KR100214371B1 - 자기저항 소자, 자기저항 헤드 및 자기저항 메모리 - Google Patents

자기저항 소자, 자기저항 헤드 및 자기저항 메모리 Download PDF

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모리시타 요이찌
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Abstract

자기저항 소자는 자성막 (3), 비자성막 (2) 및 자성막 (1) 이 연속적으로 층이진 구조를 가지고, 비자성막은 전기적 도체와 절연체의 혼합물로 만들어진다. 따라서, 자성막 (1 및 3) 사이의 자기 커플링이 감소된다. 막평면을 따라 전류를 공급함으로써 자기장을 검출할 수 있기 때문에, 큰 자기저항의 변화가 관측되거나 또는 감도가 높다. 수정된 자기저항 소자는 자화반전을 억제하는 막 (4) 또는 계면 자성막을 포함한다. 하드디스크용 자기헤드는 자기저항 소자에 요크를 부가함으로써 만들어진다. 다수의 자기저항 소자를 가지는 메모리 소자는 단어선과 비슷한 것을 부가하여 만들어진다.

Description

자기저항 소자, 자기저항 헤드 및 자기저항 메모리
제1도는 본 발명에 따른 형태의 자기저항 소자의 개략적인 단면도.
제2a도는 자기저항 소자에 있는 비자성막의 개략적인 단면도.
제2b도는 자기저항 소자에 있는 비자성막의 다른 예의 개략적인 단면도.
제3도는 본 발명에 따른 수정형의 자기저항 소자의 개략적인 단면도.
제4도는 본 발명에 따른 다른 형태의 자기저항 소자의 개략적인 단면도
제5도는 본 발명에 따른 수정형의 자기저항 소자의 개략적인 단면도.
제6a, b도는 본 발명에 따른 또 다른 형태의 자기저항 소자의 개략적인 단면도.
제7도는 본 발명에 따른 하드 디스크용 자기헤드의 개략적인 단면도.
제8도는 본 발명에 따른 메모리 소자의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 자성막 2 : 비자성막
3 : 자성막 4 : 자화반전 억제막
5 : 계면 자성막 6 : 요크
7 : 자기헤드 11 : 전극
21 : 전기적 절연체 22 : 전기적 도체
본 발명은 자기저항 효과를 사용하는 자기저항 소자, 하드디스크용 자기저항 헤드 및 자기저항 메모리 소자와 같은 소자에 관한 것이다.
최근에 Cr, Ru 등의 금속의 비자성 박막을 통해 항강자성 커플링(antiferr-omagnetic coupling)을 가지는 Fe/Cr 또는 Co/Ru 인조 격자막에 1∼10 kOe 의 강한 자기장의 거대한 자기저항 효과가 발견되었다 [Physical Review Letters Vol. 61, 2472 (1988), ibid. Vol.64, 2304 (1990)]. 그러나, 이들 막들이 큰 자기저항 (MR) 의 변화를 가진다하더라도, 이들 자성막들은 항강자성적으로 결합되기 때문에 자기저항 효과를 발생시키기 위하여 몇 kOe 정도 높은 자기장을 필요로 한다.
거대한 자기저항이 또한 금속의 비자성 박막 (Cu) 에 의해 분리되고, 그리고 그들 사이에 약한 자기 커플링을 가지는 두 종류의 자성박막 (Ni-Fe 및 Co)을 사용하는 Ni-Fe/Cu/Co 인조 격자막에서 발견되었다. 자기저항비는 실온에서 0.5 kOe 의 인가된 자기장에서 약 8 %이다 [Journal of Physical Society of Japan Vol.59, 3061 (1990)]. 그러나, 이 경우에 자성막 사이의 자성 커플링을 완전히 소멸시키기가 어렵고, 또한 약한 자기장에서 큰 자기저항 변화를 가지는 자기저항 소자를 개발하는 것이 문제이다.
전류가 인조 격자막의 막평면에 수직으로 흐를 때, 큰 자기저항의 변화가 관측된다. 그러나, 막두께가 매우 얇기 때문에 막평면의 방향에 저항이 매우 낮아 막은 실제로 사용될 수 없다.
매우 작은 인가 자기장에서 작동하는 자기저항 소자로서, Ni-Fe/Cu/Ni-Fe 에 부착된 항강자성 Fe-Mn을 가지는 스핀밸브 소자가 제안되었고 [Journal of Magnetism and Magnetic Masterials 93, 101 (1922)], 그리고 자기저항 헤드에 이의 적용이 시험되었다. 그러나, 소자의 자기저항의 변화가 2∼4 % 만큼 작은 것이 문제이다.
두 자성막 사이에 삽입된 절연막을 가지는 터널링 자기저항 소자가 개발 되었지만 [Japanese Journal of Applied Magnetism Vol.19, No.2, 369 (1995)], 훌륭한 특성 재현성을 가지기 위해 절연막의 특성을 제어하기가 어렵다.
선행기술 자기저항 재료로 만들어진 단어선과 감지선을 가지는 자기저항 메모리 소자가 제안되었다 [IEEE Trans. Magn. Vol.27, No.6, 5520 (1991)].
그러나, 자기저항의 변화율이 작기 때문에 정보를 판독할 때 출력이 작다는 것이 문제였다.
본 발명의 목적은, 작은 자기장에서 큰 자기저항의 변화를 가지는 자기저항 효과를 사용하는 소자를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 자기저항 소자는 각 비자성막이 한쌍의 자성막 사이에 배열되도록 층으로 놓이는 다수의 자성막과 하나 또는 그 이상의 비자성막을 포함한다. 비자성막은 전기적 절연막 및 전기적 절연막에 위치되는 적어도 하나의 전기적 도체, 또는 전기적 도체와 전기적 절연체의 혼합물을 포함한다.
그러면, 큰 자기저항 효과를 가지는 터널링 형태의 소자의 재현성은 비자성막으로서 전기적 절연체만을 사용하는 소자에 비해 개선된다. 더욱이, 비자성막의 전기적 저항은 제어될 수 있어서 자기저항 소자를 설계하기가 쉬워진다.
