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
- Publication number
- JP2002359412A JP2002359412A JP2001162856A JP2001162856A JP2002359412A JP 2002359412 A JP2002359412 A JP 2002359412A JP 2001162856 A JP2001162856 A JP 2001162856A JP 2001162856 A JP2001162856 A JP 2001162856A JP 2002359412 A JP2002359412 A JP 2002359412A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- magnetic
- free
- magnetoresistive
- laminated structure
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
- G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
-
- 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
- G11B5/3916—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/14—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements
- G11C11/15—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements using multiple magnetic layers
-
- 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
- G11B2005/3996—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 large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B61/00—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices
- H10B61/10—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having two electrodes, e.g. diodes or MIM elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
Abstract
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
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
性交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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
の、素子抵抗、抵抗変化量の測定結果を示す。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
び高精度化を図ることができるものである。
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。
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。
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。
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。
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。
概略断面図である。
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。
視図である。
である。
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、
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)。
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。
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。
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。
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。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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 |
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 |
US11/127,828 US7502208B2 (en) | 2001-05-30 | 2005-05-12 | Magneto-resistive effect element, magnetic sensor using magneto-resistive effect, magnetic head using magneto-resistive effect and magnetic memory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002359412A true JP2002359412A (ja) | 2002-12-13 |
JP3807254B2 JP3807254B2 (ja) | 2006-08-09 |
Family
ID=19005917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001162856A Expired - Lifetime 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 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7035058B2 (ja) |
JP (1) | JP3807254B2 (ja) |
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 |
US7675129B2 (en) * | 2002-12-13 | 2010-03-09 | Japan Science And Technology Agency | Spin injection device, magnetic device using the same, magnetic thin film used in the same |
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 |
KR100548997B1 (ko) * | 2003-08-12 | 2006-02-02 | 삼성전자주식회사 | 다층박막구조의 자유층을 갖는 자기터널 접합 구조체들 및이를 채택하는 자기 램 셀들 |
TWI250651B (en) * | 2003-08-12 | 2006-03-01 | Samsung Electronics Co Ltd | Magnetic tunnel junction and memory device including the same |
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 |
US9368550B2 (en) | 2013-07-19 | 2016-06-14 | Invensense, Inc. | Application specific integrated circuit with integrated magnetic sensor |
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 |
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
Publication number | Publication date |
---|---|
US20030011944A1 (en) | 2003-01-16 |
US7502208B2 (en) | 2009-03-10 |
US7035058B2 (en) | 2006-04-25 |
JP3807254B2 (ja) | 2006-08-09 |
US20050201021A1 (en) | 2005-09-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3807254B2 (ja) | 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 | |
JP3849460B2 (ja) | 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 | |
US7035062B1 (en) | Structure to achieve sensitivity and linear density in tunneling GMR heads using orthogonal magnetic alignments | |
US7359162B2 (en) | Magnetoresistance effect element, magnetic head and magnetic recording and/or reproducing system | |
JP3462832B2 (ja) | 磁気抵抗センサ並びにこれを用いた磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 | |
US8891208B2 (en) | CPP-type magnetoresistive element including a rear bias structure and lower shields with inclined magnetizations | |
JPH11316918A (ja) | 磁気抵抗センサ、磁気ディスクシステム、及び読出し/書込みヘッドアセンブリ | |
JP2001331913A (ja) | 磁気トンネル接合型読み取りヘッド、その製造方法および磁場検出装置 | |
JP2000276720A (ja) | 反強磁性ピン止め層を有さないデュアル・ストライプ・スピン・バルブ・センサ | |
JP2002150512A (ja) | 磁気抵抗効果素子および磁気抵抗効果型磁気ヘッド | |
JP2003045011A (ja) | スピンバルブ型磁気抵抗効果再生ヘッドおよびその製造方法 | |
US8098464B2 (en) | CPP-type magneto resistance element having a pair of free layers and spacer layer sandwiched therebetween | |
JP2007531182A (ja) | 膜面垂直通電モード磁気抵抗ヘッド用安定化器とその製造方法 | |
US7046487B2 (en) | Magnetoresistive effective element, thin film magnetic head, magnetic head device and magnetic recording/reproducing device | |
JP2007109807A (ja) | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドおよび磁気記録装置 | |
JP4939050B2 (ja) | 磁気トンネル接合素子の磁化自由層の形成方法ならびにトンネル接合型再生ヘッドおよびその製造方法 | |
JP2002151758A (ja) | 強磁性トンネル磁気抵抗効果素子、磁気メモリ及び磁気抵抗効果型ヘッド | |
JP2001273613A (ja) | 磁気ヘッド、及びこれを用いた磁気記録再生装置 | |
KR100553489B1 (ko) | 스핀 밸브 자기 저항 효과 헤드 및 이것을 사용한 복합형자기 헤드 및 자기 기록 매체 구동 장치 | |
JP4614869B2 (ja) | Cip−gmr素子、cip−gmr再生ヘッド、cip−gmr再生ヘッドの製造方法、ならびにcip−gmr素子におけるフリー層の形成方法 | |
JP2003229612A (ja) | 磁気抵抗効果センサーおよび磁気ディスク装置 | |
JP2003077107A (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド | |
JP2008004842A (ja) | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置、および磁気メモリ | |
US7440239B2 (en) | Magneto-resistance effect element and reproducing head | |
JP2002305338A (ja) | 垂直通電型磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、および磁気記録再生装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040928 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041129 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051227 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060224 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20060307 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060425 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060508 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 3807254 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100526 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100526 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110526 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110526 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120526 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120526 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130526 Year of fee payment: 7 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |