JPH09251621A - 磁気抵抗効果素子及び磁気情報再生方法 - Google Patents

磁気抵抗効果素子及び磁気情報再生方法

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JPH09251621A
JPH09251621A JP8060612A JP6061296A JPH09251621A JP H09251621 A JPH09251621 A JP H09251621A JP 8060612 A JP8060612 A JP 8060612A JP 6061296 A JP6061296 A JP 6061296A JP H09251621 A JPH09251621 A JP H09251621A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気抵抗効果を用いた記録を非破壊で読み出
せ、かつ再生出力の大きい手法を提供する。 【解決手段】 反強磁性結合を有する磁気積層膜と強磁
性導電膜とをトンネル絶縁膜を介して積層した構成を採
る。この積層膜に一方向の磁界を加えた時のトンネル電
流を測定することで“0”,“1”を読み出すことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は磁気抵抗効果素
子、特に記録素子に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気抵抗効果は、ある種の磁性体に磁界
を加えることによって、電気抵抗が変化する現象であ
り、磁界センサや磁界ヘッドなどに利用されている。た
とえば、強磁性体を用いた磁気抵抗効果素子は温度安定
性に優れ、かつ使用範囲が広いという特徴を有してい
る。
【0003】磁気抵抗効果素子としては、従来、FeN
i合金などのパーマロイ薄膜が使用されてきた。これを
ハードディスクなどの再生ヘッドに使用することで高密
度磁気記録が達成されている。しかし、パーマロイ薄膜
の磁気抵抗変化率は2−3%程度と小さいため、さらな
る高密度記録を達成しようとすると十分な感度が得られ
ないという問題があった。
【0004】一方、近年、新しいメカニズムに基づく非
常に大きな磁気抵抗効果を示す、いわゆる巨大磁気抵抗
効果材料として、磁性層と非磁性層とを数nmの周期で
交互に積層し、非磁性層を介して相対する磁性層の磁気
モーメントを反平行状態で磁気的に結合させた積層膜、
いわゆる人工格子膜が注目されている。たとえば、Fe
/Crの人工格子膜(Phys.Rev.Lett.6
1,2472(1988)参照)や、Co/Cuの人工
格子膜(J.Mag.Mag.Mater.94,L1
(1991),Phys.Rev.Lett.66,2
152(1991)参照)などが見いだされている。
【0005】また、非磁性金属層を介して強磁性層を積
層した強磁性層/非磁性層/強磁性層からなる金属サン
ドイッチ膜において、強磁性層間の交換結合がなくなる
程度に非磁性金属層の膜厚を厚くし、かつ、一方の強磁
性層に接してFeMnなどの反強磁性膜を配置して交換
結合させることにより、その強磁性層の磁気モーメント
を固定し、他方の強磁性層のスピンのみを外部磁場で容
易にスイッチできるようにした、いわゆるスピンバルブ
膜が知られている。この場合、2つの強磁性層間に交換
結合がないため小さな磁場でスピンをスイッチできるの
で、上記交換結合膜に比べて感度の高い磁気抵抗効果素
子を提供でき、将来の高密度磁気記録用再生ヘッドとし
て現在、最も期待されている。
【0006】以上は膜面内に電流を流した場合の磁気抵
抗効果であるが、膜面に垂直方向に電流を流す、いわゆ
る垂直磁気抵抗効果を利用すると、さらに大きな磁気抵
抗効果が得られることも知られている(Phys.Re
v.Lett.66,3060(1991)参照)。さ
らには、強磁性層/絶縁体層/強磁性層からなる3層膜
において、外部磁場によって2つの強磁性層のスピンを
互いに平行あるいは反平行にすることにより、膜面垂直
方向のトンネル電流の大きさが互いに違うことを利用し
た、強磁性トンネル接合による巨大磁気抵抗効果も知ら
れている。
【0007】一方、巨大磁気抵抗効果を磁気ヘッドなど
の磁界センサーに使用する代わりに、磁気記録素子に利
用することも最近研究されている(Jpn.J.App
l.Phys.34,L415(1995))。この場
合、交換結合のない上記スピンバルブ構造が利用されて
いる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】これまでの上記磁気記
録素子は、非磁性金属層を介した二つの金属強磁性層か
らなるスピンバルブ膜であり、強磁性層の一方は磁気的
にハード(高保磁力)であるか、あるいは強磁性層に反
強磁性層を接して設け、交換結合によって該強磁性層を
ハードにしており、他方の磁性層はこれより磁気的にソ
フトである。また、ハード層とソフト層の間には磁気的
結合がないように非磁性層の膜厚を厚くしている。
【0009】このような3層膜に別に設けたワード線に
パルス電流を流して外部磁場を印加し、これによって上
記ハード層あるいはソフト層のスピンを反転させ、その
スピンの向きによって0,1を記録し、読み出しは、よ
り弱いパルス電流磁界を印加してソフト磁性層のスピン
のみを反転させ、その際の磁気抵抗効果を利用して0,
1を再生している。しかし、ソフト層を記録層とした場
合には読み出しによって記録が破壊する、いわゆる破壊
読み出しになり、またソフト層の保磁力が小さいため外
部磁界に対する安定性が問題であった。一方、ハード層
を記録層とした場合には非破壊読み出しが可能であるも
のの、ハード層の保磁力が大きいため磁化反転に大きな
磁界を必要とし、そのため大きな電流を流さなければな
らず、素子の発熱の問題があった。また、両者に共通し
て再生電圧が小さいという欠点もあった。
【0010】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、磁気抵抗効果を用いた記録素子で磁気情報を非破壊
で読み出すことができ、かつ、再生出力の大きい磁気抵
抗効果素子及び磁気情報再生方法を提供することを目的
とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、第1の強磁性
導電層と、第2の強磁性導電層と、第1及び第2の強磁
性層間に介在する第1の非磁性導電層とを有し、第1及
び第2の強磁性層が反強磁性的に交換結合している磁気
積層膜と;強磁性導電膜と;この強磁性導電膜と磁気積
層膜との間に介在するトンネル絶縁膜とを具備したこと
を特徴とする磁気抵抗効果素子である。
【0012】また、この磁気抵抗効果素子の磁気情報再
生方法として、印加磁界(Hr )と前記磁気積層膜の飽
和磁界(Hs )と前記強磁性導電膜の保磁力(Hc )と
の関係がHs <Hr <Hc を満たす磁界を印加したとき
の前記磁気積層膜と前記強磁性導電膜との間のトンネル
電流により前記強磁性導電層の磁化状態を検出すること
を特徴とする磁気情報再生方法を提供する。
【0013】また本発明は、第1の強磁性導電層と、第
2の強磁性導電層と、第1及び第2の強磁性層間に介在
する第1の非磁性層とを有し、この第1の非磁性層に外
部エネルギーを印加することで第1及び第2の強磁性層
間に交換結合が誘起される磁気積層膜と;強磁性導電膜
と;この強磁性導電膜と磁気積層膜との間に介在するト
ンネル絶縁膜とを具備したことを特徴とする磁気抵抗効
果素子である。
【0014】また、この磁気情報再生方法として、磁気
積層膜に交換結合を誘起した際のトンネル電流により磁
気積層膜の磁化状態を検出することを特徴とする磁気情
報再生方法を提供する。
【0015】
【発明の実施の形態】本発明は、非磁性導電層3を介し
て積層された第1及び第2の強磁性導電層1,2を含む
磁性積層膜6と強磁性導電膜4とがトンネル絶縁膜5を
介して積層された構成を基本とする(図1)。なお、各
磁性膜、磁性層には弱い一軸磁気異方性が導入されてい
ることが望ましい。磁化の2方向を安定化するためと、
急しゅんな磁化反転を起こし易いためである。
【0016】記録層としては磁性積層膜6中の第1の強
磁性導電層1を用いることもできるし、磁性積層膜6に
積層された強磁性導電膜4を用いることもできる。ま
ず、強磁性導電膜4を記録層に用いた場合について説明
する。
【0017】磁性積層膜6として第1及び第2の強磁性
導電層同士が反強磁性的交換結合をしているものを用い
る。この磁性積層膜の飽和磁界をHs とする。すなわち
無磁場では非磁性層を介して積層された強磁性層の磁化
の向きは反平行で安定しているが、Hs 以上の磁界印加
で印加磁界方向に磁化の向きがそろうことになる。
【0018】強磁性導電膜4への記録は記録磁界(H
w )の印加で行う。例えば、図2(a),(b)に示す
様に、左向きを“0”、右向きを“1”とすれば良い。
記録磁界(Hw )は強磁性導電膜4の保磁力(Hc )よ
り大きいことが必要である。
【0019】記録時のHw の印加により一時的に磁性積
層膜の磁化も同方向になり得るが、Hw をとりさること
により安定である反平行状態に戻る。この場合でも強磁
性導電膜4と磁性積層膜との間はトンネル絶縁膜により
磁気的交換結合がなく、また、Hs <Hc とすることで
強磁性膜の磁化状態は影響を受けることはない。ただ
し、磁性積層膜の第2の強磁性層、すなわち強磁性膜に
近い方は強磁性膜の静磁結合の影響を受け、常に強磁性
膜の磁化と反平行になる様に変化すると考えられる。
【0020】次に読み出しである。読み出しの際には磁
性積層膜6と強磁性導電膜4との間のトンネル電流を用
いる。すなわち磁性積層膜6に読み出し磁界(Hr )を
印加し、磁化を一方向にそろえる。非破壊読み出しが必
要であるからHr <Hc となる。この様なHr を印加
し、例えば強磁性層膜の“1”の状態と同じ向きとする
(図2(c))。
【0021】ここで強磁性導電膜4の記録状態が“1”
のときは、磁性積層膜と強磁性膜との磁化の向きが同じ
であるため、磁性積層膜と強磁性膜との間のトンネル確
率が大となる。従って磁性積層膜と強磁性膜との間にバ
イアス電圧を印加しておけば、トンネル電流が流れ、測
定される磁性積層膜−強磁性導電膜間の電圧は小さくな
る。
【0022】これに対し、強磁性膜の記録状態が“0”
のときは、磁性積層膜6と強磁性導電膜4との磁化の向
きが逆であるため、磁性積層膜と強磁性膜との間のトン
ネル確率が小となる。従ってトンネル電流は非常に流れ
難くくなる。従って測定される磁性積層膜−強磁性導電
膜間の電圧は大きくなる。
【0023】この様にトンネル電流の大小により
“0”,“1”状態を読み出すことができる。前述の如
く、読み出し時の印加磁界(Hr )を強磁性層の保磁力
(Hc )より小とすることで非破壊の読み出しが可能と
なる。また、読み出し時の印加磁界(Hr )は磁性積層
膜の磁化を所定方向にそろえるため、磁性積層膜の飽和
磁界(Hs )より大とする。従ってHc >Hr >Hs
なる。
【0024】例えば、磁性積層膜と強磁性膜との間にバ
イアス電圧を印加しておき、磁性積層膜の磁化が右向き
(“1”と同方向)となるような磁界(Hr )をかける
と、“0”状態では磁性積層膜と強磁性膜間の抵抗が高
く、“1”状態では抵抗が低くなるので、“1”のとき
にのみ、磁性積層膜と強磁性膜間の電圧が低くなる。
【0025】この様なHw の印加は、図3に示す様に磁
性積層膜と強磁性膜との積層体に近接配置した、例えば
絶縁膜8を介して形成された導体路(ワード線)に電流
を流すことで行うことができる。すなわち図3におい
て、紙面垂直方向に電流を流す構成を採れば良い。紙面
裏から表に電流を流すことでこの積層体に右向きの磁界
を印加することができる。
【0026】右向きのHr を発生する電流の向きを正と
して図4(a)に示す電流パルスをワード線に印加した
場合の出力電圧を図4(b),(c)に示す。“1”の
場合、初期値Vo (バイアス電圧)から抵抗の低下分に
相当するΔVの減少が生じる。“0”の場合出力電圧の
変化はない。Vo の値はトンネル確率により、理想的に
はバイアス電圧と等しくなる。
【0027】Hw の印加のみならず、書き込みの際にも
ワード線7からの電流磁界を用いることができる。図3
において紙面裏から表に電流を流すことで図2(b)す
なわち、“1”の状態を、逆向きの電流で図2(a)、
すなわち“0”の状態を実現できる。Hw >Hr の関係
が必要であるが、ワード線7に流す電流の大きさで容易
に制御できる。
【0028】磁性積層膜のかわりに磁化が固定された膜
を用いても同様の読み出しができる。しかしながら、こ
の様な磁化固定膜は外部磁場により磁化状態が変化して
しまうことがあり得るが、反強磁性的交換結合を用いた
上述の例は安定性が高い。たとえ外部磁界で一方向に磁
化がそろったとしても外部磁化がなくなれば反平行状態
にもどる。更に磁気情報を記録する強磁性膜と第2の強
磁性層とは交換結合はないが磁化が反平行で安定であ
り、磁気記録の安定性でも優れている。
【0029】以上の例では強磁性導電膜を記録層として
用いたが、次に磁性積層膜中の強磁性層を記録層として
用いた例を説明する。磁性積層膜としてその構成層であ
る非磁性層に光若しくは熱を印加することで非磁性層を
介して積層されている強磁性層間に交換結合を誘起する
積層膜を用いる。
【0030】磁性積層膜にトンネル絶縁膜を介して積層
される強磁性導電膜の磁化の向きは所定方向に固定して
おき、外乱で磁化方向が変化しない程度の保磁力を有し
ているものとする。
【0031】磁性積層膜中の、強磁性導電膜とは反対側
の強磁性導電層(第1の強磁性導電層)に磁気導電情報
を記録する。例えば、図5(a),(b)に示す様に左
向きの強化状態を“0”,右向きを“1”とする。
【0032】読み出し時には磁性積層膜を活性状態とし
第1の強磁性導電層と第2の強磁性導電層間に交換結合
を誘起し、第1の強磁性導電層の磁化状態を第2の強磁
性導電層に伝達する。ここでは第2の強磁性導電層の保
磁力を第1の強磁性導電層の保磁力より小とすることで
第1の強磁性層の磁化はかわらず第2の強磁性導電層の
磁化の向きが変わる。
【0033】例えば、強磁性導電膜の磁化の向きを
“1”の場合と同じ向き、例えば右向きとしておく。こ
の強磁性導電膜と第2の強磁性導電膜との間のトンネル
電流を利用する。
【0034】光若しくは熱などの外部エネルギーの印加
で交換結合が誘起される磁性積層膜としてはいくつかの
タイプが考えられる。例えば、通常は強磁性的交換結合
があり、励起状態では反強磁性的交換結合が誘起される
場合、また、通常は交換結合がなく励起状態では強磁性
的交換結合が誘起される場合などがある。前者の例とし
てはFe/Siの積層膜、後者の例としてはCo/Si
の積層膜が挙げられる。
【0035】まず、強磁性交換結合から反強磁性交換結
合が誘起される場合について説明する。記録時には記録
磁界(Hw )の印加で第1及び第2の強磁性導電層は
“1”,“0”に応じて同じ向きに磁化される。
【0036】読み出し時にはエネルギー(光若しくは
熱)を印加し活性化し、反強磁性交換結合を誘起する。
非活性から活性、更に非活性と変化させる。この時の磁
化の変化と出力電圧の変化を図6に示す。図6(a)は
活性時を示すタイムチャート、同(b)は“0”の磁化
状態、同(c)は“0”の出力電圧、同(d)は“1”
の磁化状態、同(e)は“1”の出力電圧を示す。
【0037】まず、“0”状態であるが、非活性領域で
は第2の強磁性導電層2と強磁性導電膜4との磁化の向
きは逆であるので、この間のトンネル確率は低く、結果
としてこの間の出力電圧は高い。活性領域では第2の強
磁性層電層2の磁化の向きは、反強磁性的交換結合によ
り第1の強磁性導電層1の磁化の向きと反平行になる。
この時、強磁性導電膜4と第2の強磁性導電層2とは磁
化の向きが平行となるので、トンネル確率が高くなり、
結果として出力電圧は低くなる。また非活性領域となる
と強磁性的交換結合により第2の強磁性導電層2の磁化
は反転し、以前の状態に戻り、出力電圧は高くなる。す
なわち、活性領域に移るとき−ΔV、負側の電圧変位が
得られる。
【0038】“1”状態では、初期の出力電圧が低く、
活性領域では出力電圧が高くなり、また低電圧状態に戻
る。すなわち、活性領域+ΔV、正側の電圧変位が得ら
れる。
【0039】一般にトンネル電流は小さいので、この絶
対量で“0”,“1”を判断するのはS/N比をとりに
くい。しかしながらこの様な例によれば電圧の変位の符
号で“0”,“1”を判断することができるので、読み
出し精度、信頼性が高いものとなる。
【0040】なお、第2の強磁性導電層と強磁性導電膜
との間の出力電圧は、磁性積層膜と強磁性導電膜との間
の出力電圧と実質的に等しい。なぜなら、磁性積層膜中
にスピンの平行/反平行による差があっても全体として
導体であり、この間の電圧降下はトンネル電流により得
られる出力電圧に対しては無視できる程度のものであ
る。
【0041】この様に読み出し時に磁界の印加が不要で
あり、出力電圧の変動の符号によって、情報を判断でき
るという利点がある。次に静磁結合から強磁性交換結合
が誘起される場合について説明する。
【0042】非活性領域では第1及び第2の強磁性導電
層は静磁結合により磁化が反平行で安定である。従って
図6とは逆の挙動を示し、図7に示す様に“0”のとき
は−ΔVの変位、“1”のときは+ΔVの変位を得るこ
とができる。図7(a),(b),(c),(d),
(e)は夫々図6の(a),(b),(c),(d),
(e)に対応する。
【0043】また、非活性時に支配的である結合を強磁
性導電膜4と第2の強磁性導電層2との間の静磁結合と
することもできる。この場合を図8(a),(b),
(c),(d),(e)として示す。夫々図6(a),
(b),(c),(d),(e)に対応する。
【0044】この場合、非活性領域では第2の強磁性導
電層2及び強磁性導電膜4は静磁結合により反平行の磁
化が安定となる。従って、非活性領域では出力電圧は高
い状態となる。そして活性領域では“0”のときのみ−
ΔVの出力電圧の減少がみられるが、“1”では変化し
ないことになる。
【0045】例えば、トンネル絶縁膜を薄くして強磁性
導電膜と第2の強磁性導電層間の静磁結合力を大きく
し、非磁性導電層を厚くして第1及び第2の強磁性導電
層間の静磁結合力を小さくすることで実現できる。
【0046】本発明の反強磁性結合した2つの磁性膜お
よび第3の磁性膜としては強磁性を示すFe,Co,N
iおよびその合金やNiMnSbホイスラー合金などの
ハーフメタルなどを用いることができるハーフメタルは
一方のスピンバンドにエネルギーギャップが存在するの
で、これを用いることより大きな磁気抵抗効果を得るこ
とができ、結果としてはより大きな再生出力が得られ
る。また、各磁性膜は膜面内に一軸磁気異方性を有する
ことが望ましい。磁性膜を好ましい膜厚は10A−10
0Aである。
【0047】反強磁性結合をもたらす非磁性金属として
はCu,Au,Ag,Cr,Ru,Alなど多くの金属
を用いることができる。これらの膜厚の好ましい範囲は
5A−50Aである。絶縁膜としてはアルミナ、Ni
O、酸化シリコン、MgOなどのほか、エネルギーギャ
ップをもつ半導体を用いることもできる。これらの膜厚
の好ましい範囲は10A−1000Aである。
【0048】スピン伝達層としてはFeSi,CoSi
などの遷移金属シリサイドなどの半導体,アモルファス
半導体、不純物半導体や半金属を用いることができる。
このような磁気素子用薄膜は分子線エピタキシー(MB
E)法、各種スパッタ法、蒸着法など通常の薄膜形成装
置を用いて作製することができる。なお、磁気スピンの
角度でトンネル確率は変わるため、完全に平行、反平行
の状態が理想ではあるが、これに限定されるものではな
い。
【0049】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。 (実施例1)図1の模式図に相当した膜をイオンビーム
スパッタ法を用いて作製した。まずMgO(110)基
板上に反強磁性結合した3層膜として、70A(オング
ストローム) Fe80Ni20/10A Cu/70A
Ni80Fe20を作製した。この膜の磁気抵抗効果曲線を
図9に示す。この膜には[100]を磁化容易軸とする
一軸磁気異方性が膜面内に導入される。飽和磁場は約6
0 Oeであり、零磁場の抵抗が大きいことからこの状
態で反平行磁化が実現していることがわかる。
【0050】次にこの3層膜の上にアルミニウム(A
l)を100 A成膜し、一旦試料を成膜室から取り出
して自然酸化させることによりアルミナ膜を形成させ
た。この積層膜を再度真空チャンバー内に入れ、上記N
iFe膜と同じ方向に一軸磁気異方性を付与させるよう
に磁場を印加しながら、Co膜を成長させた。Co膜の
保磁力は約100Oeであった。
【0051】このようにして作製した積層膜の最表面の
Co層の上に例えばアルミナなどの絶縁層を介して書き
込みワード線としての導体層(例えばCu,Alなど)
を形成し、それに正の単極パルス電流を流して記録およ
び再生実験を行った。再生出力は、膜面垂直方向のトン
ネル電流を利用して測定した。その結果、上記説明の通
り“1”,“0”の記録状態を検出でき、100mV以
上の非常に大きな再生電圧が確認された。
【0052】(実施例2)30A Co/16A Si
/30A CoをIBS(イオンビームスパッタ)で作
製しその磁気特性を調べた結果、図10に示すように、
室温では磁化曲線の角型比が小さく交換結合がほとんど
なく、100℃以上に加熱すると角型比がほとんど1に
なり強磁性的に結合することがわかった。この界面を透
過型電子顕微鏡で調べた結果、Co−Si合金層が形成
されており、このような交換結合の大きな温度変化の原
因はこの形成にあると思われる。
【0053】次に、図5に対応した30A Co/16
A Si/40A Co/100AAl23 /50A
CoPt合金をIBSで作製した。なお、Al23
層に接する側のCo層の膜厚を大きくすることで低保磁
力化した。一方のCo層を記録層、CoPtを磁化固定
層として図5に示したような素子を作製し、Si層に
0.1mAの電流を流して記録層の読み出しを行った結
果、“1”,“0”の記録状態を検出でき、100mV
以上の非常に大きな再生電圧が確認された。
【0054】(実施例3)30A Fe/15A Si
