KR100446035B1 - 자기-저항 디바이스 및/또는 다소자 자기-저항 디바이스 - Google Patents
자기-저항 디바이스 및/또는 다소자 자기-저항 디바이스 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100446035B1 KR100446035B1 KR10-2001-0061513A KR20010061513A KR100446035B1 KR 100446035 B1 KR100446035 B1 KR 100446035B1 KR 20010061513 A KR20010061513 A KR 20010061513A KR 100446035 B1 KR100446035 B1 KR 100446035B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- magnetic field
- vertical current
- current type
- self
- conductor
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 632
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 245
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 73
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 69
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 claims description 12
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 131
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 16
- 229910003321 CoFe Inorganic materials 0.000 description 13
- 229910019041 PtMn Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000005405 multipole Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000007737 ion beam deposition Methods 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000005549 size reduction Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910018979 CoPt Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007733 ion plating Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
- G01R33/098—Magnetoresistive devices comprising tunnel junctions, e.g. tunnel magnetoresistance sensors
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
- G11B5/3909—Arrangements using a magnetic tunnel junction
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
- G11B5/3929—Disposition of magnetic thin films not used for directly coupling magnetic flux from the track to the MR film or for shielding
- G11B5/3932—Magnetic biasing films
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B61/00—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one galvanomagnetic or Hall-effect element covered by groups H10N50/00 - H10N52/00
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B2005/3996—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
자기-저항 소자는 수직 전류 타입 자기-저항 소자, 상기 수직 전류 타입 자기-저항 소자내로 전류가 흐르도록 하는 제 1 도체, 및 상기 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 전류가 흐르도록 하는 제 2 도체를 포함한다. 제 1 도체는 그 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생한다. 제 2 도체는 그 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생한다. 제 1 도체 및 제 2 도체는 제 1 자계 및 제 2 자계가 수직 전류 타입 자기-저항 소자에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치된다.
Description
1. 발명 분야본 발명은, 예를 들면 차량 등에 이용되는 자기 센서용의 자기 디스크, 광 자기 디스크, 자기 테이프 등의 자기 매체, 및 자기 랜덤 액세스 메모리(MRAM) 상에 기록된 정보를 재생하기 위한 자기 헤드에서 폭넓게 이용되는 자기-저항 소자에 관한 것이다.
2. 관련 기술의 설명최근, 자기 기록 밀도의 향상에 수반하여, 스핀 밸브 타입 GMR(giant magneto-resistive) 소자가 이용되어 왔다. 스핀 밸브 타입 GMR은, 층 표면에 평행한 방향을 따라서 층에 흐르는 전자들의 평균 자유로(mean free path)가 자유층과 고정층간의 상대적 자화각(relative magnetization angle)에 따라 변화하는 것을 기본 원리로 하여 동작되는 것으로 설명되었다. 스핀 밸브 타입 GMR은 종래의 이방성 MR 소자(anisotropic MR element)보다 수 배 높은 약 10%의 MR비(자기-저항비)를 제공한다.
소자가 스핀 밸브 타입 GMR보다 더 높은 MR비를 제공함에 따라, TMR(터널링 자기-저항) 효과를 이용하는 TMR 소자, 및 자기 금속/전달 금속의 인위적 격자(artificial lattice)를 이용하는 CPP(면에 수직인 전류) GMR 소자가 연구되고 있다.
CPP GMR 소자는 기본적으로 상술한 스핀 밸브 타입 GMR 소자와 같은 원리로 동작한다. 그러나, CPP GMR 소자에서는, 전류가 층 표면과 수직 방향으로 흐른다. TMR 소자는 터널링 절연층을 개재한(interposing) 2개의 강자성층 간의 상대적 자화각에 따라 변화하는 전자들의 터널링 확률(tunneling probability)을 이용하는 새로운 자기-저항 소자이다. TMR 소자에서, 전류는 상술된 CPP GMR 소자와 같이 층 표면에 수직 방향으로 흐른다. 본 명세서에서, 전류가 층 표면과 수직 방향으로 흐르는 TMR 소자 및 CPP GMR 소자는 "수직 전류 타입 자기-저항 소자"로 총칭될 것이다.
자기 헤드용 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 이용하는 다양한 구조들이 제안되어 있다. 일본 공개 공보 평11-213349호에서는 스핀 밸브 타입 GMR 소자 대신에, TMR 소자를 포함하고 자속 가이드(flux guide)를 포함하는 실드(shield) 타입 자기 헤드를 제안하였다. 일본 공개 공보 평11-25425호에서는 자기 기록 매체의 표면과 수직 방향으로 형성된 요크 내에 TMR 소자를 포함하는 자기 헤드를 제안하였다.
