シールド兼電
極４１および４２間には、例えばＡｌ2 Ｏ3 等の絶縁層
５２が充填されて成る。この構成において、両磁気シー
ルド兼電極層４１および４２間に、センス電流Ｉｓを通
電する。すなわちＧＭＲ素子２０の積層構造部の積層方
向に沿ってセンス電流Ｉｓを通電する。
は、例えば図１０に斜視図を示すように、アルチック
（ＡｌＴｉＣ）等による基板５１上に、磁気シールド兼
電極層４２が形成され、この上に、図９で説明したよう
に、ＧＭＲ素子２０とその両側に、安定化バイアス印加
用の硬磁性層５０が配置され、この上に磁気シールド兼
電極層４２が配置される。そして、両磁気シールド兼電
極４１および４２間には、例えばＡｌ2 Ｏ3 等の絶縁層
５２が充填されて成る。この構成において、両磁気シー
ルド兼電極層４１および４２間に、センス電流Ｉｓを通
電する。すなわちＧＭＲ素子２０の積層構造部の積層方
向に沿ってセンス電流Ｉｓを通電する。
【００４０】図１０の例では、その感磁部すなわちＧＭ
Ｒ素子２０が磁気記録媒体との対接ないしは対向面とな
る前方面８０、例えば浮上型磁気ヘッドにおいてはその
ＡＢＳに臨んで配置形成した場合である。
Ｒ素子２０が磁気記録媒体との対接ないしは対向面とな
る前方面８０、例えば浮上型磁気ヘッドにおいてはその
ＡＢＳに臨んで配置形成した場合である。
【００４１】図１１に示す例においては、前述しフラッ
クスガイド構造とした場合で、ＧＭＲ素子２０を、前方
面８０から奥行き方向に後退した位置に配置し、このＧ
ＭＲ素子２０の前方に磁気的に結合する磁束ガイド層を
配置し、その前方端面を、前方面８０に臨んで配置する
構成として、磁気記録媒体からの記録情報による磁束導
入層を配置したいわゆるフラックスガイド構造とした場
合である。
クスガイド構造とした場合で、ＧＭＲ素子２０を、前方
面８０から奥行き方向に後退した位置に配置し、このＧ
ＭＲ素子２０の前方に磁気的に結合する磁束ガイド層を
配置し、その前方端面を、前方面８０に臨んで配置する
構成として、磁気記録媒体からの記録情報による磁束導
入層を配置したいわゆるフラックスガイド構造とした場
合である。
【００４２】また、図１０および図１１においては、磁
気シールド兼電極２３および２４を用いた構成を示した
が、電極と磁気シールド層とを別構成にして重ね合わせ
た構成とすることもできる。
気シールド兼電極２３および２４を用いた構成を示した
が、電極と磁気シールド層とを別構成にして重ね合わせ
た構成とすることもできる。
【００４３】また、この磁気ヘッドは再生磁気ヘッドで
あることから磁気記録再生ヘッドを構成する場合には、
図１０および図１１の第２の磁気シールド兼電極４２上
に、例えば従来周知の磁気誘導型の薄膜記録ヘッドを積
層形成して記録再生ヘッドを構成することができる。
あることから磁気記録再生ヘッドを構成する場合には、
図１０および図１１の第２の磁気シールド兼電極４２上
に、例えば従来周知の磁気誘導型の薄膜記録ヘッドを積
層形成して記録再生ヘッドを構成することができる。
【００４４】図１２は、本発明のＣＰＰ型のＳＶ型ＧＭ
Ｒ素子を用いて構成した本発明による磁気メモリの６０
の一実施形態の一例の概略構成を示す斜視図であり、図
１３は、その回路構成を示す。この磁気メモリ６０は、
ワード線（ＷＬ）６１とビット線（ＢＬ）６２の交差点
に対応してメモリセルが配置され、このメモリセルが多
数マトリクス状に配置されて構成される。メモリセル
は、ＣＰＰ型ＧＭＲ素子６３と非晶質シリコン膜から成
るダイオード６４とを有する。これらＣＰＰ型ＧＭＲ素
子６３およびダイオード６４は直列に配置され、ＣＰＰ
型ＧＭＲ素子６３がワード線６１に接続され、ダイオー
ド６４がビット線６２に接続されている。ダイオード６
４により規制されて、ＣＰＰ型ＧＭＲ素子６３を流れる
電流Ｉｓがワード線６１からビット線６２に向かうよう
に流れる。
Ｒ素子を用いて構成した本発明による磁気メモリの６０
の一実施形態の一例の概略構成を示す斜視図であり、図
１３は、その回路構成を示す。この磁気メモリ６０は、
ワード線（ＷＬ）６１とビット線（ＢＬ）６２の交差点
に対応してメモリセルが配置され、このメモリセルが多
数マトリクス状に配置されて構成される。メモリセル
は、ＣＰＰ型ＧＭＲ素子６３と非晶質シリコン膜から成
るダイオード６４とを有する。これらＣＰＰ型ＧＭＲ素
子６３およびダイオード６４は直列に配置され、ＣＰＰ
型ＧＭＲ素子６３がワード線６１に接続され、ダイオー
ド６４がビット線６２に接続されている。ダイオード６
４により規制されて、ＣＰＰ型ＧＭＲ素子６３を流れる
電流Ｉｓがワード線６１からビット線６２に向かうよう
に流れる。
【００４５】この構成により、ワード線６１を流れる電
流ＩW による電流磁場とビット線６２を流れる電流ＩB
による電流磁場との合成磁場により、ＣＰＰ型ＧＭＲ素
子６３の磁化自由層の磁化の向きを反転させて、この磁
化の向きを１または０という情報として記録することが
できる。
流ＩW による電流磁場とビット線６２を流れる電流ＩB
による電流磁場との合成磁場により、ＣＰＰ型ＧＭＲ素
子６３の磁化自由層の磁化の向きを反転させて、この磁
化の向きを１または０という情報として記録することが
できる。
【００４６】一方、記録された情報の読み出しは、巨大
磁気抵抗効果を利用してＣＰＰ型ＧＭＲ素子６３を流れ
るセンス電流ＩS の大きさから磁化自由層の磁化の向き
即ち情報の内容を読み取るようにする。選択されたメモ
リセルにはワード線６１とビット線６２の両方の電流磁
場が印加されることにより磁化自由層の磁化の向きが反
転するが、選択されないメモリセルにはワード線６１あ
るいはビット線６２のいずれか一方の電流磁場が印加さ
れるだけで磁化の向きが反転するには至らない。これに
より、選択されたメモリセルにのみ記録を行うことがで
きる。
磁気抵抗効果を利用してＣＰＰ型ＧＭＲ素子６３を流れ
るセンス電流ＩS の大きさから磁化自由層の磁化の向き
即ち情報の内容を読み取るようにする。選択されたメモ
リセルにはワード線６１とビット線６２の両方の電流磁
場が印加されることにより磁化自由層の磁化の向きが反
転するが、選択されないメモリセルにはワード線６１あ
るいはビット線６２のいずれか一方の電流磁場が印加さ
れるだけで磁化の向きが反転するには至らない。これに
より、選択されたメモリセルにのみ記録を行うことがで
きる。
【００４７】次に、本発明によるＳＶ型ＧＭＲ素子の実
施例を挙げて説明する。 〔実施例１〕この実施例においては、図２Ａで示したシ
ンセティック構成によるＳＶ型ＧＭＲ素子を基本構成と
し、その第１の電極３１上に、厚さ５ｎｍのＴａによる
下地層（図示せず）を形成し、この上に積層構造部１０
を形成し、更に、この上に同様に厚さ５ｎｍのＴａによ
る保護層（図示せず）を配置した構成で、その膜構成
は、Ｔａ５／ＰｔＭｎ２０／ＣｏＦｅ２／Ｒｕ０．９／
ＣｏＦｅ２／Ｃｕ３／ＣｏＮｉＦｅ６／Ｔａ５（この表
記方法は、各層の構成材料の積層状態を示し、記号／は
各層の界面を示す。また、各数値は各層の厚さ（ｎｍ）
を表示したものであり、以下同様の表記方法をとる。）
とした（下記表１の試料１）。
施例を挙げて説明する。 〔実施例１〕この実施例においては、図２Ａで示したシ
ンセティック構成によるＳＶ型ＧＭＲ素子を基本構成と
し、その第１の電極３１上に、厚さ５ｎｍのＴａによる
下地層（図示せず）を形成し、この上に積層構造部１０
を形成し、更に、この上に同様に厚さ５ｎｍのＴａによ
る保護層（図示せず）を配置した構成で、その膜構成
は、Ｔａ５／ＰｔＭｎ２０／ＣｏＦｅ２／Ｒｕ０．９／
ＣｏＦｅ２／Ｃｕ３／ＣｏＮｉＦｅ６／Ｔａ５（この表
記方法は、各層の構成材料の積層状態を示し、記号／は
各層の界面を示す。また、各数値は各層の厚さ（ｎｍ）
を表示したものであり、以下同様の表記方法をとる。）
とした（下記表１の試料１）。
【００４８】そして、この基本構成において、自由層４
上にのみ、高抵抗層Ｒを配置した場合、すなわち図２Ｂ
で示した高抵抗層Ｒ02のみを配置した場合で、この高抵
抗層Ｒ02を厚さ１ｎｍのＣｏ72Ｆｅ8 Ｂ20（添字は重量
％）によって構成した。すなわち、この例では、それぞ
れ厚さ３００ｎｍのＣｕによる第１および第２電極３１
および３２間に、Ｔａ５／ＰｔＭｎ２０／ＣｏＦｅ２／
Ｒｕ０．９／ＣｏＦｅ２／Ｃｕ３／ＣｏＮｉＦｅ６／Ｃ
ｏＦｅＢ１／Ｔａ５の積層構造（下記表１の試料２）と
した場合である。
上にのみ、高抵抗層Ｒを配置した場合、すなわち図２Ｂ