또한, 자기저항 효과는 전기적 절연체가 원주형의 전기적 도체를 감싸는 비자성막을 사용함으로써 더 개선된다. 자성막의 조성은 자기저항 특성을 개선하기 위해 최적으로 된다.
비자성막에 인접한 한쌍의 자성막중 하나는 연자성막을 포함하고, 다른 하나는 두개의 자성층중 하나보다 큰 보자력을 가진다. 매우 작은 자기장에서 자화를 반전시키기 쉬운 연자성막은 두 자성막 사이의 자기 커플링을 약화시키기 위해 비자성막에 의해 자화를 반전시키기 어려운 다른 자성막과 분리된다. 따라서, 연자성막의 자화의 순환은 쉽게 된다. 따라서, 자기저항 효과를 사용하는 자기저항 소자와 자기저항 헤드는 자기저항의 큰 변화율을 가지도록 제공될 수 있다.
제 3 자성막이 그들 사이에 비자성막을 두고 있는 한쌍의 자성막중 하나에 부착될 수 있다. 제 3자성막은 한쌍의 자성막중 하나의 자화반전을 억제한다. 주구성원자중 하나로서 코발트를 포함하는 1nm 또는 이 보다 작은 두께의 경계면 자성막이 자성막과 이에 인접한 비자성막 사이의 경계면에 제공될 수 있다.
상기 언급된 자기저항 소자는 자기저항 헤드에 적용된다. 자성매채에 기록된 부분의 크기가 작고, 그리고 자성매체로부터의 신호 자기장이 작다.
그러면, 자기장을 연질 자성막으로 효과적으로 인도하기 위하여 연질 자성재료로 만들어진 요크를 가지는 것이 실제로 효과적이다.
상기 기술된 본 발명에 따른 자기저항 소자, 자기저항 헤드 및 메모리 소자에서, 저항은 막평면에 대해 수직방향으로 높고, 그리고 전류는 막평면에 대해 수직방향으로 흐를 수 있다. 그러면, 자기저항의 큰 변화율을 얻을 수 있다.
본 발명의 장점은, 자기저항 소자, 자기저항 헤드 및 자기저항 메모리 소자가 매우 작은 자기장에서 큰 자기저항의 변화를 가진다는 것이다.
본 발명의 이들 목적과 장점은 첨부 도면을 참조해 바람직한 실시예와 관련해 기술다니 다음의 상세한 설명에서 명확해진다.
동일한 참조부호가 도면의 처음부터 끝까지 동일한 또는 대응하는 부분을 나타내는 도면을 참조하면, 제1도는 연속적으로 층진 자성막 (3), 비자성막 (2) 및 자성막 (1) 의 구조를 가지는 소자를 보여준다. 또한, 전극 (11) 들은 자성막 (1) 의 상부와 자성막 (3) 의 하부에 형성되고, 그리고 도선 (도시되지 않음) 이 전극 (11) 에 접속된다. 매우 작은 자기장 (H) 이 인가되면, 작은 보자력을 가지는 연질 자성막과 같은 자성막 (1)은 인가된 자기장에서 그의 자화를 반전시킨다. 다른 한편으로, 큰 보자력을 가지는 경질 자성막과 같은 자성막 (3) 은 인가된 자기장에서 반전되지 않은 자화를 가진다. 따라서, 두 자성막 (1 및 3) 의 자화방향은 서로 반대로 평행해지게 되어 소자의 저항이 증가된다. 인가된 자기장이 더 증가되면, 두 자성막 (1, 3) 의 자화방향은 평행하게 되어 저항이 감소된다. 이것이 자기저항 소자의 원리이다.
그러나, 비자성막이 금속으로 만들어지면 자성막 (1 및 3) 사이의 자기 커플링을 소멸시키기가 어렵고, 그리고 비자성막 (2) 의 두께가 증가된다면 자기 커플링이 약화되지만, 자기저항의 변화율이 감소된다. 다른 한편으로, 비자성막이 전기적 절연체로 만들어지고, 그리고 전류가 막평면에 대해 수직방향으로 터널 효과로 흐르게 된다면, 소자 특성의 재현성이 나빠지게 된다. 그렇다면, 본 실시예의 자성막 (2)은 제2a도에 도시된 바와 같이, 전기적 절연체 (21) 와 전기적 도체 (22) 의 혼합을 포함한다. 그러면, 자성막 사이의 자기 커플링이 소자 특성의 재현성을 손상시키지 않고 감소된다. 제2a도에 도시된 바와 같이, 바람직하게 비자성막 (2) 은 전기적 절연체 (21) 가 원주형의 전기적 도체 (22)를 감싸는 구조를 가진다.
제2b도에 도시된 바와 같이, 비자성막 (2) 은 제2a도에 도시된 구조를 가질 필요가 없다. 예컨대, 전기적 도체 (22) 는 비자성막 (2) 은 두께가 5nm 정도로 얇게 되면, 자성막 (1 및 3) 으로 반드시 연장하기 않으므로 자성막 사이에 전기적 전하의 터널링이 발생한다. 전기적 절연체 (21) 내 전기적 도체 (22) 의 분포는 막의 수직선 방향으로의 전기적 전도가 막평면의 방향으로의 전도보다 크게 될 때까지 채택되었다.
제3도는 수정된 형태의 자기저항 소자를 보여주는데, 제1도에 도시된 구조 다수가 자성막 (1 및 3) 사이에 비자성막 (2) 을 넣음으로써 층이졌다.
제3도에 도시된 구조에서, 제 1 자성층 (1), 비자성층 (2), 제 2 자성층 (3), 다른 비자성층 (2) 및 다른 제 1 자성층 (1) 이 연속적으로 층졌고, 그리고 1 과 1/2 의 주기가 더 반복된다. 또한, 전극 (11) 과 도선 (도시되지 않음) 은 소자의 상부와 하부에 형성되었다. 자기저항의 변화율이 더 개선 되었고, 전류가 막평면 방향으로 흐를지라도 소자의 시이트 저항이 감소된다.
제1도에 도시된 자기저항 소자의 제조 공정예가 아래로 설명된다.
