JPH11163436A - 磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型ヘッドInfo
- Publication number
- JPH11163436A JPH11163436A JP9325746A JP32574697A JPH11163436A JP H11163436 A JPH11163436 A JP H11163436A JP 9325746 A JP9325746 A JP 9325746A JP 32574697 A JP32574697 A JP 32574697A JP H11163436 A JPH11163436 A JP H11163436A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ferromagnetic layer
- layer
- ferromagnetic
- output
- magnetization
- 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.)
- Pending
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 title claims abstract description 45
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 573
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims abstract description 71
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 106
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 83
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 4
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 57
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 25
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 24
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 24
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 23
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 18
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 description 16
- 230000008859 change Effects 0.000 description 13
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 13
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 229910000889 permalloy Inorganic materials 0.000 description 12
- 238000001552 radio frequency sputter deposition Methods 0.000 description 11
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 7
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 7
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910017107 AlOx Inorganic materials 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910019222 CoCrPt Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910003289 NiMn Inorganic materials 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N iridium atom Chemical compound [Ir] GKOZUEZYRPOHIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 2
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002546 FeCo Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N nobelium Chemical compound [No] ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3254—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the spacer being semiconducting or insulating, e.g. for spin tunnel junction [STJ]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3268—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高感度・高出力な磁気抵抗効果型素子及びヘ
ッドを実現する。 【解決手段】 第１の強磁性層／絶縁層（トンネル障壁
層）／第２の強磁性層／絶縁層（トンネル障壁層）／第
３の強磁性層から構成され、第１の強磁性層／絶縁層
（トンネル障壁層）／第２の強磁性層から得られる出力
と第２の強磁性層／絶縁層（トンネル障壁層）／第３の
強磁性層から得られる出力を差動検出および足し合わせ
て接合２つ分の出力を得る。
ッドを実現する。 【解決手段】 第１の強磁性層／絶縁層（トンネル障壁
層）／第２の強磁性層／絶縁層（トンネル障壁層）／第
３の強磁性層から構成され、第１の強磁性層／絶縁層
（トンネル障壁層）／第２の強磁性層から得られる出力
と第２の強磁性層／絶縁層（トンネル障壁層）／第３の
強磁性層から得られる出力を差動検出および足し合わせ
て接合２つ分の出力を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば磁気エン
コーダ、磁気記録媒体より信号を読みとるための磁気抵
抗効果素子及び磁気抵抗効果型ヘッドに関するものであ
る。特に高密度記録媒体からの読みだしに使用する素子
として強磁性トンネル効果を利用した素子として各所で
広く研究開発が進められている。
コーダ、磁気記録媒体より信号を読みとるための磁気抵
抗効果素子及び磁気抵抗効果型ヘッドに関するものであ
る。特に高密度記録媒体からの読みだしに使用する素子
として強磁性トンネル効果を利用した素子として各所で
広く研究開発が進められている。
【０００２】
【従来の技術】従来より磁気抵抗効果素子を用いた磁気
抵抗効果型ヘッド（以下、ＭＲヘッドという）等の開発
が進められている。近年、マルチメディア化にともなう
データの大容量化により大容量記憶装置の需要が高まっ
ている。大容量記憶装置の中でも特にハードディスクド
ライブ（以下ＨＤＤという）は、大容量、高速データ転
送、安価という点からパーソナルコンピューターなどを
中心にその需要が高まっている。このような流れから、
ＨＤＤは高密度化の傾向にあり、ＨＤＤを支えるデバイ
スの一つであるＭＲヘッドは高記録密度かにともない高
感度で峡トラック化、峡ギャップ化が要求されている。
このような要求からＭＲヘッドまたはスピンバルブヘッ
ドより高感度な磁気抵抗効果を示す素子として前記強磁
性トンネル素子があり、磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗
効果型ヘッドとしての利用が検討されている。
抵抗効果型ヘッド（以下、ＭＲヘッドという）等の開発
が進められている。近年、マルチメディア化にともなう
データの大容量化により大容量記憶装置の需要が高まっ
ている。大容量記憶装置の中でも特にハードディスクド
ライブ（以下ＨＤＤという）は、大容量、高速データ転
送、安価という点からパーソナルコンピューターなどを
中心にその需要が高まっている。このような流れから、
ＨＤＤは高密度化の傾向にあり、ＨＤＤを支えるデバイ
スの一つであるＭＲヘッドは高記録密度かにともない高
感度で峡トラック化、峡ギャップ化が要求されている。
このような要求からＭＲヘッドまたはスピンバルブヘッ
ドより高感度な磁気抵抗効果を示す素子として前記強磁
性トンネル素子があり、磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗
効果型ヘッドとしての利用が検討されている。
【０００３】図１０(a)に強磁性トンネル素子の従来例
を示す。素子構成は、基板１上に積層された第１の強磁
性層２、絶縁層（トンネル障壁）３、第２の強磁性層４
からなり、第１の強磁性層２上に形成された電極ａは電
流端子（＋）、電極ｂは電圧端子（−）、第２の強磁性
層４上に形成された電極ｃは電流端子（−）、電極ｄは
電圧端子（−）である。
を示す。素子構成は、基板１上に積層された第１の強磁
性層２、絶縁層（トンネル障壁）３、第２の強磁性層４
からなり、第１の強磁性層２上に形成された電極ａは電
流端子（＋）、電極ｂは電圧端子（−）、第２の強磁性
層４上に形成された電極ｃは電流端子（−）、電極ｄは
電圧端子（−）である。
【０００４】図１０（ａ）に示すように、第１の強磁性
層と第２の強磁性層の磁化容易軸を直交させる事で、外
部磁場に対する磁化の方向差が生じ易い配置が提案され
ている。この配置では、第１の強磁性層と第２の強磁性
層が交差しており、それぞれの強磁性層の両端に電極を
形成している。この電極が交差している他の強磁性層と
接触しないようにするため、交差点（トンネル接合部）
は両方の磁性層が交差する中央に設けてある。
層と第２の強磁性層の磁化容易軸を直交させる事で、外
部磁場に対する磁化の方向差が生じ易い配置が提案され
ている。この配置では、第１の強磁性層と第２の強磁性
層が交差しており、それぞれの強磁性層の両端に電極を
形成している。この電極が交差している他の強磁性層と
接触しないようにするため、交差点（トンネル接合部）
は両方の磁性層が交差する中央に設けてある。
【０００５】図１０(b)に強磁性トンネル素子の断面図
を示す。このような第１の強磁性層２／絶縁層（トンネ
ル障壁）３／第２の強磁性層４からなる接合が一つであ
る強磁性トンネル素子の場合、そのコンダクタンスは
（数１）のように示される。
を示す。このような第１の強磁性層２／絶縁層（トンネ
ル障壁）３／第２の強磁性層４からなる接合が一つであ
る強磁性トンネル素子の場合、そのコンダクタンスは
（数１）のように示される。
【０００６】
【数１】
【０００７】従ってフェルミ準位での状態密度はスピン
依存する。そのため第１の強磁性層と第２の強磁性層の
磁化の方向が平行にした場合と反平行にした場合とでは
トンネル・コンダクタンスが違ってくる。今、磁化を平
行にした場合と反平行にした場合のコンダクタンスをそ
れぞれＧ↑↑、Ｇ↑↓とすると式１よりトンネル磁気抵
抗効果（Tunneling Magnetoresistance略してＴＭＲ）
は（数２）で与えられる。
依存する。そのため第１の強磁性層と第２の強磁性層の
磁化の方向が平行にした場合と反平行にした場合とでは
トンネル・コンダクタンスが違ってくる。今、磁化を平
行にした場合と反平行にした場合のコンダクタンスをそ
れぞれＧ↑↑、Ｇ↑↓とすると式１よりトンネル磁気抵
抗効果（Tunneling Magnetoresistance略してＴＭＲ）
は（数２）で与えられる。
【０００８】
【数２】
【０００９】以上より遷移金属強磁性体の場合ＴＭＲは
第１の強磁性層と第２の強磁性層のスピン分極そのもの
の積で表されることがわかっている（IEEE Transaction
s onMagnetics,Vol,MAG-18,No.2,March 1982）。
第１の強磁性層と第２の強磁性層のスピン分極そのもの
の積で表されることがわかっている（IEEE Transaction
s onMagnetics,Vol,MAG-18,No.2,March 1982）。
【００１０】これより、良好なＴＭＲ効果（抵抗が低
く、抵抗変化率が大きい）を得るためには第１の強磁性
層、第２の強磁性層各々の磁性材料について分極率の高
い材料を用いたり、量子トンネル効果本来の特性を上げ
るしか方法はない。
く、抵抗変化率が大きい）を得るためには第１の強磁性
層、第２の強磁性層各々の磁性材料について分極率の高
い材料を用いたり、量子トンネル効果本来の特性を上げ
るしか方法はない。
【００１１】しかし、遷移金属強磁性体で分極率の高い
材料で報告があるのはFeCo等であり、また良好なトンネ
ル効果が得られている絶縁体はNiO、Al2O3等である。こ
のように現在では、強磁性トンネル効果本来の特性をさ
らに上げるために使用できる材料は限られており、実際
に素子として使用する場合には、耐食、耐熱、構造等の
観点からなおさら困難となる。
材料で報告があるのはFeCo等であり、また良好なトンネ
ル効果が得られている絶縁体はNiO、Al2O3等である。こ
のように現在では、強磁性トンネル効果本来の特性をさ
らに上げるために使用できる材料は限られており、実際
に素子として使用する場合には、耐食、耐熱、構造等の
観点からなおさら困難となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明は強磁性層／絶
縁層／強磁性層の基本構成を用いる強磁性トンネル接合
が本来持っている磁気抵抗効果特性を向上させ、高感度
で高密度記録に対応できる磁気抵抗効果素子および磁気
抵抗効果型ヘッドを実現するものである。
縁層／強磁性層の基本構成を用いる強磁性トンネル接合
が本来持っている磁気抵抗効果特性を向上させ、高感度
で高密度記録に対応できる磁気抵抗効果素子および磁気
抵抗効果型ヘッドを実現するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明の磁気抵抗効果素子、及び磁気抵抗効果
型ヘッドは以下のように構成されてる。
めに、この発明の磁気抵抗効果素子、及び磁気抵抗効果
型ヘッドは以下のように構成されてる。
【００１４】図１(a)に示すように、素子の基本構成は
基板１上に第１の強磁性膜2／絶縁層（トンネル障壁）3
／第２の強磁性膜4／絶縁膜（トンネル障壁）5／第３の
強磁性層6からなる。各強磁性層の磁化の方向は図１(b)
に示されるように第１の強磁性層2及び第３の強磁性層6
は磁化方向が信号磁界入力方向A1と垂直に、第２の強磁
性層4の磁化方向は信号磁界入力方向A1と平行となるよ
うに配置することで外部磁界の正負が判断可能となる。
第１の強磁性層2と第３の強磁性層3の磁化の向きは互い
に平行でも反平行でも検出回路が変わるだけでどちらで
もよい。また、その場合、第１の強磁性層２と第２の強
磁性層の間に流れるトンネル電流と第２の強磁性層と第
３の強磁性層の間に流れるトンネル電流の向きは互いに
同方向でも逆方向でも検出回路が変わるだけでどちらで
もよい。電極は第１、第２、第３の強磁性層に接続され
ている。第２の強磁性層4は電位を接地電位に落とすこ
とで、磁気抵抗効果素子の測定対象物との接触により発
生する静電気による破壊を抑制できる。
基板１上に第１の強磁性膜2／絶縁層（トンネル障壁）3
／第２の強磁性膜4／絶縁膜（トンネル障壁）5／第３の
強磁性層6からなる。各強磁性層の磁化の方向は図１(b)
に示されるように第１の強磁性層2及び第３の強磁性層6
は磁化方向が信号磁界入力方向A1と垂直に、第２の強磁
性層4の磁化方向は信号磁界入力方向A1と平行となるよ
うに配置することで外部磁界の正負が判断可能となる。
第１の強磁性層2と第３の強磁性層3の磁化の向きは互い
に平行でも反平行でも検出回路が変わるだけでどちらで
もよい。また、その場合、第１の強磁性層２と第２の強
磁性層の間に流れるトンネル電流と第２の強磁性層と第
３の強磁性層の間に流れるトンネル電流の向きは互いに
同方向でも逆方向でも検出回路が変わるだけでどちらで
もよい。電極は第１、第２、第３の強磁性層に接続され
ている。第２の強磁性層4は電位を接地電位に落とすこ
とで、磁気抵抗効果素子の測定対象物との接触により発
生する静電気による破壊を抑制できる。
【００１５】図２(a)、(b）、(c)、(d)に磁化の向きと
電源の配置及び電圧の印可方向、検出方式などの詳細を
示す。図２(a）、(b)に第１の強磁性層2と第３の強磁性
層6の磁化方向が平行である場合、図２(c)、(d)に第１
の強磁性層2と第３の強磁性層6の磁化方向が反平行の場
合を示す。
電源の配置及び電圧の印可方向、検出方式などの詳細を
示す。図２(a）、(b)に第１の強磁性層2と第３の強磁性
層6の磁化方向が平行である場合、図２(c)、(d)に第１
の強磁性層2と第３の強磁性層6の磁化方向が反平行の場
合を示す。
【００１６】図２(a)より第１の強磁性層2と第３の強磁
性層6の磁化方向は互いに平行で、磁界信号入力方向Ａ
１に対して垂直方向になるように配置されている。電圧
は第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁）3／第2の
強磁性層4からなる接合に対して第１の強磁性膜2が
(+)、第２の強磁性層4が(-)になるように電源7Aで印可
し、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障壁）５／第
３の強磁性層6からなる接合に対して第２の強磁性層4が
（-)、第３の強磁性層6が(+)になるように電源7Bで印可
する。第１の強磁性層2と第２の強磁性層4の間の出力を
