JP3307593B2 - 自己バイアス非磁性巨大磁気抵抗センサ - Google Patents

自己バイアス非磁性巨大磁気抵抗センサ

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発名は磁気メディアに記録
された情報信号を読み出すセンサ、特に、ドーピングさ
れたテルル化水銀カドミウム(ＭＣＴ)Ｈg1-xＣdxＴeか
ら作製された自己バイアス非磁性の巨大磁気抵抗(ＧＭ
Ｒ)センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗特性を示すセンサでは種々のタ
イプが知られ、テープ、ドラム、フロッピーディスクの
ような磁気メディアに記録された情報信号の読み出し装
置に、実用化されている。このセンサは、高い磁気抵抗
を示す強磁性合金で作製されたブロックからなることが
多い。このようなセンサに、極めて接近して通過する記
録媒体は、読み出しへッドの位置の磁場の変化を引き起
こし、よって磁気抵抗センサの電気抵抗の変化をもたら
す。
【０００３】最もよく用いられる合金は、ＮiＣoやＮi
Ｆe(パーマロイ)のように、ニッケルを成分とし高い磁
気抵抗を有する強磁性合金である。しかし、そのセンサ
に届くような関連(平均)磁場(〜５０Ｇ)での抵抗の相対
変化は、これらの合金の場合、室温では数%にしか及ば
ない。しかしながら最近、「スピンバルブ」(ＳＶ)磁気抵
抗として周知の磁気抵抗形態を示し、その抵抗変化が、
センサの磁性層間でのスピン依存性の伝導電子伝達と、
それに伴う層の界面でのスピン依存性の散乱を起因とす
る、磁気抵抗センサが説明された。
【０００４】このようなセンサでは、磁気抵抗は、層の
間の磁化角度のコサインに比例することが観測され、ま
た、センサを通る電流方向にも依存する。しかし、この
ようなセンサが、材料の組み合わせの選択によっては、
合金磁気抵抗(ＡＭＲ)が示す磁気抵抗より大きい磁気抵
抗を示すとしても、このセンサも室温では磁気抵抗の相
対変化は比較的小さいという問題を有する。
【０００５】さらに、磁気メディアに記億された情報信
号の読み出し/書き込み用磁気抵抗センサで、ドーピン
グされていないＭＣＴから作製されたセンサが、本出願
人による係属中の米国出願[出願番号０８/３９６,８１
９号(出願日１９９５年３月２日)および同０８/４３５,
２５４号(同１９９５年５月５日)]を参照して本願で説
明されている。このセンサは、著しい磁気抵抗を有する
という利点がある。
【０００６】重要なことは、通常、磁気抵抗センサは、
最適動作に要するバイアス磁場を提供するための硬磁性
体による薄膜を、上に被せて形成することである。バイ
アス磁場が果たす数々の目的には、ａ)パーマロイのよ
うな多結晶性センサ中のスピン方向をあらかじめ平行化
させること、ｂ)Ｈ=０での抵抗値に対し磁場依存の抵抗
値Ｒ(Ｈ)が増大する域に検出器の作動域を移動させるこ
と、ｃ)線形特性が増す範囲に移勤させること、および/
または、ｄ)Ｒ(Ｈ)=Ｒ(-Ｈ)である対称的応答を示す検
出器の場合に磁場の方向を検知するために必要な非対称
性を提供すること、等が含まれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＭＣＴを磁気抵抗素子
として有する、従来の磁気抵抗センサのいくつかでは示
されたように、バイアス磁場は、磁気応答に非対称性を
導入するために必要である。したがって、ＭＣＴ磁場セ
ンサの形成、設計、構築は、もしその材料が自己バイア
スを有するならば、さらにもし、その自己バイアス磁場
を形成過程で制御することが可能ならば、著しく簡略化
できる。
【０００８】そのような自己バイアス非磁性巨大磁気抵
抗センサの一例は、S.A.Solin,T.Thio,J.W.Bennet,D.R.
