JP3253696B2 - 磁気抵抗効果素子 - Google Patents
磁気抵抗効果素子Info
- Publication number
- JP3253696B2 JP3253696B2 JP24246892A JP24246892A JP3253696B2 JP 3253696 B2 JP3253696 B2 JP 3253696B2 JP 24246892 A JP24246892 A JP 24246892A JP 24246892 A JP24246892 A JP 24246892A JP 3253696 B2 JP3253696 B2 JP 3253696B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- magnetic
- semiconductor layer
- magnetic layer
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 title description 18
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 130
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 84
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 30
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 12
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 11
- 239000010408 film Substances 0.000 description 11
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 10
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 10
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 3
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AYTAKQFHWFYBMA-UHFFFAOYSA-N chromium dioxide Chemical compound O=[Cr]=O AYTAKQFHWFYBMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N ferrosoferric oxide Chemical compound O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002518 CoFe2O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019353 CoMnSb Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015136 FeMn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005811 NiMnSb Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 PtMnSb Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002885 antiferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000001803 electron scattering Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
- G11B5/3909—Arrangements using a magnetic tunnel junction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3254—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the spacer being semiconducting or insulating, e.g. for spin tunnel junction [STJ]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/10—Magnetoresistive devices
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3993—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures in semi-conductors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、再生用磁気ヘッ
ド,高感度磁気センサなどに好適な磁気抵抗効果素子に
関する。
ド,高感度磁気センサなどに好適な磁気抵抗効果素子に
関する。
【0002】
【従来の技術】磁気記録密度の向上に伴い、磁気ヘッド
の高感度化が要求され、磁気抵抗効果を用いた磁気ヘッ
ドの研究が進められている。
の高感度化が要求され、磁気抵抗効果を用いた磁気ヘッ
ドの研究が進められている。
【0003】従来はFe−Niパーマロイ薄膜などの強
磁性磁気抵抗効果を用いるものが主であるが、電気抵抗
の変化率((ρl −ρt )/ρ0 ×100 ρ
l;磁化の向きと平行方向の電気抵抗,ρt ;磁化の
向きと直角方向の電気抵抗,ρ0 ;消磁状態での電気
抵抗)は高々2%程度と十分なものではない。
磁性磁気抵抗効果を用いるものが主であるが、電気抵抗
の変化率((ρl −ρt )/ρ0 ×100 ρ
l;磁化の向きと平行方向の電気抵抗,ρt ;磁化の
向きと直角方向の電気抵抗,ρ0 ;消磁状態での電気
抵抗)は高々2%程度と十分なものではない。
【0004】また、非磁性の中間層を介して磁性体層を
対向せしめ、反強磁性的に結合せしめる構造の磁気抵抗
効果素子が提案されている(特開平2−61572 号
公報など)。これは、磁性体層間の相対的な磁気スピン
の向きを磁界により変えて磁気抵抗効果を得るものであ
る。基本的には磁性体層と中間層との界面で生じるスピ
ン方向に依存する電子散乱を利用するため、中間層は電
子の平均自由行程より小さい厚さに構成される。
対向せしめ、反強磁性的に結合せしめる構造の磁気抵抗
効果素子が提案されている(特開平2−61572 号
公報など)。これは、磁性体層間の相対的な磁気スピン
の向きを磁界により変えて磁気抵抗効果を得るものであ
る。基本的には磁性体層と中間層との界面で生じるスピ
ン方向に依存する電子散乱を利用するため、中間層は電
子の平均自由行程より小さい厚さに構成される。
【0005】しかしながら、このような構成の磁気抵抗
効果素子は比抵抗が小さいため、十分な信号出力を得る
ためには、大電流密度が必要であり、発熱,エレクトロ
マイグレーション等の問題があるため、信頼性,耐久性
の点で問題がある。
効果素子は比抵抗が小さいため、十分な信号出力を得る
ためには、大電流密度が必要であり、発熱,エレクトロ
マイグレーション等の問題があるため、信頼性,耐久性
の点で問題がある。
【0006】一方、磁気トンネル接合を利用した磁気抵
抗効果素子も知られている(特開平4−42417 号
公報,特開平4−103013号公報,特開平4−10
3014号公報など)。この素子は、10A(オングス
トローム)程度の極めて薄い絶縁体膜を介して磁性体層
を対向せしめた構成を採り、両磁性体層の磁化の相対角
度によってトンネルコンダクタンスが変化することを用
いるものである。
抗効果素子も知られている(特開平4−42417 号
公報,特開平4−103013号公報,特開平4−10
3014号公報など)。この素子は、10A(オングス
トローム)程度の極めて薄い絶縁体膜を介して磁性体層
を対向せしめた構成を採り、両磁性体層の磁化の相対角
度によってトンネルコンダクタンスが変化することを用
いるものである。
【0007】この磁気トンネル接合を利用した磁気抵抗
効果素子では極めて薄い絶縁体層をピンホールなどの欠
陥がなく良好に形成する必要があるため、再現性,耐久
性,安定性等の問題から工業的な応用は困難であった。
効果素子では極めて薄い絶縁体層をピンホールなどの欠
陥がなく良好に形成する必要があるため、再現性,耐久
性,安定性等の問題から工業的な応用は困難であった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら磁気トン
ネル接合を利用した磁気抵抗効果素子ではトンネルコン
ダクタンスが小さいため、比較的小さな電流密度で大き
な出力信号を得ることができるので、発熱,エレクトロ
マイグレーション等の問題が生じ難い。従って、トンネ
ル接合を形成するトンネル層を、ピンホールなどなく良
好にかつ再現性良く形成できれば、磁気トンネル接合を
利用した磁気抵抗効果素子は工業上非常に有効な技術と
なる。このように磁性体層のキャリアの持つスピン情報
を利用した磁気抵抗効果素子は、工業的に有望であるが
実用化されていないのが現状である。
ネル接合を利用した磁気抵抗効果素子ではトンネルコン
ダクタンスが小さいため、比較的小さな電流密度で大き
な出力信号を得ることができるので、発熱,エレクトロ
マイグレーション等の問題が生じ難い。従って、トンネ
ル接合を形成するトンネル層を、ピンホールなどなく良
好にかつ再現性良く形成できれば、磁気トンネル接合を
利用した磁気抵抗効果素子は工業上非常に有効な技術と
なる。このように磁性体層のキャリアの持つスピン情報
を利用した磁気抵抗効果素子は、工業的に有望であるが
実用化されていないのが現状である。
【0009】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、磁性体層のスピン情報を利用した磁気抵抗効果素子
を工業的に利用可能とする新規な構造の磁気抵抗効果素
子を提供することを目的とする。
で、磁性体層のスピン情報を利用した磁気抵抗効果素子
を工業的に利用可能とする新規な構造の磁気抵抗効果素
子を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、N型若しくは
P型にドーピングされた半導体層中では、I型の半導体
層中に比べ、注入されたキャリアはスピン偏極情報が保
たれたまま拡散しやすいことに着目してなされたもので
ある。例えば半導体層を磁性体層で挟んだ構造を考える
とこのような構造を採ることで、第1の磁性体層から半
導体層に注入されたキャリアは、スピン偏極情報を保っ
たまま半導体層中を拡散移動し、第2の磁性体層にショ
ツトキー障壁などのキャリアの注入障壁を介して到達す
る。この注入により流れるトンネル電流は、第1の磁性
体層と第2の磁性体層の磁化の向きによりトンネル確率
が変化するので、トンネル電流の大きさが、磁界の大き
さに対応したものとなる。
P型にドーピングされた半導体層中では、I型の半導体
層中に比べ、注入されたキャリアはスピン偏極情報が保
たれたまま拡散しやすいことに着目してなされたもので
ある。例えば半導体層を磁性体層で挟んだ構造を考える
とこのような構造を採ることで、第1の磁性体層から半
導体層に注入されたキャリアは、スピン偏極情報を保っ
たまま半導体層中を拡散移動し、第2の磁性体層にショ
ツトキー障壁などのキャリアの注入障壁を介して到達す
る。この注入により流れるトンネル電流は、第1の磁性
体層と第2の磁性体層の磁化の向きによりトンネル確率
が変化するので、トンネル電流の大きさが、磁界の大き
さに対応したものとなる。
【0011】この場合、I型の半導体に比べP若しくは
N型にドーピングされた半導体ではスピン偏極情報が効
率良く伝達されるため、半導体層の厚みを増すことがで
きる。またこの構成では半導体層と第2の磁性体層との
間のショットキーバリアを良好に形成することができ強
磁性トンネル障壁として利用できる。従って、従来数1
0A程度の極めて薄いトンネル膜が必要であったのが、
ドーピングされた半導体層を用いることで、数100A
程度の膜厚でも磁気トンネル効果が実現することができ
る。
N型にドーピングされた半導体ではスピン偏極情報が効
率良く伝達されるため、半導体層の厚みを増すことがで
きる。またこの構成では半導体層と第2の磁性体層との
間のショットキーバリアを良好に形成することができ強
磁性トンネル障壁として利用できる。従って、従来数1
0A程度の極めて薄いトンネル膜が必要であったのが、
ドーピングされた半導体層を用いることで、数100A
程度の膜厚でも磁気トンネル効果が実現することができ
る。
【0012】ドーピング量は用いる磁性体材料との関係
で適宜設定することが可能であるが、約1016cm−
3から1020cm−3とすることが好ましい。膜厚も
適宜設定することが可能であるが、50Aから1000
0Aとすることが好ましい。
で適宜設定することが可能であるが、約1016cm−
3から1020cm−3とすることが好ましい。膜厚も
適宜設定することが可能であるが、50Aから1000
0Aとすることが好ましい。
【0013】磁性体層としてはFe,Ni,Co等の強
磁性金属若しくはこれらの合金を用いることができる。
また、PtMnSb,NiMnSb,CoMnSbなど
のハーフメタル、Fe3O4,CoFe2O4,MnF
e2O4などのフェライト、CrO2,KCrSe2な
どの磁性を示す化合物など各種のものを用いることがで
きる。
磁性金属若しくはこれらの合金を用いることができる。
また、PtMnSb,NiMnSb,CoMnSbなど
のハーフメタル、Fe3O4,CoFe2O4,MnF
e2O4などのフェライト、CrO2,KCrSe2な
どの磁性を示す化合物など各種のものを用いることがで
きる。
【0014】また半導体層としては、Si,Ge等の単
体の半導体のほか、SiGe,GaAs,ZnSe等の
化合物半導体に適当なドーパントをドーピングしたもの
を用いることができるが、磁性材料に応じて適宜選択す
ることが必要である。また、P若しくはN型にドーピン
グされた半導体層と磁性体層との接合を用いることで、
半導体層中でのスピン依存再結合効果を利用する磁気抵
抗効果素子を構成することができる。
体の半導体のほか、SiGe,GaAs,ZnSe等の
化合物半導体に適当なドーパントをドーピングしたもの
を用いることができるが、磁性材料に応じて適宜選択す
ることが必要である。また、P若しくはN型にドーピン
グされた半導体層と磁性体層との接合を用いることで、
半導体層中でのスピン依存再結合効果を利用する磁気抵
抗効果素子を構成することができる。
【0015】例えばPN接合を構成するP型半導体層及
びN型半導体層のそれぞれに磁性体層を接合した構造を
考えると、磁性体層から注入されたスピン偏極した正孔
とスピン偏極した電子をPN接合界面近傍で再結合する
ことになる。磁性体層間のスピンの相対角度により再結
合の確率が変化し、キャリア消滅までの時間が変化する
ことになり、結果としてキャリア密度に変化が生じ電気
抵抗が変化することになる。このように磁界状態によっ
て電気抵抗が変化することになる。
びN型半導体層のそれぞれに磁性体層を接合した構造を
