JP2000208831A - 磁気抵抗素子及びこれを用いた磁気デバイス - Google Patents

磁気抵抗素子及びこれを用いた磁気デバイス

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JP2000208831A JP11009892A JP989299A JP2000208831A JP 2000208831 A JP2000208831 A JP 2000208831A JP 11009892 A JP11009892 A JP 11009892A JP 989299 A JP989299 A JP 989299A JP 2000208831 A JP2000208831 A JP 2000208831A
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magnetic layer
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magnetization
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静似 熊谷
Yoshito Ikeda
義人 池田
Terunobu Miyazaki
照宣 宮崎
Takayuki Fukumoto
能之 福本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 これまで以上の磁化配列状態を実現し、多値
化を可能とする。 【解決手段】 反強磁性層と接して形成される第1の磁
性層と、少なくとも2層以上の磁性層とがそれぞれトン
ネル障壁層を介して積層されている。例えば、少なくと
も2層以上の磁性層が第2の磁性層及び第3の磁性層と
からなる場合、無磁場において4種類の磁化の配列状態
が存在する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気トンネリング
効果を利用した新規な磁気抵抗素子に関するものであ
り、さらにはこの磁気抵抗素子を用いた新規な磁気デバ
イスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁性金属/絶縁層/磁性金属からなる三
層構造において、薄い絶縁層を流れるトンネル電流のコ
ンダクタンスが両磁性層の磁化の相対角度に依存する磁
気トンネリング効果が報告されている。
【0003】この現象では、両磁性層の磁化の分極率に
より磁気抵抗比を理論的に計算することができ、例えば
両磁性層にFeを用いた場合には、約40%のMR比が
期待できる。
【0004】さらに近年、室温で大きなMR比を実現し
た報告が相次ぎ、新しいデバイスとして大きな注目を集
めている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、これまでに
登場した磁気トンネリング素子においては、抵抗の変化
は、二つの磁性層の磁化の平行或は反平行状態を作るこ
とで行っている。
【0006】また、これを実現する方法として、二つの
磁性層に保磁力差を付ける方法と、一方の磁性層に反強
磁性層を近接させ、磁化の動きをピンニングする方法が
主に用いられている。
【0007】しかしながら、これらの方法では、抵抗は
磁化の方向が平行に揃った状態における高抵抗の場合
と、反平行に揃った状態における低抵抗の場合の二つの
状態を遷移し、途中の安定な状態が存在せず、メモリの
多値化等に対しては、不利である。
【0008】本発明は、上記のような従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、これまで以上の磁化配列状態
を実現することが可能な磁気抵抗素子を提供することを
目的とし、さらには、これを応用した磁気デバイスを提
供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明の磁気抵抗素子は、反強磁性層と接して形
成される第1の磁性層と、少なくとも2層以上の磁性層
とがそれぞれトンネル障壁層を介して積層されているこ
とを特徴とするものである、例えば、少なくとも2層以
上の磁性層が第2の磁性層及び第3の磁性層とからなる
場合、無磁場において4種類の磁化の配列状態が存在す
る。
【0010】上記磁気抵抗素子は、磁気メモリや磁気ヘ