で示した高抵抗層Ｒ02のみを配置した場合で、この高抵
抗層Ｒ02を厚さ１ｎｍのＣｏ72Ｆｅ8 Ｂ20（添字は重量
％）によって構成した。すなわち、この例では、それぞ
れ厚さ３００ｎｍのＣｕによる第１および第２電極３１
および３２間に、Ｔａ５／ＰｔＭｎ２０／ＣｏＦｅ２／
Ｒｕ０．９／ＣｏＦｅ２／Ｃｕ３／ＣｏＮｉＦｅ６／Ｃ
ｏＦｅＢ１／Ｔａ５の積層構造（下記表１の試料２）と
した場合である。
【００４９】この構成による積層構造部１０を、１０ｋ
Ｏｅの磁場中で、２７０℃で４時間のアニールを施し
た。この積層構造部の両面に、厚さ３００ｎｍの電極層
を成膜した。そして、このＧＭＲ素子を、０．１μｍ×
０．１μｍサイズにパターニングした。
Ｏｅの磁場中で、２７０℃で４時間のアニールを施し
た。この積層構造部の両面に、厚さ３００ｎｍの電極層
を成膜した。そして、このＧＭＲ素子を、０．１μｍ×
０．１μｍサイズにパターニングした。
【００５０】〔実施例２〜７〕これら実施例２〜７にお
いては、実施例１における構成と同様の構成によるの、
その高抵抗層Ｒ02の構成を、厚さ１ｎｍのＣｏＦｅＣ
（下記表１の試料３）、厚さ２ｎｍのＣｏＦｅＯ（下記
表１の試料４）、厚さ１ｎｍのＴａ−Ｏ（下記表１の試
料５）、厚さ２ｎｍのＴａ−Ｏとし、自由層４を厚さ６
ｎｍのＣｏＦｅとし（下記表１の試料６）、高抵抗層Ｒ
02を厚さ２ｎｍのＮｉ−Ｏ（下記表１の試料７）、厚さ
２ｎｍのＦｅ−Ｏ（下記表２の試料８）とした。
いては、実施例１における構成と同様の構成によるの、
その高抵抗層Ｒ02の構成を、厚さ１ｎｍのＣｏＦｅＣ
（下記表１の試料３）、厚さ２ｎｍのＣｏＦｅＯ（下記
表１の試料４）、厚さ１ｎｍのＴａ−Ｏ（下記表１の試
料５）、厚さ２ｎｍのＴａ−Ｏとし、自由層４を厚さ６
ｎｍのＣｏＦｅとし（下記表１の試料６）、高抵抗層Ｒ
02を厚さ２ｎｍのＮｉ−Ｏ（下記表１の試料７）、厚さ
２ｎｍのＦｅ−Ｏ（下記表２の試料８）とした。
【００５１】〔実施例８〜１１〕これら実施例８〜１１
においては、上述した図２の構造による試料１の構成に
おいて、そのシンセティック構成による固定層２の強磁
性層２１の中央の図２Ｂにおける高抵抗層Ｒ22のみを設
けて、この高抵抗層Ｒ22を、それぞれ厚さ１ｎｍのＣｏ
ＦｅＢ（下記表１の試料９）、ＣｏＦｅＯ（下記表１の
試料１０）、ＣｏＦｅＡｌ（下記表１の試料１１）、Ｃ
ｏＦｅＳｉ（下記表１の試料１２）とした。
においては、上述した図２の構造による試料１の構成に
おいて、そのシンセティック構成による固定層２の強磁
性層２１の中央の図２Ｂにおける高抵抗層Ｒ22のみを設
けて、この高抵抗層Ｒ22を、それぞれ厚さ１ｎｍのＣｏ
ＦｅＢ（下記表１の試料９）、ＣｏＦｅＯ（下記表１の
試料１０）、ＣｏＦｅＡｌ（下記表１の試料１１）、Ｃ
ｏＦｅＳｉ（下記表１の試料１２）とした。
【００５２】〔実施例１２〕この実施例においては、上
述した図２の構造による試料１の構成において、そのシ
ンセティック構成による固定層２の強磁性層２１および
２２の各中央の図２Ｂにおける高抵抗層Ｒ21およびＲ22
を設けて、高抵抗層Ｒ21として、厚さ１ｎｍのＣｏＦｅ
Ｂを配置し、また高抵抗層Ｒ22として、厚さ１ｎｍのＣ
ｏＦｅＯを配置した（下記表１の試料１３）構成とし
た。
述した図２の構造による試料１の構成において、そのシ
ンセティック構成による固定層２の強磁性層２１および
２２の各中央の図２Ｂにおける高抵抗層Ｒ21およびＲ22
を設けて、高抵抗層Ｒ21として、厚さ１ｎｍのＣｏＦｅ
Ｂを配置し、また高抵抗層Ｒ22として、厚さ１ｎｍのＣ
ｏＦｅＯを配置した（下記表１の試料１３）構成とし
た。
【００５３】〔実施例１３〕この実施例においても、上
述した図２の構造による試料１の構成を基本構成とする
ものであるが、この場合そのシンセティック構成による
固定層２の強磁性層２１の中央の図２Ｂにおける高抵抗
層Ｒ21のみを設けて、この高抵抗層Ｒ21として、厚さ１
ｎｍのＣｏＦｅＯを配置し、自由層４を厚さ６ｎｍのＣ
ｏＦｅとた（下記表１の試料１４）構成とした。
述した図２の構造による試料１の構成を基本構成とする
ものであるが、この場合そのシンセティック構成による
固定層２の強磁性層２１の中央の図２Ｂにおける高抵抗
層Ｒ21のみを設けて、この高抵抗層Ｒ21として、厚さ１
ｎｍのＣｏＦｅＯを配置し、自由層４を厚さ６ｎｍのＣ
ｏＦｅとた（下記表１の試料１４）構成とした。
【００５４】〔実施例１４〕この実施例においても、上
述した図２の構造による試料１の構成を基本構成とする
ものであるが、この場合そのそのシンセティック構成に
よる固定層２の強磁性層２２の中央の図２Ｂにおける高
抵抗層Ｒ22のみを設けて、この高抵抗層Ｒ22として、厚
さ１ｎｍのＣｏＦｅＯを配置し、自由層４を厚さ６ｎｍ
のＣｏＦｅとした（下記表１の試料１５）構成とした。 〔実施例１５〕この実施例においても、上述した図２の
構造による試料１の構成を基本構成とするものである
が、この場合そのそのシンセティック構成による固定層
２の強磁性層２２のＣｏＦｅを３ｎｍとし、非磁性層３
側に片寄った位置に図２Ｂにおける高抵抗層Ｒ22を設け
て、この高抵抗層Ｒ22として、厚さ１ｎｍのＣｏＦｅＯ
を配置し、更に、抵抗層Ｒ02として厚さ２ｎｍのＣｏＦ
ｅＯを配置した（下記表１の試料１６）構成とした。
述した図２の構造による試料１の構成を基本構成とする
ものであるが、この場合そのそのシンセティック構成に
よる固定層２の強磁性層２２の中央の図２Ｂにおける高
抵抗層Ｒ22のみを設けて、この高抵抗層Ｒ22として、厚
さ１ｎｍのＣｏＦｅＯを配置し、自由層４を厚さ６ｎｍ
のＣｏＦｅとした（下記表１の試料１５）構成とした。 〔実施例１５〕この実施例においても、上述した図２の
構造による試料１の構成を基本構成とするものである
が、この場合そのそのシンセティック構成による固定層
２の強磁性層２２のＣｏＦｅを３ｎｍとし、非磁性層３
側に片寄った位置に図２Ｂにおける高抵抗層Ｒ22を設け
て、この高抵抗層Ｒ22として、厚さ１ｎｍのＣｏＦｅＯ
を配置し、更に、抵抗層Ｒ02として厚さ２ｎｍのＣｏＦ
ｅＯを配置した（下記表１の試料１６）構成とした。
【００５５】表１に、上述した各試料１〜１６について
の、素子抵抗、抵抗変化量の測定結果を示す。
の、素子抵抗、抵抗変化量の測定結果を示す。
【００５６】
【表１】
【００５７】表１によって明らかなように、本発明によ
る試料２〜１６は、試料１の高抵抗層を設けない場合に
比し格段に抵抗変化量が増大していることが分かる。
る試料２〜１６は、試料１の高抵抗層を設けない場合に
比し格段に抵抗変化量が増大していることが分かる。
【００５８】したがって、この抵抗変化量の大きい本発
明によるＳＶ型ＧＭＲ素子を用いて、磁気センサ、磁気
抵抗効果型磁気ヘッドを構成するときは、外部磁界の検
出を、大きな検出出力ないしは再生出力として取り出す
ことができる。また、磁気メモリを構成するときは、安
定して、確実な動作を行うことができる。
明によるＳＶ型ＧＭＲ素子を用いて、磁気センサ、磁気
抵抗効果型磁気ヘッドを構成するときは、外部磁界の検
出を、大きな検出出力ないしは再生出力として取り出す
ことができる。また、磁気メモリを構成するときは、安
定して、確実な動作を行うことができる。
【００５９】上述したように、本発明においては、自由
層上もしくは自由層内、あるいは固定層内に高抵抗層Ｒ
を設けるものであるが、この高抵抗層の構成材料は、高
抵抗層が配置される自由層、あるいは固定層とは異なる
高抵抗材料による。自由層としては、一般に、Ｃｏ、Ｃ
ｏＦｅ合金、Ｎｉ、ＮｉＦｅ合金をベースとする材料に
よって構成されるものである。
層上もしくは自由層内、あるいは固定層内に高抵抗層Ｒ
を設けるものであるが、この高抵抗層の構成材料は、高
抵抗層が配置される自由層、あるいは固定層とは異なる
高抵抗材料による。自由層としては、一般に、Ｃｏ、Ｃ
ｏＦｅ合金、Ｎｉ、ＮｉＦｅ合金をベースとする材料に
よって構成されるものである。
【００６０】これに対し高抵抗層材料としては、遷移金
属であって安定な酸化膜形成ができる材料より選定され
る。また、自由層、固定層において、非磁性を通過して
来た電子のダウンスピンを保存し、スピン依存散乱を可
能にする材料より選定される。
属であって安定な酸化膜形成ができる材料より選定され
る。また、自由層、固定層において、非磁性を通過して
来た電子のダウンスピンを保存し、スピン依存散乱を可
能にする材料より選定される。
【００６１】この高抵抗層材料としては、例えばＣｏＦ
ｅＢ合金、ＣｏＦｅＡｌ合金、ＣｏＦｅＣ合金、ＣｏＦ
ｅＯ合金、ＣｏＦｅＳｉ合金、ＮｉＦｅＢ合金、ＮｉＦ
ｅＡｌ合金、ＮｉＦｅＣ合金、ＮｉＦｅＳｉ合金、Ｎｉ
ＦｅＯ合金、ＣｏＮｉＦｅＢ合金、ＣｏＮｉＦｅＡｌ合
金、ＣｏＮｉＦｅＣ合金、ＣｏＮｉＦｅＳｉ合金、Ｃｏ
ＮｉＦｅＯ合金、ＣｏＢ基合金、ＣｏＡｌ基合金、Ｃｏ
Ｃ基合金、ＣｏＳｉ基合金、ＣｏＯ基合金、ＮｉＢ基合
金、ＮｉＡｌ基合金、ＮｉＣ基合金、ＮｉＳｉ基合金、
ＮｉＯ基合金、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒおよびこれらの
酸化物、窒化物が挙げられ、これらの薄膜層を、自由層
上もしくは自由層内、あるいは固定層内に薄膜状に分布
させることにより、ＳＶ型ＧＭＲ素子の、素子抵抗を効
果的に高めることができ、抵抗変化量を飛躍的に向上で
きた。
ｅＢ合金、ＣｏＦｅＡｌ合金、ＣｏＦｅＣ合金、ＣｏＦ
ｅＯ合金、ＣｏＦｅＳｉ合金、ＮｉＦｅＢ合金、ＮｉＦ
ｅＡｌ合金、ＮｉＦｅＣ合金、ＮｉＦｅＳｉ合金、Ｎｉ
ＦｅＯ合金、ＣｏＮｉＦｅＢ合金、ＣｏＮｉＦｅＡｌ合
金、ＣｏＮｉＦｅＣ合金、ＣｏＮｉＦｅＳｉ合金、Ｃｏ
ＮｉＦｅＯ合金、ＣｏＢ基合金、ＣｏＡｌ基合金、Ｃｏ
Ｃ基合金、ＣｏＳｉ基合金、ＣｏＯ基合金、ＮｉＢ基合
金、ＮｉＡｌ基合金、ＮｉＣ基合金、ＮｉＳｉ基合金、
ＮｉＯ基合金、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒおよびこれらの
酸化物、窒化物が挙げられ、これらの薄膜層を、自由層
上もしくは自由層内、あるいは固定層内に薄膜状に分布
させることにより、ＳＶ型ＧＭＲ素子の、素子抵抗を効
果的に高めることができ、抵抗変化量を飛躍的に向上で
きた。
【００６２】そして、上述したＣｏＦｅＢ合金、ＣｏＦ
ｅＡｌ合金、ＣｏＦｅＳｉ合金の合金組成としては、３
０＜Ｃｏ＜９０原子％、１０＜Ｆｅ＜５０原子％、２＜
Ｂ、Ａｌ、Ｃ、Ｓｉ＜３０原子％の範囲が望ましい。ま
た、ＣｏＦｅＯ合金の酸素濃度として、１０＜Ｏ＜６７
原子％が望ましい。ＮｉＦｅ系およびＣｏＮｉＦｅ系、
Ｃｏ系、Ｎｉ系合金についても、同様に，合金組成とし
て、３０＜Ｎｉ、ＮｉＣｏ、Ｃｏ＜９０原子％、１０＜
Ｆｅ＜５０原子％、２＜Ｂ、Ａｌ、Ｃ、Ｓｉ＜３０原子
％が望ましい。Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒの酸化物および
窒化物については、アモルファス状素子を有しており、
大気中に放置されても安定であることが特徴である。
ｅＡｌ合金、ＣｏＦｅＳｉ合金の合金組成としては、３
０＜Ｃｏ＜９０原子％、１０＜Ｆｅ＜５０原子％、２＜
Ｂ、Ａｌ、Ｃ、Ｓｉ＜３０原子％の範囲が望ましい。ま
た、ＣｏＦｅＯ合金の酸素濃度として、１０＜Ｏ＜６７
原子％が望ましい。ＮｉＦｅ系およびＣｏＮｉＦｅ系、
Ｃｏ系、Ｎｉ系合金についても、同様に，合金組成とし
て、３０＜Ｎｉ、ＮｉＣｏ、Ｃｏ＜９０原子％、１０＜
Ｆｅ＜５０原子％、２＜Ｂ、Ａｌ、Ｃ、Ｓｉ＜３０原子
％が望ましい。Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｒの酸化物および
窒化物については、アモルファス状素子を有しており、
大気中に放置されても安定であることが特徴である。
【００６３】尚、例えば自由層内の抵抗層として例えば
ＮｉＦｅＯであるとき、自由層としては抵抗層と組成が
近いＮｉＦｅによって構成することが望ましいが、この
場合は、自由層の非磁性層のＣｕとの界面においては、
Ｃｏを含む例えばＣｏＦｅを介在させることが望まし
い。
ＮｉＦｅＯであるとき、自由層としては抵抗層と組成が
近いＮｉＦｅによって構成することが望ましいが、この
場合は、自由層の非磁性層のＣｕとの界面においては、
Ｃｏを含む例えばＣｏＦｅを介在させることが望まし
い。
【００６４】磁気ヘッドを設計するに際して必要なこと
として、抵抗の変化量ｄＲが大きいことが挙げられる。
このｄＲを向上させるには、ＳＶ型ＧＭＲ素子の抵抗を
高めるか、ＭＲ比を増加させるかである。
として、抵抗の変化量ｄＲが大きいことが挙げられる。
このｄＲを向上させるには、ＳＶ型ＧＭＲ素子の抵抗を
高めるか、ＭＲ比を増加させるかである。
【００６５】高抵抗層を挿入すると、ＭＲ比（ｄＲ／
Ｒ）が低下することなく、高抵抗層が挿入されないＳＶ
型ＧＭＲ素子と、そのＭＲ比は同等の値を示した。した
がって、高抵抗層を挿入することによって素子抵抗の増
加を図った分、ｄＲ値が増加する結果となった。
Ｒ）が低下することなく、高抵抗層が挿入されないＳＶ
型ＧＭＲ素子と、そのＭＲ比は同等の値を示した。した
がって、高抵抗層を挿入することによって素子抵抗の増
加を図った分、ｄＲ値が増加する結果となった。
【００６６】この高抵抗層は、前述したように複数層、
挿入することができるが、前述した実施例におけるよう
に、０．１μｍ×０．１μｍのサイズにおいては、高抵
抗層の厚さの総和が４ｎｍ以上となると素子抵抗が大き
くなり過ぎ、必要なセンス電流を通電したときの発熱が
大きくなって磁気抵抗効果が低下し、ノイズも大きくな
ってくることから、例えばこのサイズにおいては、７０
Ω以下、すなわち７０Ω×０．１μｍ×０．１μｍ＝
０．７Ω・μｍ2 以下が実用上望ましい。例えば、表１
で示す試料１７は、試料１の構成において、高抵抗層Ｒ
02として厚さ４ｎｍのＣｏＦｅＢ層を介在させて、Ｔａ
5 ／ＰｔＭｎ20／ＣｏＦｅ2 ／Ｒｕ9 ／ＣｏＦｅ2 ／Ｃ
ｕ3 ／ＣｏＮｉＦｅ6 ／ＣｏＦｅＢ4 ／Ｔａ5 とした場
合で、この場合、素子抵抗は７０Ωを超える値となり、
この場合、ノイズが大となった。また、試料１８は、高
抵抗層Ｒ22として厚さ１ｎｍのＣｏＦｅＯ層を、また、
高抵抗層Ｒ01として厚さ３ｎｍのＣｏＦｅＯ層とした場
合で、素子抵抗は７０Ωを超える値となり、この場合、
ノイズが大となった。
挿入することができるが、前述した実施例におけるよう
に、０．１μｍ×０．１μｍのサイズにおいては、高抵
抗層の厚さの総和が４ｎｍ以上となると素子抵抗が大き
くなり過ぎ、必要なセンス電流を通電したときの発熱が
大きくなって磁気抵抗効果が低下し、ノイズも大きくな
ってくることから、例えばこのサイズにおいては、７０
Ω以下、すなわち７０Ω×０．１μｍ×０．１μｍ＝
０．７Ω・μｍ2 以下が実用上望ましい。例えば、表１
で示す試料１７は、試料１の構成において、高抵抗層Ｒ
02として厚さ４ｎｍのＣｏＦｅＢ層を介在させて、Ｔａ
5 ／ＰｔＭｎ20／ＣｏＦｅ2 ／Ｒｕ9 ／ＣｏＦｅ2 ／Ｃ
ｕ3 ／ＣｏＮｉＦｅ6 ／ＣｏＦｅＢ4 ／Ｔａ5 とした場
合で、この場合、素子抵抗は７０Ωを超える値となり、
この場合、ノイズが大となった。また、試料１８は、高
抵抗層Ｒ22として厚さ１ｎｍのＣｏＦｅＯ層を、また、
高抵抗層Ｒ01として厚さ３ｎｍのＣｏＦｅＯ層とした場
合で、素子抵抗は７０Ωを超える値となり、この場合、
ノイズが大となった。
【００６７】上述したように、本発明によるＣＰＰ型の
ＳＶ型ＧＭＲは、ＣＰＰ型構成とするにも拘わらず素子
の抵抗を高めたことができるものであり、抵抗変化率を
保持したまま、抵抗変化量の向上が図られた。
ＳＶ型ＧＭＲは、ＣＰＰ型構成とするにも拘わらず素子
の抵抗を高めたことができるものであり、抵抗変化率を
保持したまま、抵抗変化量の向上が図られた。
【００６８】尚、本発明による磁気抵抗効果素子、磁気
抵抗効果型磁気センサ、磁気抵抗効果型磁気ヘッド、お
よび磁気メモリは、上述した例に限定されるものではな
く、使用目的、使用態様に応じて、本発明構成におい
て、種々の変形変更を行い得ることはいうまでもない。
抵抗効果型磁気センサ、磁気抵抗効果型磁気ヘッド、お
よび磁気メモリは、上述した例に限定されるものではな
く、使用目的、使用態様に応じて、本発明構成におい
て、種々の変形変更を行い得ることはいうまでもない。
【００６９】
【発明の効果】本発明によれば、磁気抵抗効果素子をＣ
ＰＰ構成とする場合の、素子抵抗の減少を補償し得、高
い素子抵抗を得ることができるようにして抵抗変化量を
高めたことから、例えば長時間の動画処理への適用に対
する高記録密度化、記録，再生ビットの微小化、したが
ってこの微小領域からの信号の読み出しを高感度に行う
ことができる磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型磁気セ
ンサ、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを構成することができ
るものである。
ＰＰ構成とする場合の、素子抵抗の減少を補償し得、高
い素子抵抗を得ることができるようにして抵抗変化量を
高めたことから、例えば長時間の動画処理への適用に対
する高記録密度化、記録，再生ビットの微小化、したが
ってこの微小領域からの信号の読み出しを高感度に行う
ことができる磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型磁気セ
ンサ、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを構成することができ
るものである。
【００７０】また、磁気メモリにおいても、高密度およ
び高精度化を図ることができるものである。
び高精度化を図ることができるものである。
【図１】ＡおよびＢは、磁気抵抗効果素子の一構成の断
面図およびこの構成における本発明の実施形態の構成図
である。
面図およびこの構成における本発明の実施形態の構成図
である。
【図２】ＡおよびＢは、磁気抵抗効果素子の一構成図お
よびこの構成における本発明の実施形態の構成図であ
る。
よびこの構成における本発明の実施形態の構成図であ
る。
【図３】ＡおよびＢは、磁気抵抗効果素子の一構成図お
よびこの構成における本発明の実施形態の構成図であ
る。
よびこの構成における本発明の実施形態の構成図であ
る。
【図４】ＡおよびＢは、磁気抵抗効果素子の一構成図お
よびこの構成における本発明の実施形態の構成図であ
る。
よびこの構成における本発明の実施形態の構成図であ
る。
【図５】本発明による磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果
型磁気センサないしは磁気抵抗効果型磁気ヘッドの一実
施形態の構成図である。
型磁気センサないしは磁気抵抗効果型磁気ヘッドの一実
施形態の構成図である。
【図６】本発明による磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果
型磁気センサないしは磁気抵抗効果型磁気ヘッドの一実
施形態の構成図である。
型磁気センサないしは磁気抵抗効果型磁気ヘッドの一実
施形態の構成図である。
【図７】本発明による磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果
型磁気センサないしは磁気抵抗効果型磁気ヘッドの一実
施形態の構成図である。
型磁気センサないしは磁気抵抗効果型磁気ヘッドの一実
施形態の構成図である。
【図８】本発明による磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果
型磁気センサないしは磁気抵抗効果型磁気ヘッドの一実
施形態の構成図である。
型磁気センサないしは磁気抵抗効果型磁気ヘッドの一実
施形態の構成図である。
【図９】本発明による磁気センサないしは磁気ヘッドの
概略断面図である。
概略断面図である。
【図１０】本発明による磁気センサないしは磁気ヘッド
の他の一例の概略断面図である。
の他の一例の概略断面図である。
【図１１】本発明による磁気センサないしは磁気ヘッド
の他の一例の概略断面図である。
の他の一例の概略断面図である。
【図１２】本発明による磁気メモリの概略構成を示す斜
視図である。
視図である。
【図１３】本発明による磁気メモリの回路構成の概略図
である。
である。
１・・・反強磁性層、１ａ・・・第１の反強磁性層、１
ｂ・・・第２の反強磁性層、２・・・固定層、２ａ・・
・第１の固定層、２ｂ・・・第２の固定層、３・・・非
磁性層、４・・・自由層、３・・・非磁性層、３ａ・・
・第１の非磁性層、３ｂ・・・第２の非磁性層、１０，
１０ａ，１０ｂ・・・積層構造部、２０・・・ＧＭＲ素
子、２１，２２，２１ａ，２２ａ，２１ｂ，２２ｂ・・
・強磁性層、２３，２３ａ，２３ｂ・・・非磁性介在
層、３１・・・第１の電極、３２・・・第２の電極、４
１・・・第１の磁気シールド兼電極、４２・・・第２の
磁気シールド兼電極、５１・・・基板、５２・・・絶縁
材、６０・・・ 薄膜磁気メモリ、６１・・・ワード
線、６２・・・ビット線、６３・・・ＣＰＰ型ＧＭＲ素
子、６４・・・ダイオード、８０・・・前方面、８１・
・・フラックスガイド層、Ｒ，Ｒ01，Ｒ02，Ｒ1 ，Ｒ2
，Ｒ2a，Ｒ2b，Ｒ4 ，Ｒ21, Ｒ21a ，Ｒ21b,Ｒ21b ，
Ｒ22，Ｒ22a ，Ｒ22b ，Ｒf,Ｒfa, Ｒfb，Ｒf0・・・高
抵抗層、
ｂ・・・第２の反強磁性層、２・・・固定層、２ａ・・
・第１の固定層、２ｂ・・・第２の固定層、３・・・非
磁性層、４・・・自由層、３・・・非磁性層、３ａ・・
・第１の非磁性層、３ｂ・・・第２の非磁性層、１０，
１０ａ，１０ｂ・・・積層構造部、２０・・・ＧＭＲ素
子、２１，２２，２１ａ，２２ａ，２１ｂ，２２ｂ・・
・強磁性層、２３，２３ａ，２３ｂ・・・非磁性介在
層、３１・・・第１の電極、３２・・・第２の電極、４
１・・・第１の磁気シールド兼電極、４２・・・第２の
磁気シールド兼電極、５１・・・基板、５２・・・絶縁
材、６０・・・ 薄膜磁気メモリ、６１・・・ワード
線、６２・・・ビット線、６３・・・ＣＰＰ型ＧＭＲ素
子、６４・・・ダイオード、８０・・・前方面、８１・
・・フラックスガイド層、Ｒ，Ｒ01，Ｒ02，Ｒ1 ，Ｒ2
，Ｒ2a，Ｒ2b，Ｒ4 ，Ｒ21, Ｒ21a ，Ｒ21b,Ｒ21b ，
Ｒ22，Ｒ22a ，Ｒ22b ，Ｒf,Ｒfa, Ｒfb，Ｒf0・・・高
抵抗層、
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年７月３日（２００２．７．３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】これに対してＳＶ型ＧＭＲ素子において、
その膜面に対して垂直方向にセンス電流を通ずるＣＰＰ
（Current Perpendicular to Plane：面垂直通電) 構成
によるＧＭＲ素子の提案がなされている。ＣＰＰ型のＭ
Ｒ素子としては、トンネル電流を利用したＴＭＲ素子が
検討され、最近ではスピンバルブ素子あるいは多層膜型
素子についての検討がなされている（例えば特表平１１
−５０９９５６号，特開２０００−３０２２２号，特開
２０００−２２８００４号，第２４回日本応用磁気学会
講演概要集２０００，ｐ．４２７）。
その膜面に対して垂直方向にセンス電流を通ずるＣＰＰ
（Current Perpendicular to Plane：面垂直通電) 構成
によるＧＭＲ素子の提案がなされている。ＣＰＰ型のＭ
Ｒ素子としては、トンネル電流を利用したＴＭＲ素子が
検討され、最近ではスピンバルブ素子あるいは多層膜型
素子についての検討がなされている（例えば特表平１１
−５０９９５６号，特開２０００−３０２２２号，特開
２０００−２２８００４号，第２４回日本応用磁気学会
講演概要集２０００，ｐ．４２７）。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】本発明によるＣＰＰ型のＳＶ型ＧＭＲは、
抵抗変化率を保持しつつ、ＣＰＰ型構成において、素子
抵抗を十分高めることができ、抵抗変化量の向上、感度
の向上が図られたものである。
抵抗変化率を保持しつつ、ＣＰＰ型構成において、素子
抵抗を十分高めることができ、抵抗変化量の向上、感度
の向上が図られたものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】また、図４に示す実施形態においては、図
３で示したデュアル型構成において、その第１および第
２の固定層２ａおよび２ｂを、それぞれ２層の強磁性層
２１ａ，２２ａ、および２１ｂ，２２ｂが、非磁性介在
層２３ａおよび２３ｂを介して積層されたシンセティッ
ク構成とした場合で、この場合は、図４Ｂに示すよう
に、固定層２ａおよび２ｂの各強磁性層２１ａ，２２
ａ、および２１ｂ, ２２ｂ内に高抵抗層Ｒ21a ，Ｒ22a
、およびＲ21b Ｒ22b を配置することができる。
３で示したデュアル型構成において、その第１および第
２の固定層２ａおよび２ｂを、それぞれ２層の強磁性層
２１ａ，２２ａ、および２１ｂ，２２ｂが、非磁性介在
層２３ａおよび２３ｂを介して積層されたシンセティッ
ク構成とした場合で、この場合は、図４Ｂに示すよう
に、固定層２ａおよび２ｂの各強磁性層２１ａ，２２
ａ、および２１ｂ, ２２ｂ内に高抵抗層Ｒ21a ，Ｒ22a
、およびＲ21b Ｒ22b を配置することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４８】そして、この基本構成において、自由層４
上にのみ、高抵抗層Ｒを配置した場合、すなわち図２Ｂ
で示した高抵抗層Ｒ02のみを配置した場合で、この高抵
抗層Ｒ02を厚さ１ｎｍのＣｏ72Ｆｅ8 Ｂ20（添字は原子
％）によって構成した。すなわち、この例では、それぞ
れ厚さ３００ｎｍのＣｕによる第１および第２電極３１
および３２間に、Ｔａ５／ＰｔＭｎ２０／ＣｏＦｅ２／
Ｒｕ０．９／ＣｏＦｅ２／Ｃｕ３／ＣｏＮｉＦｅ６／Ｃ
ｏＦｅＢ１／Ｔａ５の積層構造（下記表１の試料２）と
した場合である。
上にのみ、高抵抗層Ｒを配置した場合、すなわち図２Ｂ
で示した高抵抗層Ｒ02のみを配置した場合で、この高抵
抗層Ｒ02を厚さ１ｎｍのＣｏ72Ｆｅ8 Ｂ20（添字は原子
％）によって構成した。すなわち、この例では、それぞ
れ厚さ３００ｎｍのＣｕによる第１および第２電極３１
および３２間に、Ｔａ５／ＰｔＭｎ２０／ＣｏＦｅ２／
Ｒｕ０．９／ＣｏＦｅ２／Ｃｕ３／ＣｏＮｉＦｅ６／Ｃ
ｏＦｅＢ１／Ｔａ５の積層構造（下記表１の試料２）と
した場合である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６
【補正方法】変更
【補正内容】
【図６】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｃ 11/15 Ｈ０１Ｆ 10/32 Ｈ０１Ｆ 10/32 Ｈ０１Ｌ 27/10 ４４７ Ｈ０１Ｌ 27/105 Ｇ０１Ｒ 33/06 Ｒ
Claims (15)
- 【請求項１】 少なくとも、外部磁界に応じて磁化回転
する自由層と、固定層と、該固定層の磁化を固定する反
強磁性層と、上記自由層と固定層との間に介在される非
磁性層とが積層された積層構造部を有し、 該積層構造部に対し、そのほぼ積層方向をセンス電流の
通電方向とする巨大磁気抵抗効果素子であって、 上記積層構造部に、上記センス電流の通路を横切る高抵
抗層が配置されて成ることを特徴とする磁気抵抗効果素
子。 - 【請求項２】 上記高抵抗層は、上記積層構造部の構成
層間の界面以外の位置に配置されることを特徴とする請
求項１に記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項３】 上記高抵抗層は、上記自由層内、該自由
層の上記非磁性層との接合面とは反対側の面、上記固定
層を構成する強磁性層内、上記反強磁性層内、該反強磁
性層の上記固定層との接合面とは反対側の面の、いずれ
か１つ以上に配置されることを特徴とする請求項１また
は２に記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項４】 上記積層構造部の自由層がフラックスガ
イド層と磁気的に結合したフラックスガイド構造を有
し、上記フラックスガイド層内または／および該フラッ
クスガイド層の上記自由層とは反対側の面に上記高抵抗
層が配置されて成ることを特徴とする請求項１、２、ま
たは３に記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項５】 磁気抵抗効果素子を具備する磁気抵抗効
果型磁気センサにあって、 上記磁気抵抗効果素子が、少なくとも、外部磁界に応じ
て磁化回転する自由層と、固定層と、該固定層の磁化を
固定する反強磁性層と、上記自由層と固定層との間に介
在される非磁性層とが積層された積層構造部を有し、 該積層構造部に対し、そのほぼ積層方向をセンス電流を
通電方向とする巨大磁気抵抗効果素子であって、 上記積層構造部に、上記センス電流の通路を横切る高抵
抗層が配置されて成ることを特徴とする磁気抵抗効果型
磁気センサ。 - 【請求項６】 上記高抵抗層は、上記積層構造部の構成
層間の界面以外の位置に配置されることを特徴とする請
求項５に記載の磁気抵抗効果型磁気センサ。 - 【請求項７】 上記高抵抗層は、上記自由層内、該自由
層の上記非磁性層との接合面とは反対側の面、上記固定
層を構成する強磁性層内、上記反強磁性層内、該反強磁
性層の上記固定層との接合面とは反対側の面の、いずれ
か１つ以上に配置されることを特徴とする請求項５また
は６に記載の磁気抵抗効果型磁気センサ。 - 【請求項８】 上記積層構造部の自由層がフラックスガ
イド層と磁気的に結合したフラックスガイド構造を有
し、上記フラックスガイド層内または／および該フラッ
クスガイド層の上記自由層とは反対側の面に上記高抵抗
層が配置されて成ることを特徴とする請求項５、６、ま
たは７に記載の磁気抵抗効果型磁気センサ。 - 【請求項９】 第１および第２の磁気シールド間に、磁
気抵抗効果素子が配置されてなる磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドにあって、 上記磁気抵抗効果素子が、少なくとも、外部磁界に応じ
て磁化回転する自由層と、固定層と、該固定層の磁化を
固定する反強磁性層と、上記自由層と固定層との間に介
在される非磁性層とが積層された積層構造部を有し、 該積層構造部に対し、そのほぼ積層方向をセンス電流の
通電方向とする巨大磁気抵抗効果素子であって、 上記積層構造部に、上記センス電流の通路を横切る高抵
抗層が配置されて成ることを特徴とする磁気抵抗効果型
磁気ヘッド。 - 【請求項１０】 上記高抵抗層は、上記積層構造部の構
成層間の界面以外の位置に配置されることを特徴とする
請求項９に記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項１１】 上記高抵抗層は、上記自由層内、該自
由層の上記非磁性層との接合面とは反対側の面、上記固
定層を構成する強磁性層内、上記反強磁性層内、該反強
磁性層の上記固定層との接合面とは反対側の面の、いず
れか１つ以上に配置されることを特徴とする請求項９ま
たは１０に記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項１２】 上記積層構造部の自由層がフラックス
ガイド層と磁気的に結合したフラックスガイド構造を有
し、上記フラックスガイド層内に上記高抵抗層が配置さ
れて成ることを特徴とする請求項９、１０または１１に
記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項１３】 ビット線と、 ワード線と、 上記ビット線と上記ワード線の交差点に対応して配置さ
れたメモリ素子とを有し、 該メモリ素子は、少なくとも、外部磁界に応じて磁化回
転する自由層と、固定層と、該固定層の磁化を固定する
反強磁性層と、上記自由層と固定層との間に介在される
非磁性層とが積層された積層構造部を有し、該積層構造
部に対し、そのほぼ積層方向をセンス電流の通電方向と
し、該積層構造部に、上記センス電流の通路を横切る高
抵抗層が配置されて成る巨大磁気抵抗効果素子より成る
ことを特徴とする磁気メモリ。 - 【請求項１４】 上記高抵抗層は、上記積層構造部の構
成層間の界面以外の位置に配置されることを特徴とする
請求項１３に記載の磁気メモリ。 - 【請求項１５】 上記高抵抗層は、上記自由層内、該自
由層の上記非磁性層との接合面とは反対側の面、上記固
定層を構成する強磁性層内、上記反強磁性層内、該反強
磁性層の上記固定層との接合面とは反対側の面の、いず
れか１つ以上に配置されることを特徴とする請求項１３
または１４に記載の磁気メモリ。
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| US10/157,306 US7035058B2 (en) | 2001-05-30 | 2002-05-29 | Magneto-resistive effect element, magnetic sensor using magneto-resistive effect, magnetic head using magneto-resistive effect and magnetic memory |
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|---|---|---|---|
| JP2001162856A JP3807254B2 (ja) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型磁気センサ、および磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
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|---|---|
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006057379A1 (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-01 | Alps Electric Co., Ltd. | 薄膜磁気抵抗素子及びその製造方法並びに薄膜磁気抵抗素子を用いた磁気センサ |
| JP2008064499A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | Toshiba Corp | 磁気センサー |
| US7382643B2 (en) | 2005-09-16 | 2008-06-03 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive effect element and magnetic memory device |
| WO2008143118A1 (ja) * | 2007-05-22 | 2008-11-27 | Alps Electric Co., Ltd. | トンネル型磁気検出素子 |
| JP2009004784A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Headway Technologies Inc | 交換結合膜およびこれを用いた磁気抵抗効果素子、並びに磁気抵抗効果素子の製造方法 |
| US7499247B2 (en) | 2004-02-06 | 2009-03-03 | Tdk Corporation | Magnetoresistive sensor having a pinned layer in multilayer structure |
| US7564657B2 (en) | 2004-03-25 | 2009-07-21 | Tdk Corporation | Magnetoresistive device, thin film magnetic head, head gimbal assembly and magnetic disk unit exhibiting superior magnetoresistive effect |
| US7787220B2 (en) | 2005-04-04 | 2010-08-31 | Tdk Corporation | Magnetoresistance element with improved magentoresistance change amount and with free layer having improved soft magnetic characteristics |
| JP2011517502A (ja) * | 2008-03-18 | 2011-06-09 | クロッカス・テクノロジー・ソシエテ・アノニム | 熱支援書き込みを用いる磁気素子 |
| US8476722B2 (en) | 2010-04-21 | 2013-07-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic memory device |
| CN107689239A (zh) * | 2016-08-05 | 2018-02-13 | 株式会社东芝 | 非易失性存储器 |
Families Citing this family (34)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6937446B2 (en) * | 2000-10-20 | 2005-08-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect element, magnetic head and magnetic recording and/or reproducing system |
| EP1571713A4 (en) * | 2002-12-13 | 2009-07-01 | Japan Science & Tech Agency | DREHINJECTION DEVICE, MAGNETIC DEVICE USING THE SAME, THE MAGNETIC THIN FILM USED THEREIN |
| JP2004363527A (ja) * | 2003-04-11 | 2004-12-24 | Toshiba Corp | 磁気記憶装置、データ複写装置、データ複写システム、データ複写プログラム、及びデータ複写方法 |
| US6999339B2 (en) * | 2003-04-22 | 2006-02-14 | Micron Technology, Inc. | Integrated circuit including sensor to sense environmental data, method of compensating an MRAM integrated circuit for the effects of an external magnetic field, MRAM integrated circuit, and method of testing |
| US6865109B2 (en) * | 2003-06-06 | 2005-03-08 | Seagate Technology Llc | Magnetic random access memory having flux closure for the free layer and spin transfer write mechanism |
| TWI250651B (en) * | 2003-08-12 | 2006-03-01 | Samsung Electronics Co Ltd | Magnetic tunnel junction and memory device including the same |
| KR100548997B1 (ko) * | 2003-08-12 | 2006-02-02 | 삼성전자주식회사 | 다층박막구조의 자유층을 갖는 자기터널 접합 구조체들 및이를 채택하는 자기 램 셀들 |
| US7221545B2 (en) * | 2004-02-18 | 2007-05-22 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | High HC reference layer structure for self-pinned GMR heads |
| US7190560B2 (en) | 2004-02-18 | 2007-03-13 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Self-pinned CPP sensor using Fe/Cr/Fe structure |
| US7352540B1 (en) * | 2004-12-20 | 2008-04-01 | Storage Technology Corporation | Giant magneto-resistive (GMR) transducer having separation structure separating GMR sensor from head-tape interface |
| JP2007088415A (ja) * | 2005-08-25 | 2007-04-05 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記憶装置、および磁気メモリ装置 |
| KR100706806B1 (ko) * | 2006-01-27 | 2007-04-12 | 삼성전자주식회사 | 자기 메모리 소자 및 그 제조 방법 |
| JP2007273504A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録装置、磁気ランダムアクセスメモリ |