Co0 . 7Ni0 . 1Fe0 . 2의 자성막 (1) 이 스퍼터링으로 12 nm 의 두께로 침적되었다. 그런 후, 이 위에 비자성막 (2) 이 Al2O3와 Cu 의 혼성타겟으로 2 nm 의 두께로 침적되었다. 그리고나서, Co0 . 5Fe0 . 5의 자성막 (3) 이 비자성막 위에 3 nm 의 두께로 침적되었다. Al2O3를 침적시키기 위하여 다수-타겟 스퍼터링 장치가 사용되고, 그리고 경사침적 (oblique deposition) 의 자기차단 (self shadowing) 효과가 사용된다. Al2O3와 구리는 서로 분리되는 경향이 있기 때문에, 비자성막 (2) 에서 구리 그레인은 열처리시 Al2O3내에 성장한다.
막평면의 수직방향을 따라 소자의 자기저항 특성이 측정되었고, 그리고 50 Oe 의 인가 자기장에서 18 % 의 자기저항의 변화율이 관측되었다.
비슷하게, 제3도에 도시된 다른 자기저항 소자가 자성층 (1), 비자성층 (2), 자성층 (3) 및 비자성층 (2) 으로 연속적으로 층이진 구조를 6 회 반복해 층을 형성시킴으로써 준비되었다. 소자의 자기저항 특성이 비슷하게 측정되었고, 그리고 자기저항의 변화율이 24 % 까지 증가되었다.
아래에 기술되는 재료들이 상기에서 언급된 자기저항 소자를 제조하기 위한 연질 자성막, (반)경질 자성막 등을 위해 사용된다.
작은 보자력을 가지고, 그리고 자기저항을 발생시키기에 용이하고, 또한 낮은 자기장에서 자화를 반전시키기에 용이한 연질 자성막 (1)은 주구성성분으로서 Co 를 포함하는 Ni 가 많은, 50 % 또는 그 이상의 자성막을 포함하는 것이 바람직하다. 예컨대, Ni 가 많은 자성막은 조성식
NixCoyFez (1)
를 가진다. 이때, 원자비로
x=0.6∼0.9, y=0∼0.4 및 z=0∼0.3 (1' )
이다. 이의 대표적인 것은 Ni0 . 80Co0 . 15Fe0 . 05및 Ni0 . 68Co0 . 20Fe0 . 12이다. 큰 작동 자기장을 가지지만 큰 자기저항의 변화를 가지는 다른 연질자성막 (1) 은 주구성성분으로서 50 % 또는 이 이상의 코발트를 포함하는 Co 가 많은 자성막을 포함한다. 예컨대, Co 가 많은 자성막은 조성식
Nix' Coy' Fez' (2)
를 가진다. 이때, 원자비로
x' =0∼0.4, y' =0.2∼0.95 및 z' =0∼0.5 (2' )
이다. 이의 대표적인 것은 Co0 . 9Fe0 . 1및 Co0 . 7Ni0 . 1Fe0 . 2이다.
이들 합금들은 작은 자기저항을 가지고, 그리고 소자를 위해 유리하게 사용된다.
철 (iron) 막이 0 이 아닌 자기변형 (magnetostriction) 을 가진다하더라도, 이는 큰 자기저항의 변화율을 가진다. 제조조건에 따라 이는 비교적 큰 보자력을 가진다. 철막은 연질 자성막(1) 으로서, 그리고 반-경질 자성막 (3) 으로서 사용될 수 있다.
Co-Mn-B 또는 Co-Mo-B 와 같은 비정질 코발트 합금은 연질 자성막 (1) 으로서 사용될 수 있다.
비자성막 (2) 내 전기적 도체 (22)는 바람직하게 구리, 은 또는 금으로 만들어진다. 비자성막 (2) 내 전기적 절연체 (21)는 Al2O3로 만들어진다.
자화의 반전을 방지하기 위하여, 경질 또는 반경질 자성막 (3) 이 약간 큰 보자력과 정사각형 자화곡선 (a square magnetization curve) 을 가지는 것이 바람직하다. 또한, 큰 자기저항 효과를 얻기 위해 주구성원소로서 코발트를 자성막 (3) 이 포함하는 것이 바람직하다. 이의 대표적인 것은 Co,Co0 . 5Fe0 . 5및 Co0 . 75Pt0 . 25이다.
제4도는 자화반전 억제막 (4) 이 자성막 (3' ) 위에 놓여지는 특징을 가지는 다른 형태의 자기저항 소자를 보여준다. 소자는 자화반전 억제막 (4), 자성막 (3' ), 비자성막 (2) 및 자성막 (1) 이 연속적으로 층이 진 구조를 가진다.
또한, 전극 (11) 과 도선 (도시되지 않음) 들인 소자의 상부와 하부상에 형성된다.
이 소자에서, 자성막 (3' ) 의 자화는 자화반전 억제막 (4) 이 있기 때문에 쉽사기 회전되지 않거나, 또는 자화반전 억제막 (4) 이 막 (4) 에 인접한 자성막 (3' ) 의 자화반전을 억제한다. 자성막 (3' ) 위에 놓여진 자화반전 억제막 (4) 은 제1도 및 제3도에 도시된 자성막 (3) 에 대해 비슷한 역할을 한다. 자성막 (3' )은 자성막 (1) 과 같거나 또는 상이할 수 있다.
자성막 (3' ) 에 부착되면 자성막 (3' ) 의 자화반전이 억제되는 한은 어떠한 막도 자화반전 억제막 (4) 으로서 사용될 수 있다. 예컨대, 산화물 TbCo, SmCo 또는 Fe-Mn, Ni-Mn, Cr-Mn 과 같은 금속의 항강자성체 또는 NiO 또는 CoO 와 같은 산화 항강자성체가 사용될 수 있다. 산화 항강자성체가 사용되면, 저항을 감소시키기 위해 이의 두께는 충분히 얇은 것이 바람직하다.
제5도는 자기저항 소자의 변형형태를 보여주는데, 제4도에 도시된 다수의 구조가 두 구조 사이에 비자성막 (2) 을 삽입시킴으로써 층이 형성된다.
제5도에 도시된 예에서, 두 구조가 그들 사이에 비자성막 (2) 을 두고 층이 졌다. 또한, 전극 (11) 과 도선 (도시되지 않음) 이 소자의 상부와 하부에 형성된다.