考えると、磁性体層から注入されたスピン偏極した正孔
とスピン偏極した電子をPN接合界面近傍で再結合する
ことになる。磁性体層間のスピンの相対角度により再結
合の確率が変化し、キャリア消滅までの時間が変化する
ことになり、結果としてキャリア密度に変化が生じ電気
抵抗が変化することになる。このように磁界状態によっ
て電気抵抗が変化することになる。
【0016】すなわち本発明は、第1の磁性体層と、前
記第1の磁性体層に積層された第1の絶縁体層と、前記
第1の絶縁体層に積層されたP型若しくはN型の半導体
層と、前記半導体層の前記第1の絶縁体層が積層された
側とは反対側に積層された第2の絶縁体層と、前記第2
の絶縁体層に積層された第2の磁性体層とを有する磁気
抵抗効果素子である。
記第1の磁性体層に積層された第1の絶縁体層と、前記
第1の絶縁体層に積層されたP型若しくはN型の半導体
層と、前記半導体層の前記第1の絶縁体層が積層された
側とは反対側に積層された第2の絶縁体層と、前記第2
の絶縁体層に積層された第2の磁性体層とを有する磁気
抵抗効果素子である。
【0017】また、前記磁気抵抗効果素子において、前
記第2の磁性体層の磁化方向が固定されていることを特
徴とする。
記第2の磁性体層の磁化方向が固定されていることを特
徴とする。
【0018】更に、前記第2の磁性体層の磁化方向が固
定された前記磁気抵抗効果素子において、前記第2の磁
性体層の磁化方向と前記第1の磁性体層に磁界が印加さ
れたときの磁化方向の相対的角度変化によりトンネルコ
ンダクタンスが変化するようにされた磁気抵抗効果素子
である。
定された前記磁気抵抗効果素子において、前記第2の磁
性体層の磁化方向と前記第1の磁性体層に磁界が印加さ
れたときの磁化方向の相対的角度変化によりトンネルコ
ンダクタンスが変化するようにされた磁気抵抗効果素子
である。
【0019】
【発明の実施の形態】(参考例1) 図1(a)は発明を説明するための参考例を示すもの
で、絶縁性の基板(1)上に第1の磁性体層(2)、第
1の半導体層(3)、第2の磁性体層(4)を積層形成
されている。なお、第1の磁性体層と半導体層とはショ
ットキー接合が形成されている。また第2の磁性体層と
半導体層もショットキー接合が形成されている。なお第
2の磁性体層に面内の一方向に磁気異方性を付与するた
め、第2の磁性体表面にはFeMn合金層のような反強
磁性体層を磁化固定層(5)として形成した。
で、絶縁性の基板(1)上に第1の磁性体層(2)、第
1の半導体層(3)、第2の磁性体層(4)を積層形成
されている。なお、第1の磁性体層と半導体層とはショ
ットキー接合が形成されている。また第2の磁性体層と
半導体層もショットキー接合が形成されている。なお第
2の磁性体層に面内の一方向に磁気異方性を付与するた
め、第2の磁性体表面にはFeMn合金層のような反強
磁性体層を磁化固定層(5)として形成した。
【0020】この様な構成を採ることで、磁化の方向が
固定されている第2の磁性体層の磁化が回転しないよう
な範囲での磁界下では、第1の磁性体層中の磁気スピン
のみが磁界の影響下で回転することになり、例えば磁界
の強度により第1の磁性体層中の磁化方向と、第2の磁
性体層中の磁化方向との相対角度が変化することにな
り、これがトンネルコンダクタンスの変化に反映される
ことになる。
固定されている第2の磁性体層の磁化が回転しないよう
な範囲での磁界下では、第1の磁性体層中の磁気スピン
のみが磁界の影響下で回転することになり、例えば磁界
の強度により第1の磁性体層中の磁化方向と、第2の磁
性体層中の磁化方向との相対角度が変化することにな
り、これがトンネルコンダクタンスの変化に反映される
ことになる。
【0021】例えば基板としてGaAs単結晶基板を、
第1の磁性体層として約100A程度のFe薄膜を、N
型の半導体層として約500A程度のSeドープのGa
Asを、第2の磁性体層として約100A程度のCoF
e合金層を用い、磁化固定層として約150AのFeM
n合金層を形成し、上記構成の磁気抵抗効果素子を形成
することができる。第2の磁性体層の磁化方向の反平行
方向に磁界を印加したときの方が、平行の方向に磁界を
かけたときに比べ、トンネルコンダクタンスが低くな
る。この様子を図2を用いて説明する。
第1の磁性体層として約100A程度のFe薄膜を、N
型の半導体層として約500A程度のSeドープのGa
Asを、第2の磁性体層として約100A程度のCoF
e合金層を用い、磁化固定層として約150AのFeM
n合金層を形成し、上記構成の磁気抵抗効果素子を形成
することができる。第2の磁性体層の磁化方向の反平行
方向に磁界を印加したときの方が、平行の方向に磁界を
かけたときに比べ、トンネルコンダクタンスが低くな
る。この様子を図2を用いて説明する。
【0022】反平行磁界印加のときは第1の磁性体層と
第2の磁性体層との磁化方向が反平行になり、第1の磁
性体層ではアップスピン状態の電子の状態密度が高いの
に比べ、第2の磁性体層ではダウンスピン状態の電子の
状態密度が高くなるため、結果としてトンネル確率が低
くなる。一方、平行磁界印加のときは第2の磁性体層中
でもアップスピン状態の電子の状態密度が高くなるた
め、トンネル確率が高くなる。
第2の磁性体層との磁化方向が反平行になり、第1の磁
性体層ではアップスピン状態の電子の状態密度が高いの
に比べ、第2の磁性体層ではダウンスピン状態の電子の
状態密度が高くなるため、結果としてトンネル確率が低
くなる。一方、平行磁界印加のときは第2の磁性体層中
でもアップスピン状態の電子の状態密度が高くなるた
め、トンネル確率が高くなる。
【0023】従って、図1に示すように定電圧を印加し
ておけば、平行磁界印加時の方がトンネルコンダクタン
スが高いので、平行磁界印加時の方が反平行磁界印加時
に比べ、電流値が大きくなる。また逆に定電流駆動にす
れば、電圧変化として読み取ることも可能である。
ておけば、平行磁界印加時の方がトンネルコンダクタン
スが高いので、平行磁界印加時の方が反平行磁界印加時
に比べ、電流値が大きくなる。また逆に定電流駆動にす
れば、電圧変化として読み取ることも可能である。
【0024】なお、この例の場合、磁性体層は両方とも
良導体であるので別段電極層を形成しなかったが、フェ
ライト系のような電気抵抗が高い場合は、Au等の電極
層を別途形成しても良い。ただし磁性体層への電子など
のキャリアの注入に際し、障壁が形成されないように、
オーミックコンタクトが形成されるように適宜材料を選
定する必要が有る。また用いる半導体層はN型に限らず
P型でも構わない。また正孔の場合も同様に考えること
ができる。
良導体であるので別段電極層を形成しなかったが、フェ
ライト系のような電気抵抗が高い場合は、Au等の電極
層を別途形成しても良い。ただし磁性体層への電子など
のキャリアの注入に際し、障壁が形成されないように、
オーミックコンタクトが形成されるように適宜材料を選
定する必要が有る。また用いる半導体層はN型に限らず
P型でも構わない。また正孔の場合も同様に考えること
ができる。
【0025】(実施形態) 図1(a)に示した構造において、磁性体層からのキャ
リアの注入障壁をショツトキーバリアで形成したが、例
えば半導体層の酸化膜からなる絶縁体層をショツトキー
バリアの代替として用いても良い。この構成を図1
(b)に示す。
リアの注入障壁をショツトキーバリアで形成したが、例
えば半導体層の酸化膜からなる絶縁体層をショツトキー
バリアの代替として用いても良い。この構成を図1
(b)に示す。
【0026】トンネルバリア(キャリアの注入障壁)を
絶縁体層だけで構成しようとすると、従来技術でも説明
したように、極めて薄くする必要があり、ピンホール等
が生じやすくなってしまうという問題点があった。しか