| US20080003956A1 (en) * | 2006-06-29 | 2008-01-03 | Paul Stanley Rutkowski | Apparatus and method for FM transmitting audio at optimal power levels |
| US7914915B2 (en) * | 2007-03-06 | 2011-03-29 | The United States of America as represented by the Secretary of the Commerce, The National Institutes of Standards and Technology | Highly charged ion modified oxide device and method of making same |
| US20090122450A1 (en) * | 2007-11-08 | 2009-05-14 | Headway Technologies, Inc. | TMR device with low magnetostriction free layer |
| US8570691B2 (en) * | 2011-04-07 | 2013-10-29 | HGST Netherlands B.V. | TMR sensor film using a tantalum insertion layer and systems thereof |
| CN102487124B (zh) * | 2011-09-19 | 2014-07-23 | 中国科学院物理研究所 | 纳米多层膜、场效应管、传感器、随机存储器及制备方法 |
| CN105579860B (zh) * | 2013-07-19 | 2019-10-08 | 应美盛有限公司 | 带有集成磁性传感器的专用集成电路 |
| US9368550B2 (en) | 2013-07-19 | 2016-06-14 | Invensense, Inc. | Application specific integrated circuit with integrated magnetic sensor |
| JP6202282B2 (ja) * | 2015-02-17 | 2017-09-27 | Tdk株式会社 | 磁気センサ |
| US9831422B2 (en) | 2015-10-21 | 2017-11-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic memory devices having perpendicular magnetic tunnel junction |
| US10050192B2 (en) | 2015-12-11 | 2018-08-14 | Imec Vzw | Magnetic memory device having buffer layer |
| US9607635B1 (en) | 2016-04-22 | 2017-03-28 | International Business Machines Corporation | Current perpendicular-to-plane sensors having hard spacers |
| US9747931B1 (en) | 2016-08-16 | 2017-08-29 | International Business Machines Corporation | Tunnel magnetoresistive sensor having stabilized magnetic shield and dielectric gap sensor |
| US9947348B1 (en) | 2017-02-28 | 2018-04-17 | International Business Machines Corporation | Tunnel magnetoresistive sensor having leads supporting three-dimensional current flow |
| JP2018147916A (ja) * | 2017-03-01 | 2018-09-20 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 磁気記憶素子、磁気記憶装置、電子機器、および磁気記憶素子の製造方法 |
| US9997180B1 (en) | 2017-03-22 | 2018-06-12 | International Business Machines Corporation | Hybrid dielectric gap liner and magnetic shield liner |
| JP6962103B2 (ja) * | 2017-09-26 | 2021-11-05 | Tdk株式会社 | 積層体、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、センサ、高周波フィルタ及び発振素子 |
| US11763972B2 (en) * | 2018-08-12 | 2023-09-19 | HeFeChip Corporation Limited | Magnetic tunnel junction element with a robust reference layer |
| US10803889B2 (en) | 2019-02-21 | 2020-10-13 | International Business Machines Corporation | Apparatus with data reader sensors more recessed than servo reader sensor |
| US11074930B1 (en) | 2020-05-11 | 2021-07-27 | International Business Machines Corporation | Read transducer structure having an embedded wear layer between thin and thick shield portions |
| US11114117B1 (en) | 2020-05-20 | 2021-09-07 | International Business Machines Corporation | Process for manufacturing magnetic head having a servo read transducer structure with dielectric gap liner and a data read transducer structure with an embedded wear layer between thin and thick shield portions |
| KR20220127581A (ko) * | 2021-03-11 | 2022-09-20 | 삼성전자주식회사 | 멤리스터 소자, 이를 포함하는 시냅스 소자 및 뉴로모픽 프로세서 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5206590A (en) * | 1990-12-11 | 1993-04-27 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect |
| US5549978A (en) * | 1992-10-30 | 1996-08-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect element |
| US5764567A (en) * | 1996-11-27 | 1998-06-09 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction device with nonferromagnetic interface layer for improved magnetic field response |
| US5966012A (en) * | 1997-10-07 | 1999-10-12 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction device with improved fixed and free ferromagnetic layers |