Hines,M.Kawano,N.Oda,M.Sanoらによる、「自己バイアス
非磁性巨大磁気抵抗センサ」と題する「アプライド・フィ
ジックスーレターズ(AppliedPhysics Letters)」第６９
巻、(１９９６年１２月２３日)に記載された論文に説明
されている。その中で、著者は、室温で３５０Ｇにも達
するゼロ磁場オフセットを示す室温巨大磁気抵抗を説明
している。
【０００９】ＧＭＲの磁場依存性で、結果として生じた
この非対称性は、自己バイアス効果を構成する。センサ
開発の有望性、およびコンピュータ記憶装置ヘの潜在的
応用可能性を考慮すると、磁気抵抗材料自体のさらなる
改良が望ましい。したがって、磁気抵抗材料と、そのよ
うな自己バイアス非磁性巨大磁気抵抗センサの形成方法
の改良の必要性は、常に存在する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、ドーピングし
た磁気抵抗材料、特にテルル化水銀カドミウムの薄膜か
ら構築され、大きなゼロ磁場オフセットを示す自己バイ
アス非磁性巨大磁気抵抗センサに関する。薄膜は、分子
線エピタキシー(ＭＢＥ)や化学気相析出法(ＣＶＤ)など
様々な技術を用いて成長させることができる。
【００１１】一面から見ると、本発明はシリコン基板ま
たはその代替材料すなわちＧaＡs、酸化物、ＳrＴiＯ
と、その基板上に敷かれたドーピングしていないＣdＴe
または格子の適合した他の化合物による障壁層と、ドー
ピングした不均質磁気抵抗層すなわち、その内部で組成
ｘが少なくとも二つ以上の値を持つＨg1-xＣdxＴeと、
その磁気抵抗層に取り付けられた電極を有する自己バイ
アス非磁性磁気抵抗センサを提供することを目的とす
る。
【００１２】他の面から見ると、本発明は、シリコン基
板と、その基板上に敷かれたドーピングしていないＣd
Ｔeまたは格子の適合した他の化合物による障壁層と、
ドーピングによりゼロ磁場オフセットを生じている、そ
の内部で組成ｘが一定値である均質なＭＣＴの磁気抵抗
層と、その磁気抵抗層に取り付けられた電極を有する、
自己バイアス非磁性磁気抵抗センサを提供することを目
的とする。最後に、本発明は、さらに別の一面、すなわ
ちコルビノ構造を有する自己バイアス非磁性磁気抵抗セ
ンサを含む、読み出し/書き込みへッドという面からも
見ることができる。これは、現在のコンピュータ記憶装
置で用いられるような、高記憶密度を有する磁気メディ
アに記憶された情報信号の読み出しに、特に適してい
る。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明を図面を参照して詳細に説
明するが、以下の説明にあたっては、複数の図面を同時
に参照する場合がある。
【００１４】図１(ａ),(ｂ)は、本発明のコルビノ・ディ
スク型磁気抵抗センサを示す。一つの実施形態では、不
均質磁気抵抗層１１０が半導体基板１００の上に被着さ
れている。不均質層はドーピングされたテルル化水銀カ
ドミウムＨg1-xＣdxＴeであることが好ましい。ただ
し、ここでｘの値は、材料内で異なり、つまりそれによ
り不均質性が現われている。
【００１５】重要なことは、ここの説明では、ドーピン
グされた不均質なＭＣＴを使った実施形態が挙げられた
が、ドーピングされた均質な磁気抵抗ＭＣＴもまた用い
られることで、当業者はこのことを了解されるだろう。
【００１６】さらに、ＭＣＴに用いるドーパントは、ｎ
型あるいはｐ型である。特に、ＭＣＴ内に使われるｎ型
ドーパントは、第III族(Ｂ,Ａl,Ｇa,Ｉn,Ｔl)、または
第IV族(Ｓi,Ｇe,Ｓn,Ｐb)、または第VII族(Ｆ,Ｃl,Ｂr,
Ｉ,Ａt)に含まれる。一方、ＭＣＴ内に使われるｐ型ド
ーパントは、第Ｉａ族(Ｌｉ,Ｎa,Ｋ,Ｒb,Ｃs,Ｆr)、ま
たは第Ｉｂ族(Ｃu,Ａg,Ａu)、または第Ｖ族(Ｎ,Ｐ,Ａs,
Ｓb,Ｂi)に含まれる。
【００１７】実施形態の一例の説明に戻ると、伝導電極
１２０,１３０は、磁気抵抗層に、標準的フォトリソグ
ラフイー法で付着される。さらに導線１３５,１３７
は、例えば伝導エポキシセメントや金/ボンディングワ
イヤなど、種々の伝導方法の一つによって、電極に取り
付けられる。
【００１８】図１(ｂ)に示すように、障壁層１０５は、
基板と磁気抵抗層の間に挿入することが好ましい。障壁
層は、基板と磁気抵抗層に適合する材料、例えばテルル
化カドミウムから作製される。ここで再度注意を促した
いことは、不均質でドーピングされているテルル化水銀
カトミウムＨg1-xＣdxを挙げて説明がなされたが、当業