しながらドーピングされた半導体層と併用すると、たと
えピンホールが存在したとしても、磁性体同士が接触す
ることはないため、絶縁体の厚みは薄くすることができ
る。またキャリアはスピン情報を保持したままでドーピ
ングされた半導体層中を移動するので、結果として図1
(a)に示した構造の素子と同様の効果が期待できる。
絶縁体層だけで構成しようとすると、従来技術でも説明
したように、極めて薄くする必要があり、ピンホール等
が生じやすくなってしまうという問題点があった。しか
しながらドーピングされた半導体層と併用すると、たと
えピンホールが存在したとしても、磁性体同士が接触す
ることはないため、絶縁体の厚みは薄くすることができ
る。またキャリアはスピン情報を保持したままでドーピ
ングされた半導体層中を移動するので、結果として図1
(a)に示した構造の素子と同様の効果が期待できる。
【0027】この様な構成によれば良好なショットキー
障壁が形成できない磁性体と半導体の組み合わせでも素
子を構成することができ、素子製造の際の材料選択に自
由度が増す。
障壁が形成できない磁性体と半導体の組み合わせでも素
子を構成することができ、素子製造の際の材料選択に自
由度が増す。
【0028】この酸化膜は、半導体層若しくは磁性体層
の酸化膜でもよいし、またSiO2,Al2O3などの
酸化膜、Si3N4,AlNなどの窒化膜など各種のも
のを用いることが可能である。
の酸化膜でもよいし、またSiO2,Al2O3などの
酸化膜、Si3N4,AlNなどの窒化膜など各種のも
のを用いることが可能である。
【0029】(参考例2) 図3に示す構造は、絶縁性の基板(11)上に第1の磁
性体層(12)、第1の半導体層(13)、第3の半導
体層(14)、第2の半導体層(15)及び第2の磁性
体層(16)がこの順序で積層形成されている。
性体層(12)、第1の半導体層(13)、第3の半導
体層(14)、第2の半導体層(15)及び第2の磁性
体層(16)がこの順序で積層形成されている。
【0030】この構成では、第1の磁性体層と第1の半
導体層とはオーミック接合が形成されている。また第2
の磁性体層と第2の半導体層もオーミック接合が形成さ
れている。また第1の半導体層と第2の半導体層は逆導
電型である。従って例えば第1の半導体層がN型とする
と第2の半導体層はP型となる。また第1及び第2の半
導体層に挟まれる第3の半導体層はI型である。なお実
施例1と同様に第2の磁性体層に面内の一方向に磁気異
方性を付与するため、第2の磁性体層(16)表面には
磁化固定層(17)を形成した。
導体層とはオーミック接合が形成されている。また第2
の磁性体層と第2の半導体層もオーミック接合が形成さ
れている。また第1の半導体層と第2の半導体層は逆導
電型である。従って例えば第1の半導体層がN型とする
と第2の半導体層はP型となる。また第1及び第2の半
導体層に挟まれる第3の半導体層はI型である。なお実
施例1と同様に第2の磁性体層に面内の一方向に磁気異
方性を付与するため、第2の磁性体層(16)表面には
磁化固定層(17)を形成した。
【0031】この様な構成を採ることで、第2の磁性体
層の磁化が回転しないような範囲での磁界下では、第1
の磁性体層中の磁気スピンのみが磁界の影響下で回転す
ることになり、例えば磁界の強度により第1の磁性体層
中の磁化方向と、第2の磁性体層中の磁化方向との相対
角度が変化することになる。
層の磁化が回転しないような範囲での磁界下では、第1
の磁性体層中の磁気スピンのみが磁界の影響下で回転す
ることになり、例えば磁界の強度により第1の磁性体層
中の磁化方向と、第2の磁性体層中の磁化方向との相対
角度が変化することになる。
【0032】この変化が、第1及び第2の磁性体層から
それぞれ第1及び第2の半導体層に注入される電子、正
孔の、第3の半導体層での再結合確率の変化に反映され
ることになる。この様子を図4に概念図として示す。
それぞれ第1及び第2の半導体層に注入される電子、正
孔の、第3の半導体層での再結合確率の変化に反映され
ることになる。この様子を図4に概念図として示す。
【0033】すなわち第2の磁性体層の磁化方向に平行
な方向に磁界を印加したときの方が、反平行の方向に磁
界をかけたときに比べ、電気抵抗が高くなる。これは第
1の磁性体層と第2の磁性体層の磁化の方向が平行の場
合は、第1及び第2の半導体層にそれぞれ注入され、I
型の半導体層に移行する電子、正孔間のスピンが反平行
となり、再結合の確率が高くなる。一方磁化が反平行の
場合は再結合の確率が低くなる。
な方向に磁界を印加したときの方が、反平行の方向に磁
界をかけたときに比べ、電気抵抗が高くなる。これは第
1の磁性体層と第2の磁性体層の磁化の方向が平行の場
合は、第1及び第2の半導体層にそれぞれ注入され、I
型の半導体層に移行する電子、正孔間のスピンが反平行
となり、再結合の確率が高くなる。一方磁化が反平行の
場合は再結合の確率が低くなる。
【0034】I型の第3の半導体層中に蓄積されるキャ
リアは再結合確率に影響されるため、再結合確率が低い
場合、すなわち反平行磁界印加の場合、I型の半導体層
中のキャリア密度が上昇するためと考えられる。
リアは再結合確率に影響されるため、再結合確率が低い
場合、すなわち反平行磁界印加の場合、I型の半導体層
中のキャリア密度が上昇するためと考えられる。
【0035】なおキャリアの蓄積効果を用いれば電気抵
抗の変化は顕著に現われるが、I型の半導体層を省略し
て、PN接合構造としても同様な原理で磁気抵抗効果の
発現が可能である。またI型に代え、高抵抗の例えばP
−,N−の半導体層を用いても同様の効果が得られる。 (参考例3) 参考例2の構造を用い、トランジスタのような3端子構
造としたのが図5に示すものである。
抗の変化は顕著に現われるが、I型の半導体層を省略し
て、PN接合構造としても同様な原理で磁気抵抗効果の
発現が可能である。またI型に代え、高抵抗の例えばP
−,N−の半導体層を用いても同様の効果が得られる。 (参考例3) 参考例2の構造を用い、トランジスタのような3端子構
造としたのが図5に示すものである。
【0036】この参考例では、絶縁性の基板(21)上
に第1の磁性体層(22)が形成され、その上にN型の
第1の半導体層(23)が形成されている。またこの第
1の半導体層上の所定の領域にはP型の第2の半導体層
(24)及び第2の磁性体層(25)がこの順序で積層
形成されている。さらにこの第2の半導体層(24)が
形成されている領域に近接した領域にP型の第4の半導
体層(26)が形成されている。また第4の半導体層に
は電極層が形成されている。
に第1の磁性体層(22)が形成され、その上にN型の
第1の半導体層(23)が形成されている。またこの第
1の半導体層上の所定の領域にはP型の第2の半導体層
(24)及び第2の磁性体層(25)がこの順序で積層
形成されている。さらにこの第2の半導体層(24)が
形成されている領域に近接した領域にP型の第4の半導
体層(26)が形成されている。また第4の半導体層に
は電極層が形成されている。
【0037】この構成では、第1の磁性体層とN型の第
1の半導体層とはオーミック接合が形成されている。ま
た第2の磁性体層とP型の第2の半導体層もオーミック
接合が形成されている。なお参考例と同様に第2の磁性
体層に面内の一方向に磁気異方性を付与するため、第2
の磁性体層(25)表面には磁化固定層(27)を形成
した。
1の半導体層とはオーミック接合が形成されている。ま
た第2の磁性体層とP型の第2の半導体層もオーミック
接合が形成されている。なお参考例と同様に第2の磁性
体層に面内の一方向に磁気異方性を付与するため、第2
の磁性体層(25)表面には磁化固定層(27)を形成
した。
【0038】さてこのような構造で、第1の半導体層
(23)をベース(B)、第2の半導体層(24)をエ
ミッタ(E)、第4の半導体層(26)をコレクタ
(C)と呼ぶ。第1の磁性体層(22)はベース電極、
第2の磁性体層(25)はエミッタ電極になる。この構
成でB−E間にバイアス電流を流した状態で外部磁界を
変化させると、B−C間の電流が磁界に応じて変化す
る。これは以下の現象によるものと考えられる。
(23)をベース(B)、第2の半導体層(24)をエ
ミッタ(E)、第4の半導体層(26)をコレクタ
(C)と呼ぶ。第1の磁性体層(22)はベース電極、
第2の磁性体層(25)はエミッタ電極になる。この構
成でB−E間にバイアス電流を流した状態で外部磁界を
変化させると、B−C間の電流が磁界に応じて変化す
る。これは以下の現象によるものと考えられる。
【0039】図6は参考例3の動作原理を示す概念図で
ある。今、第2の半導体層の磁化が固定されているの
で、外部磁界の方向により第1の磁性体層の磁化方向が
変化する。
ある。今、第2の半導体層の磁化が固定されているの
で、外部磁界の方向により第1の磁性体層の磁化方向が
変化する。
【0040】磁化の方向が平行の場合は第1の磁性体層
から第1の半導体層中に注入される電子のスピンの向き
と、第2の磁性体層から第2の半導体層を介して第1の
半導体層に注入される正孔のスピンの向きとが逆の方が
相対的に多くなる。一方、反平行状態のときは、電子の
スピンと正孔のスピンとは同じ向きになる方が多くな
る。従って平行磁界のときの方が反平行磁界印加時に比
べ再結合確率が高くなり、結果として残存するキャリア
量が少なくなる。
から第1の半導体層中に注入される電子のスピンの向き
と、第2の磁性体層から第2の半導体層を介して第1の
半導体層に注入される正孔のスピンの向きとが逆の方が
相対的に多くなる。一方、反平行状態のときは、電子の
スピンと正孔のスピンとは同じ向きになる方が多くな
る。従って平行磁界のときの方が反平行磁界印加時に比
べ再結合確率が高くなり、結果として残存するキャリア
量が少なくなる。
【0041】第1の半導体層中で再結合せずに残存する
キャリア量(この場合は正孔)は第4の半導体層に供給
されることになり、この量が第4の半導体層と第1の磁
性体層間に流れる電流量,すなわちB−C間の電流を支
配することになる。従って反平行磁界印加時の方がB−
C電流は多くなる。
キャリア量(この場合は正孔)は第4の半導体層に供給
されることになり、この量が第4の半導体層と第1の磁
性体層間に流れる電流量,すなわちB−C間の電流を支
配することになる。従って反平行磁界印加時の方がB−
C電流は多くなる。
【0042】以上のような原理で図5に示した構成の素
子で磁気抵抗効果を得ることができる。原理的には図4
で説明したのと同様であるが、図5の構成の方がバイア
ス電流と信号電流を分離し、増幅作用があるので高出力
となる。
子で磁気抵抗効果を得ることができる。原理的には図4
で説明したのと同様であるが、図5の構成の方がバイア
ス電流と信号電流を分離し、増幅作用があるので高出力
となる。
【0043】図5に示した構成で、第1の半導体層と第
2の半導体層及び第4の半導体層間に、第3の半導体層
としてI型若しくは第1及び第2の半導体層より高抵抗
の低濃度半導体層を介在せしめることもできる。これは
先の実施例と同様の効果を期待したものであり、再結合
を第3の半導体層中で行わせようというものである。こ
の構成を図7(a)として示す。また各磁性体層と半導
体層との接合を良好にするなどの目的で、高濃度の半導
体層を介在せしめても良い。この構成を図7(b) と
して示す。
2の半導体層及び第4の半導体層間に、第3の半導体層
としてI型若しくは第1及び第2の半導体層より高抵抗
の低濃度半導体層を介在せしめることもできる。これは
先の実施例と同様の効果を期待したものであり、再結合
を第3の半導体層中で行わせようというものである。こ
の構成を図7(a)として示す。また各磁性体層と半導
体層との接合を良好にするなどの目的で、高濃度の半導
体層を介在せしめても良い。この構成を図7(b) と
して示す。
【0044】以上は基本動作を説明するものであるが、
実用に際しては、基本パターンを平面方向で繰り返した
もの、積層方向で繰り返したものを用いたり種々の変形
が可能である。
実用に際しては、基本パターンを平面方向で繰り返した
もの、積層方向で繰り返したものを用いたり種々の変形
が可能である。
【0045】例えば図8は、図6に示す構成を変形した
ものの平面図であるが、第2の半導体層を取り囲むよう
に第4の半導体層を形成している。この様な構成によれ
ば再結合せずに残ったキャリアを有効に利用することが
できる。磁気記録の読み出しヘッドとして用いる場合は
例えば図8に示すように媒体が位置するが、これに限ら
ず種々の位置関係が考えられる。磁界の検出は直接電
圧、電流を読み取る他に、電流変化,電圧変化などスピ
ン偏極状態を反映した物理量であれば何を検出しても良
い。
ものの平面図であるが、第2の半導体層を取り囲むよう
に第4の半導体層を形成している。この様な構成によれ
ば再結合せずに残ったキャリアを有効に利用することが
できる。磁気記録の読み出しヘッドとして用いる場合は
例えば図8に示すように媒体が位置するが、これに限ら
ず種々の位置関係が考えられる。磁界の検出は直接電
圧、電流を読み取る他に、電流変化,電圧変化などスピ
ン偏極状態を反映した物理量であれば何を検出しても良
い。
【0046】また各図においては電極端子を模式的に表
現しているが、当然のことながら配線などは薄膜形成技
術を用いて作成できることも言うまでもない。
現しているが、当然のことながら配線などは薄膜形成技
術を用いて作成できることも言うまでもない。
【0047】また磁化の固定に反強磁性膜を用いたが、
同様の作用を実現できればこれに限らず用いることがで
きることは言うまでもない。また必ずしも磁化固定を行
う必要もない。さらにスピン情報を持ったキャリアの注
入は対向配置された磁性体層で行ったが、同一平面上で
近接配置した磁性体層間で行っても良い。その他本発明
の趣旨を変更しない限り各種の変形が可能である。
同様の作用を実現できればこれに限らず用いることがで
きることは言うまでもない。また必ずしも磁化固定を行
う必要もない。さらにスピン情報を持ったキャリアの注
入は対向配置された磁性体層で行ったが、同一平面上で
近接配置した磁性体層間で行っても良い。その他本発明
の趣旨を変更しない限り各種の変形が可能である。
【0048】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、新
規な構造の磁気抵抗効果素子を得ることができる。この
構成によれば極限的に薄い絶縁膜を必要とせず、再現
性、安定性に優れた工業的に有用な磁気抵抗効果素子を
得ることができる。
規な構造の磁気抵抗効果素子を得ることができる。この
構成によれば極限的に薄い絶縁膜を必要とせず、再現
性、安定性に優れた工業的に有用な磁気抵抗効果素子を
得ることができる。
【図1】 本発明の参考例及び実施形態を示す概略断面
図。
図。
【図2】 本発明参考例を示す概念図。
【図3】 本発明参考例を示す概略断面図。
【図4】 本発明参考例を示す概念図。
【図5】 本発明参考例を示す概略断面図。
【図6】 本発明参考例を示す概念図。
【図7】 本発明参考例を示す概略断面図。
【図8】 本発明参考例を示す概略平面図。