| US6072718A (en) * | 1998-02-10 | 2000-06-06 | International Business Machines Corporation | Magnetic memory devices having multiple magnetic tunnel junctions therein |
| US6153320A (en) * | 1999-05-05 | 2000-11-28 | International Business Machines Corporation | Magnetic devices with laminated ferromagnetic structures formed with improved antiferromagnetically coupling films |
| US6219208B1 (en) * | 1999-06-25 | 2001-04-17 | International Business Machines Corporation | Dual spin valve sensor with self-pinned layer specular reflector |
| JP2001222803A (ja) * | 2000-02-03 | 2001-08-17 | Tdk Corp | 磁気変換素子および薄膜磁気ヘッド |
| US6331944B1 (en) * | 2000-04-13 | 2001-12-18 | International Business Machines Corporation | Magnetic random access memory using a series tunnel element select mechanism |
| US6269018B1 (en) * | 2000-04-13 | 2001-07-31 | International Business Machines Corporation | Magnetic random access memory using current through MTJ write mechanism |
-
2001
- 2001-05-30 JP JP2001162856A patent/JP3807254B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-05-29 US US10/157,306 patent/US7035058B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2005
- 2005-05-12 US US11/127,828 patent/US7502208B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7499247B2 (en) | 2004-02-06 | 2009-03-03 | Tdk Corporation | Magnetoresistive sensor having a pinned layer in multilayer structure |
| US7564657B2 (en) | 2004-03-25 | 2009-07-21 | Tdk Corporation | Magnetoresistive device, thin film magnetic head, head gimbal assembly and magnetic disk unit exhibiting superior magnetoresistive effect |
| JP2006156661A (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Alps Electric Co Ltd | 薄膜磁気抵抗素子及びその製造方法並びに薄膜磁気抵抗素子を用いた磁気センサ |
| WO2006057379A1 (ja) * | 2004-11-29 | 2006-06-01 | Alps Electric Co., Ltd. | 薄膜磁気抵抗素子及びその製造方法並びに薄膜磁気抵抗素子を用いた磁気センサ |
| US7787220B2 (en) | 2005-04-04 | 2010-08-31 | Tdk Corporation | Magnetoresistance element with improved magentoresistance change amount and with free layer having improved soft magnetic characteristics |
| US7382643B2 (en) | 2005-09-16 | 2008-06-03 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive effect element and magnetic memory device |
| JP2008064499A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-03-21 | Toshiba Corp | 磁気センサー |
| JPWO2008143118A1 (ja) * | 2007-05-22 | 2010-08-05 | アルプス電気株式会社 | トンネル型磁気検出素子 |
| WO2008143118A1 (ja) * | 2007-05-22 | 2008-11-27 | Alps Electric Co., Ltd. | トンネル型磁気検出素子 |
| US8208231B2 (en) | 2007-05-22 | 2012-06-26 | Alps Electric Co., Ltd. | Tunneling magnetic sensing element with insertion magnetic layer inspired into soft magnetic layer |
| JP2009004784A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Headway Technologies Inc | 交換結合膜およびこれを用いた磁気抵抗効果素子、並びに磁気抵抗効果素子の製造方法 |
| JP2011517502A (ja) * | 2008-03-18 | 2011-06-09 | クロッカス・テクノロジー・ソシエテ・アノニム | 熱支援書き込みを用いる磁気素子 |
| US9048417B2 (en) | 2010-04-20 | 2015-06-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic memory device |
| US8476722B2 (en) | 2010-04-21 | 2013-07-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic memory device |
| US8847341B2 (en) | 2010-04-21 | 2014-09-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic memory device |
| US9343660B2 (en) | 2010-04-21 | 2016-05-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic memory device |
| US9484529B2 (en) | 2010-04-21 | 2016-11-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic memory device |
| CN107689239A (zh) * | 2016-08-05 | 2018-02-13 | 株式会社东芝 | 非易失性存储器 |
| CN107689239B (zh) * | 2016-08-05 | 2021-07-13 | 株式会社东芝 | 非易失性存储器 |
Also Published As
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