者が直ちに理解するように、ドーピングされた均質のＭ
ＣＴを用いることもできることである。
【００１９】不均質でも均質でも、両方の実施形態にお
いて、それぞれのＭＣＴ膜を、従来の分子線エピタキシ
ー(ＭＢＥ)法の周知の方法を使い、単結晶Ｓi基板上に
成長させる。図１(ｂ)に示すセンサの実施形態では、約
４μｍのドーピングされていないテルル化カドミウムの
障壁層が、基板と、４６μｍの厚さのＨg1-xＣdxＴe層
を分けている。
【００２０】図１(ｃ),(ｄ)は、本発明によって構築さ
れた磁気センサ(ホール・バーとコルビノ・ディスク)の平
面図である。図３は、コルビノ・ディスク形で測定し
た、室温低磁場(Ｈ＜０.１Ｔ)ＧＭＲを示す。ＧＭＲ
は、以後Ｒcor(Ｈ)におけるＲcor(Ｈ)/Ｒcor(０)と定義
するが、予想通り、磁場に対して二次である。しかし予
想に反し、印加磁場に対してはＨ=０の近傍で対称では
ない。
【００２１】図３の右側の挿入図が示す配置の測定で
は、ＧＭＲの最小値はＨ0〜-１４５ガウスのゼロ磁場オ
フセットを与え、左側の挿入図が示す「逆転した」配置の
測定では、Ｈ0は同じ大きさで逆符号である。このオフ
セットは、超伝導磁石の残留磁場(〜２０Ｇ)よりはるか
に大きい。
【００２２】さらに重要なことは、このサンプルが磁場
内で逆転したとき、オフセットの符号が変わるので、こ
れは残留磁場によるものではあり得ず、むしろ、サンプ
ル固有の効果となることである。ゼロ磁場オフセットＨ
0は、コルビノ・デバイスの自己バイアスを構成する。
【００２３】次に、磁気輸送の性質のその他の測定につ
いて説明する。このゼロ磁場オフセットに関し、さらに
低磁場ＧＭＲと温度の関数として測定し各温度での磁場
の二次依存性を調べた。図４は、その最小値の位置Ｈ0
を温度の関数としてプロットしたものである。オフセッ
トの値は高温ほど大きく、低温では残留磁場の桁まで下
がっている。測定を行なったコルビノ・ディスクは、み
な同様のＨ0の温度依存性を示したが、その大きさ自体
は、室温で１００〜３５０Ｇと様々であった。
【００２４】本発明の教示にしたがって、ドーピングさ
れたＭＣＴ、特に、Ｈg1-xＣdxＴe:Ｉnを、Ｓi基板上の
ドーピングされていないＣdＴeの障壁層の上に、４〜５
μｍの厚さでエピタキシー成長させた。サンプルはドー
ピングされておらず、焼鈍されていない。サンプルの一
例の組成がｘ=０.０６０±０.０１５であることは、Ｈg
ＴeとＣdＴeを標準とした、エネルギー分散Ｘ線分析を
用いて決定した。
【００２５】サンプルは、超伝導磁石の中心に、温度制
御サンプルホルダーにのせて置かれた。また、ＧＭＲと
ホール効果を同時測定するために、ホール・バー形には
６カ所、同中心電流と電圧接続のコルビノ形には４カ
所、測定点として、リソグラフィーによって限定された
インジウム電気接続が被着された。
【００２６】ホール効果測定からは、次のようなドーピ
ング密度を得た。サンプルＡではＮD=１.６×１０17ｃ
ｍ-3、サンプルＢではＮD=１.２×１０18ｃｍ-3、サン
プルＣではＮD=１.７×１０18ｃｍ-3である。低磁場Ｈ
でＧＭＲは二次であり、Ｒ(Ｈ)=Ｒ0+ＣＨ2と置ける。
【００２７】図５は、ホール・バー形で測定された曲率
Ｃ=△Ｒ/Ｒ0Ｈ2を、電子移動度μe(Ｔ)の二乗と共に、
プロットしたグラフである。図には、比較のため、はと
んどドーピングされておらず、ｘ=０.１０、アクセプタ
ー密度ＮA=２.５×１０16ｃｍ-3であるサンプル(サンプ
ルＵ)も含まれている。
【００２８】μeは、μe(０)〜ＮD-1/2による値に、低
温では飽和するが、これは他の著者Dubowski等が、J.Ph
ys.Chem.Sol.第４２巻、第３５１頁、(１９８１年)に記
載した論文で報告した結果と一致する。高温では、電子
-フォノン散乱の影響が移動度の温度依存性において明
白であり、不純物密度の最も低い、ほとんどドーピング
されていないサンプルで、その寄与が最も大きくなる。
【００２９】ドーピングされていない化合物(Ｕ)では、
ＧＭＲは、Ｃ=ＴMμe2にしたがい、ＴM〜0.1である。ド
ーピングされたサンプルでは、温度全域にわたって、こ
の聞係が成立するのではなく、μe(Ｔ)とＧＭＲが共に
飽和する低温では、ＴM＜＜１であり、これらの組成に
おいては、キャリア散乱は、ＧＭＲの支配的機構ではな
いことを示す。
【００３０】ここでのホール・バーの実験結果では、ド
ーピングされた材料は、ドーピングされていない材料よ
りＧＭＲ材料としての適応性に劣ることを示すが、コル