1,11,21・・・基板 2,12,22・・・第1の磁性体層 3 ・・・半導体層 4,16,25・・・第2の磁性体層 13,23 ・・・第1の半導体層 15,24 ・・・第2の半導体層 14,28 ・・・第3の半導体層 26 ・・・第4の半導体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 仁志 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝 総合研究所内 (56)参考文献 特開 平4−42417(JP,A) 特開 昭64−28957(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 43/08 G01R 33/09 G11B 5/39 H01F 10/30 JICSTファイル(JOIS)
Claims (3)
- 【請求項1】第1の磁性体層と、 前記第1の磁性体層に積層された第1の絶縁体層と、 前記第1の絶縁体層に積層されたP型若しくはN型の半
導体層と、 前記半導体層の前記第1の絶縁体層が積層された側とは
反対側に積層された第2の絶縁体層と、 前記第2の絶縁体層に積層された第2の磁性体層とを有
することを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項2】前記第2の磁性体層の磁化方向が固定され
ていることを特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果素
子。 - 【請求項3】前記第2の磁性体層の磁化方向と前記第1
の磁性体層に磁界が印加されたときの磁化方向の相対的
角度変化によりトンネルコンダクタンスが変化すること
を特徴とする請求項2記載の磁気抵抗効果素子。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24246892A JP3253696B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 磁気抵抗効果素子 |
US08/118,765 US5416353A (en) | 1992-09-11 | 1993-09-10 | Netoresistance effect element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24246892A JP3253696B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 磁気抵抗効果素子 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0697531A JPH0697531A (ja) | 1994-04-08 |
JP3253696B2 true JP3253696B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=17089534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24246892A Expired - Fee Related JP3253696B2 (ja) | 1992-09-11 | 1992-09-11 | 磁気抵抗効果素子 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5416353A (ja) |
JP (1) | JP3253696B2 (ja) |
Families Citing this family (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08504303A (ja) * | 1993-10-06 | 1996-05-07 | フィリップス エレクトロニクス ネムローゼ フェン ノートシャップ | 磁気抵抗デバイス及び斯種のデバイスを用いる磁気ヘッド |
US5486804A (en) * | 1993-12-03 | 1996-01-23 | Hughes Aircraft Company | Integrated magnetoresistive sensor fabrication method and apparatus |
US5629922A (en) * | 1995-02-22 | 1997-05-13 | Massachusetts Institute Of Technology | Electron tunneling device using ferromagnetic thin films |
US6741494B2 (en) * | 1995-04-21 | 2004-05-25 | Mark B. Johnson | Magnetoelectronic memory element with inductively coupled write wires |
JP3207094B2 (ja) * | 1995-08-21 | 2001-09-10 | 松下電器産業株式会社 | 磁気抵抗効果素子及びメモリー素子 |
JP3217703B2 (ja) * | 1995-09-01 | 2001-10-15 | 株式会社東芝 | 磁性体デバイス及びそれを用いた磁気センサ |
DE19701509C2 (de) * | 1996-01-19 | 2003-08-21 | Fujitsu Ltd | Magnetsensoren |
US5835314A (en) * | 1996-04-17 | 1998-11-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Tunnel junction device for storage and switching of signals |
US5962905A (en) * | 1996-09-17 | 1999-10-05 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive element |
WO1998014793A1 (de) * | 1996-10-02 | 1998-04-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Magnetfeldempfindlicher dünnfilmsensor mit einer tunnelbarrierenschicht |
US5729410A (en) * | 1996-11-27 | 1998-03-17 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction device with longitudinal biasing |
US5898547A (en) * | 1997-10-24 | 1999-04-27 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction magnetoresistive read head with sensing layer as flux guide |
US5936293A (en) * | 1998-01-23 | 1999-08-10 | International Business Machines Corporation | Hard/soft magnetic tunnel junction device with stable hard ferromagnetic layer |
JP3646508B2 (ja) * | 1998-03-18 | 2005-05-11 | 株式会社日立製作所 | トンネル磁気抵抗効果素子、これを用いた磁気センサー及び磁気ヘッド |
US6023395A (en) * | 1998-05-29 | 2000-02-08 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction magnetoresistive sensor with in-stack biasing |