/30A FeをIBSで作製し、その磁気特性を調べ
た結果、図11に示すように低温で磁化曲線の角型が大
きく交換結果が強磁性的であり、室温では角型比が小さ
く反強磁性結合することがわかった。この界面を透過電
子顕微鏡で調べた結果、Fe−Si合金層が形成されて
おり、このような交換結合の変換の原因はこの形成にあ
ると思われる。
【0055】次に図5に対応した30A Fe/15A
Si/40A Fe/100AAl23 /50A
CoPt合金をIBSで作製した。一方のFe層を記録
層、CoPtを磁化固定層として図5に示したような素
子を作製し、低温でSi層に0.1mAの電流を流して
記録層の読み出しを行った結果、“1”,“0”の記録
状態を検出でき、100mA以上の非常に大きな再生電
圧が確認された。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気抵抗
効果素子によれば、非破壊的に記録を読み出すことがで
き、しかも大きな出力電圧を得ることができる。本発明
の記録素子は不揮発性の固体メモリであり、HDDのよ
うな可動部がないため信頼性が高く、またより高速に動
作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の磁気抵抗効果素子を示す概略図。
【図2】 本発明の磁気抵抗効果素子を示す概略図。
【図3】 本発明の磁気抵抗効果素子を示す概略図。
【図4】 本発明の動作を示す概略図。
【図5】 本発明の磁気抵抗効果素子を示す概略図。
【図6】 本発明の動作を示す概略図。
【図7】 本発明の動作を示す概略図。
【図8】 本発明の動作を示す概略図。
【図9】 本発明の磁性積層膜の特性図。
【図10】 本発明の磁性積層膜の特性図。
【図11】 本発明の磁性積層膜の特性図。
【符号の説明】
1…第1の強磁性導電層 2…第2の強磁性導電層 3…非磁性導電層 4…強磁性導電膜 5…トンネル絶縁膜 6…磁性積層膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1の強磁性導電層と、第2の強磁性導電
    層と、第1及び第2の強磁性層間に介在する第1の非磁
    性導電層とを有し、第1及び第2の強磁性層が反強磁性
    的に交換結合している磁気積層膜と;強磁性導電膜と;
    この強磁性導電膜と磁気積層膜との間に介在するトンネ
    ル絶縁膜とを具備したことを特徴とする磁気抵抗効果素
    子。
  2. 【請求項2】第1の強磁性導電層と、第2の強磁性導電
    層と、第1及び第2の強磁性層間に介在する第1の非磁
    性層とを有し、この第1の非磁性層に外部エネルギーを
    印加することで第1及び第2の強磁性層間に交換結合が
    誘起される磁気積層膜と;強磁性導電膜と;この強磁性
    導電膜と磁気積層膜との間に介在するトンネル絶縁膜と
    を具備したことを特徴とする磁気抵抗効果素子。
  3. 【請求項3】請求項1記載の磁気積層膜の飽和磁界(H
    s )と前記強磁性導電膜の保磁力(Hc )との関係がH
    s <Hr <Hc を満たす磁界(Hr )を印加したときの
    前記磁気積層膜と前記強磁性導電膜との間のトンネル電
    流により前記強磁性導電層の磁化状態を検出することを
    特徴とする磁気情報再生方法。
  4. 【請求項4】請求項2記載の磁気積層膜に交換結合を誘
    起したときの前記磁気積層膜と前記強磁性導電膜との間
    のトンネル電流により前記磁気積層膜の磁化状態を検出
    することを特徴とする磁気情報再生方法。
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000036628A (ja) * 1998-07-17 2000-02-02 Yamaha Corp 磁気トンネル接合素子及びその製造方法
US6051309A (en) * 1996-12-26 2000-04-18 Nec Corporation Magnetoresistance effect film and method for making the same
JP2001044379A (ja) * 1999-07-28 2001-02-16 Hewlett Packard Co <Hp> 磁気メモリ及びこの磁気メモリにおける半選択マージンを改善するための方法