ビノ形のサンプルからの結果は驚くべきものである。コ
ルビノ形におけるＧＭＲはホール・バーで測定されたＧ
ＭＲとは、Ｒc(Ｈ)/Ｒc(０)=(ｌ+μ2Ｈ2)ＲHB(Ｈ)/ＲHB
(０)の関係がある。これにより、二つの形態で測定され
たＧＭＲの曲率の差は、Ｃc―ＣHB=μ2てあることが予
想される。
【００３１】ドーピングされていない材料では、Ｃc―
ＣHBは実際、実験の全温度域にわたり(調整パラメータ
なしで)、μ2に比例する。ドーピングされている材料で
も、低温では同様である。しかし、高温では、μ2から
明らかにずれ、コルビノ曲率は、移動度から予想される
値より約４倍大きい。
【００３２】このような増加は応用面では極めて有益で
あるが、現在のところ、この違いの生じる原因は不明で
ある。しかし、幾つかの可能性を排除することはでき
る。確かに除外できる人為的要因の一つは、ウェハの中
でのサンプル混成に、サンプル自体のサイズに及ぶ数ｍ
ｍのスケールにわたるほど甚だしい不均質性が存在する
ことである。なぜなら、ホール・バーサンプルで、６つ
の異なるウェハから得られたキャリア密度と移動度の結
果は、量的にすべて一致している(１０%以内の値)から
で、内部が不均質のウエハからこのような一貫性を得る
ことは極めて稀といえる。また、微視的スケールでの不
均質性も、要因として除外できる。
【００３３】コルビノ・サンプルでのＧＭＲには、実
際、そのような微視的スケールで不均質性が存在する証
拠がある。すなわち、抵抗はＨ=０に対してではなく、
一定の値をもつ磁場Ｈ0に対して、対称である(図３と図
６の挿入図参照)ということである。このようなゼロ磁
場オフセットは、微視的スケールでの不均質性により、
ホール効果が、ＧＭＲに寄与することから生じるという
ことが、すでに示されている。
【００３４】しかし、この実験では、最もドーピングの
小さい化合物(Ａ)が、Ｃｃ-ＣHBとμ2の間で最大のずれ
を示すのに対し、最もドーピング量の多い材料(Ｃ)が図
６から明らかなように、最も高いゼロ磁場オフセットを
有している。後者の結果は、ドーピング密度は、おそら
くドーパントの多い相と少ない相の分離を引き起こすこ
とにより、微視的不均質性を増加させることを示唆す
る。
【００３５】ゼロ磁場オフセットは、また、内包される
バイアス場を構成するが、これがなくては、磁気メディ
ア内のデータビットに相当する磁場の上下を、磁気抵抗
読み取りへッドデバイスが識別しないという重要な技術
的含みをもつ。したがって、室温で、高オフセット値を
有し、且つ、大きなＧＭＲ曲率を有することが望まし
い。Ｃ〜１００Ｔ-1は、磁気メディアに関して適切な磁
場のＨ=ｌ０００Ｇで△Ｒ/Ｒ〜１を与える。
【００３６】本発明の一実施形態では、センサは次のよ
うに用意される。まず、図２(ａ)に示すように、適当な
基板２０を用意する。これは、その上に次々と層を成長
させることのでさるシリコン、ガリウムヒ素やその他の
材料の半導体基板であることが望ましい。基板の上面２
０Ａは、センサの一端子として使うため、充分な伝導性
を有するようドーピングするか塗布を施す。
【００３７】それから、基板表面上に第１層２１を被着
する。第１層２１は、基本的にドーピングされていない
材料を用いるが、基板と同じ半導体物質が好ましい。ま
た図２(ｂ)に示すように、この層は基本的に、単結晶と
なるよう被着するのが好ましく、第１層２１は基板より
狭く短いパターンとなっている。パターニングは、フォ
トリソグラフィーやエッチングのような、マイクロエレ
クトロニクス業界で周知の技術を用いて行なわれる。
【００３８】次いで、図２(ｃ)に示すように、第１層２
１より狭く短い第２層２２を被着する。この第２層２２
は、望ましい磁気抵抗特性を有する、ゼロギャップのテ
ルル化水銀カドミウムやテルル化水銀亜鉛のような物質
を用いる。結晶性の高い層としてこの層が成長すること
が望ましい。次に図２(ｄ)に示すように、第２層とよい
オーム接続をする、例えばモリブデン―金の合金のよう
な導体からなる第３層２３を被着する。この第３層は第
２層より狭く、被着されパターニングされる。
【００３９】次に、図２(ｅ)に示すように、磁気抵抗物
質による第４層２４を被着するが、この層は金属層２３
をブリッジし、導体の第３層２３の周囲に、磁気抵抗物
質の連続した環を形成するよう被着される。この第４層
は、第２層２２と基本的には同じ磁気抵抗物質から形成
されるが、第２層物質とは組成が充分に異なり、磁気抵
抗物質が導体層を連続環で囲む。
【００４０】不均質性の実施形態の一例として、もし第
２層２２が一般式Ｈg1-xＣdxＴeを有するＭＣＴからな
りｘ〜０.１であるならば、第４層は一般式Ｈg1-xＣdx
Ｔeを有するＭＣＴからなるが、ｘは第４層中、様々な
値をとるか、ｘ(第２層)≠ｘ(第４層)である。図示され
ているように、第４層は金属層が環の中心となるように
パターニングされているが、この導体層２３の一端の部
分２３Ａは露出したまま残し、これにその後、端子接続
をなす。
【００４１】次に、図２(ｆ)に示すように、第５層２５
を被着する。これは、第１層２１と同じ材料で形成され
ることが望ましく、第４層２４の上のブリッジと、第４
層２４を囲む連続環を形成するようにパターニングされ
る。導体層２３の露出部分２３Ａは、端子接続をなすま
で被わずに残す方が望ましい。
【００４２】磁気抵抗センサの基本要素はこれで設置さ
れた。残されたのは積層構造の露出した前面に不純物を
拡散させることであり、これにより、第１層と第５層
(２１,２５)から形成された、ドーピングされていない
半導体環の露出した前面の端部がドーピングされて伝導
状態になり、その結果ドーピングされた環がコルビノ構
造の伝導外部電極として機能するようになる。
【００４３】以上、本発明の好ましい実施形態の一例
と、それに対する種々の変更に関し、詳細な図示と説明
がなされたが、他の変更も本発明の教示の範囲に反する
ことなく広範囲に及んで可能であるが、本発明はその特
許請求の範囲によってのみ限定されるということは、当
業者には明白であろう。
【００４４】
【発明の効果】本発明により、磁気メディアに記録され
た情報信号を読み出すセンサ、特に、ドーピングされた
テルル化水銀カドミウム(ＭＣＴ)Ｈg1-xＣdxＴeから作
製される、優れた自己バイアス非磁性の巨大磁気抵抗
(ＧＭＲ)センサが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気抵抗センサの一例を示す模式図
(但し、(ａ)は一実施形態の断面図、(ｂ)は(ａ)の磁気
抵抗センサの他の実施形態の断面図で、ＭＣＴ層と基板
層の間に障壁層が挿入されている例、(ｃ)は他の実施形
態であるホール・バーの平面図、(ｄ)は他の実施形態で
あるコルビノ・ディスクの平面図)。
【図２】本発明の実施形態の実例により、読み出し/書
き込みへッドセンサが作製される様々な段階Ａ〜Ｇを示
す模式斜視図。
【図３】本発明の教示によって構築されたコルビノ・デ
ィスクセンサがＴ=３００゜Ｋでの磁気抵抗を示すグラ
フ図 (但し、(ａ)は外部磁場に対し正方向(空孔三角形)
のとき、(ｂ)は逆方向(充填三角形)のときの磁気抵抗
図)。
【図４】コルビノ・ディスク磁気抵抗における磁場オフ
セットＨ0の温度依存性を示すグラフ図 。
【図５】ホール・バーＧＭＲの曲率(中塗りの符号)と、
種々のサンプルの電子移動度の二乗(中抜きの符号)を示
すグラフ図。
【図６】図５のサンプルのコルビノ形のゼロ磁場オフセ
ットを示すグラフ図 (挿入されているグラフは図６のサ
ンプルＡのＴ=３００゜ＫでのコルビノＧＭＲを示す)。
【符号の説明】
２０ 基板 ２０Ａ 基板の上面 ２１ 第１層 ２２ 第２層 ２３ 第３層 ２３Ａ 導体層２３の露出部分 ２４ 第４層 ２５ 第５層 １００ 半導体基板 １０５ 障壁層 １１０ 不均質磁気抵抗層 １２０,１３０ 伝導電極 １３５,１３７ 導線
フロントページの続き (72)発明者 テェニカ ティオ アメリカ合衆国、 ニュージャージー 08540、 プリンストン、 インディペ ンデンスウエイ４ エヌ・イー・シー・ リサーチ・インスティチューチュ・イン ク内 (72)発明者 川野 連也 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平９−185810（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−69612（ＪＰ，Ａ) 米国特許5696655（ＵＳ，Ａ) 電気学会センサ材料・プロセス技術研 究会資料，Ｖｏｌ．ＳＭＰ−97，Ｎｏ. ６−10（1997），ｐｐ．13−16 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖ ｏｌ．69，Ｎｏ．26（1996），ｐｐ. 4105−4107 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 43/08 G01R 33/09 G11B 5/39 H01F 10/193 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)