TMR 소자가 자기 헤드에 이용되는 경우, 특히 TMR 소자의 높은 접합 임피던스로 인해, 열 노이즈가 발생되며, TMR 소자가 TMR 소자를 구동하기 위한 전기 회로와 매칭하지 않는다는 문제점이 있다.
접합 임피던스를 감소시키기 위하여 TMR 소자의 면적을 증가시키면, 자기 헤드의 크기를 감소시키기 어렵다는 또 다른 문제점이 발생한다. TMR 소자의 면적 증가는 또한 기록 밀도가 향상됨에 따라 자기 기록 매체의 표면으로부터 누설되는 자속이 증가하기 때문에, 자기 헤드의 감응도를 향상시키기 어렵다는 문제점이 있다.
또한, 접합 임피던스를 감소시키기 위하여 TMR 소자의 터널링 절연층의 두께를 감소시키면, 다음과 같은 문제점이 생긴다. 이와 같이 감소시키면, 터널링 절연층을 개재한 강자성층들 간의 자기 본딩이 강화된다. 따라서, 이상적인 상대적 자화각을 실현시키는 것이 어려우며, 높은 MR비를 제공하는 것이 어렵다.
자기 헤드의 감응성을 향상시키기 위하여 TMR 소자와 자기 기록 매체 간의 거리를 줄이면, 자기 기록 매체와 TMR 소자의 접촉이 열 스파이크를 발생시킨다는 문제점이 있다.
수직 전류 타입 자기-저항 소자를 이용하기 위한 상술한 종래의 구조들은 펄스 진폭 비대칭의 문제점들을 가지며, 원치 않는 측면 판독의 비대칭이 발생할 수 있다.
자기 헤드들 및 MRAM들 사이에서의 공통적인 문제점은, 그 크기가 감소함에 따라, TMR 소자에 흐르는 전류량이 증가할 때, 그 전류에 기초하여 발생된 자계가 자유층의 자화 방향(또는 자계 감지부)에 바람직하지 않는 영향을 일으킨다는 것이다.
TMR 소자는 TMR 소자 상에 인가되는 바이어스 전압이 증가되는 경우, MR비가 감소되도록 하기 위해 바이어스 전압 의존성의 고유한 문제점을 갖는다.
수직 전류 타입 자기-저항 소자 상에 바이어스 자계를 인가하기 위하여, 바이어스 자계를 발생하기 위한 비강자성 부재(anti-ferromagnetic member)를 제공하거나, 또는 자계에서 자성체(magnetic body)를 열처리함으로써 이방적으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 형성하는 자성체를 제공할 필요가 있다.
발명의 개요본 발명의 일 양태에 따르면, 자기-저항 소자는, 수직 전류 타입 자기-저항 소자와; 전류가 상기 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 1 도체와; 전류가 상기 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르도록 하기 위한 제 2 도체를 포함한다. 상기 제 1 도체는 상기 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생한다. 상기 제 2 도체는 상기 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생한다. 상기 제 1 도체 및 상기 제 2 도체는 상기 제 1 자계와 상기 제 2 자계가 상기 수직 전류 타입 자기-저항 소자에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 도체 및 상기 제 2 도체는 서로 평행하게 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 자기-저항 소자는 실질적으로 U-형상이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 도체 및 상기 제 2 도체는 서로 트위스트로 배치된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 자기-저항 소자는, 수직 전류 타입 자기-저항 소자와; 전류가 상기 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 1 도체와; 전류가 상기 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르도록 하기 위한 제 2 도체를 포함한다. 상기 제 1 도체는 상기 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생하고, 상기 제 2 도체는 상기 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생한다. 상기 제 1 도체 및 상기 제 2 도체는 상기 제 2 자계가 상기 제 1 자계의 적어도 일부를 상쇄하도록 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 도체 및 상기 제 2 도체는 서로 평행하게 배치된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 다소자 자기-저항 디바이스는, 특정 외부 자계에 응답하는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자와; 상기 특정 외부 자계에 응답하는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자와; 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자가 제공되는 요크(yoke)를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 다소자 자기-저항 디바이스는 상기 특정 외부 자계를 검출하기 위해서 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 출력과 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 출력을 가산하기 위한 가산기를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 다소자 자기-저항 디바이스는 상기 특정 외부 자계를 검출하기 위해서 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 출력과 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 출력을 감산으로 처리하기 위한 감산기를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 각각은, 상기 특정 외부 자계의 크기가 변화하더라도 자화 방향이 변화하지 않는, 고정층과; 상기 고정층과 상기 요크 사이에 제공된 비자기층(non-magnetic layer)을 포함한다. 상기 요크는 상기 특정 외부 자계의 크기 변화에 따라 자화 방향이 변화하는 자유층으로서 작용한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 다소자 자기-저항 디바이스는, 특정 외부 자계에 응답하는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자와; 상기 특정 외부 자계에 응답하는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 포함한다. 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생한다. 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생한다. 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 1 자계 및 상기 제 2 자계가 다소자 자기-저항 디바이스 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 서로 직렬로 전기적으로 접속된다.