제6a도 및 제6b도는 자성막 (1) 과 비자성막 (2) 사이의 계면에 계면 자성막 (5) 이 제공되는 특징을 가지는 또 다른 형태의 자기저항 소자를 보여준다. 계면 자성막 (5) 은 자기저항 효과를 강화시키는 막이다. 예컨대, 계면 자성막 (5) 은 1nm 또는 그 이하의 두께를 가지고, 또한 주구성원소중 하나로서 코발트를 포함한다. 계면 자성막의 강화효과는 막두께를 증가시킴으로써 포화된다. 만일, 막두께가 1nm 를 초과하면, 이 막이 연질 자성막에 부차될 때 연질 자성 특성을 퇴화시킨다. 제6a도에 도시된 예에서, 계면 자성막 (5) 은 작은 보자력을 가지는 연질 자성막과 같은 자성막 (1) 과 비자성층 (2) 사이에 삽입되는 반면, 제6b도에 도시된 다른 예에서, 계면 자성막 (5) 은 비자성막 (2) 과 큰 보자력을 가지는 경질 자성막과 같은 자성막 (3) 사이에 삽입된다. 또한, 전극 (11) 과 도선 (도시되지 않음) 은 소자의 상부와 하부에 형성된다. 계면 자성막 (5)을 제공함으로써 자기저항의 큰 변화율이 관측되었다.
자기저항의 변화율을 증가시키기 위하여 계면막 (5) 으로서 코발트 박막이 유리하다. 막 (5) 이 자성막 (1) 과 비자성막 (2) 사이의 계면에 제공될 때 막의 두께는 자성막 (1) 의 연질 자성의 퇴화를 방지하기 위하여 1nm 또는 이 보다 작은 것이 바람직하다.
계면 자성막이 비자성막 (2) 과 자성막 (3' ) 사이에 자화그런데 바전 억제막 (4) 을 가지는 제4도 및 제5도에 도시된 자기저항 소자에 부가될 수 있다.
제7도는 하드디스크에 사용되는 형태의 자기저항 효과의 자기헤드 (7)의 예를 보여준다. 자기매체로부터의 신호 자기장은 자기저항 소자의 요크 (6) 에 의해 인도된다. 자기헤드에 사용된 자기저항 소자는 자성막 (3), 비자성막 (2) 및 자성막 (1) 이 연속적으로 층진 제1도의 구조를 가진다. 요크 (6) 는 신호 자기장 (H) 을 자기저항 소자내 연질 자성막 (1) 에 인도하기 위한 미소한 신호 영역의 형태에 대응하는 두께와 폭을 가지는 것이 바람직하다. 자속을 효과적으로 인도하기 위하여 요크 (6) 는 높은 투자율을 가지는 연질 자성재료로 만들어진다. 또한, 신호 자기장에서 자화의 반전을 방지하기 위하여 연질 자성막 (1) 보다는 다른 자성막 (3) 이 큰 보자력과 그리고 훌륭한 정사 가형 형태의 자화 곡선을 가지는 것이 바람직하다.
자기저항 헤드의 제조 공정예가 아래에 설명된다. Ni0 . 68Co0 . 12Fe0 . 12의 자성막 (1) 이 스퍼터링으로 12 nm 두께로 침적된다. 그런후, 비자성막 (2) 이 2 nm 의 두께로 자성막위에 Al2O3및 Cu 의 혼성타겟으로 침적된다.
또한, Co0 . 5Fe0 . 5의 자성막 (3) 이 스퍼터링으로 비자성막위에 3 nm 의 두께로 침적된다. 막평면의 수직방향을 따라 소자의 자기저항 특성이 20 Oe 의 인가 자기장에서 측정되었고, 그리고 자기저항의 변화율은 12 % 였다. 또한, 절연막 (도시되지 않음) 을 형성하기 위해 SiO2가 막위에 스퍼터링된 후, Co0 . 82Nb0 . 12Zr0 . 06막이 스퍼터일으로 형성되었고, 그리고 요크 (6) 가 막을 패턴닝하여 형성되었다. 헬름홀츠코일내 헤드 (7) 에 500 Oe 의 자기장을 인가함으로써 Co0 . 5Fe0 . 5가 한 방향으로 자화된 후, 헤드 (7) 의 출력신호가 반대방향으로 발생된 자기장에서 측정된다. 헤드 (7) 의 출력이 Ni-Fe 막의 선행기술 자기저항 재료가 사용된 헤드 보다 6배라는 것이 판명되었다.
요크 (6) 에 사용된 자성막 (7) 은 높은 투자율을 가지는 연질 자성막일 필요가 있다. 이 조건은 Co0 . 82Nb0 . 12Zr0 . 06또는 Ni0 . 8Fe0 . 2의 코발트 비정질 합금막으로 충족된다.
제8도는 메모리 소자의 예를 보여주는 것으로서, 자기저항 소자 (21) 는 한쌍의 감지선 (S, S' ) 을 형성하는 도선에 접속되고, 그리고 정보를 판독하기 위한 한쌍의 단어선 (W, W' ) 이 절연막 (도시되지 않음) 을 통해 자기저항 소자 (21) 근처에 제공된다. 감지선 (S, S' ) 은 자기저항 소자 (21) 의 상부와 하부에 전기적으로 접속된다. 따라서, 자기저항 소자 (21) 를 통하여 흐르는 전류의 방향은 소자 (21) 의 막평면에 대해 실질직으로 수직이다. 설명을 쉽게 하기 위해 단지 하나의 자기저항 소자 (21) 만이 제8도에 도시된다. 그러나, 비록 명백하게 도시되지 않았다하더라도, 다수의 자기저항 소자 (21) 가 2 차원 행렬로 배열된다. 감지선 (S) 은 서로 평행하게 배열되고, 그리고 감지선 (S' ) 을 수직으로 가로지른다. 단어선 (W) 은 서로 평행하게 배열되고, 그리고 단어선 (W' ) 을 수직으로 가로지른다. 자기저항 소자 (21) 는 예컨대, 자성막 (3), 비자성막 (2) 및 자성막 (1) 이 연속적으로 층진 제1도에 도시된 구조와 같은 자기저항 소자의 구조를 가진다. 정보는 큰 보자력을 가지는 자성막 (3) 의 자화를 반전시키도록 자기장을 발생시키기 위해 단어선 (W, W' ) 에 전류를 공급함으로써 기록된다. 정보는 연질 자성막 (1) 만의 자화를 반전시키도록 단어선 (W, W' ) 에 약한 전류를 공급하는 동안 감지선 (S, S' ) 으로 자기저항 소자 (21) 의 자기저항 변화를 감지함으로써 판독된다. 이 메모리 소자에서, 큰 보자력을 가지는 자성막 (3) 이 단어선 (W, W' ) 에 의해 발생된 자기장에 의해 자화를 반전시켜야 한다. 보자력이 너무 크면 이는 어렵게 되기 때문에, 자성막 (3) 은 적절한 크기의 보자력을 가지는 반경질 자성 막을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 정보의 기록상태를 명료하게 판독하기 위하여 반경질 자성막 (3) 의 자화곡선의 직각도 (squareness) 가 좋은 것이 바람직하다.
만일, 자기저항 소자 (21) 가 자화반전 억제막 (4), 자성막 (3' ), 비자성막 (2) 및 자성막 (1) 이 연속으로 층진 제4도 및 제5도에 도시된 구조를 가지고, 또한 자화반전 억제막 (4) 이 항강자성 재료로 만들어진다면, 많은 경우에 있어서 단어선 (W, W' ) 에 의해 발생된 자기장에서 자성막 (3' ) 의 자화를 반전시키는 것이 어렵게 된다. 이 경우에, 정보는 자성막 (1) 의 자화를 반전시키기 위해 단어선 (W, W' ) 에 의해 전류를 공급함으로써 기록되고, 그리고 정보는 자성막 (1) 의 자화를 반전시키기 위해 단어선 (W, W' ) 에 전류를 공급함으로써 또한 판독된다. 이 경우, 전자의 경우에서의 비파괴 판독과 반대로 파괴적 판독이 수행된다.
제1도에 도시된 자기저항 소자를 사용하는 메모리 소자의 제조 공정예가 아래에 설명된다. 먼저, 금이 침적되고 그리고 감지선 (S) 으로서 평행하게 스트립으로 패턴화된다. 그리고나서, 다수의 자기저항 소자 (21) 가 감지선 (S) 위에 형성된다. 예를 들면, Ni0 . 8Fe0 . 2의 자성막 (1) 이 스퍼터링으로 10 nm 의 두께로 침적된다. 다음에, 비자성막 (2) 이 자성막위에 Al2O3및 Cu 의 혼성타겟으로 5 nm 의 두께로 침적된다. 다음에, Co 의 자성막 (3) 이 비자성막위에 스퍼터링으로 5 nm 의 두께로 침적된다. 이 구조의 자기저항 소자의 자기저항 특성이 막평면의 수직방향을 따라 측정되었고, 10 % 의 자기저항 변화율이 20 Oe 의 인가 자기장에서 관측되었다. 다르게, 자기저항 소자는 제3도에 도시된 바와 같이, 자성막 (1), 비자성막 (2), 자성막 (3) 및 비자성막 (2) 이 연속으로 층진 구조를 6 회 층으로 쌓아 준비되었다. 자기저항 특성이 비슷하게 측정되었고, 16 % 의 자기저항 변화율이 관측되었다.
그리고나서, 금이 침적되고서 그리고 자기저항 소자 (21) 위에 감지선 (S) 에 수직으로 감지선 (S' )을 형성하기 위해 스트립으로 평행하게 패턴화되었다. 다음에, 절연막을 형성시키기 위해 감지선 (S' ) 위에 SiO2가 스퍼터되었고, 그리고 금이 이 위에 침적되었다. 단어선 (W' ) 은 금막을 패턴닝하여 형성된다. 이 공정은 단어선 (W' ) 에 수직으로 단어선 (W) 을 형성시키기 위해 반복된다. 이렇게 하여 메모리 소자가 제조되었다. 자성막 (3) 이 단어선 (W, W' ) 에 전류를 공급함으로써 한 방향으로 자화된 후, 한쌍의 감지선 (S, S' ) 사이 저항변화를 측정하는 동안에 자성막 (1) 만을 자화시키기 위해 자성막 (3) 의 자화에 대해 반대방향으로 약한 자기장을 발생시키기 위하여 약한 전류가 단어선 (W, W' ) 에 공급된다. 출력변화가 관측된다. 다른 한편, 약한 전류가 자성막 (3) 의 자화방향으로 약한 자기장을 발생시키기 위해 한쌍의 단어선 (W, W' ) 에 공급될 때, 감지선 (S, S' ) 사이의 변화가 관측되지 않았다.
또한, 정보를 판독하기 위하여 약한 전류가 한쌍의 단어선 (W, W' ) 에 반복적으로 인가되면, 비슷한 출력변화가 관측된다. 따라서, 비파괴적인 판독이 가능하다는 것이 판명되었다. 단어선 (W, W' ) 과 감지선 (S, S' ) 의 도선은 낮은 저항을 가지는 금 또는 구리와 같은 금속으로 만들어지는 것이 바람직하다.
본 발명이 첨부 도면과 관련해 바람직한 실시예에 충분히 기술되었다하더라도, 다양한 변형과 수정이 가능하다는 것이 본 기술분야의 당업자에게 자명하다는 것을 알아야 한다. 그러한 변형과 수정은 첨부된 청구의 범위를 이탈하지 않는다면 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (18)

  1. 각 비자성막이 한쌍의 자성막 사이에 배열되도록 다수의 자성막과 하나 또는 그 이상의 비자성막을 포함하는 자기저항 소자에 있어서, 상기 비자성막은 전기적 절연막과 상기 전기적 절연막에 위치되는 적어도 하나의 전기적 도체를 포함하는 것이 특징인 자기저항 소자.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 비자성막에 인접한 한쌍의 자성막중 하나는 연질 자성막을 포함하고, 그리고 다른 하나는 두 자성막중 상기 하나의 보자력보다 큰 보자력을 가지는 것이 특징인 자기저항 소자.
  3. 제 1 항에 있어서, 그들 사이에 상기 비자성막을 개재하는 상기 한쌍의 자성막중 하나에 부착된 상기 한쌍의 자성막중 상기 하나의 자화반전을 억제하는 제 3 자성막을 추가로 포함하는 것이 특징인 자기저항 소자.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 제 3 자성막에 인접한 상기 자성막은 50 % 또는 그 이상의 코발트를 포함하고, 그리고 상기 제 3 자성막에 인접하지 않은 상기 자성막은 50 % 또는 그 이상의 니켈을 포함하는 것이 특징인 자기저항 소자.
  5. 제 3 항 및 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 3 자성막은 항강자성 재료로 만들어지는 것이 특징인 자기저항 소자.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 자성막과 상기 자성막에 인접한 상기 비자성막 사이의 계면에 제공되는 1 nm 또는 그 이하의 두께의 계면 자성막을 추가로 포함하고, 또한 주구성원자중 하나로서 코발트를 포함하는 것이 특징인 자기저항 소자.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 비자성막은 전기적 절연막과 상기 전기적 절연막내 다수의 원주형의 전기적 도체를 포함하는 것이 특징인 자기저항 소자.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 자성막중 하나는 주구성요소로서 NixCoyFez 를 가지는 연질 자성막을 포함하고, 원자 구성비로서 x 는 0.6∼0.9, y 는 0∼0.4 및 z 는 0∼0.3 인 것이 특징인 자기저항 소자.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 자성막중 하나는 주구성요소로서 NixCoyFez 를 가지는 연질 자성막을 포함하고, 원자 구성비로서 x 는 0∼0.4, y 는 0.2∼0.95 및 z 는 0∼0.5 인 것이 특징인 자기저항 소자.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 자성막중 하나는 주구성요소로서 코발트를 가지는 비정질 합금막을 포함하는 것이 특징인 자기저항 소자.
  11. 제 2 항, 제 4 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연질 자성막은 주구성요소로서 NixCoyFez 를 가지는 자성막을 포함하고, 원자 구성비로서 x 는 0.6∼0.9, y 는 0∼0.4 및 z 는 0∼0.3 이며, 상기 자성막보다 큰 보자력을 가지는 상기 자성막은 주구성요소로서 코발트를 가지는 자성막을 포함하는 것이 특징인 자기저항 소자.
  12. 제 2 항, 제 4 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연질 자성막은 주구성요소로서 NixCoyFez 를 가지는 자성막을 포함하고, 원자 구성비로서 x 는 0∼0.4, y 는 0.2∼0.95 및 z 는 0∼0.5 이며, 상기 자성막보다 큰 보자력을 가지는 상기 자성막은 주구성요소로서 코발트를 가지는 자성막을 포함하는 것이 특징인 자기저항 소자.
  13. 제 2 항, 제 4 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 연질 자성막은 주구성요소로서 코발트를 가지는 비정질 합금막을 포함하고, 그리고 상기 비정질막보다 큰 보자력을 가지는 상기 자성막은 주구성요소로서 코발트를 가지는 자성막을 포함하는 것이 특징인 자기저항 소자.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 비자성막내 전기적 도체는 구리, 은 및 금의 그룹에서 선택된 하나 또는 그 이상의 원소를 포함하는 것이 특징인 자기저항 소자.
  15. 제 1 항 내지 제 13 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 비자성막내 전기적 절연체막은 알루미늄 산화물로 만들어지는 것이 특징인 자기저항 소자.
  16. 다수의 자성막과 전기적 절연체막 및 상기 전기적 절연체막내의 위치되는 적어도 하나의 전기적 도체를 포함하는 하나 또는 그 이상의 비자성막을 포함하되, 상기 자성막과 하나 또는 그 이상의 비자성막은 비자성막 각각이 한쌍의 자성막 사이에 배열되도록 층이지는 자기저항 소자 ; 및 자기저항 헤드에 반대되는 자기매체로부터 자기저항 소자로 신호 자기장을 인도하기 위한 요크를 포함하는 저기저항 헤드.
  17. 다수의 자성막과, 전기적 절연체막 및 상기 전기적 절연체막내에 위치되는 적어도 하나의 전기적 도체를 포함하는 하나 또는 그 이상의 비자성막을 포함하되, 상기 자성막과 하나 또는 그 이상의 비자성막은 비자성막 각각이 한쌍의 자성막 사이에 배열되도록 층이지는 자기저항 소자 ; 상기 자기저항 소자의 일단부에 위치되는 상기 자성막중 하나의 상기 자기저항 소자의 타단부에 위치되는 상기 자성막중 다른 하나에 전기적으로 접속된 한쌍의 제 1 전도선 ; 및 상기 자기저항 소자 근처에 제공되는 상기 자기저항 소자와 전기적으로 절연된 제 2 전도선을 포함하는 자기저항 메모리.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 다수의 자기저항 소자는 이차원 행렬로서 배열되고, 또한 서로 수직으로 교차하면서 서로 떨어져 있는 상기 한쌍의 전도선은 상기 자기저항 소자의 각각 주위에 제공되는 것이 특징인 자기저항 메모리.
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Families Citing this family (88)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100225179B1 (ko) * 1992-11-30 1999-10-15 니시무로 타이죠 박막 자기 헤드 및 자기 저항 효과형 헤드
US5841611A (en) * 1994-05-02 1998-11-24 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetoresistance effect device and magnetoresistance effect type head, memory device, and amplifying device using the same
US6256222B1 (en) 1994-05-02 2001-07-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetoresistance effect device, and magnetoresistaance effect type head, memory device, and amplifying device using the same
US5909345A (en) 1996-02-22 1999-06-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetoresistive device and magnetoresistive head
US6084752A (en) * 1996-02-22 2000-07-04 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Thin film magnetic head
US6590750B2 (en) * 1996-03-18 2003-07-08 International Business Machines Corporation Limiting magnetoresistive electrical interaction to a preferred portion of a magnetic region in magnetic devices
US5966322A (en) * 1996-09-06 1999-10-12 Nonvolatile Electronics, Incorporated Giant magnetoresistive effect memory cell
US5867351A (en) * 1997-07-25 1999-02-02 International Business Machines Corporation Spin valve read head with low moment, high coercivity pinning layer
DE19744095A1 (de) 1997-10-06 1999-04-15 Siemens Ag Speicherzellenanordnung
US5966012A (en) * 1997-10-07 1999-10-12 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junction device with improved fixed and free ferromagnetic layers
WO1999022368A2 (en) * 1997-10-29 1999-05-06 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic field sensor comprising a spin-tunnel junction
DE69811458T2 (de) * 1997-11-17 2004-01-08 Matsushita Electronics Corp., Kadoma Dünnschicht mit Wechselkupplung, magnetoresistives Element, magnetoresistiver Kopf und Herstellungsverfahren
JP3679593B2 (ja) 1998-01-28 2005-08-03 キヤノン株式会社 磁性薄膜素子および磁性薄膜メモリ素子およびその記録再生方法
US5953248A (en) * 1998-07-20 1999-09-14 Motorola, Inc. Low switching field magnetic tunneling junction for high density arrays
US6083764A (en) * 1998-07-20 2000-07-04 Motorola, Inc. Method of fabricating an MTJ with low areal resistance
US20040017721A1 (en) 1998-10-30 2004-01-29 Schwabe Nikolai Franz Gregoe Magnetic storage device
GB2343308B (en) * 1998-10-30 2000-10-11 Nikolai Franz Gregor Schwabe Magnetic storage device
US6178074B1 (en) * 1998-11-19 2001-01-23 International Business Machines Corporation Double tunnel junction with magnetoresistance enhancement layer
US6567246B1 (en) 1999-03-02 2003-05-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetoresistance effect element and method for producing the same, and magnetoresistance effect type head, magnetic recording apparatus, and magnetoresistance effect memory element
JP2001006126A (ja) * 1999-06-17 2001-01-12 Nec Corp 磁気抵抗効果ヘッド及びそのヘッドを備えた磁気抵抗検出システム並びにそのヘッドを備えた磁気記憶システム
US6560077B2 (en) * 2000-01-10 2003-05-06 The University Of Alabama CPP spin-valve device
US6172904B1 (en) * 2000-01-27 2001-01-09 Hewlett-Packard Company Magnetic memory cell with symmetric switching characteristics
US6473275B1 (en) * 2000-06-06 2002-10-29 International Business Machines Corporation Dual hybrid magnetic tunnel junction/giant magnetoresistive sensor
US6504689B1 (en) * 2000-07-12 2003-01-07 International Business Machines Corporation Tunnel junction read head with flux guide coupled to and magnetically extending a recessed free layer to an air bearing surface
JP3647736B2 (ja) * 2000-09-29 2005-05-18 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気再生装置
JP4896587B2 (ja) * 2000-10-20 2012-03-14 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気再生装置
US6937446B2 (en) 2000-10-20 2005-08-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element, magnetic head and magnetic recording and/or reproducing system
US20020051330A1 (en) * 2000-11-01 2002-05-02 Seagate Technology Llc High resistance CPP transducer in a read/write head
KR100427183B1 (ko) * 2000-12-16 2004-04-17 한국전기연구원 고감도 자기 저항 소자 및 그 제조 방법
JP2002217471A (ja) * 2001-01-18 2002-08-02 Fujitsu Ltd 強磁性トンネル接合素子及びその製造方法
US6633461B2 (en) 2001-03-20 2003-10-14 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Dual tunnel junction sensor antiferromagnetic layer between pinned layers
US6744086B2 (en) 2001-05-15 2004-06-01 Nve Corporation Current switched magnetoresistive memory cell
JP3565268B2 (ja) * 2001-06-22 2004-09-15 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気再生装置
FR2828001B1 (fr) * 2001-07-27 2003-10-10 Thales Sa Dispositif de commande de renversement de sens d'aimantation sans champ magnetique externe
FR2830971B1 (fr) * 2001-10-12 2004-03-12 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetoresistif a vanne de spin a performances ameliorees
US6545906B1 (en) * 2001-10-16 2003-04-08 Motorola, Inc. Method of writing to scalable magnetoresistance random access memory element
JP4382333B2 (ja) * 2002-03-28 2009-12-09 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気再生装置
JP3749873B2 (ja) 2002-03-28 2006-03-01 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気再生装置
US7095646B2 (en) * 2002-07-17 2006-08-22 Freescale Semiconductor, Inc. Multi-state magnetoresistance random access cell with improved memory storage density
US7218484B2 (en) * 2002-09-11 2007-05-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element, magnetic head, and magnetic reproducing apparatus
US7123451B2 (en) * 2002-09-25 2006-10-17 Tdk Corporation Thin-film magnetic head for reading magnetic information on a hard disk by utilizing a magnetoresistance effect
JP3836788B2 (ja) * 2002-12-26 2006-10-25 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置
US6759084B1 (en) 2003-06-05 2004-07-06 Headway Technologies, Inc. Process to form NOL structure for CPP GMR
US6865109B2 (en) * 2003-06-06 2005-03-08 Seagate Technology Llc Magnetic random access memory having flux closure for the free layer and spin transfer write mechanism