US6404672B2 (en) 2000-01-07 2002-06-11 Fujitsu Limited Magnetic element and magnetic memory device
KR20020051868A (ko) * 2000-12-22 2002-06-29 무네유키 가코우 정보기록매체, 정보기록방법 및 정보기록매체의 제조방법
KR100370441B1 (ko) * 1999-10-08 2003-01-29 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 기록층으로서 반강자성 결합된 강자성 박막을 갖는자기기록매체
JP2004064073A (ja) * 2002-07-15 2004-02-26 Hewlett-Packard Development Co Lp 磁気メモリデバイスおよび方法
US6724585B2 (en) 1998-09-18 2004-04-20 Nec Corporation Magnetoresistive element and device utilizing magnetoresistance effect
US6956765B2 (en) 2002-11-22 2005-10-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Magneto-resistance effect element, magnetic memory and magnetic head
JP2007508712A (ja) * 2003-10-14 2007-04-05 エージェンシー フォー サイエンス,テクノロジー アンド リサーチ 磁気メモリデバイス
US7385790B2 (en) 2003-01-31 2008-06-10 Japan Science And Technology Agency CPP-type giant manetoresistance effect element and magnetic component and magnetic device using it
US7599156B2 (en) 2004-10-08 2009-10-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistive element having specially shaped ferromagnetic layer
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
KR100985001B1 (ko) * 2002-06-19 2010-10-04 소니 주식회사 자기저항효과 소자 및 자기 메모리 장치
JP4815051B2 (ja) * 1998-07-20 2011-11-16 エバースピン テクノロジーズ インコーポレイテッド 低切替磁界磁性トンネル接合
JP2013057685A (ja) * 2012-12-12 2013-03-28 Mitsubishi Electric Corp 磁界検出方法

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6051309A (en) * 1996-12-26 2000-04-18 Nec Corporation Magnetoresistance effect film and method for making the same
JP2000036628A (ja) * 1998-07-17 2000-02-02 Yamaha Corp 磁気トンネル接合素子及びその製造方法
JP4614212B2 (ja) * 1998-07-17 2011-01-19 ヤマハ株式会社 磁気トンネル接合素子の製造方法
JP4815051B2 (ja) * 1998-07-20 2011-11-16 エバースピン テクノロジーズ インコーポレイテッド 低切替磁界磁性トンネル接合
US6724585B2 (en) 1998-09-18 2004-04-20 Nec Corporation Magnetoresistive element and device utilizing magnetoresistance effect
JP2001044379A (ja) * 1999-07-28 2001-02-16 Hewlett Packard Co <Hp> 磁気メモリ及びこの磁気メモリにおける半選択マージンを改善するための方法