ッド等、様々な磁気デバイスに応用可能である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の磁気抵抗素子及び
磁気デバイスについて、図面を参照しながら説明する。
【0012】本発明の磁気抵抗素子は、図1及び図2に
示すように、下部磁性層1,中間磁性層2,上部磁性層
3の3層の磁性層を有するとともに、下部磁性層1と中
間磁性層2の間及び中間磁性層2と上部磁性層3の間
に、それぞれ絶縁障壁であるトンネル障壁層4,5が形
成されてなるものである。
【0013】また、上記上部磁性層3に接して反強磁性
層6(図1においては図示は省略している。)が形成さ
れている。この反強磁性層6は、交換結合によって上部
磁性層3の磁化の向きを一方向にピンニングするための
ものである。
【0014】上記積層構造を有する磁気抵抗素子が基板
7上に形成されている。
【0015】上記構造において、各磁性層1,2,3
は、通常、磁性材料により構成するが、トンネル障壁層
4,5との界面にのみ磁性材料を用い、その他の部分を
例えばAu,Cu,A1,Pt等の金属を用いても構わ
ない。
【0016】絶縁障壁となるトンネル障壁層4,5は、
例えば酸化したAlの膜からなるものであり、その膜厚
は非常に薄い。
【0017】トンネル障壁層4,5は、酸化したAl以
外の材料であってもよく、例えばAlに代わり、Gd,
Hf,Fe,Co,Ni,Se、Mg等を用いることも
できる。さらに、酸化してトンネル障壁となり得る金属
であればいずれも使用可能である。
【0018】上記金属を酸化する手法としては、例えば
プラズマ酸化が挙げられるが、これ以外に、自然酸化や
真空チャンバー内に酸素を導入しての酸化等でもよい。
【0019】あるいは、Al23,SiO2 、窒化A
l、窒化Si、ダイアモンドライクカーボン(DLC)
等の絶縁材料を直接成膜することにより形成してもよ
い。
【0020】各層の成膜については、例えばスパッタ法
や、蒸着等、任意の方法で成膜すればよい。
【0021】各層のパターニングには、メタルマスタを
用いたが、その他の方法、例えばフォトリソグラフィや
電子線リソグラフィもよって行っても構わない。
【0022】また、基板にはSi基板等を用いることが
できるが、その他の材料、例えばAlTiC系、TiO
−CaO系等の材料を用いることもできる。
【0023】素子の形状については、ここでは十字型の
対向電極としたが、使用目的に応じ任意の形状とするこ
とができ、磁性層/トンネル障壁層/磁性層/トンネル
障壁層/磁性層/反強磁性層の積層構造が実現できれば
よい。素子の接合面積も任意である。
【0024】さらに、作製した素子に対して、磁場中ア
ニール等の熱処理により特性が向上する場合があれば、
適宜これらの後処理を施す場合もある。
【0025】上記構造の磁気抵抗素子において、下部磁
性層1,中間磁性層2,上部磁性層3の保磁力をそれぞ
れHc1,Hc2,Hc3とする。ここで、Hc1<H
c2である。
【0026】また、下部磁性層1と中間磁性層2の間で
生じる抵抗変化をδR1,中間磁性層2と上部磁性層3
の間で生じる抵抗変化をδR2とする。ここで、δR1
>δR2である。
【0027】さらに、反強磁性層6による上部磁性層3
のシフト磁界をHsとする。
【0028】図3は、上記設定にした場合の磁気抵抗素
子の磁気抵抗曲線のモデルを模式的に示すものであり、
図4は、磁化曲線のモデルを模式的に示すものである。
【0029】Hc1<Hc2で且つδR1>δR2の場
合、磁界を−Hc2以下にすると、三層の磁化は図3の
最も左側に示すように、全て左を向いて揃うことになる
(図において、3つの矢印は、下から順に下部磁性層
1,中間磁性層2,上部磁性層3の磁化の向きを表
す。)。この場合の抵抗はR1である。
【0030】磁界を次第に正方向へ変化させると、外部
磁界の大きさがHc1となったところで下部磁性層1の
磁化が反転し、抵抗はδR1増えてR3(=R1+δR
1)となる。
【0031】さらに磁界を正へと変化させると、中間磁
性層2の磁化の向きも反転し、抵抗はR2(=R1+δ
R2)となる。
【0032】さらに正へと磁界を変化させ、Hs+Hc
3以上になると、磁化配列は全て右向きに揃い、再びR
1に戻る。
【0033】この状態から磁界を負側へ変化させると、
Hs−Hc3で上部磁性層3の磁化の向きが反転して抵
抗値はR2となり、更に磁界を変化させ、−Hc1とな
ると、下部磁性層1の磁化の向きが反転して抵抗はR4
(=R1+δR1+δR2)となる。
【0034】−Hc2を過ぎると、始めの状態である全
ての磁化が左向きに整列した状態となって、抵抗はR1
となる。
【0035】このような磁気抵抗変化を示す素子は、図
5〜図8に示すような記録を行うことにより、磁界がゼ
ロの状態で4種類の抵抗値を示す。
【0036】先ず、図5は、印加磁界を0→−(Hc2
+α)→0と変化させた場合で、この場合には下部磁性
層1,中間磁性層2,上部磁性層3の磁化の向きが左向
きに揃えられて抵抗値はR1となる。
【0037】図6は、印加磁界を0→−(Hc2+α)
→Hc1+α(<Hc2)→0と変化させた場合で、抵
抗値はR3となる。
【0038】図7は、印加磁界を0→Hc2+α→0と
変化させた場合で、抵抗値はR2となる。
【0039】図8は、印加磁界を0→Hc2+α→−
(Hc1+α)(>−Hc2)→0と変化させた場合
で、抵抗値はR4となる。
【0040】同様に、Hc1とHc2の大小関係、δR
1とδR2の大小関係の組合わせにより、ケース2〜4
の場合が考えられる。
【0041】先ず、Hc1>Hc2で且つδR1>δR
2の場合(ケース2)の磁気抵抗素子の磁気抵抗曲線の
モデルを図9に模式的に示し、磁化曲線のモデルを図1
0に模式的に示す。
【0042】ケース2において、磁界を−Hc1以下に
すると、三層の磁化は先の例と同様、全て左を向いて揃
う。この場合の抵抗はR1である。
【0043】次に、磁界を次第に正方向へ変化させる
と、外部磁界の大きさがHc2となったところで中間磁
性層2の磁化が反転し、抵抗はδR1+δR2増えてR
4(=R1+δR1+δR2)となる。
【0044】さらに磁界を正へと変化させHc1となる
と、下部磁性層1の磁化の向きも反転し、抵抗はδR1
減ってR2(=R1+δR2)となる。
【0045】さらに正へと磁界を変化させ、Hs+Hc
3以上になると、磁化配列は全て右向きに揃い、再びR
1に戻る。
【0046】この状態から磁界を負側へ変化させると、
Hs−Hc3で上部磁性層3の磁化の向きが反転して抵
抗値はR2となり、更に磁界を変化させ、−Hc2とな
ると、中間磁性層2の磁化の向きが反転して抵抗はR3
(=R1+δR1)となる。
【0047】−Hc1を過ぎると、始めの状態である全
ての磁化が左向きに整列した状態となって、抵抗はR1
となる。
【0048】このような磁気抵抗変化を示す素子(ケー
ス2)では、図11〜図14に示すような記録を行うこ
とにより、磁界がゼロの状態で4種類の抵抗値を示す。
【0049】図11は、印加磁界を0→−(Hc1+
α)→0と変化させた場合で、この場合には下部磁性層
1,中間磁性層2,上部磁性層3の磁化の向きが左向き
に揃えられて抵抗値はR1となる。
【0050】図12は、印加磁界を0→−(Hc1+
α)→Hc2+α(<Hc1)→0と変化させた場合
で、抵抗値はR4となる。
【0051】図13は、印加磁界を0→Hc1+α→0
と変化させた場合で、抵抗値はR2となる。
【0052】図14は、印加磁界を0→Hc1+α→−
(Hc2+α)(>−Hc1)→0と変化させた場合
で、抵抗値はR3となる。
【0053】次に、Hc1<Hc2で且つδR1<δR
2の場合(ケース3)の磁気抵抗素子の磁気抵抗曲線の
モデルを図15に模式的に示す。同様に、ケース3の磁
化曲線のモデルを図16に模式的に示す。
【0054】ケース3においても、磁界を−Hc2以下
にすると、三層の磁化は先の例と同様、全て左を向いて
揃う。この場合の抵抗はR1である。
【0055】次に、磁界を次第に正方向へ変化させる
と、外部磁界の大きさがHc1となったところで下部磁
性層1の磁化が反転し、抵抗はδR1増えてR2(=R
1+δR1)となる。
【0056】さらに磁界を正へと変化させると、中間磁
性層2の磁化の向きも反転し、抵抗はR3(=R1+δ
R2)となる。
【0057】さらに正へと磁界を変化させ、Hs+Hc
3以上になると、磁化配列は全て右向きに揃い、再びR
1に戻る。
【0058】この状態から磁界を負側へ変化させると、
Hs−Hc3で上部磁性層3の磁化の向きが反転して抵
抗値はR3となり、更に磁界を変化させ、−Hc1とな
ると、下部磁性層1の磁化の向きが反転して抵抗はR4
(=R1+δR1+δR2)となる。
【0059】−Hc2を過ぎると、始めの状態である全
ての磁化が左向きに整列した状態となって、抵抗はR1
となる。
【0060】このような磁気抵抗変化を示す素子(ケー
ス3)では、図17〜図20に示すような記録を行うこ
とにより、磁界がゼロの状態で4種類の抵抗値を示す。
【0061】図17は、印加磁界を0→−(Hc2+
α)→0と変化させた場合で、この場合には下部磁性層
1,中間磁性層2,上部磁性層3の磁化の向きが左向き
に揃えられて抵抗値はR1となる。
【0062】図18は、印加磁界を0→−(Hc2+
α)→Hc1+α(<Hc2)→0と変化させた場合
で、抵抗値はR2となる。
【0063】図19は、印加磁界を0→Hc2+α→0
と変化させた場合で、抵抗値はR3となる。
【0064】図20は、印加磁界を0→Hc2+α→−
(Hc1+α)(>−Hc2)→0と変化させた場合
で、抵抗値はR4となる。
【0065】最後に、Hc1>Hc2で且つδR1<δ
R2の場合(ケース4)の磁気抵抗素子の磁気抵抗曲線
のモデルを図21に模式的に示す。同様に、ケース4の
磁化曲線のモデルを図22に模式的に示す。
【0066】ケース4においても、磁界を−Hc1以下
にすると、三層の磁化は先の例と同様、全て左を向いて
揃う。この場合の抵抗はR1である。
【0067】次に、磁界を次第に正方向へ変化させる
と、外部磁界の大きさがHc2となったところで中間磁
性層2の磁化が反転し、抵抗はδR1+δR2増えてR
2(=R1+δR1+δR2)となる。
【0068】さらに磁界を正へと変化させHc1になる
と、下部磁性層1の磁化の向きも反転し、抵抗はR3
(=R1+δR2)となる。
【0069】さらに正へと磁界を変化させ、Hs+Hc
3以上になると、磁化配列は全て右向きに揃い、再びR
1に戻る。
【0070】この状態から磁界を負側へ変化させると、
Hs−Hc3で上部磁性層3の磁化の向きが反転して抵
抗値はR3となり、更に磁界を変化させ、−Hc2とな
ると、中間磁性層2の磁化の向きが反転して抵抗はR2
(=R1+δR1)となる。
【0071】−Hc1を過ぎると、始めの状態である全
ての磁化が左向きに整列した状態となって、抵抗はR1
となる。
【0072】このような磁気抵抗変化を示す素子(ケー
ス4)では、図23〜図26に示すような記録を行うこ
とにより、磁界がゼロの状態で4種類の抵抗値を示す。
【0073】図23は、印加磁界を0→−(Hc1+
α)→0と変化させた場合で、この場合には下部磁性層
1,中間磁性層2,上部磁性層3の磁化の向きが左向き
に揃えられて抵抗値はR1となる。
【0074】図24は、印加磁界を0→−(Hc1+
α)→Hc2+α(<Hc1)→0と変化させた場合
で、抵抗値はR4となる。
【0075】図25は、印加磁界を0→Hc1+α→0
と変化させた場合で、抵抗値はR3となる。
【0076】図26は、印加磁界を0→Hc1+α→−
(Hc2+α)(>−Hc1)→0と変化させた場合
で、抵抗値はR2となる。
【0077】次に、本発明の磁気抵抗素子を磁気メモリ
に応用した例について説明する。
【0078】図27は、かかる磁気メモリの一構成例を
示すもので、上記磁気抵抗素子11が直交する電極A−
A’及び電極B−B’間に挟み込まれてなる。電極A−
A’及び電極B−B’は、XYマトリクスを構成してお
り、また、電極A−A’と平行に、電極C−C’が設け
られている。
【0079】この時に、磁気抵抗素子11の上下何れか
の電極との間にはダイオードが挿入され、電流は一方向
のみに流れるようになっている。かかる構成を採用する
ことにより、アドレスされた磁気抵抗素子11のみに電
流が流れる。
【0080】この磁気メモリにおいて、情報を書き込む
場合は、電極A−A’と電極B−B’にそれぞれ電流を
流し、その結果発生する合成磁界により、4種類の磁化
配列の何れかの状態とする。
【0081】読み出しの際には、電極A−A’と電極B
−B’の間に低電流を流し、さらに図28〜図31に示
すように、Hc1より小さい磁界変化を発生させる電流
を、電極A−A’、あるいは電極C−C’に流す。
【0082】この場合に、磁化配列の状態に応じて、図
28〜図31に示したような読出し信号の変化が生じ
て、磁化配列の状態、即ち記録された情報を読み出すこ
とができる。
【0083】この場合、δR1とδR2の値が同一であ
り、即ちR2とR3が同一の抵抗値であっても、読み出
し信号の変化は同様であり、なんら影響を受けない。
【0084】また、δR1とδR2が異なる場合は、直
接電極A−A’、電極B−B’間の抵抗値を調べること
で、4種類の磁化配列の状態を知ることができる。この
場合は、電極C−C’は必要なくなる。
【0085】以上のように、本発明によって、一つの素
子に4種類の状態を記録、読み出しできる磁気メモリが
実現可能となる。
【0086】また、本発明は磁気メモリに留まらず、再
生用磁気ヘッドに用いることでも、新しい復変調方式と
組合わせることで、記録密度の向上が図れる。
【0087】さらに、他の様々な磁気デバイスに用いる
ことが可能である。
【0088】最後に、実際に作製した磁気抵抗素子の作
製例について説明する。
【0089】この作製例では、成膜は全てスパッタ法で
行い、電極形成のためにメタルマスタを使用した。
【0090】基板には表面を3000 酸化したSi
(100)を用い、この上に下部磁性層NiFe(19
0 )/Co(40 )を成膜した。
【0091】トンネル障壁層には、酸化したAlを用
い、接合部分をカバーする大きさにAl(13 )を成
膜した後に、チャンバー内でプラズマ酸化を行った。
【0092】中間磁性層となるCo(100 )を成膜
し、再び接合部分をカバーする大きさにAl(13 )
を成膜した後に、チャンバー内で再度プラズマ酸化を行
った。
【0093】この上に、上部磁性層、反強磁性層とし
て、Co(40 )/NiFe(100 )/FeMn
(350 )/Co(100 )を下部磁性層と対向す
るように成膜した。成膜に際しては、長手方向に対して
平行に約100エルステッドの磁界を印加した。
【0094】成膜中のAr圧は、NiFe及びCoの場
合は0.3Pa、Alの場合は0.2Pa、FeMnの
場合は0.6Paとした。
【0095】この磁気抵抗素子における接合面積は、1
00×100μm2 である。
【0096】以上により作製した磁気抵抗素子の磁気抵
抗曲線(実測したもの。)を図32に示す。
【0097】図32からも明らかなように、作製した磁
気抵抗素子においては、3層の磁性層の磁化の配列によ
り、3種類の抵抗値のピークが明瞭に観察される。
【0098】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、外部磁場の無い場合に、4種類以上の磁化
配列状態を有する磁気抵抗素子を実現することができ
る。
【0099】この磁気抵抗素子においては、上記磁化配
列状態を外部磁界によって制御し、自在に各状態を選択
することができ、さらには、特定のパターンのセンス磁
界を印加することで、いずれの磁化配列状態にあるかを
検出することができる。
【0100】したがって、上記磁気抵抗素子を、磁気メ
モリ、磁気ヘッドに応用することで、多値記録が可能と
なり、記録し得る情報量を著しく増大することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用した磁気抵抗素子の一構成例を示
す概略斜視図である。
【図2】図1に示す磁気抵抗素子の概略断面図である。
【図3】Hc1<Hc2,δR1>δR2の場合の磁気
抵抗曲線の模式図である。
【図4】Hc1<Hc2,δR1>δR2の場合の磁化
曲線の模式図である。
【図5】Hc1<Hc2,δR1>δR2の場合におい
て、R1を記録するための記録磁界を示す模式図であ
る。
【図6】Hc1<Hc2,δR1>δR2の場合におい
て、R3を記録するための記録磁界を示す模式図であ
る。
【図7】Hc1<Hc2,δR1>δR2の場合におい
て、R2を記録するための記録磁界を示す模式図であ
る。
【図8】Hc1<Hc2,δR1>δR2の場合におい
て、R4を記録するための記録磁界を示す模式図であ
る。
【図9】Hc1>Hc2,δR1>δR2の場合の磁気
抵抗曲線の模式図である。
【図10】Hc1>Hc2,δR1>δR2の場合の磁
化曲線の模式図である。
【図11】Hc1>Hc2,δR1>δR2の場合にお
いて、R1を記録するための記録磁界を示す模式図であ
る。
【図12】Hc1>Hc2,δR1>δR2の場合にお
いて、R4を記録するための記録磁界を示す模式図であ
る。
【図13】Hc1>Hc2,δR1>δR2の場合にお
いて、R2を記録するための記録磁界を示す模式図であ
る。
【図14】Hc1>Hc2,δR1>δR2の場合にお
いて、R3を記録するための記録磁界を示す模式図であ
る。
【図15】Hc1<Hc2,δR1<δR2の場合の磁
気抵抗曲線の模式図である。
【図16】Hc1<Hc2,δR1<δR2の場合の磁
化曲線の模式図である。
【図17】Hc1<Hc2,δR1<δR2の場合にお
いて、R1を記録するための記録磁界を示す模式図であ
る。
【図18】Hc1<Hc2,δR1<δR2の場合にお
いて、R2を記録するための記録磁界を示す模式図であ
る。
【図19】Hc1<Hc2,δR1<δR2の場合にお
いて、R3を記録するための記録磁界を示す模式図であ
る。
【図20】Hc1<Hc2,δR1<δR2の場合にお
いて、R4を記録するための記録磁界を示す模式図であ
る。
【図21】Hc1>Hc2,δR1>δR2の場合の磁
気抵抗曲線の模式図である。
【図22】Hc1>Hc2,δR1>δR2の場合の磁
化曲線の模式図である。
【図23】Hc1>Hc2,δR1>δR2の場合にお
いて、R1を記録するための記録磁界を示す模式図であ
る。
【図24】Hc1>Hc2,δR1>δR2の場合にお
いて、R4を記録するための記録磁界を示す模式図であ
る。
【図25】Hc1>Hc2,δR1>δR2の場合にお
いて、R3を記録するための記録磁界を示す模式図であ
る。
【図26】Hc1>Hc2,δR1>δR2の場合にお
いて、R2を記録するための記録磁界を示す模式図であ
る。
【図27】本発明の磁気抵抗素子を用いた磁気メモリの
一構成例を模式的に示す斜視図である。
【図28】図27に示す磁気メモリにおいて、抵抗値R
1の場合の読み出し用センス磁界とセンス電流磁界変化
を示す特性図である。
【図29】図27に示す磁気メモリにおいて、抵抗値R
2の場合の読み出し用センス磁界とセンス電流磁界変化
を示す特性図である。
【図30】図27に示す磁気メモリにおいて、抵抗値R
3の場合の読み出し用センス磁界とセンス電流磁界変化
を示す特性図である。
【図31】図27に示す磁気メモリにおいて、抵抗値R
4の場合の読み出し用センス磁界とセンス電流磁界変化
を示す特性図である。
【図32】実際に作製した磁気抵抗素子の磁気抵抗曲線
を示す特性図である。
【符号の説明】
1 下部磁性層、2 中間磁性層、3 上部磁性層、
4,5 トンネル障壁層、6 反強磁性層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮崎 照宣 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉 東北大学 工学部応用物理学科内 (72)発明者 福本 能之 宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉 東北大学 工学部応用物理学科内 Fターム(参考) 5D034 BA03 BA04 BB01 5E049 AA01 AA04 AA07 AC00 AC05 BA06 BA12

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反強磁性層と接して形成される第1の磁
    性層と、少なくとも2層以上の磁性層とがそれぞれトン
    ネル障壁層を介して積層されていることを特徴とする磁
    気抵抗素子。
  2. 【請求項2】 上記少なくとも2層の磁性層は、第2の
    磁性層及び第3の磁性層とからなることを特徴とする請
    求項1記載の磁気抵抗素子。
  3. 【請求項3】 上記第2の磁性層と第3の磁性層の保磁
    力に差が有り、反強磁性層による第1の磁性層のシフト
    磁界が前記二つの磁性層の保磁力よりも大きいことを特
    徴とする請求項2記載の磁気抵抗素子。
  4. 【請求項4】 上記第1の磁性層と第2の磁性層の間の
    第1のトンネル障壁層で生じる磁気抵抗変化と、第2の
    磁性層と第3の磁性層の間の第2のトンネル障壁層で生
    じる磁気抵抗変化が異なることを特徴とする請求項2又
    は3記載の磁気抵抗素子。
  5. 【請求項5】 請求項1記載の磁気抵抗素子を用いた磁
    気デバイス。
  6. 【請求項6】 磁気メモリであることを特徴とする請求
    項5記載の磁気デバイス。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の磁気デバイスにおいて、
    上下の磁性層又は反強磁性層からメモリ回路の電極を取
    出す際に、磁性層又は反強磁性層と電極の間にダイオー
    ドを配置することを特徴とする請求項6記載の磁気デバ
    イス。
  8. 【請求項8】 磁気ヘッドであることを特徴とする請求
    項5記載の磁気デバイス。
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