8A、第２の強磁性層2と第３の強磁性層6の間の出力を8B
とすると、出力8Aと8Bは図のように逆相で得られる。こ
れら8Aと8Bの出力を差動検出する。また、電圧を第１の
強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁）3／第2の強磁性層4
からなる接合に対して第１の強磁性膜2が(-)、第２の強
磁性層4が(+)になるように電源7Aで印可し、第２の強磁
性層4／絶縁層（トンネル障壁）５／第３の強磁性層6か
らなる接合に対して第２の強磁性層4が（+)、第３の強
磁性層6が(-)になるように電源7Bで印可しても出力8Aと
8Bの符号が変わるだけで同様な出力が得られる。
性層6の磁化方向は互いに平行で、磁界信号入力方向Ａ
１に対して垂直方向になるように配置されている。電圧
は第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁）3／第2の
強磁性層4からなる接合に対して第１の強磁性膜2が
(+)、第２の強磁性層4が(-)になるように電源7Aで印可
し、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障壁）５／第
３の強磁性層6からなる接合に対して第２の強磁性層4が
（-)、第３の強磁性層6が(+)になるように電源7Bで印可
する。第１の強磁性層2と第２の強磁性層4の間の出力を
8A、第２の強磁性層2と第３の強磁性層6の間の出力を8B
とすると、出力8Aと8Bは図のように逆相で得られる。こ
れら8Aと8Bの出力を差動検出する。また、電圧を第１の
強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁）3／第2の強磁性層4
からなる接合に対して第１の強磁性膜2が(-)、第２の強
磁性層4が(+)になるように電源7Aで印可し、第２の強磁
性層4／絶縁層（トンネル障壁）５／第３の強磁性層6か
らなる接合に対して第２の強磁性層4が（+)、第３の強
磁性層6が(-)になるように電源7Bで印可しても出力8Aと
8Bの符号が変わるだけで同様な出力が得られる。
【００１７】図２(b)より第１の強磁性層2と第３の強磁
性層6の磁化方向は互いに平行で、磁界信号入力方向Ａ
１に対して垂直方向になるように配置されている。電圧
は第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁）3／第2の
強磁性層4からなる接合に対して第１の強磁性膜2が
(+)、第２の強磁性層4が(-)になるように電源7Aで印可
し、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障壁）５／第
３の強磁性層6からなる接合に対して第２の強磁性層4が
（+)、第３の強磁性層6が(-)になるように電源7Bで印可
する。第１の強磁性層2と第２の強磁性層4の間の出力を
8A'、第２の強磁性層2と第３の強磁性層6の間の出力を8
B'とすると、出力8A'と8B'は図のように同相で得られ
る。これら8A'と8B'の出力を足して検出する。また、電
圧を第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁）3／第2
の強磁性層4からなる接合に対して第１の強磁性膜2が
(-)、第２の強磁性層4が(+)になるように電源7Aで印可
し、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障壁）５／第
３の強磁性層6からなる接合に対して第２の強磁性層4が
（-)、第３の強磁性層6が(+)になるように電源7Bで印可
しても出力8A'と8B'の符号が変わるだけで同様な出力が
得られる。
性層6の磁化方向は互いに平行で、磁界信号入力方向Ａ
１に対して垂直方向になるように配置されている。電圧
は第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁）3／第2の
強磁性層4からなる接合に対して第１の強磁性膜2が
(+)、第２の強磁性層4が(-)になるように電源7Aで印可
し、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障壁）５／第
３の強磁性層6からなる接合に対して第２の強磁性層4が
（+)、第３の強磁性層6が(-)になるように電源7Bで印可
する。第１の強磁性層2と第２の強磁性層4の間の出力を
8A'、第２の強磁性層2と第３の強磁性層6の間の出力を8
B'とすると、出力8A'と8B'は図のように同相で得られ
る。これら8A'と8B'の出力を足して検出する。また、電
圧を第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁）3／第2
の強磁性層4からなる接合に対して第１の強磁性膜2が
(-)、第２の強磁性層4が(+)になるように電源7Aで印可
し、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障壁）５／第
３の強磁性層6からなる接合に対して第２の強磁性層4が
（-)、第３の強磁性層6が(+)になるように電源7Bで印可
しても出力8A'と8B'の符号が変わるだけで同様な出力が
得られる。
【００１８】図２(c)より第１の強磁性層2と第３の強磁
性層6の磁化方向は互いに反平行で、磁界信号入力方向
Ａ１に対して垂直方向になるように配置されている。電
圧は第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁）3／第2
の強磁性層4からなる接合に対して第１の強磁性膜2が
(+)、第２の強磁性層4が(-)になるように電源7Cで印可
し、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障壁）５／第
３の強磁性層6からなる接合に対して第２の強磁性層4が
（-)、第３の強磁性層6が(+)になるように電源7Dで印可
する。第１の強磁性層2と第２の強磁性層4の間の出力を
8C、第２の強磁性層2と第３の強磁性層6の間の出力を8D
とすると、出力8Cと8Dは図のように同相で得られる。こ
れら8Cと8Dの出力を足して検出する。また、電圧を第１
の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁）3／第2の強磁性
層4からなる接合に対して第１の強磁性膜2が(-)、第２
の強磁性層4が(+)になるように電源7Cで印可し、第２の
強磁性層4／絶縁層（トンネル障壁）５／第３の強磁性
層6からなる接合に対して第２の強磁性層4が（+)、第３
の強磁性層6が(-)になるように電源7Dで印可しても出力
8Cと8Dの符号が変わるだけで同様な出力が得られる。
性層6の磁化方向は互いに反平行で、磁界信号入力方向
Ａ１に対して垂直方向になるように配置されている。電
圧は第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁）3／第2
の強磁性層4からなる接合に対して第１の強磁性膜2が
(+)、第２の強磁性層4が(-)になるように電源7Cで印可
し、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障壁）５／第
３の強磁性層6からなる接合に対して第２の強磁性層4が
（-)、第３の強磁性層6が(+)になるように電源7Dで印可
する。第１の強磁性層2と第２の強磁性層4の間の出力を
8C、第２の強磁性層2と第３の強磁性層6の間の出力を8D
とすると、出力8Cと8Dは図のように同相で得られる。こ
れら8Cと8Dの出力を足して検出する。また、電圧を第１
の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁）3／第2の強磁性
層4からなる接合に対して第１の強磁性膜2が(-)、第２
の強磁性層4が(+)になるように電源7Cで印可し、第２の
強磁性層4／絶縁層（トンネル障壁）５／第３の強磁性
層6からなる接合に対して第２の強磁性層4が（+)、第３
の強磁性層6が(-)になるように電源7Dで印可しても出力
8Cと8Dの符号が変わるだけで同様な出力が得られる。
【００１９】図２(d)より第１の強磁性層2と第３の強磁
性層6の磁化方向は互いに反平行で、磁界信号入力方向
Ａ１に対して垂直方向になるように配置されている。電
圧は第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁）3／第2
の強磁性層4からなる接合に対して第１の強磁性膜2が
(+)、第２の強磁性層4が(-)になるように電源7Cで印可
し、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障壁）５／第
３の強磁性層6からなる接合に対して第２の強磁性層4が
（+)、第３の強磁性層6が(-)になるように電源7Dで印可
する。第１の強磁性層2と第２の強磁性層4の間の出力を
8C'、第２の強磁性層2と第３の強磁性層6の間の出力を8
D'とすると、出力8C'と8D'は図のように逆相で得られ
る。これら8C'と8D'の出力を差動検出する。また、電圧
を第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁）3／第2の
強磁性層4からなる接合に対して第１の強磁性膜2が
(-)、第２の強磁性層4が(+)になるように電源7Cで印可
し、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障壁）５／第
３の強磁性層6からなる接合に対して第２の強磁性層4が
（-)、第３の強磁性層6が(+)になるように電源7Dで印可
しても出力8C'と8D'の符号が変わるだけで同様な出力が
得られる。
性層6の磁化方向は互いに反平行で、磁界信号入力方向
Ａ１に対して垂直方向になるように配置されている。電
圧は第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁）3／第2
の強磁性層4からなる接合に対して第１の強磁性膜2が
(+)、第２の強磁性層4が(-)になるように電源7Cで印可
し、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障壁）５／第
３の強磁性層6からなる接合に対して第２の強磁性層4が
（+)、第３の強磁性層6が(-)になるように電源7Dで印可
する。第１の強磁性層2と第２の強磁性層4の間の出力を
8C'、第２の強磁性層2と第３の強磁性層6の間の出力を8
D'とすると、出力8C'と8D'は図のように逆相で得られ
る。これら8C'と8D'の出力を差動検出する。また、電圧
を第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁）3／第2の
強磁性層4からなる接合に対して第１の強磁性膜2が
(-)、第２の強磁性層4が(+)になるように電源7Cで印可
し、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障壁）５／第
３の強磁性層6からなる接合に対して第２の強磁性層4が
（-)、第３の強磁性層6が(+)になるように電源7Dで印可
しても出力8C'と8D'の符号が変わるだけで同様な出力が
得られる。
【００２０】図３(a)、(b)、(c)、(d)に入力として正弦
波の外部磁界を入れた場合の出力をそれぞれの場合につ
いて示す。
波の外部磁界を入れた場合の出力をそれぞれの場合につ
いて示す。
【００２１】図３(a)より、前記第１の強磁性層2と第２
の強磁性層4の間のトンネル接合から得られる出力を8
a、前記第2の強磁性層4と第２の強磁性層6間のトンネル
接合から得られる出力を8bとすると差動検出器を用いて
得られた出力は9aとなる。この時、出力8a、8bの大きさ
をＡとすると差動検出された出力9aの大きさは約２Ａと
なる。
の強磁性層4の間のトンネル接合から得られる出力を8
a、前記第2の強磁性層4と第２の強磁性層6間のトンネル
接合から得られる出力を8bとすると差動検出器を用いて
得られた出力は9aとなる。この時、出力8a、8bの大きさ
をＡとすると差動検出された出力9aの大きさは約２Ａと
なる。
【００２２】また、図３(b)より、前記第１の強磁性層2
と第２の強磁性層4の間のトンネル接合から得られる出
力を8a'、前記第2の強磁性層4と第２の強磁性層6の間の
トンネル接合から得られる出力を8b'とすると、これら
二つの出力を足して得られた出力は9bとなる。この時、
出力8a'、8b'の大きさをＡとすると、これら二つの出力
を足して得られた出力9bの大きさは約２Ａとなる。
と第２の強磁性層4の間のトンネル接合から得られる出
力を8a'、前記第2の強磁性層4と第２の強磁性層6の間の
トンネル接合から得られる出力を8b'とすると、これら
二つの出力を足して得られた出力は9bとなる。この時、
出力8a'、8b'の大きさをＡとすると、これら二つの出力
を足して得られた出力9bの大きさは約２Ａとなる。
【００２３】また、図３(c)より、前記第１の強磁性層2
と第２の強磁性層4の間のトンネル接合から得られる出
力を8c、前記第2の強磁性層4と第２の強磁性層6の間の
トンネル接合から得られる出力を8dとすると、これら二
つの出力を足して得られた出力は9cとなる。この時、出
力8a、8bの大きさをＡとすると、これら二つの出力を足
して得られた出力9cの大きさは約２Ａとなる。
と第２の強磁性層4の間のトンネル接合から得られる出
力を8c、前記第2の強磁性層4と第２の強磁性層6の間の
トンネル接合から得られる出力を8dとすると、これら二
つの出力を足して得られた出力は9cとなる。この時、出
力8a、8bの大きさをＡとすると、これら二つの出力を足
して得られた出力9cの大きさは約２Ａとなる。
【００２４】また、図３(d)より、前記第１の強磁性層2
と第２の強磁性層4の間のトンネル接合から得られる出
力を8c’、前記第2の強磁性層4と第２の強磁性層6間の
トンネル接合から得られる出力を8d'とすると差動検出
器を用いて得られた出力は9dとなる。この時、出力8
c'、8d'の大きさをＡとすると差動検出された出力9dの
大きさは約２Ａとなる。
と第２の強磁性層4の間のトンネル接合から得られる出
力を8c’、前記第2の強磁性層4と第２の強磁性層6間の
トンネル接合から得られる出力を8d'とすると差動検出
器を用いて得られた出力は9dとなる。この時、出力8
c'、8d'の大きさをＡとすると差動検出された出力9dの
大きさは約２Ａとなる。
【００２５】図３(a)、(c)の場合には、それぞれのトン
ネル接合から得られる出力を差動検出すれば良好な高出
力が得られる。一方、図３(b)、(d)の場合には、それぞ
れのトンネル接合から得られる出力を足し合わせば高出
力が得られる。図３(a)、(d)の場合にも、どちらか片方
の接合から得られる出力の符号を反転するような回路を
入れれば足し合わせた形の出力が得られる。また、図３
(b)、(c)の場合にも、どちらか片方の接合から得られる
出力の符号を反転するような回路を入れれば差動検出の
形の出力が得られる。以上述べたように、図３(a)、(b),
(c),(d)どの場合においても検出する回路を変える事に
よって同様な効果が得られる事は明きらかである。よっ
て、得られた出力9a、9b、9c、9dは接合が一つの場合に
得られる出力8a(8b)、8a'(8b')、8c(8d)、8c'(8d')に対
して、接合２層分の出力が得られる。
ネル接合から得られる出力を差動検出すれば良好な高出
力が得られる。一方、図３(b)、(d)の場合には、それぞ
れのトンネル接合から得られる出力を足し合わせば高出
力が得られる。図３(a)、(d)の場合にも、どちらか片方
の接合から得られる出力の符号を反転するような回路を
入れれば足し合わせた形の出力が得られる。また、図３
(b)、(c)の場合にも、どちらか片方の接合から得られる
出力の符号を反転するような回路を入れれば差動検出の
形の出力が得られる。以上述べたように、図３(a)、(b),
(c),(d)どの場合においても検出する回路を変える事に
よって同様な効果が得られる事は明きらかである。よっ
て、得られた出力9a、9b、9c、9dは接合が一つの場合に
得られる出力8a(8b)、8a'(8b')、8c(8d)、8c'(8d')に対
して、接合２層分の出力が得られる。
【００２６】また、差動検出の場合には、動作点のズレ
による非対称波形の発生に関してもそれぞれの出力が保
証するように働き、線形領域の広い応答性が得られる。
また、メディアの突起と磁気抵抗膜の衝突が原因で起こ
る熱の発生で生じる磁気抵抗膜の抵抗変化（サーマルア
スペリティ）は信号に重畳する短時間のスパイク性ノイ
ズとなって観察されるが、前記の構成を用いると熱的外
乱は同相で、それぞれのトンネル接合部で発生するた
め、差動出力ではキャンセル抑圧されることになり、ノ
イズの影響を避けることが可能である。
による非対称波形の発生に関してもそれぞれの出力が保
証するように働き、線形領域の広い応答性が得られる。
また、メディアの突起と磁気抵抗膜の衝突が原因で起こ
る熱の発生で生じる磁気抵抗膜の抵抗変化（サーマルア
スペリティ）は信号に重畳する短時間のスパイク性ノイ
ズとなって観察されるが、前記の構成を用いると熱的外
乱は同相で、それぞれのトンネル接合部で発生するた
め、差動出力ではキャンセル抑圧されることになり、ノ
イズの影響を避けることが可能である。
【００２７】磁化を固定する手段としては周知の方法に
より、図４(a)に示すように第１の強磁性層2の下と第３
の強磁性層6の上に反強磁性層10,10'を接合することで
磁化を一定方向とする事ができる。あるいは、図１(a)
で示される第１の強磁性層2と第３の強磁性層6に保磁力
の大きな材料を用いる。
より、図４(a)に示すように第１の強磁性層2の下と第３
の強磁性層6の上に反強磁性層10,10'を接合することで
磁化を一定方向とする事ができる。あるいは、図１(a)
で示される第１の強磁性層2と第３の強磁性層6に保磁力
の大きな材料を用いる。
【００２８】あるいは、図４(b)に示すように第１の強
磁性層2と第３の強磁性層6をそれぞれ金属人工格子（強
磁性層11／非磁性層12／強磁性層13）の構成にして、強
磁性層11と強磁性層13の磁化の方向が互いに交換結合に