US6005753A (en) * | 1998-05-29 | 1999-12-21 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction magnetoresistive read head with longitudinal and transverse bias |
DE10017374B4 (de) * | 1999-05-25 | 2007-05-10 | Siemens Ag | Magnetische Koppeleinrichtung und deren Verwendung |
ID28920A (id) * | 1999-07-22 | 2001-07-12 | Koninkl Philips Electronics Nv | Metode pembuatan peranti sambungan saluran magnetik |
JP3427179B2 (ja) * | 2000-02-16 | 2003-07-14 | 東北大学長 | 核スピン制御素子及びその制御方法 |
GB0006142D0 (en) * | 2000-03-14 | 2000-05-03 | Isis Innovation | Spin transistor |
DE10019697A1 (de) * | 2000-04-20 | 2001-11-15 | Sebastian T B Goennenwein | Verfahren zur Erzeugung und Charakterisierung von spinpolarisierten Ladungsträgersystemen und darauf beruhende Bauelemente |
JP3604617B2 (ja) * | 2000-06-12 | 2004-12-22 | 富士通株式会社 | 磁気検出素子 |
JP2002314166A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-25 | Nec Corp | 磁気抵抗効果素子及びその製造方法 |
DE10209508B4 (de) * | 2002-03-05 | 2009-01-15 | Forschungszentrum Jülich GmbH | Verfahren zur Speicherung von Daten in einem MRAM-Datenspeicher |
WO2003081680A1 (fr) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Japan Science And Technology Agency | Dispositif a magnetoresistance tunnel, dispositif de jonction de semiconducteurs et dispositif electroluminescent a semiconducteur |
JP4477305B2 (ja) * | 2002-07-25 | 2010-06-09 | 独立行政法人科学技術振興機構 | スピントランジスタ及びそれを用いた不揮発性メモリ |
JP3643823B2 (ja) * | 2002-09-30 | 2005-04-27 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子 |
US6809388B2 (en) * | 2002-10-31 | 2004-10-26 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Magnetic sensor based on efficient spin injection into semiconductors |
WO2004079827A1 (ja) * | 2003-03-07 | 2004-09-16 | Japan Science And Technology Agency | スピン依存伝達特性を有する電界効果トランジスタ及びそれを用いた不揮発性メモリ |
US7244997B2 (en) * | 2003-07-08 | 2007-07-17 | President And Fellows Of Harvard College | Magneto-luminescent transducer |
US6818458B1 (en) * | 2003-07-29 | 2004-11-16 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Methods involving a low resistance magnetic tunnel junction structure |
US7349185B2 (en) * | 2004-07-30 | 2008-03-25 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. | Three terminal magnetic sensor for magnetic heads with a semiconductor junction |
US7372117B2 (en) * | 2004-09-16 | 2008-05-13 | Industrial Technology Research Institute | Magneto-resistance transistor and method thereof |
US7235851B2 (en) * | 2004-09-16 | 2007-06-26 | Industrial Technology Research Institute | Spin transistor and method thereof |
US7141843B2 (en) * | 2004-10-11 | 2006-11-28 | Intel Corporation | Integratable polarization rotator |
US7061797B1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-06-13 | Infineon Technologies Ag | Hybrid memory cell for spin-polarized electron current induced switching and writing/reading process using such memory cell |
US7710691B2 (en) * | 2005-01-10 | 2010-05-04 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Three terminal magnetic sensor having an in-stack longitudinal biasing layer structure in the collector region and a pinned layer structure in the emitter region |
US7639459B2 (en) * | 2005-01-10 | 2009-12-29 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Three terminal magnetic sensor having an in-stack longitudinal biasing layer structure |
US7636223B2 (en) * | 2005-01-10 | 2009-12-22 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Three terminal magnetic sensor having an in-stack longitudinal biasing layer structure and a self-pinned layer structure |
US7259942B2 (en) | 2005-01-10 | 2007-08-21 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Three terminal magnetic sensor having an in-stack longitudinal biasing layer structure in the collector or emitter region |
KR100682926B1 (ko) * | 2005-01-31 | 2007-02-15 | 삼성전자주식회사 | 저항체를 이용한 비휘발성 메모리 소자 및 그 제조방법 |
US7573686B2 (en) | 2006-06-26 | 2009-08-11 | Tdk Corporation | Thin-film magnetic head including low-resistance TMR element |
US20080218912A1 (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-11 | Tdk Corporation | CPP-type magnetoresistive element having spacer layer that includes semiconductor layer |
JP2009076778A (ja) * | 2007-09-21 | 2009-04-09 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果素子および磁気抵抗デバイス |
JP5611594B2 (ja) * | 2007-10-11 | 2014-10-22 | 国立大学法人東北大学 | 不揮発性固体磁気メモリの記録方法及び不揮発性固体磁気メモリ |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3525023A (en) * | 1965-08-05 | 1970-08-18 | Sperry Rand Corp | Multilayer thin film magnetic memory element |
US4823177A (en) * | 1988-06-30 | 1989-04-18 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and device for magnetizing thin films by the use of injected spin polarized current |
US4978938A (en) * | 1988-12-23 | 1990-12-18 | General Motors Corporation | Magnetoresistor |
-
1992
- 1992-09-11 JP JP24246892A patent/JP3253696B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1993
- 1993-09-10 US US08/118,765 patent/US5416353A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5416353A (en) | 1995-05-16 |
JPH0697531A (ja) | 1994-04-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3253696B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子 | |
JP3217703B2 (ja) | 磁性体デバイス及びそれを用いた磁気センサ | |
US7203090B2 (en) | High output nonvolatile magnetic memory | |
US8072713B2 (en) | Magnetic reading head and magnetic recording apparatus | |
JP3565268B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気再生装置 | |
US7755929B2 (en) | Spin-injection device and magnetic device using spin-injection device | |
US8269294B2 (en) | Spin transport device | |
US20050007694A1 (en) | Magnetic field sensor utilizing anomalous hall effect magnetic film | |
US5962905A (en) | Magnetoresistive element | |
KR20060048611A (ko) | 반강자성/강자성 교환 결합 구조체에 의해 수직 자기바이어싱되는 초거대 자기저항 센서 | |
JP2004531881A (ja) | 半導体接点を備える半導体素子 | |
JP4147118B2 (ja) | 3端子型磁気ヘッドとそれを搭載した磁気記録再生装置 | |
JP2003289163A (ja) | スピンバルブトランジスタ | |
JP3619078B2 (ja) | スピン伝導素子 | |
US7816746B2 (en) | Spin-tunnel transistor and magnetic reproducing head | |
JP4130488B2 (ja) | 磁気記録装置 | |
Dennis et al. | Silicon spin diffusion transistor: materials, physics and device characteristics | |
JP3563573B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子 | |
JP2004119771A (ja) | スピンバルブトランジスタ、磁気ヘッド、磁気情報再生システム、および磁気記憶装置 | |
JPH09252152A (ja) | 磁気素子 | |
JPH09162460A (ja) | 磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型ヘッド | |
Johnson et al. | Hybrid ferromagnet-semiconductor gates for nonvolatile memory | |
JPH11154388A (ja) | 磁気抵抗メモリ素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071122 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081122 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091122 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |