JP5275144B2 - 磁気抵抗素子 - Google Patents
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Description
図31を参照すると、素子1(図1)、101(図12)、201(図15)、301(図21)、401(図26)はハードディスク・ドライブ592内の読取ヘッド591として使用することができる。素子1(図1)、101(図12)、201(図15)、301(図21)、401(図26)の側面5(図1)、105(図12)、205(図15)、305(図21)、405(図26)は図31において下向きに配置される。
2、102、202、302、402 層構造
3、19、55、64、69、103、203、303、403 上面
4、104、204、304、404 基板
5、105、205、305、405 側面
6 平面
7、44、53、107、207、307、407 シリコン層
8、108、208、308、408 チャネル
9、10、109、110、209、210、309、310、409、
410 端
11、111、211、311、411 第1面
121、122、123、124、1121、1122、1123、1124、1171、2121、2122、2123、3122、3123、4122、4123 リード
13、113、213、313、413 ゲート構造
14、114、214、314、414 ゲート電極
15、115、215、315、415 ゲート誘電体
16、45、54、67 二酸化シリコン層
171、172、173、174、1172、1173、1174、1175、2171、2172、2173、2175、3172、3173、3175、4172、4173、4175 ビア
181、182、183、184、1181、1182、1183、1184、1185、2181、2182、2183、2185、3182、3183、3185、4182、4183、4185 導電性トラック
20、220、320、420 分流器
21、221、321、421 回路構成
22、222、322、422 電流源
23、223、323、423 電圧計
24、224、324、424 電圧源
25、125、225、325、425 反転層
26 界面
27 電場
28 伝導帯
29 価電子帯
30 フェルミ準位
31 ポテンシャル・ウェル
321、322、323、341、342、343、2341、2342、2343、3341、3342、3343、4341、4342、4343 電圧−電流特性
33、234 電圧−磁場特性
36、42、47、48、56、62 ウェーハ
37 光レジスト層
38、66、74 非露光領域
39、57 ヒ素イオン
40、50、58、66 マスクされない領域
41 表面
42 注入領域
43 非注入領域
46、61 多結晶シリコン層
49 エッチ・マスク
51、52、77、78、79、80、81、82、83 領域
59 ウェル領域
60 非ドープ領域
63 全面層
65、73 PMMA層
68 アルミニウム層
70 側壁
71 底部
72 金属層
75 不要領域
76 反応性イオン・エッチング
116、216、416 絶縁表層
591 読取ヘッド
593 スライダ
594 書込ヘッド
595 プラテン
596 ビットセル
Claims (21)
- 基板と
非強磁性半導電性材料を含む第1および第2の端間を第1の方向へ延びるチャネルと、
チャネルに接続されチャネルに沿って間隔がとられている複数のリードであって、前記リード間に電流を流し前記リード間の電圧を検出することにより磁場を検出するリードと、
前記チャネル内に反転層を形成するように、前記第1の方向と実質的に直角な第2の方向に前記チャネルに電場を印加するゲート構造と、
実質的に前記第1および第2の方向により画定される平面内にある面であって、前記チャネルの縁が前記面に沿って延びるように構成され、磁場が前記面に実質的に垂直に貫通するように印加される面と、
を有する磁気抵抗素子。 - 請求項1に記載の素子であって、前記ゲート構造は前記チャネルに電場を印加するゲート誘電体により前記チャネルから分離されたゲート電極を含むゲート構造である素子。
- 請求項2に記載の素子であって、前記ゲート構造は前記ゲート誘電体が前記チャネル上に配置され、前記ゲート電極が前記ゲート誘電体上に配置されるトップ・ゲート構造である素子。