US6956763B2 (en) * 2003-06-27 2005-10-18 Freescale Semiconductor, Inc. MRAM element and methods for writing the MRAM element
US7538987B2 (en) * 2003-07-03 2009-05-26 University Of Alabama CPP spin-valve element
US6967366B2 (en) * 2003-08-25 2005-11-22 Freescale Semiconductor, Inc. Magnetoresistive random access memory with reduced switching field variation
JP2005109243A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Tdk Corp 磁気抵抗効果素子及び磁気ヘッド
JP2005109242A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Tdk Corp 磁気抵抗効果素子及び磁気ヘッド
US7423851B2 (en) * 2003-09-30 2008-09-09 Tdk Corporation Magneto-resistive element and device being provided with magneto-resistive element having magnetic nano-contact
JP2005109239A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Tdk Corp 磁気抵抗効果素子及び磁気ヘッド
JP2005109240A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Tdk Corp 磁気抵抗効果素子及び磁気ヘッド
JP2005109241A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Tdk Corp 磁気抵抗効果素子及びその製造方法並びに磁気ヘッド
JP4244312B2 (ja) * 2003-10-02 2009-03-25 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気再生装置
JP2005123298A (ja) * 2003-10-15 2005-05-12 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 磁気メモリー装置及びその製造方法
US7672086B1 (en) * 2004-04-28 2010-03-02 Western Digital (Fremont), Llc Method and system for providing a magnetic element having a current confined layer
JP4594679B2 (ja) * 2004-09-03 2010-12-08 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置、および磁気メモリ
JP2006114610A (ja) * 2004-10-13 2006-04-27 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子とそれを用いた磁気ヘッドおよび磁気再生装置
US7129098B2 (en) * 2004-11-24 2006-10-31 Freescale Semiconductor, Inc. Reduced power magnetoresistive random access memory elements
US7918014B2 (en) * 2005-07-13 2011-04-05 Headway Technologies, Inc. Method of manufacturing a CPP structure with enhanced GMR ratio
US7333306B2 (en) * 2005-08-23 2008-02-19 Headway Technologies, Inc. Magnetoresistive spin valve sensor with tri-layer free layer
US7583481B2 (en) * 2005-09-23 2009-09-01 Headway Technologies, Inc. FCC-like trilayer AP2 structure for CPP GMR EM improvement
JP4786331B2 (ja) 2005-12-21 2011-10-05 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP4864464B2 (ja) 2006-01-11 2012-02-01 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子とその製造方法、およびそれを用いた磁気ヘッドと磁気再生装置と磁気メモリ
JP4514721B2 (ja) * 2006-02-09 2010-07-28 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド、磁気記録再生装置及び磁気記憶装置
JP2007299880A (ja) * 2006-04-28 2007-11-15 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子，および磁気抵抗効果素子の製造方法
JP4550777B2 (ja) 2006-07-07 2010-09-22 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置及び磁気メモリ
JP5044157B2 (ja) * 2006-07-11 2012-10-10 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子，磁気ヘッド，および磁気再生装置
JP2008085202A (ja) 2006-09-28 2008-04-10 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子、磁気メモリ、磁気ヘッド、および磁気記録再生装置
JP2008152835A (ja) * 2006-12-15 2008-07-03 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 磁気抵抗効果ヘッド、磁気記録再生装置及び磁気ヘッドの製造方法
US7672085B2 (en) 2007-01-24 2010-03-02 Tdk Corporation CPP type magneto-resistive effect device having a semiconductor oxide spacer layer and magnetic disk system
JP4388093B2 (ja) 2007-03-27 2009-12-24 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置
US8031441B2 (en) 2007-05-11 2011-10-04 Headway Technologies, Inc. CPP device with an enhanced dR/R ratio
US8325449B2 (en) * 2007-08-27 2012-12-04 Headway Technologies, Inc. CPP device with improved current confining structure and process
JP2009164182A (ja) 2007-12-28 2009-07-23 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気記録再生装置
JP5150284B2 (ja) 2008-01-30 2013-02-20 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子およびその製造方法
JP5361201B2 (ja) * 2008-01-30 2013-12-04 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法
US8289663B2 (en) * 2008-04-25 2012-10-16 Headway Technologies, Inc. Ultra low RA (resistance x area) sensors having a multilayer non-magnetic spacer between pinned and free layers
KR101435590B1 (ko) 2008-08-18 2014-08-29 삼성전자주식회사 자기 기억 소자 및 그 형성방법
JP5039006B2 (ja) 2008-09-26 2012-10-03 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP5039007B2 (ja) 2008-09-26 2012-10-03 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP2010080839A (ja) 2008-09-29 2010-04-08 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気記録再生装置
US8551626B2 (en) * 2009-06-25 2013-10-08 Seagate Technology Llc CCP-CPP magnetoresistive reader with high GMR value
KR101096517B1 (ko) * 2009-10-19 2011-12-20 한국과학기술연구원 수직 자화 자성층을 갖는 자기 터널 접합 구조
US8692343B2 (en) 2010-04-26 2014-04-08 Headway Technologies, Inc. MR enhancing layer (MREL) for spintronic devices
JP5660826B2 (ja) * 2010-08-25 2015-01-28 三菱電機株式会社 磁気抵抗効果素子、それを用いた磁界検出器、位置検出器、回転検出器および電流検出器
US8698490B2 (en) * 2010-12-15 2014-04-15 Infineon Technologies Ag Magnetoresistive angle sensors having conductors arranged in multiple planes
CN113884956B (zh) * 2020-07-02 2024-01-19 华润微电子控股有限公司 锑-铟系化合物半导体磁阻连续电流传感器及其制造方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59117729A (ja) * 1982-12-24 1984-07-07 Showa Denko Kk 磁気ヘツドコアの製造方法
US5390061A (en) * 1990-06-08 1995-02-14 Hitachi, Ltd. Multilayer magnetoresistance effect-type magnetic head
JP3316869B2 (ja) * 1991-04-26 2002-08-19 株式会社日立製作所 磁気抵抗効果形ヘッド
JP3285937B2 (ja) * 1992-06-23 2002-05-27 ティーディーケイ株式会社 磁性多層膜および磁気抵抗変化素子ならびにそれらの製造方法
FR2692711B1 (fr) * 1992-06-23 1996-02-09 Thomson Csf Transducteur magnetoresistif.
JP3411626B2 (ja) * 1992-08-27 2003-06-03 ティーディーケイ株式会社 磁性多層膜および磁気抵抗効果素子ならびにそれらの製造方法
JP3243092B2 (ja) * 1992-11-30 2002-01-07 株式会社東芝 薄膜磁気ヘッド
JPH06203333A (ja) * 1993-01-08 1994-07-22 Fujitsu Ltd 磁気抵抗効果型薄膜ヘッド
JPH0766033A (ja) * 1993-08-30 1995-03-10 Mitsubishi Electric Corp 磁気抵抗素子ならびにその磁気抵抗素子を用いた磁性薄膜メモリおよび磁気抵抗センサ
JPH07272224A (ja) * 1994-03-30 1995-10-20 Sumitomo Metal Ind Ltd 磁気抵抗効果素子とその製造方法
JPH07320231A (ja) * 1994-05-23 1995-12-08 Hitachi Ltd 磁気抵抗効果型ヘッド

Also Published As

Publication number Publication date
JP3293437B2 (ja) 2002-06-17
KR970050284A (ko) 1997-07-29
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