Claims (54)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 記憶素子内の磁気情報を検知するための
    磁気抵抗効果を有するセンサにおいて、基板と、該基板
    上に積層され、実質的にテルル化水銀カドミウムＨg1-x
    ＣdxＴeからなる磁気抵抗層で、ドーピングによりゼロ
    磁場オフセットを生じている磁気抵抗層と、該磁気抵抗
    層に取り付けられた複数個の電極とからなることを特徴
    とする磁気抵抗センサ。
  2. 【請求項２】 前記テルル化水銀カドミウム層が、ｎ型
    ドーパントでドーピングされてなることを特徴とする、
    請求項１記載の磁気抵抗センサ。
  3. 【請求項３】 前記テルル化水銀カドミウム層内のｎ型
    ドーパントが、Ｂ,Ａl,Ｇa,Ｉn,Ｔlからなる群より選ば
    れる第III族元素であることを特徴とする、請求項２記
    載の磁気抵抗センサ。
  4. 【請求項４】 前記テルル化水銀カドミウム層内のｎ型
    ドーパントが、Ｓi,Ｇe,Ｓn,Ｐbからなる群より選ばれ
    る第IV族元素であることを特徴とする、請求項２記載の
    磁気抵抗センサ。
  5. 【請求項５】 前記テルル化水銀カドミウム層内のｎ型
    ドーパントが、Ｆ,Ｃl,Ｂr,Ｉ,Ａtからなる群より選ば
    れる第VII族元素であることを特徴とする、請求項２記
    載の磁気抵抗センサ。
  6. 【請求項６】 前記テルル化水銀カドミウム層が、ｐ型
    ドーパントでドーピングされてなることを特徴とする、
    請求項１記載の磁気抵抗センサ。
  7. 【請求項７】 前記ｐ型ドーパントが、Ｎa,Ｋ,Ｒb,Ｃ
    s,Ｆrからなる群より選ばれる第Ｉａ族元素であること
    を特徴とする、請求項６記載の磁気抵抗センサ。
  8. 【請求項８】 前記ｐ型ドーパントが、Ｃu,Ａg,Ａuか
    らなる群より選ばれる第Ｉｂ族元素であることを特徴と
    する、請求項６記載の磁気抵抗センサ。
  9. 【請求項９】 前記ｐ型ドーパントが、Ｎ,Ｐ,Ａs,Ｓb,
    Ｂiからなる群より選ばれる第Ｖ族元素であることを特
    徴とする、請求項６記載の磁気抵抗センサ。
  10. 【請求項１０】 前記基板と磁気抵抗層の間に挿入され
    る障壁層をも含むことを特徴とする、請求項１記載の磁
    気抵抗センサ。
  11. 【請求項１１】 前記障壁層が、実質的にテルル化カド
    ミウムであることを特徴とする、請求項１０記載の磁気
    抵抗センサ。
  12. 【請求項１２】 記億素子内の磁気情報を検知するため
    の磁気抵抗効果を有するセンサにおいて、基板と、該基
    板上に積層され、ドーピングされ実質的にテルル化水銀
    カドミウムＨg1-xＣdxＴeからなる磁気抵抗物質で、そ
    の内部で組成ｘが少なくとも二つ以上の値を持つ不均質
    層と、該不均質層に取り付けられた複数個の電極とから
    なることを特徴とする磁気抵抗センサ。
  13. 【請求項１３】 前記テルル化水銀カドミウム不均質層
    が、ｎ型ドーパントでドーピングされてなることを特徴
    とする、請求項１２記載の磁気抵抗センサ。
  14. 【請求項１４】 前記テルル化水銀カドミウム不均質層
    内のｎ型ドーパントが、Ｂ,Ａl,Ｇa,Ｉn,Ｔlからなる群
    より選ばれる第III族元素であることを特徴とする、請
    求項１３記載の磁気抵抗センサ。
  15. 【請求項１５】 前記テルル化水銀カドミウム不均質層
    内のｎ型ドーパントが、Ｓi,Ｇe,Ｓn,Ｐbからなる群よ
    り選ばれる第IV族元素であることを特徴とする、請求項
    １３記載の磁気抵抗センサ。
  16. 【請求項１６】 前記テルル化水銀カドミウム不均質層
    内のｎ型ドーパントが、Ｆ,Ｃl,Ｂr,Ｉ,Ａtからなる群
    より選ばれる第VII族元素であることを特徴とする、請
    求項１３記載の磁気抵抗センサ。
  17. 【請求項１７】 前記テルル化水銀カドミウム不均質層
    が、ｐ型ドーパントでドーピングされてなることを特徴
    とする、請求項１２記載の磁気抵抗センサ。
  18. 【請求項１８】 前記ｐ型ドーパントが、Ｎa,Ｋ,Ｒb,
    Ｃs,Ｆrからなる群より選ばれる第Ｉａ族元素であるこ
    とを特徴とする、請求項１７記載の磁気抵抗センサ。