- 請求項2または3記載の素子であって、前記ゲート電極は半導電性材料を含み、随意的に前記ゲート電極はシリコンを含む素子。
- 請求項1から4のいずれかの項に記載の素子であって、前記チャネルはシリコンまたはシリコン・ゲルマニウムを含む素子。
- 請求項1から5のいずれかの項に記載の素子であって、前記チャネルは非ドープであるか、あるいは1×1016cm−3までの濃度の不純物でドープされる素子。
- 請求項1から6のいずれかの項に記載の素子であって、基板上に配置された非強磁性半導電性材料の層を含み、前記チャネルは非強磁性半導電性材料の層内に形成される素子。
- 請求項1から6のいずれかの項に記載の素子であって、非強磁性半導電性材料の領域を有する基板を含み、前記チャネルは前記基板内に形成される素子。
- 請求項1から8のいずれかの項に記載の素子であって、さらに、
前記チャネルよりも高い導電率を有する非強磁性材料を含み、前記チャネルの少なくとも2つの区間を接続する導電性領域を含む素子。 - 請求項9に記載の素子であって、前記導電性領域は半導電性材料を含み、随意的に前記導電性領域はシリコンを含む素子。
- 請求項10に記載の素子であって、前記導電性領域は少なくとも1×1019cm−3の濃度の不純物でドープされる素子。
- 請求項9から11のいずれかの項に記載の素子であって、前記導電性領域は前記チャネルの下にある素子。
- 請求項12記載の素子であって、前記導電性領域は前記基板の領域内に形成される素子。
- 請求項1から13のいずれかの項に記載の素子であって、前記面は側面である素子。
- 請求項1から14のいずれかの項に記載の素子であって、ハードディスク・ドライブ用読取ヘッドである素子。
- 請求項1から15のいずれかの項に記載の素子と、
磁場源と、
を含む装置であって、
前記磁場源および素子は、前記素子に磁場が印加されると磁場が実質的に直角に前記面を貫通するように配列されている装置。 - 第1および第2の端間を第1の方向に延びる非強磁性半導電性材料を含むチャネルと、前記チャネルに接続されそれに沿って間隔がとられている複数のリードであって、前記リード間に電流を流し前記リード間の電圧を検出することにより磁場を検出するリードと、前記チャネル内に反転層を形成するように前記第1の方向に実質的に直角な第2の方向に電場を前記チャネルに印加するゲート構造と、実質的に前記第1および第2の方向により画定される平面内にある面であって、前記チャネルの縁がそれ前記面に沿って走るように構成され、磁場が前記面に実質的に垂直に貫通するように印加される面と、を含む磁気抵抗素子の作動方法であって、前記方法は、
2本のリード間で電流を駆動するステップと、
2本のリード間に現われる電圧を測定するステップと、
を含む方法。 - 請求項17に記載の方法であって、前記ゲート構造は前記チャネルに電場を印加するゲート誘電体により前記チャネルから分離されているゲート電極を含み、前記方法は、
前記チャネル内に反転層を形成するように適切な極性で十分な大きさのバイアスを印加するステップを含む方法。 - 磁気抵抗素子の作製方法であって、前記方法は、
第1および第2の端間を第1の方向に延びる非強磁性半導電性材料を含むチャネルと、前記チャネルに接続されそれに沿って間隔がとられている複数のリードであって、前記リード間に電流を流し前記リード間の電圧を検出することにより磁場を検出するリードと、前記チャネル内に反転層を形成するように第1の方向に実質的に直角な第2の方向に電場を前記チャネルに印加するゲート構造と、を設けるステップと、
実質的に第1および第2の方向により画定される平面内にある面であって、前記チャネルの縁が前記面に沿って走るように構成され、磁場が前記面に実質的に垂直に貫通するように印加される面を画定するステップと、
を含む方法。 - 請求項19に記載の方法であって、さらに、
前記チャネルよりも高い導電率を有する非強磁性材料を含み、前記チャネルの少なくとも2つの区間を接続する導電性領域を形成するステップを含む方法。 - 請求項20に記載の方法であって、前記導電性領域を形成するステップは、
基板の領域内にイオンを注入するステップと、
前記導電性領域上に前記チャネルを形成するステップと、
を含む方法。
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