より反平行状態を示す非磁性層12の膜厚を使用する。そ
の非磁性層12の膜厚として特に約１０Å前後を用いる。
この構成により強磁性層11と強磁性層13は非磁性層12を
介して交換結合をし、お互いの磁化方向が反平行になっ
た場合がエネルギー的に最低となるため安定状態とな
る。この反平行状態を変えるには非常に大きな磁場が必
要であるため第１の強磁性層2と第３の強磁性層6をこの
構成にすることで磁化の向きを固定することができる。
磁性層2と第３の強磁性層6をそれぞれ金属人工格子（強
磁性層11／非磁性層12／強磁性層13）の構成にして、強
磁性層11と強磁性層13の磁化の方向が互いに交換結合に
より反平行状態を示す非磁性層12の膜厚を使用する。そ
の非磁性層12の膜厚として特に約１０Å前後を用いる。
この構成により強磁性層11と強磁性層13は非磁性層12を
介して交換結合をし、お互いの磁化方向が反平行になっ
た場合がエネルギー的に最低となるため安定状態とな
る。この反平行状態を変えるには非常に大きな磁場が必
要であるため第１の強磁性層2と第３の強磁性層6をこの
構成にすることで磁化の向きを固定することができる。
【００２９】あるいは、金属人工格子（強磁性層11／非
磁性層12／強磁性層13）の構成にして、交換結合が得ら
れない非磁性層厚の膜厚を用いて、強磁性層11と強磁性
膜13が互いに静磁結合する構成を用いる。また、強磁性
層11／絶縁層14／強磁性層13の構成でも静磁結合が得ら
れる。これらの構成により強磁性層11と強磁性層13が磁
気的に静磁結合して磁気回路を作るため、素子の端部に
現れて強磁性層11と強磁性層13の磁化の方向を不安定に
する磁極の発生を抑えられ、磁化の向きが固定される。
磁性層12／強磁性層13）の構成にして、交換結合が得ら
れない非磁性層厚の膜厚を用いて、強磁性層11と強磁性
膜13が互いに静磁結合する構成を用いる。また、強磁性
層11／絶縁層14／強磁性層13の構成でも静磁結合が得ら
れる。これらの構成により強磁性層11と強磁性層13が磁
気的に静磁結合して磁気回路を作るため、素子の端部に
現れて強磁性層11と強磁性層13の磁化の方向を不安定に
する磁極の発生を抑えられ、磁化の向きが固定される。
【００３０】トンネル接合部を形成する絶縁層（トンネ
ル障壁層）3及び絶縁層（トンネル障壁層）5としてはNi
O、SiO2、Al2O3等の酸化物が使用され、特にAl2O3がよ
い。また膜厚は約１５Å以下が望ましい。なお、絶縁層
（トンネル障壁層）3及び絶縁層（トンネル障壁層）5を
形成するNi、Si、Alなどの酸化層はトンネル障壁が形成
されているならば、全て酸化されている必要はない。
ル障壁層）3及び絶縁層（トンネル障壁層）5としてはNi
O、SiO2、Al2O3等の酸化物が使用され、特にAl2O3がよ
い。また膜厚は約１５Å以下が望ましい。なお、絶縁層
（トンネル障壁層）3及び絶縁層（トンネル障壁層）5を
形成するNi、Si、Alなどの酸化層はトンネル障壁が形成
されているならば、全て酸化されている必要はない。
【００３１】磁気抵抗効果素子として磁性膜を用いる際
は、静磁エネルギーが最小になるように磁性膜内に形成
された複数の磁区の境界（磁壁）の移動がバウクハウゼ
ンノイズとなって現れるため、軟磁性膜の磁区構造磁区
構造を制御する必要がある。磁区制御、すなわち磁性膜
を単磁区化する方法として、IrMn、NiMn、NiO/α-Fe
2O3、PtPdMn、Ru4Rh11Mn85などの反強磁性膜15を磁性膜
の上に積層するか、あるいはCoCrTaやCoCrPtなどの硬質
磁性膜16を磁性膜の上に積層する方法がある。あるいは
IrMn、NiMn、NiO/α-Fe2O3、PtPdMn、Ru4Rh11Mn85など
の反強磁性膜15を磁性膜の両端に配置するか、あるいは
CoCrTaやCoCrPtなどの硬質磁性膜16を磁性膜の両端に配
置する方法がある。
は、静磁エネルギーが最小になるように磁性膜内に形成
された複数の磁区の境界（磁壁）の移動がバウクハウゼ
ンノイズとなって現れるため、軟磁性膜の磁区構造磁区
構造を制御する必要がある。磁区制御、すなわち磁性膜
を単磁区化する方法として、IrMn、NiMn、NiO/α-Fe
2O3、PtPdMn、Ru4Rh11Mn85などの反強磁性膜15を磁性膜
の上に積層するか、あるいはCoCrTaやCoCrPtなどの硬質
磁性膜16を磁性膜の上に積層する方法がある。あるいは
IrMn、NiMn、NiO/α-Fe2O3、PtPdMn、Ru4Rh11Mn85など
の反強磁性膜15を磁性膜の両端に配置するか、あるいは
CoCrTaやCoCrPtなどの硬質磁性膜16を磁性膜の両端に配
置する方法がある。
【００３２】また、上述の磁気抵抗効果素子を用いてヘ
ッドに構成する場合には、図１１に示すように磁気抵抗
効果素子（図中ではＭＲ素子１０１）を再生ギャップ１
０２内に配置する。
ッドに構成する場合には、図１１に示すように磁気抵抗
効果素子（図中ではＭＲ素子１０１）を再生ギャップ１
０２内に配置する。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例の形態につ
いて、図１から図９を用いて説明する。
いて、図１から図９を用いて説明する。
【００３４】（実施の形態１）図５は本発明の磁気抵抗
効果素子の構成を示している。図において素子はシリコ
ン(Si）基板１上に第１の強磁性膜2として厚さ100Åの
コバルト(Co)層を磁場中でRFスパッタ装置を用いて作製
した後、メタルマスクを取り付け絶縁層3を形成するた
めのアルミウム(Al)を13Å同様にスパッタした。その後
チャンバー内に酸素を導入してRF逆スパッタを行い酸素
プラズマ放電によりアルミニウム(Al)を酸化させAl-AlO
Xとした。なお、Al層の酸化はAl層全てが酸化してなく
てもトンネル障壁ができていれば問題ない。そして別の
メタルマスクを取り付け第２の強磁性層4として厚さ100
Åパーマロイ(NiFe)を磁場中で第１に強磁性層2と磁化
の向きが直行するようにスパッタした後、絶縁層用のメ
タルマスクに代えて絶縁層5を形成するためのアルミニ
ウム(Al)をスパッタした。その後、絶縁層3の場合と同
様にチャンバー内に酸素を導入してRF逆スパッタを行い
酸素プラズマ放電によりアルミニウム(Al)を酸化させAl
-AlOXとした。なお、この場合もAl層の酸化はAl層全て
が酸化してなくてもトンネル障壁ができていれば問題な
い。そしてメタルマスクを取り代えて第３の強磁性層6
として厚さ100Åコバルト(Co)層を約100Å、磁場中で第
１の強磁性層の磁化の向きと平行となるようにRFスパッ
タ装置を用いて連続作製した。
効果素子の構成を示している。図において素子はシリコ
ン(Si）基板１上に第１の強磁性膜2として厚さ100Åの
コバルト(Co)層を磁場中でRFスパッタ装置を用いて作製
した後、メタルマスクを取り付け絶縁層3を形成するた
めのアルミウム(Al)を13Å同様にスパッタした。その後
チャンバー内に酸素を導入してRF逆スパッタを行い酸素
プラズマ放電によりアルミニウム(Al)を酸化させAl-AlO
Xとした。なお、Al層の酸化はAl層全てが酸化してなく
てもトンネル障壁ができていれば問題ない。そして別の
メタルマスクを取り付け第２の強磁性層4として厚さ100
Åパーマロイ(NiFe)を磁場中で第１に強磁性層2と磁化
の向きが直行するようにスパッタした後、絶縁層用のメ
タルマスクに代えて絶縁層5を形成するためのアルミニ
ウム(Al)をスパッタした。その後、絶縁層3の場合と同
様にチャンバー内に酸素を導入してRF逆スパッタを行い
酸素プラズマ放電によりアルミニウム(Al)を酸化させAl
-AlOXとした。なお、この場合もAl層の酸化はAl層全て
が酸化してなくてもトンネル障壁ができていれば問題な
い。そしてメタルマスクを取り代えて第３の強磁性層6
として厚さ100Åコバルト(Co)層を約100Å、磁場中で第
１の強磁性層の磁化の向きと平行となるようにRFスパッ
タ装置を用いて連続作製した。
【００３５】これらの構成を用いて、図２(a)に示すよ
うに第２の強磁性層4を電気的に接地し、第１の強磁性
層2が(+)、第２の強磁性層4が(-)に、第３の強磁性層6
が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が印可されるよう
に接続した。そして磁界を+1KOe〜-1KOeまで変えて測定
した結果、図３(a)に示すように、第１の強磁性層2／絶
縁層（トンネル障壁層）3／第２の強磁性層4の接合で得
られた出力8Aと、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル
障壁層）5／第３の強磁性層5の接合で得られた出力8Bは
符号が反対でほぼ同じ出力が得られる。したがって、そ
れぞれの出力を差動検出すると接合２つ分の高出力が得
られる。なお、図２(b)に示すように第２の強磁性層4を
電気的に接地し、第１の強磁性層2が(-)、第２の強磁性
層4が(+)に、第３の強磁性層6が(-)、第２の強磁性層4
が(+)に電圧が印可されるように接続しても二つの接合
に流れるトンネル電流が実質的に逆方向で有れば得られ
る出力の符号が逆転するだけであって最終的に同様な効
果が得られる。
うに第２の強磁性層4を電気的に接地し、第１の強磁性
層2が(+)、第２の強磁性層4が(-)に、第３の強磁性層6
が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が印可されるよう
に接続した。そして磁界を+1KOe〜-1KOeまで変えて測定
した結果、図３(a)に示すように、第１の強磁性層2／絶
縁層（トンネル障壁層）3／第２の強磁性層4の接合で得
られた出力8Aと、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル
障壁層）5／第３の強磁性層5の接合で得られた出力8Bは
符号が反対でほぼ同じ出力が得られる。したがって、そ
れぞれの出力を差動検出すると接合２つ分の高出力が得
られる。なお、図２(b)に示すように第２の強磁性層4を
電気的に接地し、第１の強磁性層2が(-)、第２の強磁性
層4が(+)に、第３の強磁性層6が(-)、第２の強磁性層4
が(+)に電圧が印可されるように接続しても二つの接合
に流れるトンネル電流が実質的に逆方向で有れば得られ
る出力の符号が逆転するだけであって最終的に同様な効
果が得られる。
【００３６】（実施の形態２）実施の形態１と同様な構
成を用いて、図２(b)に示すように第２の強磁性層4を電
気的に接地し、第１の強磁性層2が(+)、第２の強磁性層
4が(-)に、第３の強磁性層6が(-)、第２の強磁性層4が
(+)に電圧が印可されるように接続した。そして磁界を+
1KOe〜-1KOeまで変えて測定した結果、図３(b)に示すよ
うに第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁層）3／第
２の強磁性層4の接合で得られた出力8A'と、第２の強磁
性層4／絶縁層（トンネル障壁層）5／第３の強磁性層5
の接合で得られた出力8B'は符号が同じでほぼ同じ出力
が得られる。したがって、それぞれの出力を足し合わせ
て検出すると接合２つ分の高出力が得られる。
成を用いて、図２(b)に示すように第２の強磁性層4を電
気的に接地し、第１の強磁性層2が(+)、第２の強磁性層
4が(-)に、第３の強磁性層6が(-)、第２の強磁性層4が
(+)に電圧が印可されるように接続した。そして磁界を+
1KOe〜-1KOeまで変えて測定した結果、図３(b)に示すよ
うに第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁層）3／第
２の強磁性層4の接合で得られた出力8A'と、第２の強磁
性層4／絶縁層（トンネル障壁層）5／第３の強磁性層5
の接合で得られた出力8B'は符号が同じでほぼ同じ出力
が得られる。したがって、それぞれの出力を足し合わせ
て検出すると接合２つ分の高出力が得られる。
【００３７】なお、第２の強磁性層4を電気的に接地
し、第１の強磁性層2が(-)、第２の強磁性層4が(+)に、
第３の強磁性層6が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が
印可されるように接続しても二つの接合に流れるトンネ
ル電流が実質的に同方向で有れば得られる出力の符号が
逆転するだけであって最終的に同様な効果が得られる。
し、第１の強磁性層2が(-)、第２の強磁性層4が(+)に、
第３の強磁性層6が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が
印可されるように接続しても二つの接合に流れるトンネ
ル電流が実質的に同方向で有れば得られる出力の符号が
逆転するだけであって最終的に同様な効果が得られる。
【００３８】（実施の形態３）実施の形態１の構成にお
いて第１の強磁性層2と第３の強磁性層6の磁化の方向が
反平行になるように成膜した。これらの構成を用いて、
図２(c)第２の強磁性層4を電気的に接地し、第１の強磁
性層2が(+)、第２の強磁性層4が(-)に、第３の強磁性層
6が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が印可されるよう
に接続した。そして磁界を+1KOe〜-1KOeまで変えて測定
した結果、図３(c)に示すように第１の強磁性層2／絶縁
層（トンネル障壁層）3／第２の強磁性層4の接合で得ら
れた出力8Cと、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障
壁層）5／第３の強磁性層5の接合で得られた出力8Dは符
号が同じでほぼ同じ出力が得られる。したがって、それ
ぞれの出力を足し合わせて検出すると接合２つ分の高出
力が得られる。
いて第１の強磁性層2と第３の強磁性層6の磁化の方向が
反平行になるように成膜した。これらの構成を用いて、
図２(c)第２の強磁性層4を電気的に接地し、第１の強磁
性層2が(+)、第２の強磁性層4が(-)に、第３の強磁性層
6が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が印可されるよう
に接続した。そして磁界を+1KOe〜-1KOeまで変えて測定
した結果、図３(c)に示すように第１の強磁性層2／絶縁
層（トンネル障壁層）3／第２の強磁性層4の接合で得ら
れた出力8Cと、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障
壁層）5／第３の強磁性層5の接合で得られた出力8Dは符
号が同じでほぼ同じ出力が得られる。したがって、それ
ぞれの出力を足し合わせて検出すると接合２つ分の高出
力が得られる。
【００３９】なお、第２の強磁性層4を電気的に接地
し、第１の強磁性層2が(-)、第２の強磁性層4が(+)に、
第３の強磁性層6が(-)、第２の強磁性層4が(+)に電圧が
印可されるように接続しても二つの接合に流れるトンネ
ル電流が実質的に逆方向で有れば得られる出力の符号が
逆転するだけであって最終的に同様な効果が得られる。
し、第１の強磁性層2が(-)、第２の強磁性層4が(+)に、
第３の強磁性層6が(-)、第２の強磁性層4が(+)に電圧が
印可されるように接続しても二つの接合に流れるトンネ
ル電流が実質的に逆方向で有れば得られる出力の符号が
逆転するだけであって最終的に同様な効果が得られる。
【００４０】（実施の形態４）実施の形態１の構成にお
いて第１の強磁性層2と第３の強磁性層6の磁化の方向が
反平行になるように成膜した。これらの構成を用いて、
図２(d)に示すように第２の強磁性層4を電気的に接地
し、第１の強磁性層2が(+)、第２の強磁性層4が(-)に、
第３の強磁性層6が(-)、第２の強磁性層4が(+)に電圧が
印可されるように接続した。そして磁界を+1KOe〜-1KOe
まで変えて測定した結果、図３(d)に示すように第１の
強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁層）3／第２の強磁性
層4の接合で得られた出力8C'と、第２の強磁性層4／絶
縁層（トンネル障壁層）5／第３の強磁性層5の接合で得
られた出力8D'は符号が同じでほぼ同じ出力が得られ
る。したがってそれぞれの出力を差動検出して接合２つ
分の高出力が得られる。
いて第１の強磁性層2と第３の強磁性層6の磁化の方向が
反平行になるように成膜した。これらの構成を用いて、
図２(d)に示すように第２の強磁性層4を電気的に接地
し、第１の強磁性層2が(+)、第２の強磁性層4が(-)に、
第３の強磁性層6が(-)、第２の強磁性層4が(+)に電圧が
印可されるように接続した。そして磁界を+1KOe〜-1KOe
まで変えて測定した結果、図３(d)に示すように第１の
強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁層）3／第２の強磁性
層4の接合で得られた出力8C'と、第２の強磁性層4／絶
縁層（トンネル障壁層）5／第３の強磁性層5の接合で得
られた出力8D'は符号が同じでほぼ同じ出力が得られ
る。したがってそれぞれの出力を差動検出して接合２つ
分の高出力が得られる。
【００４１】なお、第２の強磁性層4を電気的に接地
し、第１の強磁性層2が(-)、第２の強磁性層4が(+)に、
第３の強磁性層6が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が
印可されるように接続しても二つの接合に流れるトンネ
ル電流が実質的に同方向で有れば得られる出力の符号が
逆転するだけであって最終的に同様な効果が得られる。
し、第１の強磁性層2が(-)、第２の強磁性層4が(+)に、
第３の強磁性層6が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が
印可されるように接続しても二つの接合に流れるトンネ
ル電流が実質的に同方向で有れば得られる出力の符号が
逆転するだけであって最終的に同様な効果が得られる。
【００４２】（実施の形態５）図６は本発明の磁気抵抗
効果素子の構成を示している。図において素子はシリコ
ン(Si）基板１上に反強磁性層（イリシ゛ュームマンカ゛ン(IrMn)
層）2aを約100Å、第１の強磁性膜2として厚さ100Åの
パーマロイ(NiFe)層を磁場中でRFスパッタ装置を用いて
連続作製した後、メタルマスクを取り付け絶縁層3を形
成するためのアルミウム(Al)を15Å同様にスパッタし
た。その後チャンバー内に酸素を導入してRF逆スパッタ
を行い酸素プラズマ放電によりアルミニウム(Al)を酸化
させAl-AlOXとした。
効果素子の構成を示している。図において素子はシリコ
ン(Si）基板１上に反強磁性層（イリシ゛ュームマンカ゛ン(IrMn)
層）2aを約100Å、第１の強磁性膜2として厚さ100Åの
パーマロイ(NiFe)層を磁場中でRFスパッタ装置を用いて
連続作製した後、メタルマスクを取り付け絶縁層3を形
成するためのアルミウム(Al)を15Å同様にスパッタし
た。その後チャンバー内に酸素を導入してRF逆スパッタ
を行い酸素プラズマ放電によりアルミニウム(Al)を酸化
させAl-AlOXとした。
【００４３】なお、Al層の酸化はAl層全てが酸化してな
くてもトンネル障壁ができていれば問題ない。そして別
のメタルマスクを取り付け第２の強磁性層4として厚さ1
00Åパーマロイ(NiFe)を磁場中で第１に強磁性層2と磁
化の向きが直行するようにスパッタした後、絶縁層用の
メタルマスクに代えて絶縁層5を形成するためのアルミ
ニウム(Al)をスパッタした。その後、絶縁層3の場合と
同様にチャンバー内に酸素を導入してRF逆スパッタを行
い酸素プラズマ放電によりアルミニウム(Al)を酸化させ
Al-AlOXとした。
くてもトンネル障壁ができていれば問題ない。そして別
のメタルマスクを取り付け第２の強磁性層4として厚さ1
00Åパーマロイ(NiFe)を磁場中で第１に強磁性層2と磁
化の向きが直行するようにスパッタした後、絶縁層用の
メタルマスクに代えて絶縁層5を形成するためのアルミ
ニウム(Al)をスパッタした。その後、絶縁層3の場合と
同様にチャンバー内に酸素を導入してRF逆スパッタを行
い酸素プラズマ放電によりアルミニウム(Al)を酸化させ
Al-AlOXとした。
【００４４】なお、この場合もAl層の酸化はAl層全てが
酸化してなくてもトンネル障壁ができていれば問題な
い。そしてメタルマスクを取り代えて第３の強磁性層6
として厚さ100Åパーマロイ(NiFe)層、反強磁性層（イリシ
゛ュームマンカ゛ン(IrMn)層）6aを約100Å、磁場中で第１の強磁
性層の磁化の向きと等しくなるようにRFスパッタ装置を
用いて連続作製した。
酸化してなくてもトンネル障壁ができていれば問題な
い。そしてメタルマスクを取り代えて第３の強磁性層6
として厚さ100Åパーマロイ(NiFe)層、反強磁性層（イリシ
゛ュームマンカ゛ン(IrMn)層）6aを約100Å、磁場中で第１の強磁
性層の磁化の向きと等しくなるようにRFスパッタ装置を
用いて連続作製した。
【００４５】これらの構成を用いて、図２(a)に示すよ
うに第２の強磁性層4を電気的に接地し、第１の強磁性
層2が(+)、第２の強磁性層4が(-)に、第３の強磁性層6
が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が印可されるよう
に接続した。そして磁界を+1KOe〜-1KOeまで変えて測定
した結果、図３(a)に示すように第１の強磁性層2／絶縁
層（トンネル障壁層）3／第２の強磁性層4の接合で得ら
れた出力8Aと、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障
壁層）5／第３の強磁性層5の接合で得られた出力8Bが符
号が反対でほぼ同じ出力が得られる。したがって、それ
ぞれの出力を差動検出すると接合２つ分の高出力が得ら
れる。
うに第２の強磁性層4を電気的に接地し、第１の強磁性
層2が(+)、第２の強磁性層4が(-)に、第３の強磁性層6
が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が印可されるよう
に接続した。そして磁界を+1KOe〜-1KOeまで変えて測定
した結果、図３(a)に示すように第１の強磁性層2／絶縁
層（トンネル障壁層）3／第２の強磁性層4の接合で得ら
れた出力8Aと、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障
壁層）5／第３の強磁性層5の接合で得られた出力8Bが符
号が反対でほぼ同じ出力が得られる。したがって、それ
ぞれの出力を差動検出すると接合２つ分の高出力が得ら
れる。
【００４６】なお、第２の強磁性層4を電気的に接地
し、第１の強磁性層2が(-)、第２の強磁性層4が(+)に、
第３の強磁性層6が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が
印可されるように接続しても二つの接合に流れるトンネ
ル電流が実質的に同方向で有れば得られる出力の符号が
逆転するだけであって最終的に同様な効果が得られる。
し、第１の強磁性層2が(-)、第２の強磁性層4が(+)に、
第３の強磁性層6が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が
印可されるように接続しても二つの接合に流れるトンネ
ル電流が実質的に同方向で有れば得られる出力の符号が
逆転するだけであって最終的に同様な効果が得られる。
【００４７】また、反強磁性層2a、6aを付随することに
より第１の強磁性層2と第３の強磁性層6の磁化方向がよ
り安定に固定され安定した出力が得られる。なお、この
効果は実施の形態２〜４の構成に反強磁性層2a及び反強
磁性層6aを用いた場合でも効果があることは明きらかで
ある。
より第１の強磁性層2と第３の強磁性層6の磁化方向がよ
り安定に固定され安定した出力が得られる。なお、この
効果は実施の形態２〜４の構成に反強磁性層2a及び反強
磁性層6aを用いた場合でも効果があることは明きらかで
ある。
【００４８】（実施の形態６）図７は本発明の磁気抵抗
効果素子の構成を示している。図において素子はシリコ
ン(Si）基板１上に第１の強磁性膜2として(Co/Cu/Co)層
を磁場中でRFスパッタ装置を用いて連続作製した後、メ
タルマスクを取り付け絶縁層（トンネル障壁層）3を形
成するためのアルミウム(Al)を15Å同様にスパッタし
た。その後チャンバー内に酸素を導入してRF逆スパッタ
を行い酸素プラズマ放電によりアルミニウム(Al)を酸化
させAl-AlOXとした。
効果素子の構成を示している。図において素子はシリコ
ン(Si）基板１上に第１の強磁性膜2として(Co/Cu/Co)層
を磁場中でRFスパッタ装置を用いて連続作製した後、メ
タルマスクを取り付け絶縁層（トンネル障壁層）3を形
成するためのアルミウム(Al)を15Å同様にスパッタし
た。その後チャンバー内に酸素を導入してRF逆スパッタ
を行い酸素プラズマ放電によりアルミニウム(Al)を酸化
させAl-AlOXとした。
【００４９】なお、Al層の酸化はAl層全てが酸化してな
くてもトンネル障壁ができていれば問題ない。そして別
のメタルマスクを取り付け第２の強磁性層4として厚さ1
00Åパーマロイ(NiFe)を磁場中で第１に強磁性層2と磁
化の向きが直行するようにスパッタした後、絶縁層用の
メタルマスクに代えて絶縁層5を形成するためのアルミ
ニウム(Al)をスパッタした。その後、絶縁層3の場合と
同様にチャンバー内に酸素を導入してRF逆スパッタを行
い酸素プラズマ放電によりアルミニウム(Al)を酸化させ
Al-AlOXとした。なお、この場合もAl層の酸化はAl層全
てが酸化してなくてもトンネル障壁ができていれば問題
ない。そしてメタルマスクを取り代えて第３の強磁性層
6として、(Co/Cu/Co)層を磁場中で第１の強磁性層の磁
化の向きと平行となるようにRFスパッタ装置を用いて連
続作製した。
くてもトンネル障壁ができていれば問題ない。そして別
のメタルマスクを取り付け第２の強磁性層4として厚さ1
00Åパーマロイ(NiFe)を磁場中で第１に強磁性層2と磁
化の向きが直行するようにスパッタした後、絶縁層用の
メタルマスクに代えて絶縁層5を形成するためのアルミ
ニウム(Al)をスパッタした。その後、絶縁層3の場合と
同様にチャンバー内に酸素を導入してRF逆スパッタを行
い酸素プラズマ放電によりアルミニウム(Al)を酸化させ
Al-AlOXとした。なお、この場合もAl層の酸化はAl層全
てが酸化してなくてもトンネル障壁ができていれば問題
ない。そしてメタルマスクを取り代えて第３の強磁性層
6として、(Co/Cu/Co)層を磁場中で第１の強磁性層の磁
化の向きと平行となるようにRFスパッタ装置を用いて連
続作製した。
【００５０】これらの構成を用いて、図２(a)に示すよ
うに第２の強磁性層4を電気的に接地し、第１の強磁性
層2が(+)、第２の強磁性層4が(-)に、第３の強磁性層6
が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が印可されるよう
に接続した。そして磁界を+1KOe〜-1KOeまで変えて測定
した結果、図3(a)に示すように第１の強磁性層2／絶縁
層（トンネル障壁層）3／第２の強磁性層4の接合で得ら
れた出力8Aと、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障
壁層）5／第３の強磁性層5の接合で得られた出力8Bが符
号が反対でほぼ同じ出力が得られる。したがって、それ
ぞれの出力を差動検出すると接合２つ分の高出力が得ら
れる。
うに第２の強磁性層4を電気的に接地し、第１の強磁性
層2が(+)、第２の強磁性層4が(-)に、第３の強磁性層6
が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が印可されるよう
に接続した。そして磁界を+1KOe〜-1KOeまで変えて測定
した結果、図3(a)に示すように第１の強磁性層2／絶縁
層（トンネル障壁層）3／第２の強磁性層4の接合で得ら
れた出力8Aと、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障
壁層）5／第３の強磁性層5の接合で得られた出力8Bが符
号が反対でほぼ同じ出力が得られる。したがって、それ
ぞれの出力を差動検出すると接合２つ分の高出力が得ら
れる。
【００５１】なお、第２の強磁性層4を電気的に接地
し、第１の強磁性層2が(-)、第２の強磁性層4が(+)に、
第３の強磁性層6が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が
印可されるように接続しても二つの接合に流れるトンネ
ル電流が実質的に同方向で有れば得られる出力の符号が
逆転するだけであって最終的に同様な効果が得られる。
また、第１の強磁性層2と第３の強磁性層6を交換結合が
得られる(Co/Cu/Co)の構造にする事で第１の強磁性層2
と第３の強磁性層6の磁化方向がより安定に固定され安
定した出力が得られる。なお、この効果は実施の形態２
〜４の構成に(Co/Cu/Co)の構造の第１の強磁性層2と第
３の強磁性層6を用いた場合でも効果があることは明き
らかである。
し、第１の強磁性層2が(-)、第２の強磁性層4が(+)に、
第３の強磁性層6が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が
印可されるように接続しても二つの接合に流れるトンネ
ル電流が実質的に同方向で有れば得られる出力の符号が
逆転するだけであって最終的に同様な効果が得られる。
また、第１の強磁性層2と第３の強磁性層6を交換結合が
得られる(Co/Cu/Co)の構造にする事で第１の強磁性層2
と第３の強磁性層6の磁化方向がより安定に固定され安
定した出力が得られる。なお、この効果は実施の形態２
〜４の構成に(Co/Cu/Co)の構造の第１の強磁性層2と第
３の強磁性層6を用いた場合でも効果があることは明き
らかである。
【００５２】（実施の形態７）図８は本発明の磁気抵抗
効果素子の構成を示している。図において素子はシリコ
ン(Si）基板１上に第１の強磁性膜2として(Co/SiO2/Co)
層を磁場中でRFスパッタ装置を用いて連続作製した後、
メタルマスクを取り付け絶縁層（トンネル障壁層）3を
形成するためのアルミウム(Al)を15Å同様にスパッタし
た。その後チャンバー内に酸素を導入してRF逆スパッタ
を行い酸素プラズマ放電によりアルミニウム(Al)を酸化
させAl-AlOXとした。なお、Al層の酸化はAl層全てが酸
化してなくてもトンネル障壁ができていれば問題ない。
効果素子の構成を示している。図において素子はシリコ
ン(Si）基板１上に第１の強磁性膜2として(Co/SiO2/Co)
層を磁場中でRFスパッタ装置を用いて連続作製した後、
メタルマスクを取り付け絶縁層（トンネル障壁層）3を
形成するためのアルミウム(Al)を15Å同様にスパッタし
た。その後チャンバー内に酸素を導入してRF逆スパッタ
を行い酸素プラズマ放電によりアルミニウム(Al)を酸化
させAl-AlOXとした。なお、Al層の酸化はAl層全てが酸
化してなくてもトンネル障壁ができていれば問題ない。
【００５３】そして別のメタルマスクを取り付け第２の
強磁性層4として厚さ100Åパーマロイ(NiFe)を磁場中で
第１に強磁性層2と磁化の向きが直行するようにスパッ
タした後、絶縁層用のメタルマスクに代えて絶縁層5を
形成するためのアルミニウム(Al)をスパッタした。その
後、絶縁層3の場合と同様にチャンバー内に酸素を導入
してRF逆スパッタを行い酸素プラズマ放電によりアルミ
ニウム(Al)を酸化させAl-AlOXとした。
強磁性層4として厚さ100Åパーマロイ(NiFe)を磁場中で
第１に強磁性層2と磁化の向きが直行するようにスパッ
タした後、絶縁層用のメタルマスクに代えて絶縁層5を
形成するためのアルミニウム(Al)をスパッタした。その
後、絶縁層3の場合と同様にチャンバー内に酸素を導入
してRF逆スパッタを行い酸素プラズマ放電によりアルミ
ニウム(Al)を酸化させAl-AlOXとした。
【００５４】なお、この場合もAl層の酸化はAl層全てが
酸化してなくてもトンネル障壁ができていれば問題な
い。そしてメタルマスクを取り代えて第３の強磁性層6
として、(Co/SiO2/Co)層を磁場中で第１の強磁性層の磁
化の向きと平行となるようにRFスパッタ装置を用いて連
続作製した。
酸化してなくてもトンネル障壁ができていれば問題な
い。そしてメタルマスクを取り代えて第３の強磁性層6
として、(Co/SiO2/Co)層を磁場中で第１の強磁性層の磁
化の向きと平行となるようにRFスパッタ装置を用いて連
続作製した。
【００５５】これらの構成を用いて、図２(a)に示すよ
うに第２の強磁性層4を電気的に接地し、第１の強磁性
層2が(+)、第２の強磁性層4が(-)に、第３の強磁性層6
が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が印可されるよう
に接続した。そして磁界を+1KOe〜-1KOeまで変えて測定
した結果、図３(a)に示すように第１の強磁性層2／絶縁
層（トンネル障壁層）3／第２の強磁性層4の接合で得ら
れた出力8Aと、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障
壁層）5／第３の強磁性層5の接合で得られた出力8Bが符
号が反対でほぼ同じ出力が得られる。したがって、それ
ぞれの出力を差動検出すると接合２つ分の高出力が得ら
れる。
うに第２の強磁性層4を電気的に接地し、第１の強磁性
層2が(+)、第２の強磁性層4が(-)に、第３の強磁性層6
が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が印可されるよう
に接続した。そして磁界を+1KOe〜-1KOeまで変えて測定
した結果、図３(a)に示すように第１の強磁性層2／絶縁
層（トンネル障壁層）3／第２の強磁性層4の接合で得ら
れた出力8Aと、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障
壁層）5／第３の強磁性層5の接合で得られた出力8Bが符
号が反対でほぼ同じ出力が得られる。したがって、それ
ぞれの出力を差動検出すると接合２つ分の高出力が得ら
れる。
【００５６】なお、第２の強磁性層4を電気的に接地
し、第１の強磁性層2が(-)、第２の強磁性層4が(+)に、
第３の強磁性層6が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が
印可されるように接続しても二つの接合に流れるトンネ
ル電流が実質的に同方向で有れば得られる出力の符号が
逆転するだけであって最終的に同様な効果が得られる。
し、第１の強磁性層2が(-)、第２の強磁性層4が(+)に、
第３の強磁性層6が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が
印可されるように接続しても二つの接合に流れるトンネ
ル電流が実質的に同方向で有れば得られる出力の符号が
逆転するだけであって最終的に同様な効果が得られる。
【００５７】また、第１の強磁性層2と第３の強磁性層6
を静磁結合が得られる(Co/SiO2/Co)の構造にする事で第
１の強磁性層2と第３の強磁性層6の磁化方向がより安定
に固定され安定した出力が得られる。
を静磁結合が得られる(Co/SiO2/Co)の構造にする事で第
１の強磁性層2と第３の強磁性層6の磁化方向がより安定
に固定され安定した出力が得られる。
【００５８】なお、この効果は実施の形態２〜４の構成
に(Co/SiO2/Co)の構造の第１の強磁性層2と第３の強磁
性層6を用いた場合でも効果があることは明きらかであ
る。
に(Co/SiO2/Co)の構造の第１の強磁性層2と第３の強磁
性層6を用いた場合でも効果があることは明きらかであ
る。
【００５９】（実施の形態８）図９(a)及び図１１は本
発明の磁気抵抗効果型ヘッドの構成を示している。図９
において素子はシリコン(Si）基板１上に反強磁性層10
としてイリシ゛ュームマンカ゛ン(IrMn)を約100Å、第１の強磁性膜2
として厚さ100Åのパーマロイ(NiFe)層の磁化方向が信
号磁界入力方向A1に対して垂直方向になるように磁場中
でRFスパッタ装置を用いて連続成膜した後、絶縁層3を
形成するためのアルミウム(Al)を13Å同様にスパッタし
た。
発明の磁気抵抗効果型ヘッドの構成を示している。図９
において素子はシリコン(Si）基板１上に反強磁性層10
としてイリシ゛ュームマンカ゛ン(IrMn)を約100Å、第１の強磁性膜2
として厚さ100Åのパーマロイ(NiFe)層の磁化方向が信
号磁界入力方向A1に対して垂直方向になるように磁場中
でRFスパッタ装置を用いて連続成膜した後、絶縁層3を
形成するためのアルミウム(Al)を13Å同様にスパッタし
た。
【００６０】その後、チャンバー内に酸素を導入してRF
逆スパッタを行い酸素プラズマ放電によりアルミニウム
(Al)を酸化させAl-AlOXとした。そして、第２の強磁性
層4として厚さ100Åパーマロイ(NiFe)を磁場中で第１に
強磁性層2と磁化の向きが直行するようスパッタし、そ
の上に絶縁層5を形成するためのアルミニウム(Al)をス
パッタした。その後、絶縁層3の場合と同様にチャンバ
ー内に酸素を導入してRF逆スパッタを行い酸素プラズマ
放電によりアルミニウム(Al)を酸化させAl-AlOXとし
た。第３の強磁性層6として厚さ100Åパーマロイ(NiFe)
層、イリシ゛ュームマンカ゛ン(IrMn)層10'を約100Å、磁場中で第１
の強磁性層の磁化の向きと平行となるようにRFスパッタ
装置を用いて連続作製した。電極はCr/Auを約2000Åス
パッタし、それぞれの素子部と電極ははフォトリソグラ
フィーを用いて加工した。
逆スパッタを行い酸素プラズマ放電によりアルミニウム
(Al)を酸化させAl-AlOXとした。そして、第２の強磁性
層4として厚さ100Åパーマロイ(NiFe)を磁場中で第１に
強磁性層2と磁化の向きが直行するようスパッタし、そ
の上に絶縁層5を形成するためのアルミニウム(Al)をス
パッタした。その後、絶縁層3の場合と同様にチャンバ
ー内に酸素を導入してRF逆スパッタを行い酸素プラズマ
放電によりアルミニウム(Al)を酸化させAl-AlOXとし
た。第３の強磁性層6として厚さ100Åパーマロイ(NiFe)
層、イリシ゛ュームマンカ゛ン(IrMn)層10'を約100Å、磁場中で第１
の強磁性層の磁化の向きと平行となるようにRFスパッタ
装置を用いて連続作製した。電極はCr/Auを約2000Åス
パッタし、それぞれの素子部と電極ははフォトリソグラ
フィーを用いて加工した。
【００６１】これらの構成を用いて、第２の強磁性層4
を電気的に接地し、第１の強磁性層2が(+)、第２の強磁
性層4が(-)に、第３の強磁性層6が(+)、第２の強磁性層
4が(-)に電圧が印可されるように接続した。
を電気的に接地し、第１の強磁性層2が(+)、第２の強磁
性層4が(-)に、第３の強磁性層6が(+)、第２の強磁性層
4が(-)に電圧が印可されるように接続した。
【００６２】そして磁界を+10Oe〜-10Oeまで変えて測定
した結果、第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁
層）3／第２の強磁性層4の接合で得られた出力8Aと、第
２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障壁層）5／第３の強
磁性層5の接合で得られた出力8Bが符号が反対でほぼ同
じ出力が得られる。したがってそれぞれの出力を差動検
出すると接合２つ分の高出力が得られる。
した結果、第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁
層）3／第２の強磁性層4の接合で得られた出力8Aと、第
２の強磁性層4／絶縁層（トンネル障壁層）5／第３の強
磁性層5の接合で得られた出力8Bが符号が反対でほぼ同
じ出力が得られる。したがってそれぞれの出力を差動検
出すると接合２つ分の高出力が得られる。
【００６３】このようにして作った磁気抵抗素子（ＭＲ
素子１０１）を図１１に示す様に再生ギャップ内に配置
してハードディスク用ヘッドを構成する。
素子１０１）を図１１に示す様に再生ギャップ内に配置
してハードディスク用ヘッドを構成する。
【００６４】なお、第２の強磁性層4を電気的に接地
し、第１の強磁性層2が(-)、第２の強磁性層4が(+)に、
第３の強磁性層6が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が
印可されるように接続しても二つの接合に流れるトンネ
ル電流が実質的に同方向で有れば得られる出力の符号が
逆転するだけであって最終的に同様な効果が得られる。
また、第１の強磁性層2と第３の強磁性層6を静磁結合が
得られる(Co/SiO2/Co)の構造にする事で第１の強磁性層
2と第３の強磁性層6の磁化方向がより安定に固定され安
定した出力が得られる。
し、第１の強磁性層2が(-)、第２の強磁性層4が(+)に、
第３の強磁性層6が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が
印可されるように接続しても二つの接合に流れるトンネ
ル電流が実質的に同方向で有れば得られる出力の符号が
逆転するだけであって最終的に同様な効果が得られる。
また、第１の強磁性層2と第３の強磁性層6を静磁結合が
得られる(Co/SiO2/Co)の構造にする事で第１の強磁性層
2と第３の強磁性層6の磁化方向がより安定に固定され安
定した出力が得られる。
【００６５】（実施の形態９）図９(b)は本発明の磁気
抵抗効果型ヘッドの構成を示している。図において素子
はシリコン(Si）基板１上に反強磁性層10としてイリシ゛ューム
マンカ゛ン(IrMn)を約100Å、第１の強磁性膜2として厚さ100
Åのパーマロイ(NiFe)層の磁化方向が信号磁界入力方向
A1に対して垂直方向になるように磁場中でRFスパッタ装
置を用いて連続成膜した後、絶縁層3を形成するための
アルミウム(Al)を13Å同様にスパッタした。その後、チ
ャンバー内に酸素を導入してRF逆スパッタを行い酸素プ
ラズマ放電によりアルミニウム(Al)を酸化させAl-AlOX
とした。そして、第２の強磁性層4として厚さ100Åパー
マロイ(NiFe)を磁場中で第１に強磁性層2と磁化の向き
が直行するようスパッタし、その上に絶縁層5を形成す
るためのアルミニウム(Al)をスパッタした。その後、絶
縁層3の場合と同様にチャンバー内に酸素を導入してRF
逆スパッタを行い酸素プラズマ放電によりアルミニウム
(Al)を酸化させAl-AlOXとした。第３の強磁性層6として
厚さ100Åパーマロイ(NiFe)層、イリシ゛ュームマンカ゛ン(IrMn)層1
0'を約100Å、磁場中で第１の強磁性層の磁化の向きと
反平行となるようにRFスパッタ装置を用いて連続作製し
た。電極はCr/Auを約2000Åスパッタし、それぞれの素
子部と電極ははフォトリソグラフィーを用いて加工し
た。
抵抗効果型ヘッドの構成を示している。図において素子
はシリコン(Si）基板１上に反強磁性層10としてイリシ゛ューム
マンカ゛ン(IrMn)を約100Å、第１の強磁性膜2として厚さ100
Åのパーマロイ(NiFe)層の磁化方向が信号磁界入力方向
A1に対して垂直方向になるように磁場中でRFスパッタ装
置を用いて連続成膜した後、絶縁層3を形成するための
アルミウム(Al)を13Å同様にスパッタした。その後、チ
ャンバー内に酸素を導入してRF逆スパッタを行い酸素プ
ラズマ放電によりアルミニウム(Al)を酸化させAl-AlOX
とした。そして、第２の強磁性層4として厚さ100Åパー
マロイ(NiFe)を磁場中で第１に強磁性層2と磁化の向き
が直行するようスパッタし、その上に絶縁層5を形成す
るためのアルミニウム(Al)をスパッタした。その後、絶
縁層3の場合と同様にチャンバー内に酸素を導入してRF
逆スパッタを行い酸素プラズマ放電によりアルミニウム
(Al)を酸化させAl-AlOXとした。第３の強磁性層6として
厚さ100Åパーマロイ(NiFe)層、イリシ゛ュームマンカ゛ン(IrMn)層1
0'を約100Å、磁場中で第１の強磁性層の磁化の向きと
反平行となるようにRFスパッタ装置を用いて連続作製し
た。電極はCr/Auを約2000Åスパッタし、それぞれの素
子部と電極ははフォトリソグラフィーを用いて加工し
た。
【００６６】これらの構成を用いて、図２(d)に示され
るように第２の強磁性層4を電気的に接地し、第１の強
磁性層2が(+)、第２の強磁性層4が(-)に、第３の強磁性
層6が(-)、第２の強磁性層4が(+)に電圧が印可されるよ
うに接続した。そして磁界を+10Oe〜-10Oeまで変えて測
定した結果、図３(d)に示すように第１の強磁性層2／絶
縁層（トンネル障壁層）3／第２の強磁性層4の接合で得
られた出力8C'と、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル
障壁層）5／第３の強磁性層5の接合で得られた出力8D'
が符号が反対でほぼ同じ出力が得られる。したがって、
それぞれの出力を差動検出すると接合２つ分の高出力が
得られる。
るように第２の強磁性層4を電気的に接地し、第１の強
磁性層2が(+)、第２の強磁性層4が(-)に、第３の強磁性
層6が(-)、第２の強磁性層4が(+)に電圧が印可されるよ
うに接続した。そして磁界を+10Oe〜-10Oeまで変えて測
定した結果、図３(d)に示すように第１の強磁性層2／絶
縁層（トンネル障壁層）3／第２の強磁性層4の接合で得
られた出力8C'と、第２の強磁性層4／絶縁層（トンネル
障壁層）5／第３の強磁性層5の接合で得られた出力8D'
が符号が反対でほぼ同じ出力が得られる。したがって、
それぞれの出力を差動検出すると接合２つ分の高出力が
得られる。
【００６７】なお、第２の強磁性層4を電気的に接地
し、第１の強磁性層2が(+)、第２の強磁性層4が(-)に、
第３の強磁性層6が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が
印可されるように接続しても二つの接合に流れるトンネ
ル電流が実質的に逆方向で有れば得られる出力の符号が
逆転するだけであって最終的に同様な効果が得られる。
また、第１の強磁性層2と第３の強磁性層6を静磁結合が
得られる(Co/SiO2/Co)の構造にする事で第１の強磁性層
2と第３の強磁性層6の磁化方向がより安定に固定され安
定した出力が得られる。
し、第１の強磁性層2が(+)、第２の強磁性層4が(-)に、
第３の強磁性層6が(+)、第２の強磁性層4が(-)に電圧が
印可されるように接続しても二つの接合に流れるトンネ
ル電流が実質的に逆方向で有れば得られる出力の符号が
逆転するだけであって最終的に同様な効果が得られる。
また、第１の強磁性層2と第３の強磁性層6を静磁結合が
得られる(Co/SiO2/Co)の構造にする事で第１の強磁性層
2と第３の強磁性層6の磁化方向がより安定に固定され安
定した出力が得られる。
【００６８】
【実施例】以下具体的な実施例により、この発明の効果
の説明を行う。
の説明を行う。
【００６９】（実施例１）スパッタ装置を用いて以下に
示した構成の磁気抵抗効果素子をSi基板上に作成した。
示した構成の磁気抵抗効果素子をSi基板上に作成した。
【００７０】[Co(100)/Al-AlOx(13)/Ni0.8Fe0.2(100)/A
l-AlOX(13)/Co(100)] 但し、( )内の単位はオンク゛ストロームである。
l-AlOX(13)/Co(100)] 但し、( )内の単位はオンク゛ストロームである。
【００７１】第１の強磁性層Co及び第３の強磁性層Coの
磁化方向が互いに同方向を向くように磁場中スパッタを
行い、第２の強磁性層NiFeの磁化方向がCoと直交するよ
うに磁場中スパッタを行った。電極をCo/Al-AlOX/NiF
e、NiFe/Al-AlOX/Coのそれぞれの接合に対して接続して
磁気抵抗効果の測定を行った。磁気抵抗効果の測定は磁
界を軟磁性を示すNiFe膜の磁化困難軸方向に印加して測
定した。この時、電圧は第１の強磁性層が(+)、第２の
強磁性層が(-)と第３の強磁性層が(+)、第２の強磁性層
が(-)になるように印可した。この結果、Co/Al-AlOX/Ni
Fe、NiFe/Al-AlOX/Coそれぞれの接合から抵抗変化率が
１９％、１７％の結果が得られた。また、交流で磁界を
印可して差動検出したところ接合１つの場合に比べ約２
倍の出力が得られた。
磁化方向が互いに同方向を向くように磁場中スパッタを
行い、第２の強磁性層NiFeの磁化方向がCoと直交するよ
うに磁場中スパッタを行った。電極をCo/Al-AlOX/NiF
e、NiFe/Al-AlOX/Coのそれぞれの接合に対して接続して
磁気抵抗効果の測定を行った。磁気抵抗効果の測定は磁
界を軟磁性を示すNiFe膜の磁化困難軸方向に印加して測
定した。この時、電圧は第１の強磁性層が(+)、第２の
強磁性層が(-)と第３の強磁性層が(+)、第２の強磁性層
が(-)になるように印可した。この結果、Co/Al-AlOX/Ni
Fe、NiFe/Al-AlOX/Coそれぞれの接合から抵抗変化率が
１９％、１７％の結果が得られた。また、交流で磁界を
印可して差動検出したところ接合１つの場合に比べ約２
倍の出力が得られた。
【００７２】また、電圧を第１の強磁性層が(-)、第２
の強磁性層が(+)と第３の強磁性層が(-)、第２の強磁性
層が(+)になるように印可した。この場合も、Co/Al-AlO
X/NiFe、NiFe/Al-AlOX/Coそれぞれの接合から抵抗変化
率が１９％、１７％の結果が得られた。また、交流で磁
界を印可して差動検出したところ接合１つの場合に比べ
約２倍の出力が得られた。
の強磁性層が(+)と第３の強磁性層が(-)、第２の強磁性
層が(+)になるように印可した。この場合も、Co/Al-AlO
X/NiFe、NiFe/Al-AlOX/Coそれぞれの接合から抵抗変化
率が１９％、１７％の結果が得られた。また、交流で磁
界を印可して差動検出したところ接合１つの場合に比べ
約２倍の出力が得られた。
【００７３】以上より磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果
型ヘッドにおいて実用的な特性を示すことが明らかであ
る。
型ヘッドにおいて実用的な特性を示すことが明らかであ
る。
【００７４】（実施例２）スパッタ装置を用いて以下に
示した構成の磁気抵抗効果素子をSi基板上に作成した。
示した構成の磁気抵抗効果素子をSi基板上に作成した。
【００７５】[Co(100)/Al-AlOx(13)/Ni0.8Fe0.2(100)/A
l-AlOX(13)/Co(100)] 但し、( )内の単位はオンク゛ストロームである。
l-AlOX(13)/Co(100)] 但し、( )内の単位はオンク゛ストロームである。
【００７６】第１の強磁性層Co及び第３の強磁性層Coの
磁化方向が互いに同じ方向を向くように磁場中スパッタ
を行い、第２の強磁性層NiFeの磁化方向がCoと直交する
ように磁場中スパッタを行った。電極をCo/Al-AlOX/NiF
e、NiFe/Al-AlOX/Coのそれぞれの接合に対して接続して
磁気抵抗効果の測定を行った。磁気抵抗効果の測定は磁
界を軟磁性を示すNiFe膜の磁化困難軸方向に印加して測
定した。
磁化方向が互いに同じ方向を向くように磁場中スパッタ
を行い、第２の強磁性層NiFeの磁化方向がCoと直交する
ように磁場中スパッタを行った。電極をCo/Al-AlOX/NiF
e、NiFe/Al-AlOX/Coのそれぞれの接合に対して接続して
磁気抵抗効果の測定を行った。磁気抵抗効果の測定は磁
界を軟磁性を示すNiFe膜の磁化困難軸方向に印加して測
定した。
【００７７】この時、電圧は第１の強磁性層が(+)、第
２の強磁性層が(-)と第３の強磁性層が(-)、第２の強磁
性層が(+)になるように印可した。この結果、Co/Al-AlO
X/NiFe、NiFe/Al-AlOX/Coそれぞれの接合から抵抗変化
率が１７％、１８％の結果が得られた。また、交流で磁
界を印可して得られたそれぞれの出力を足し合わせて検
出したところ接合１つの場合に比べ約1.5倍の出力が得
られた。また、電圧は第１の強磁性層が(-)、第２の強
磁性層が(+)と第３の強磁性層が(-)、第２の強磁性層が
(+)になるように印可した。また、電圧を第１の強磁性
層が(-)、第２の強磁性層が(+)と第３の強磁性層が
(+)、第２の強磁性層が(-)になるように印可した。
２の強磁性層が(-)と第３の強磁性層が(-)、第２の強磁
性層が(+)になるように印可した。この結果、Co/Al-AlO
X/NiFe、NiFe/Al-AlOX/Coそれぞれの接合から抵抗変化
率が１７％、１８％の結果が得られた。また、交流で磁
界を印可して得られたそれぞれの出力を足し合わせて検
出したところ接合１つの場合に比べ約1.5倍の出力が得
られた。また、電圧は第１の強磁性層が(-)、第２の強
磁性層が(+)と第３の強磁性層が(-)、第２の強磁性層が
(+)になるように印可した。また、電圧を第１の強磁性
層が(-)、第２の強磁性層が(+)と第３の強磁性層が
(+)、第２の強磁性層が(-)になるように印可した。
【００７８】この場合も、Co/Al-AlOX/NiFe、NiFe/Al-A
lOX/Coそれぞれの接合から抵抗変化率が１７％、１８％
の結果が得られた。また、交流で磁界を印可してそれぞ
れの出力を足し合わせて検出したところ接合１つの場合
に比べ約２倍の出力が得られた。
lOX/Coそれぞれの接合から抵抗変化率が１７％、１８％
の結果が得られた。また、交流で磁界を印可してそれぞ
れの出力を足し合わせて検出したところ接合１つの場合
に比べ約２倍の出力が得られた。
【００７９】以上より磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果
型ヘッドにおいて実用的な特性を示すことが明らかであ
る。
型ヘッドにおいて実用的な特性を示すことが明らかであ
る。
【００８０】（実施例３）スパッタ装置を用いて以下に
示した構成の磁気抵抗効果素子をSi基板上に作成した。
示した構成の磁気抵抗効果素子をSi基板上に作成した。
【００８１】[Co(100)/Al-AlOx(13)/Ni0.8Fe0.2(100)/A
l-AlOX(13)/Co(100)] 但し、( )内の単位はオンク゛ストロームである。
l-AlOX(13)/Co(100)] 但し、( )内の単位はオンク゛ストロームである。
【００８２】第１の強磁性層Co及び第３の強磁性層Coの
磁化方向が互いに反平行方向を向くように磁場中スパッ
タを行い、第２の強磁性層NiFeの磁化方向がCoと直交す
るように磁場中スパッタを行った。電極をCo/Al-AlOX/N
iFe、NiFe/Al-AlOX/Coのそれぞれの接合に対して接続し
て磁気抵抗効果の測定を行った。磁気抵抗効果の測定は
磁界を軟磁性を示すNiFe膜の磁化困難軸方向に印加して
測定した。
磁化方向が互いに反平行方向を向くように磁場中スパッ
タを行い、第２の強磁性層NiFeの磁化方向がCoと直交す
るように磁場中スパッタを行った。電極をCo/Al-AlOX/N
iFe、NiFe/Al-AlOX/Coのそれぞれの接合に対して接続し
て磁気抵抗効果の測定を行った。磁気抵抗効果の測定は
磁界を軟磁性を示すNiFe膜の磁化困難軸方向に印加して
測定した。
【００８３】この時、電圧は第１の強磁性層が(+)、第
２の強磁性層が(-)と第３の強磁性層が(+)、第２の強磁
性層が(-)になるように印可した。この結果、Co/Al-AlO
X/NiFe、NiFe/Al-AlOX/Coそれぞれの接合から抵抗変化
率が１５％、１７％の結果が得られた。また、交流で磁
界を印可して得られたそれぞれの出力を足し合わせて検
出したところ接合１つの場合に比べ約1.8倍の出力が得
られた。
２の強磁性層が(-)と第３の強磁性層が(+)、第２の強磁
性層が(-)になるように印可した。この結果、Co/Al-AlO
X/NiFe、NiFe/Al-AlOX/Coそれぞれの接合から抵抗変化
率が１５％、１７％の結果が得られた。また、交流で磁
界を印可して得られたそれぞれの出力を足し合わせて検
出したところ接合１つの場合に比べ約1.8倍の出力が得
られた。
【００８４】また、電圧を第１の強磁性層が(-)、第２
の強磁性層が(+)と第３の強磁性層が(-)、第２の強磁性
層が(+)になるように印可した。また、電圧を第１の強
磁性層が(-)、第２の強磁性層が(+)と第３の強磁性層が
(+)、第２の強磁性層が(-)になるように印可した。この
場合も、Co/Al-AlOX/NiFe、NiFe/Al-AlOX/Coそれぞれの
接合から抵抗変化率が１５％、１７％の結果が得られ
た。また、交流で磁界を印可してそれぞれの出力を足し
合わせて検出したところ接合１つの場合に比べ約２倍の
出力が得られた。
の強磁性層が(+)と第３の強磁性層が(-)、第２の強磁性
層が(+)になるように印可した。また、電圧を第１の強
磁性層が(-)、第２の強磁性層が(+)と第３の強磁性層が
(+)、第２の強磁性層が(-)になるように印可した。この
場合も、Co/Al-AlOX/NiFe、NiFe/Al-AlOX/Coそれぞれの
接合から抵抗変化率が１５％、１７％の結果が得られ
た。また、交流で磁界を印可してそれぞれの出力を足し
合わせて検出したところ接合１つの場合に比べ約２倍の
出力が得られた。
【００８５】以上より磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果
型ヘッドにおいて実用的な特性を示すことが明らかであ
る。
型ヘッドにおいて実用的な特性を示すことが明らかであ
る。
【００８６】（実施例４）スパッタ装置を用いて以下に
示した構成の磁気抵抗効果素子をSi基板上に作成した。
示した構成の磁気抵抗効果素子をSi基板上に作成した。
【００８７】[Co(100)/Al-AlOx(13)/Ni0.8Fe0.2(100)/A
l-AlOX(13)/Co(100)] 但し、( )内の単位はオンク゛ストロームである。
l-AlOX(13)/Co(100)] 但し、( )内の単位はオンク゛ストロームである。
【００８８】第１の強磁性層Co及び第３の強磁性層Coの
磁化方向が互いに反平行方向を向くように磁場中スパッ
タを行い、第２の強磁性層NiFeの磁化方向がCoと直交す
るように磁場中スパッタを行った。電極をCo/Al-AlOX/N
iFe、NiFe/Al-AlOX/Coのそれぞれの接合に対して接続し
て磁気抵抗効果の測定を行った。磁気抵抗効果の測定は
磁界を軟磁性を示すNiFe膜の磁化困難軸方向に印加して
測定した。この時、電圧は第１の強磁性層が(+)、第２
の強磁性層が(-)と第３の強磁性層が(-)、第２の強磁性
層が(+)になるように印可した。この結果、Co/Al-AlOX/
NiFe、NiFe/Al-AlOX/Coそれぞれの接合から抵抗変化率
が１９％、１７％の結果が得られた。
磁化方向が互いに反平行方向を向くように磁場中スパッ
タを行い、第２の強磁性層NiFeの磁化方向がCoと直交す
るように磁場中スパッタを行った。電極をCo/Al-AlOX/N
iFe、NiFe/Al-AlOX/Coのそれぞれの接合に対して接続し
て磁気抵抗効果の測定を行った。磁気抵抗効果の測定は
磁界を軟磁性を示すNiFe膜の磁化困難軸方向に印加して
測定した。この時、電圧は第１の強磁性層が(+)、第２
の強磁性層が(-)と第３の強磁性層が(-)、第２の強磁性
層が(+)になるように印可した。この結果、Co/Al-AlOX/
NiFe、NiFe/Al-AlOX/Coそれぞれの接合から抵抗変化率
が１９％、１７％の結果が得られた。
【００８９】また、交流で磁界を印可して差動検出した
ところ接合１つの場合に比べ約２倍の出力が得られた。
また、電圧を第１の強磁性層が(-)、第２の強磁性層が
(+)と第３の強磁性層が(+)、第２の強磁性層が(-)にな
るように印可した。この場合も、Co/Al-AlOX/NiFe、NiF
e/Al-AlOX/Coそれぞれの接合から抵抗変化率が１９％、
１７％の結果が得られた。また、交流で磁界を印可して
差動検出したところ接合１つの場合に比べ約２倍の出力
が得られた。
ところ接合１つの場合に比べ約２倍の出力が得られた。
また、電圧を第１の強磁性層が(-)、第２の強磁性層が
(+)と第３の強磁性層が(+)、第２の強磁性層が(-)にな
るように印可した。この場合も、Co/Al-AlOX/NiFe、NiF
e/Al-AlOX/Coそれぞれの接合から抵抗変化率が１９％、
１７％の結果が得られた。また、交流で磁界を印可して
差動検出したところ接合１つの場合に比べ約２倍の出力
が得られた。
【００９０】以上より磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果
型ヘッドにおいて実用的な特性を示すことが明らかであ
る。
型ヘッドにおいて実用的な特性を示すことが明らかであ
る。
【００９１】（実施例５）スパッタ装置を用いて以下に
示した構成の磁気抵抗効果素子をSi基板上に作成した。
示した構成の磁気抵抗効果素子をSi基板上に作成した。
【００９２】[IrMn(100)/Ni0.8Fe0.2(100)/Al-AlOx(13)
/Ni0.8Fe0.2(100)/Al-AlOX(13)/Ni0 .8Fe0.2(100)/IrMn
(100)] 但し、( )内の単位はオンク゛ストロームである。
/Ni0.8Fe0.2(100)/Al-AlOX(13)/Ni0 .8Fe0.2(100)/IrMn
(100)] 但し、( )内の単位はオンク゛ストロームである。
【００９３】第１の強磁性層IrMn/NiFe及び第３の強磁
性層IrMn/NiFeの磁化方向が互いに同じ方向を向くよう
に磁場中スパッタを行い、第２の強磁性層NiFeの磁化方
向がIrMn/NiFeと直交するように磁場中スパッタを行っ
た。電極をCo/Al-AlOX/NiFe、NiFe/Al-AlOX/Coのそれぞ
れの接合に対して接続して磁気抵抗効果の測定を行っ
た。
性層IrMn/NiFeの磁化方向が互いに同じ方向を向くよう
に磁場中スパッタを行い、第２の強磁性層NiFeの磁化方
向がIrMn/NiFeと直交するように磁場中スパッタを行っ
た。電極をCo/Al-AlOX/NiFe、NiFe/Al-AlOX/Coのそれぞ
れの接合に対して接続して磁気抵抗効果の測定を行っ
た。
【００９４】磁気抵抗効果の測定は磁界を軟磁性を示す
NiFe膜の磁化困難軸方向に印加して測定した。この時、
電圧は第１の強磁性層が(+)、第２の強磁性層が(-)と第
３の強磁性層が(+)、第２の強磁性層が(-)になるように
印可した。この結果、IrMn/NiFe/Al-AlOX/NiFe、NiFe/A
l-AlOX/IrMn/NiFeそれぞれの接合から抵抗変化率が１９
％、２２％の結果が得られた。また、交流で磁界を印可
して差動検出したところ接合１つの場合に比べ約２倍の
出力が得られた。以上より磁気抵抗効果素子、磁気抵抗
効果型ヘッドにおいて実用的な特性を示すことが明らか
である。
NiFe膜の磁化困難軸方向に印加して測定した。この時、
電圧は第１の強磁性層が(+)、第２の強磁性層が(-)と第
３の強磁性層が(+)、第２の強磁性層が(-)になるように
印可した。この結果、IrMn/NiFe/Al-AlOX/NiFe、NiFe/A
l-AlOX/IrMn/NiFeそれぞれの接合から抵抗変化率が１９
％、２２％の結果が得られた。また、交流で磁界を印可
して差動検出したところ接合１つの場合に比べ約２倍の
出力が得られた。以上より磁気抵抗効果素子、磁気抵抗
効果型ヘッドにおいて実用的な特性を示すことが明らか
である。
【００９５】（実施例６）スパッタ装置を用いて以下に
示した構成の磁気抵抗効果素子をSi基板上に作成した。
示した構成の磁気抵抗効果素子をSi基板上に作成した。
【００９６】[Co(30)/Cu(10)/Co(30)/Al-AlOx(13)/Ni
0.8Fe0.2(100)/Al-AlOX(13)/Ni0.8Fe0 .2(100)/Co(30)/C
u(10)/Co(30)] 但し、( )内の単位はオンク゛ストロームである。
0.8Fe0.2(100)/Al-AlOX(13)/Ni0.8Fe0 .2(100)/Co(30)/C
u(10)/Co(30)] 但し、( )内の単位はオンク゛ストロームである。
【００９７】第１の強磁性層Co/Cu/Co及び第３の強磁性
層Co/Cu/Coの磁化方向が互いに反平行方向を向くように
磁場中スパッタを行い、第２の強磁性層NiFeの磁化方向
がCo/Cu/Coと直交するように磁場中スパッタを行った。
電極をCo/Al-AlOX/NiFe、NiFe/Al-AlOX/Coのそれぞれの
接合に対して接続して磁気抵抗効果の測定を行った。
層Co/Cu/Coの磁化方向が互いに反平行方向を向くように
磁場中スパッタを行い、第２の強磁性層NiFeの磁化方向
がCo/Cu/Coと直交するように磁場中スパッタを行った。
電極をCo/Al-AlOX/NiFe、NiFe/Al-AlOX/Coのそれぞれの
接合に対して接続して磁気抵抗効果の測定を行った。
【００９８】磁気抵抗効果の測定は磁界を軟磁性を示す
NiFe膜の磁化困難軸方向に印加して測定した。この時、
電圧は第１の強磁性層が(+)、第２の強磁性層が(-)と第
３の強磁性層が(+)、第２の強磁性層が(-)になるように
印可した。
NiFe膜の磁化困難軸方向に印加して測定した。この時、
電圧は第１の強磁性層が(+)、第２の強磁性層が(-)と第
３の強磁性層が(+)、第２の強磁性層が(-)になるように
印可した。
【００９９】この結果、Co/Cu/Co/Al-AlOX/NiFe、NiFe/
Al-AlOX/Co/Cu/Coそれぞれの接合から抵抗変化率が１５
％、１７％の結果が得られた。また、交流で磁界を印可
して差動検出したところ接合１つの場合に比べ約1.8倍
の出力が得られた。以上より磁気抵抗効果素子、磁気抵
抗効果型ヘッドにおいて実用的な特性を示すことが明ら
かである。
Al-AlOX/Co/Cu/Coそれぞれの接合から抵抗変化率が１５
％、１７％の結果が得られた。また、交流で磁界を印可
して差動検出したところ接合１つの場合に比べ約1.8倍
の出力が得られた。以上より磁気抵抗効果素子、磁気抵
抗効果型ヘッドにおいて実用的な特性を示すことが明ら
かである。
【０１００】
【発明の効果】この発明によれば、室温でかつ実用的な
印加磁界で大きな磁気抵抗効果を示す磁気抵抗効果素子
を得ることができ、高感度磁気抵抗効果素子、ＭＲヘッ
ド等への応用が可能となる。
印加磁界で大きな磁気抵抗効果を示す磁気抵抗効果素子
を得ることができ、高感度磁気抵抗効果素子、ＭＲヘッ
ド等への応用が可能となる。
【図１】（ａ）本発明の磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効
果型ヘッドの素子部の構成図 （ｂ）本発明の磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果型ヘッ
ドを構成する第１の強磁性層2、第２の強磁性層4、第３
の強磁性層6の磁化の方向を示す図
果型ヘッドの素子部の構成図 （ｂ）本発明の磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果型ヘッ
ドを構成する第１の強磁性層2、第２の強磁性層4、第３
の強磁性層6の磁化の方向を示す図
【図２】（ａ）本発明の磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効
果型ヘッドを構成する第１の強磁性層2、第２の強磁性
層4、第３の強磁性層6の磁化の方向と印可電圧方向を示
す図 （ｂ）本発明の磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果型ヘッ
ドを構成する第１の強磁性層2、第２の強磁性層4、第３
の強磁性層6の磁化の方向と印可電圧方向を示す図 （ｃ）本発明の磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果型ヘッ
ドを構成する第１の強磁性層2、第２の強磁性層4、第３
の強磁性層6の磁化の方向と印可電圧方向を示す図 （ｄ）本発明の磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果型ヘッ
ドを構成する第１の強磁性層2、第２の強磁性層4、第３
の強磁性層6の磁化の方向と印可電圧方向を示す図
果型ヘッドを構成する第１の強磁性層2、第２の強磁性
層4、第３の強磁性層6の磁化の方向と印可電圧方向を示
す図 （ｂ）本発明の磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果型ヘッ
ドを構成する第１の強磁性層2、第２の強磁性層4、第３
の強磁性層6の磁化の方向と印可電圧方向を示す図 （ｃ）本発明の磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果型ヘッ
ドを構成する第１の強磁性層2、第２の強磁性層4、第３
の強磁性層6の磁化の方向と印可電圧方向を示す図 （ｄ）本発明の磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果型ヘッ
ドを構成する第１の強磁性層2、第２の強磁性層4、第３
の強磁性層6の磁化の方向と印可電圧方向を示す図
【図３】（ａ）本発明の磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効
果型ヘッドを構成する第１の強磁性層2／絶縁層（トン
ネル障壁層）3／第２の強磁性層4の接合部から得られる
出力と、第３の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁層）5
／第２の強磁性層4の接合部から得られる出力とを差動
検出した場合の出力を示す図 （ｂ）本発明の磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果型ヘッ
ドを構成する第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁
層）3／第２の強磁性層4の接合部から得られる出力と、
第３の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁層）5／第２の
強磁性層4の接合部から得られる出力とを足し合わせて
検出した場合の出力を示す図 （ｃ）本発明の磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果型ヘッ
ドを構成する第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁
層）3／第２の強磁性層4の接合部から得られる出力と、
第３の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁層）5／第２の
強磁性層4の接合部から得られる出力とを足し合わせて
検出した場合の出力を示す図 （ｄ）本発明の磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果型ヘッ
ドを構成する第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁
層）3／第２の強磁性層4の接合部から得られる出力と、
第３の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁層）5／第２の
強磁性層4の接合部から得られる出力とを差動検出した
場合の出力を示す図
果型ヘッドを構成する第１の強磁性層2／絶縁層（トン
ネル障壁層）3／第２の強磁性層4の接合部から得られる
出力と、第３の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁層）5
／第２の強磁性層4の接合部から得られる出力とを差動
検出した場合の出力を示す図 （ｂ）本発明の磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果型ヘッ
ドを構成する第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁
層）3／第２の強磁性層4の接合部から得られる出力と、
第３の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁層）5／第２の
強磁性層4の接合部から得られる出力とを足し合わせて
検出した場合の出力を示す図 （ｃ）本発明の磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果型ヘッ
ドを構成する第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁
層）3／第２の強磁性層4の接合部から得られる出力と、
第３の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁層）5／第２の
強磁性層4の接合部から得られる出力とを足し合わせて
検出した場合の出力を示す図 （ｄ）本発明の磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果型ヘッ
ドを構成する第１の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁
層）3／第２の強磁性層4の接合部から得られる出力と、
第３の強磁性層2／絶縁層（トンネル障壁層）5／第２の
強磁性層4の接合部から得られる出力とを差動検出した
場合の出力を示す図
【図４】（ａ）本発明の磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効
果型ヘッドの素子部の構成図（第１の強磁性層2の下に
反強磁性層10層を、第３の強磁性層6の上に反強磁性層1
0'を入れたタイプ） （ｂ）本発明の磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘッ
ドの素子部の構成図（第１の強磁性層2、第３の強磁性
層6を交換結合型の強磁性層11／非磁性層12／強磁性層1
3に置き換えたタイプ）
果型ヘッドの素子部の構成図（第１の強磁性層2の下に
反強磁性層10層を、第３の強磁性層6の上に反強磁性層1
0'を入れたタイプ） （ｂ）本発明の磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘッ
ドの素子部の構成図（第１の強磁性層2、第３の強磁性
層6を交換結合型の強磁性層11／非磁性層12／強磁性層1
3に置き換えたタイプ）
【図５】本発明の磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘ
ッドの素子部の実施の形態を示す構成図（第１の強磁性
層2、第３の強磁性層6を保磁力の大きな強磁性材料にし
た場合）
ッドの素子部の実施の形態を示す構成図（第１の強磁性
層2、第３の強磁性層6を保磁力の大きな強磁性材料にし
た場合）
【図６】本発明の磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘ
ッドの素子部の実施の形態を示す構成図（第１の強磁性
層2の下に反強磁性層10層を、第３の強磁性層6の上に反
強磁性層10'を入場合）
ッドの素子部の実施の形態を示す構成図（第１の強磁性
層2の下に反強磁性層10層を、第３の強磁性層6の上に反
強磁性層10'を入場合）
【図７】本発明の磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘ
ッドの素子部の実施の形態を示す構成図（第１の強磁性
層2、第３の強磁性層6を交換結合型の強磁性層11／非磁
性層12／強磁性層13に置き換えた場合）
ッドの素子部の実施の形態を示す構成図（第１の強磁性
層2、第３の強磁性層6を交換結合型の強磁性層11／非磁
性層12／強磁性層13に置き換えた場合）
【図８】本発明の磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘ
ッドの素子部の実施の形態を示す構成図（第１の強磁性
層2、第３の強磁性層6を静磁結合型の強磁性層11／絶縁
層14／強磁性層13に置き換えた場合）
ッドの素子部の実施の形態を示す構成図（第１の強磁性
層2、第３の強磁性層6を静磁結合型の強磁性層11／絶縁
層14／強磁性層13に置き換えた場合）
【図９】（ａ）本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの構成図
を示す図（第１の強磁性層2と第３の強磁性層6の磁化方
向が同じ方向に固定されている場合） （ｂ）本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの構成図を示す図
（第１の強磁性層2と第３の強磁性層6の磁化方向が反平
行方向に固定されている場合）
を示す図（第１の強磁性層2と第３の強磁性層6の磁化方
向が同じ方向に固定されている場合） （ｂ）本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの構成図を示す図
（第１の強磁性層2と第３の強磁性層6の磁化方向が反平
行方向に固定されている場合）
【図１０】（ａ）従来のトンネル接合が１つの場合の磁
気抵抗効果素子を示す構成図 （ｂ）従来のトンネル接合が１つの場合の磁気抵抗効果
素子を示す断面図
気抵抗効果素子を示す構成図 （ｂ）従来のトンネル接合が１つの場合の磁気抵抗効果
素子を示す断面図
【図１１】本発明の磁気抵抗効果素子を用いたヘッドの
構成図
構成図
１ 基板 ２ 第１の強磁性層 ３ 絶縁層（トンネル障壁層） ３ａ SiO2 ４ 第２の強磁性層１３ ５ 絶縁層（トンネル障壁層） ６ 第３の強磁性層 ７Ａ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間に印可する電
源（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平行
の場合） ７Ｂ 第１の強磁性層と第２の強磁性層間に印可する電
源（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平行
の場合） ７Ａ’ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間に印可する
電源（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平
行の場合） ７Ｂ’ 第１の強磁性層と第２の強磁性層間に印可する
電源（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平
行の場合） ７Ｃ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間に印可する電
源（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反平
行の場合） ７Ｄ 第１の強磁性層と第２の強磁性層間に印可する電
源（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反平
行の場合） ７Ｃ’ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間に印可する
電源（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反
平行の場合） ７Ｄ’ 第１の強磁性層と第２の強磁性層間に印可する
電源（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反
平行の場合） ８ａ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出
力（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平行
の場合） ８ｂ 第１の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出
力（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平行
の場合） ８ａ’ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる
出力（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平
行の場合） ８ｂ’ 第１の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる
出力（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平
行の場合） ８ｃ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出
力（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反平
行の場合） ８ｄ 第１の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出
力（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反平
行の場合） ８ｃ’ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる
出力（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反
平行の場合） ８ｄ’ 第１の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる
出力（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反
平行の場合） ９ａ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出
力と第１の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出力
を差動検出した場合に得られる出力（第１の強磁性層と
第３の強磁性層の磁化方向が平行の場合） ９ｂ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出
力と第１の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出力
をそれぞれ足し合わせて検出した場合に得られる出力
（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平行の
場合） ９ｃ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出
力と第１の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出力
をそれぞれ足し合わせて検出した場合に得られる出力
（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反平行
の場合） ９ｄ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出
力と第１の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出力
を差動検出した場合に得られる出力（第１の強磁性層と
第３の強磁性層の磁化方向が反平行の場合） １０ 第１の強磁性層を固定する反強磁性層 １０’ 第３の強磁性層を固定する反強磁性層 １１ 強磁性層 １２ 非磁性層 １３ 強磁性層 １４ 絶縁層 １０１ ＭＲ素子 １０２ 再生ギャップ １０３ 記録ギャップ １０４ 記録コア １０５ 記録コイル １０６ 基板 Ａ１ 信号磁界入力方向 Ａ 出力の大きさを示す値 ａ 電極 ｂ 電極 ｃ 電極 ｄ 電極
源（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平行
の場合） ７Ｂ 第１の強磁性層と第２の強磁性層間に印可する電
源（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平行
の場合） ７Ａ’ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間に印可する
電源（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平
行の場合） ７Ｂ’ 第１の強磁性層と第２の強磁性層間に印可する
電源（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平
行の場合） ７Ｃ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間に印可する電
源（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反平
行の場合） ７Ｄ 第１の強磁性層と第２の強磁性層間に印可する電
源（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反平
行の場合） ７Ｃ’ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間に印可する
電源（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反
平行の場合） ７Ｄ’ 第１の強磁性層と第２の強磁性層間に印可する
電源（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反
平行の場合） ８ａ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出
力（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平行
の場合） ８ｂ 第１の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出
力（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平行
の場合） ８ａ’ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる
出力（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平
行の場合） ８ｂ’ 第１の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる
出力（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平
行の場合） ８ｃ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出
力（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反平
行の場合） ８ｄ 第１の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出
力（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反平
行の場合） ８ｃ’ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる
出力（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反
平行の場合） ８ｄ’ 第１の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる
出力（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反
平行の場合） ９ａ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出
力と第１の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出力
を差動検出した場合に得られる出力（第１の強磁性層と
第３の強磁性層の磁化方向が平行の場合） ９ｂ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出
力と第１の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出力
をそれぞれ足し合わせて検出した場合に得られる出力
（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が平行の
場合） ９ｃ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出
力と第１の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出力
をそれぞれ足し合わせて検出した場合に得られる出力
（第１の強磁性層と第３の強磁性層の磁化方向が反平行
の場合） ９ｄ 第３の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出
力と第１の強磁性層と第２の強磁性層間で得られる出力
を差動検出した場合に得られる出力（第１の強磁性層と
第３の強磁性層の磁化方向が反平行の場合） １０ 第１の強磁性層を固定する反強磁性層 １０’ 第３の強磁性層を固定する反強磁性層 １１ 強磁性層 １２ 非磁性層 １３ 強磁性層 １４ 絶縁層 １０１ ＭＲ素子 １０２ 再生ギャップ １０３ 記録ギャップ １０４ 記録コア １０５ 記録コイル １０６ 基板 Ａ１ 信号磁界入力方向 Ａ 出力の大きさを示す値 ａ 電極 ｂ 電極 ｃ 電極 ｄ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 辻 弘恭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 深澤 利雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (15)
- 【請求項１】 基板上に少なくとも３つ以上強磁性層と
少なくとも２つ以上のトンネル障壁を有し、第１の強磁
性層と第２の強磁性層の間に第１のトンネル障壁を有
し、前記第２の強磁性層と第３の強磁性層の間に第２の
トンネル障壁を有する事を特徴とする磁気抵抗効果素
子。 - 【請求項２】 印可磁場の無いときには第１の磁性層の
磁化方向及び第３の磁性層の磁化方向と第２の磁性層の
磁化方向が直交し、第２の強磁性層の磁化方向が検知す
べき磁界の方向と実質的に直交していることを特徴とす
る請求項１記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項３】 磁気抵抗効果素子の膜面に対し、センス
電流が主に垂直方向に流れる様にすることを特徴とする
請求項１または２記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項４】 第２の強磁性層が電気的に接地されてい
ることを特徴とする請求項１、２または３記載の磁気抵
抗効果素子。 - 【請求項５】 第１の磁性層と第３の磁性層の磁化の方
向が互いに平行であることを特徴とする請求項１〜４記
載の磁気抵抗効効果素子。 - 【請求項６】 第１の強磁性層と第２の強磁性層の間に
流れるトンネル電流と第３の強磁性層と前記第２の強磁
性層の間に流れるトンネル電流が互いに反対方向である
ことを特徴とする請求項５記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項７】 第１の強磁性層と第２の強磁性層の間に
流れるトンネル電流と第３の強磁性層と前記第２の強磁
性層の間に流れるトンネル電流が互いに同じ方向である
ことを特徴とする請求項５記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項８】 第１の磁性層と第３の磁性層の磁化の方
向が互いに反平行であることを特徴とする請求項１〜４
記載の磁気抵抗効効果素子。 - 【請求項９】 第１のトンネル障壁又は第２のトンネル
障壁の厚さが２０Å以下であることを特徴とする請求項
１〜８のいずれかに記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項１０】 第２の強磁性層が軟磁性膜であること
を特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の磁気抵抗
効果素子。 - 【請求項１１】 第１の強磁性層又は第３の強磁性層の
磁化の方向を固定されていることを特徴とする請求項１
〜１０のいずれかに記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項１２】 電極が非磁性体であることを特徴とす
る請求項１〜１１のいずれかに記載の磁気抵抗効果素
子。 - 【請求項１３】 第１の強磁性層と第２の強磁性層の間
から得られる出力と前記第２の強磁性層と第３の強磁性
層間から得られる出力を差動検出器で検出する事を特徴
とする請求項１〜１２のいずれかに記載の磁気抵抗効果
素子。 - 【請求項１４】 第１の強磁性層と第２の強磁性層の間
から得られる出力と前記第２の強磁性層と第３の強磁性
層間から得られる出力を互いに足し合わせてで検出する
事を特徴とする請求項１〜１３の何れかに記載の磁気抵
抗効果素子。 - 【請求項１５】 請求項１〜１４に記載の磁気抵抗効果
素子を再生ギャップの中に配置して成る磁気抵抗効果型
ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9325746A JPH11163436A (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9325746A JPH11163436A (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11163436A true JPH11163436A (ja) | 1999-06-18 |
Family
ID=18180193
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9325746A Pending JPH11163436A (ja) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | 磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11163436A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999067828A1 (fr) * | 1998-06-22 | 1999-12-29 | Sony Corporation | Dispositif a effet tunnel magnetique, procede de fabrication de ce dernier et tete magnetique |
| WO2000028342A1 (en) * | 1998-11-09 | 2000-05-18 | International Business Machines Corporation | Disk drive with thermal asperity reduction circuitry using a magnetic tunnel junction sensor |
| US6219274B1 (en) * | 1999-06-08 | 2001-04-17 | Tdk Corporation | Ferromagnetic tunnel magnetoresistance effect element and method of producing the same |
| US6259586B1 (en) * | 1999-09-02 | 2001-07-10 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction sensor with AP-coupled free layer |
| WO2001071735A1 (en) * | 2000-03-22 | 2001-09-27 | Motorola, Inc. | Magnetic element with an improved magnetoresistance ratio |
| WO2002039511A1 (fr) * | 2000-11-08 | 2002-05-16 | Sony Corporation | Element a effet de magnetoresistance et tete magnetique de type a effet de magnetoresistance |
| US6519179B2 (en) | 1999-12-10 | 2003-02-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Magnetic tunnel junction device, magnetic memory adopting the same, magnetic memory cell and access method of the same |
| US6611405B1 (en) | 1999-09-16 | 2003-08-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive element and magnetic memory device |
| US6633461B2 (en) | 2001-03-20 | 2003-10-14 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Dual tunnel junction sensor antiferromagnetic layer between pinned layers |
| JP2005197364A (ja) * | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Mitsubishi Electric Corp | 磁界検出素子、磁界検出器、磁界検出方法および磁界検出素子の製造方法 |
| WO2015033464A1 (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-12 | 株式会社日立製作所 | 磁気センサ素子 |
-
1997
- 1997-11-27 JP JP9325746A patent/JPH11163436A/ja active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6452892B1 (en) | 1998-06-22 | 2002-09-17 | Sony Corporation | Magnetic tunnel device, method of manufacture thereof, and magnetic head |
| WO1999067828A1 (fr) * | 1998-06-22 | 1999-12-29 | Sony Corporation | Dispositif a effet tunnel magnetique, procede de fabrication de ce dernier et tete magnetique |
| WO2000028342A1 (en) * | 1998-11-09 | 2000-05-18 | International Business Machines Corporation | Disk drive with thermal asperity reduction circuitry using a magnetic tunnel junction sensor |
| US6185079B1 (en) | 1998-11-09 | 2001-02-06 | International Business Machines Corporation | Disk drive with thermal asperity reduction circuitry using a magnetic tunnel junction sensor |
| US6219274B1 (en) * | 1999-06-08 | 2001-04-17 | Tdk Corporation | Ferromagnetic tunnel magnetoresistance effect element and method of producing the same |
| US6259586B1 (en) * | 1999-09-02 | 2001-07-10 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction sensor with AP-coupled free layer |
| US7593193B2 (en) | 1999-09-16 | 2009-09-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive element and magnetic memory device |
| US6987653B2 (en) | 1999-09-16 | 2006-01-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive element and magnetic memory device |
| US6611405B1 (en) | 1999-09-16 | 2003-08-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive element and magnetic memory device |
| US7345852B2 (en) | 1999-09-16 | 2008-03-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive element and magnetic memory device |
| KR100401777B1 (ko) * | 1999-09-16 | 2003-10-17 | 가부시끼가이샤 도시바 | 자기 저항 효과 소자 및 자기 메모리 장치 |
| US6751074B2 (en) | 1999-09-16 | 2004-06-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic memory having antiferromagnetically coupled recording layer |
| US7038894B2 (en) | 1999-09-16 | 2006-05-02 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive element and magnetic memory device |
| US6519179B2 (en) | 1999-12-10 | 2003-02-11 | Sharp Kabushiki Kaisha | Magnetic tunnel junction device, magnetic memory adopting the same, magnetic memory cell and access method of the same |
| WO2001071735A1 (en) * | 2000-03-22 | 2001-09-27 | Motorola, Inc. | Magnetic element with an improved magnetoresistance ratio |
| WO2002039511A1 (fr) * | 2000-11-08 | 2002-05-16 | Sony Corporation | Element a effet de magnetoresistance et tete magnetique de type a effet de magnetoresistance |
| US6633461B2 (en) | 2001-03-20 | 2003-10-14 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Dual tunnel junction sensor antiferromagnetic layer between pinned layers |
| JP2005197364A (ja) * | 2004-01-05 | 2005-07-21 | Mitsubishi Electric Corp | 磁界検出素子、磁界検出器、磁界検出方法および磁界検出素子の製造方法 |
| WO2015033464A1 (ja) * | 2013-09-09 | 2015-03-12 | 株式会社日立製作所 | 磁気センサ素子 |
| US20160202330A1 (en) * | 2013-09-09 | 2016-07-14 | Hitachi, Ltd. | Magnetic sensor element |
| JPWO2015033464A1 (ja) * | 2013-09-09 | 2017-03-02 | 株式会社日立製作所 | 磁気センサ素子 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3891540B2 (ja) | 磁気抵抗効果メモリ、磁気抵抗効果メモリに記録される情報の記録再生方法、およびｍｒａｍ | |
| US6266218B1 (en) | Magnetic sensors having antiferromagnetically exchange-coupled layers for longitudinal biasing | |
| JP3760095B2 (ja) | ２素子型再生センサ、垂直磁気記録再生用薄膜磁気ヘッド及び垂直磁気記録再生装置 | |
| JPH10283615A (ja) | 磁気抵抗型変換器 | |
| JP2002359412A (ja) | 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 | |
| JP2003078112A (ja) | 強磁性膜を用いた磁気デバイス及び磁気記録媒体並びに強誘電性膜を用いたデバイス | |
| US8431255B2 (en) | Galvanomagnetic device and magnetic sensor | |
| JPH11163436A (ja) | 磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型ヘッド | |
| 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 | |
| US20080247097A1 (en) | Magnetoresistance effect element and magnetic head | |
| JP2924875B2 (ja) | 磁気抵抗効果ヘッド | |
| JP2001156358A (ja) | 磁気抵抗効果素子および磁気メモリ素子 | |
| US20050068690A1 (en) | Magnetoresistance effect element and magnetic head | |
| KR19990045422A (ko) | 자기 저항 효과 자기 헤드 | |
| WO2000022612A1 (fr) | Capteur magnetique, tete magnetique, codeur magnetique et entrainement de disque dur | |
| JP2001067862A (ja) | 磁気メモリ素子 | |
| JPH113585A (ja) | 磁性薄膜メモリ素子およびその記録再生方法 | |
| JP2004296858A (ja) | 磁気記憶素子及び磁気記憶装置 | |
| JP4136028B2 (ja) | 磁性薄膜メモリ素子、それを用いた磁性薄膜メモリ及びその記録再生方法 | |
| JP2002270922A (ja) | 磁気抵抗素子 | |
| JP2003031773A (ja) | 磁気メモリ素子及びその記録方法、並びにその磁気メモリ素子を用いたメモリ | |
| JP3243092B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッド | |
| JP2000123328A (ja) | 磁気センサ、磁気ヘッド及び磁気エンコーダ | |
| JP3351694B2 (ja) | 磁性メモリ | |
| JP2004128026A (ja) | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録装置 |