KR100370441B1 (ko) * 1999-10-08 2003-01-29 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 기록층으로서 반강자성 결합된 강자성 박막을 갖는자기기록매체
US6404672B2 (en) 2000-01-07 2002-06-11 Fujitsu Limited Magnetic element and magnetic memory device
KR20020051868A (ko) * 2000-12-22 2002-06-29 무네유키 가코우 정보기록매체, 정보기록방법 및 정보기록매체의 제조방법
KR100985001B1 (ko) * 2002-06-19 2010-10-04 소니 주식회사 자기저항효과 소자 및 자기 메모리 장치
JP2004064073A (ja) * 2002-07-15 2004-02-26 Hewlett-Packard Development Co Lp 磁気メモリデバイスおよび方法
US6956765B2 (en) 2002-11-22 2005-10-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Magneto-resistance effect element, magnetic memory and magnetic head
US7483291B2 (en) * 2002-11-22 2009-01-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Magneto-resistance effect element, magnetic memory and magnetic head
EP2249356A1 (en) 2002-12-13 2010-11-10 Japan Science and Technology Agency Spin injection device, magnetic apparatus using the same, and magnetic thin film used for them
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
EP2264725A1 (en) 2002-12-13 2010-12-22 Japan Science and Technology Agency Spin injection device, magnetic apparatus using the same, and magnetic thin film used for them
US7989223B2 (en) 2002-12-13 2011-08-02 Japan Science And Technology Agency Method of using spin injection device
EP2267811A2 (en) 2003-01-31 2010-12-29 Japan Science and Technology Agency CPP type giant magnetoresistance device and magnetic compounds and units using the same
US7385790B2 (en) 2003-01-31 2008-06-10 Japan Science And Technology Agency CPP-type giant manetoresistance effect element and magnetic component and magnetic device using it
JP2007508712A (ja) * 2003-10-14 2007-04-05 エージェンシー フォー サイエンス,テクノロジー アンド リサーチ 磁気メモリデバイス
US7599156B2 (en) 2004-10-08 2009-10-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistive element having specially shaped ferromagnetic layer
JP2013057685A (ja) * 2012-12-12 2013-03-28 Mitsubishi Electric Corp 磁界検出方法

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