  19. 【請求項１９】 前記ｐ型ドーパントが、Ｃu,Ａg,Ａu
    からなる群より選ばれる第Ｉｂ族元素であることを特徴
    とする、請求項１７記載の磁気抵抗センサ。
  20. 【請求項２０】 前記ｐ型ドーパントが、Ｎ,Ｐ,Ａs,Ｓ
    b,Ｂiからなる群より選ばれる第Ｖ族元素であることを
    特徴とする、請求項１７記載の磁気抵抗センサ。
  21. 【請求項２１】 前記基板と磁気抵抗不均質層の間に挿
    入する障壁層をも含むことを特徴とする、請求項１２記
    載の磁気抵抗センサ。
  22. 【請求項２２】 前記障壁層が、実質的にテルル化カド
    ミウムであることを特徴とする、請求項２１記載の磁気
    抵抗センサ。
  23. 【請求項２３】 記憶素子内の磁気情報を検知するため
    の磁気抵抗効果を有するセンサにおいて、基板と、該基
    板上に積層され、ドーピングによりゼロ磁場オフセット
    を生じている実質的にテルル化水銀カドミウムＨg1-xＣ
    dxＴeからなる磁気抵抗物質で、その内部で組成ｘが一
    定値である均質層と、該均質層に取り付けられた複数個
    の電極とからなることを特徴とする磁気抵抗センサ。
  24. 【請求項２４】 前記テルル化水銀カドミウム均質層
    が、ｎ型ドーパントでドーピングされてなることを特徴
    とする、請求項２３記載の磁気抵抗センサ。
  25. 【請求項２５】 前記テルル化水銀カドミウム均質層内
    のｎ型ドーパントが、Ｂ,Ａl,Ｇa,Ｉｎ,Ｔlからなる群
    より選ばれる第III族元素であることを特徴とする、請
    求項２４記載の磁気抵抗センサ。
  26. 【請求項２６】 前記テルル化水銀カドミウム均質層内
    のｎ型ドーパントが、Ｓi,Ｇe,Ｓn,Ｐbからなる群より
    選ばれる第IV族元素であることを特徴とする、請求項２
    ４記載の磁気抵抗センサ。
  27. 【請求項２７】 前記テルル化水銀カドミウム均質層内
    のｎ型ドーパントが、Ｆ,Ｃl,Ｂr,Ｉ,Ａtからなる群よ
    り選ばれる第VII族元素であることを特徴とする、請求
    項２４記載の磁気抵抗センサ。
  28. 【請求項２８】 前記テルル化水銀カドミウム均質層
    が、ｐ型ドーパントでドーピングされてなることを特徴
    とする、請求項２３記載の磁気抵抗センサ。
  29. 【請求項２９】 前記ｐ型ドーパントが、Ｎa,Ｋ,Ｒb,
    Ｃs,Ｆrからなる群より選ばれる第Ｉａ族元素であるこ
    とを特徴とする、請求項２８記載の磁気抵抗センサ。
  30. 【請求項３０】 前記ｐ型ドーパントが、Ｃu,Ａg,Ａu
    からなる群より選ばれる第Ｉｂ族元素であることを特徴
    とする、請求項２８記載の磁気抵抗センサ。
  31. 【請求項３１】 前記ｐ型ドーパントが、Ｎ,Ｐ,Ａs,Ｓ
    b,Ｂiからなる群より選ばれる第Ｖ族元素であることを
    特徴とする、請求項２８記載の磁気抵抗センサ。
  32. 【請求項３２】 前記基板と磁気抵抗均質層の間に挿入
    する障壁層をも含むことを特徴とする、請求項２３記載
    の磁気抵抗センサ。
  33. 【請求項３３】 前記障壁層が、実質的にテルル化カド
    ミウムであることを特徴とする、請求項３２記載の磁気
    抵抗センサ。
  34. 【請求項３４】 記憶素子内の磁気情報を検知するため
    の磁気抵抗効果を有するセンサにおいて、ドーピングさ
    れ実質的にテルル化水銀カドミウムＨg1-xＣdxＴeから
    なり、少なくとも一平坦表面を有し、磁気抵抗物質の内
    部で組成ｘが少なくとも二つ以上の値を持つ不均質半導
    体ウエハと、内部電極と、該不均質半導体物質の平坦面
    上にある内部電極を取り囲む外部電極とを含む電極装置
    と、記憶デバイス上に記憶された磁気パターンと隣接す
    る磁気抵抗物質による不均質半導体ウエハの平坦面を支
    持する装置とからなることを特徴とする磁気抵抗セン
    サ。
  35. 【請求項３５】 前記支持装置と不均質半導体ウエハの
    間に設置される障壁装置をも含むことを特徴とする、請
    求項３４記載の磁気抵抗センサ。
  36. 【請求項３６】 前記テルル化水銀カドミウム不均質層
    が、ｎ型ドーパントでドーピングされてなることを特徴
    とする、請求項３４記載の磁気抵抗センサ。
  37. 【請求項３７】 前記テルル化水銀カドミウム不均質層
    内のｎ型ドーパントが、Ｂ,Ａl,Ｇa,Ｉn,Ｔlからなる群
    より選ばれる第III族元素であることを特徴とする、請
    求項３６記載の磁気抵抗センサ。
  38. 【請求項３８】 前記テルル化水銀カドミウム不均質層
    内のｎ型ドーパントが、Ｓi,Ｇe,Ｓn,Ｐbからなる群よ
    り選ばれる第IV族元素であることを特徴とする、請求項
    ３６記載の磁気抵抗センサ。
  39. 【請求項３９】 前記テルル化水銀カドミウム不均質層
    内のｎ型ドーパントが、Ｆ,Ｃl,Ｂr,Ｉ,Ａtからなる群
    より選ばれる第VII族元素であることを特徴とする、請
    求項３６記載の磁気抵抗センサ。
  40. 【請求項４０】 前記テルル化水銀カドミウム不均質層
    が、ｐ型ドーパントでドーピングされてなることを特徴
    とする、請求項３４記載の磁気抵抗センサ。
  41. 【請求項４１】 前記ｐ型ドーパントが、Ｎa,Ｋ,Ｒb,
    Ｃs,Ｆrからなる群より選ばれる第Ｉａ族元素であるこ
    とを特徴とする、請求項４０記載の磁気抵抗センサ。
  42. 【請求項４２】 前記ｐ型ドーパントが、Ｃu,Ａg,Ａu
    からなる群より選ばれる第Ｉｂ族元素であることを特徴
    とする、請求項４０記載の磁気抵抗センサ。
  43. 【請求項４３】 前記ｐ型ドーパントが、Ｎ,Ｐ,Ａs,Ｓ
    b,Ｂiからなる群より選ばれる第Ｖ族元素であることを
    特徴とする、請求項４０記載の磁気抵抗センサ。
  44. 【請求項４４】 記憶素子内の磁気情報を検知するため
    の磁気抵抗効果を有するセンサにおいて、ドーピングに
    よりゼロ磁場オフセットを生じている実質的にテルル化
    水銀カドミウムＨｇ1-xＣｄxＴｅからなり、少なくとも
    一平坦表面を有し、磁気抵抗物質の内部で組成ｘが一定
    値である均質半導体ウエハと、内部電極と、該均質半導
    体物質の平坦面上にある内部電極を取り囲む外部電極と
    を含む電極装置と、記憶デバイス上に記憶された磁化パ
    ターンと隣接する磁気抵抗物質による均質半導体ウエハ
    の平坦面を支持する装置とからなることを特徴とする磁
    気抵抗センサ。
  45. 【請求項４５】 前記支持装置と均質半導体ウエハの間
    に設置される障壁装置をも含むことを特徴とする、請求
    項４４記載の磁気抵抗センサ。
  46. 【請求項４６】 前記テルル化水銀カドミウム均質層
    が、ｎ型ドーパントでドーピングされてなることを特徴
    とする、請求項４４記載の磁気抵抗センサ。
  47. 【請求項４７】 前記テルル化水銀カドミウム均質層内
    のｎ型ドーパントが、Ｂ,Ａl,Ｇa,Ｉn,Ｔlからなる群よ
    り選ばれる第III族元素であることを特徴とする、請求
    項４６記載の磁気抵抗センサ。
  48. 【請求項４８】 前記テルル化水銀カドミウム均質層内
    のｎ型ドーパントが、Ｓi,Ｇe,Ｓn,Ｐbからなる群より
    選ばれる第IV族元素であることを特徴とする、請求項４
    ６記載の磁気抵抗センサ。
  49. 【請求項４９】 前記テルル化水銀カドミウム均質層内
    のｎ型ドーパントが、Ｆ,Ｃl,Ｂr,Ｉ,Ａtからなる群よ
    り選ばれる第VII族元素であることを特徴とする、請求
    項４６記載の磁気抵抗センサ。
  50. 【請求項５０】 前記テルル化水銀カドミウム均質層
    が、ｐ型ドーパントでドーピングされてなることを特徴
    とする、請求項４４記載の磁気抵抗センサ。
  51. 【請求項５１】 前記ｐ型ドーパントが、Ｎa,Ｋ,Ｒb,
    Ｃs,Ｆrからなる群より選ばれる第Ｉａ族元素であるこ
    とを特徴とする、請求項５０記載の磁気抵抗センサ。
  52. 【請求項５２】 前記ｐ型ドーパントが、Ｃu,Ａg,Ａu
    からなる群より選ばれる第Ｉｂ族元素であることを特徴
    とする、請求項５０記載の磁気抵抗センサ。
  53. 【請求項５３】 前記ｐ型ドーパントが、Ｎ,Ｐ,Ａs,Ｓ
    b,Ｂiからなる群より選ばれる第Ｖ族元素であることを
    特徴とする、請求項５０記載の磁気抵抗センサ。
  54. 【請求項５４】 前記磁気抵抗物質がドーピングにより
    ゼロ磁場オフセットを生じている請求項１２〜２２、３
    ４〜４３のいずれか一項に記載の磁気抵抗センサ。
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