본 발명의 일 실시예에서, 다소자 자기-저항 디바이스는, 전류가 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 1 도체와; 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르는 전류가 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 2 도체와; 전류가 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르도록 하기 위한 제 3 도체를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 2 도체와 관련하여 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자와 같은측 상에 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 2 도체와 관련하여 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 반대측 상에 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 서로 평행하게 전기적으로 접속된다.
본 발명의 일 실시예에서, 다소자 자기-저항 디바이스는, 상기 전류가 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 1 도체와; 상기 전류가 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르도록 하기 위한 제 2 도체를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 다소자 자기-저항 디바이스는, 상기 전류가 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 전류가 흐르도록 하기 위한 제 1 도체와; 상기 전류가 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르도록 하기 위한 제 2 도체와; 상기 전류가 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 3 도체와; 상기 전류가 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르도록 하기 위한 제 4 도체를 더 포함한다. 상기 제 1 도체는 그 안에 흐르는 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생한다. 상기 제 2 도체는 그 안에 흐르는 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생한다. 상기 제 1 도체 및 상기 제 2 도체는 상기 제 1 자계 및 상기 제 2 자계가 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치된다. 상기 제 3 도체는 그 안에 흐르는 전류에 기초하여 제 3 자계를 발생한다. 상기 제 4 도체는 그 안에 흐르는 전류에 기초하여 제 4 자계를 발생한다. 상기 제 3 도체 및 상기 제 4 도체는 상기 제 3 자계 및 상기 제 4 자계가 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 다소자 자기-저항 디바이스는, 상기 전류가 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 1 도체와; 상기 전류가 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르도록 하기 위한 제 2 도체와; 상기 전류가 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 3 도체와; 상기 전류가 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르도록 하기 위한 제 4 도체를 더 포함한다. 상기 제 1 도체는 그 안에 흐르는 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생한다. 상기 제 2 도체는 그 안에 흐르는 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생한다. 상기 제 1 도체 및 상기 제 2 도체는 상기 제 1 자계와 상기 제 2 자계가 서로 상쇄되도록 배치된다. 상기 제 3 도체는 그 안에 흐르는 전류에 기초하여 제 3 자계를 발생한다. 상기 제 4 도체는 그 안에 흐르는 전류에 기초하여 제 4 자계를 발생한다. 상기 제 3 도체 및 상기 제 4 도체는 상기 제 3 자계와 상기 제 4 자계가 서로 상쇄되도록 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 다소자 자기-저항 디바이스는, 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자가 제공된 요크를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 다소자 자기-저항 디바이스는, 상기 요크와 관련하여 상기 제 1 및 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자들의 반대측 상에 제공된 기판을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 다소자 자기-저항 디바이스는, 상기 제 1 및 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자들에 관련하여 요크의 반대측 상에 제공된 기판을 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 요크는 수평 요크이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 요크는 수직 요크이다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 각각은, 비강자성층(anti-ferromagnetic layer)과; 고정층(fixed layer)과; 상기 고정층과 관련하여 비강자성층의 반대측 상에 제공되는 비자기층(non-magnetic layer)을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 다소자 자기-저항 디바이스는 상기 특정 외부 자계를 검출하기 위해서 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 출력과 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 출력을 가산하기 위한 가산기를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 서로 다른 극성들을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에서, 다소자 자기-저항 디바이스는 상기 특정 외부 자계를 검출하기 위해서 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 출력과 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 출력을 감산으로 처리하기 위한 감산기를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 서로 다른 극성들을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자들은 적어도 2개의 자성체들 사이의 상대적 자화각의 변화를 전자들의 터널링 확률(tunneling probability)의 변화로서 검출한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 및 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자들은 적어도 2개의 자성체들 사이의 상대적 자화각의 변화를 전자들의 평균 자유로(mean free path)의 변화로서 검출한다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 자기 랜덤 액세스 메모리는 다소자 자기-저항 디바이스를 포함한다. 다소자 자기-저항 디바이스는: 특정 외부 자계에 응답하는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자와; 상기 특정 외부 자계에 응답하는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 포함한다. 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생한다. 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생한다. 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 1 자계 및 상기 제 2 자계가 다소자 자기-저항 디바이스 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치된다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 서로 직렬로 전기적으로 접속된다.
본 발명의 일 실시예에서, 자기 랜덤 액세스 메모리는, 상기 전류가 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 1 도체와; 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르는 상기 전류가 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 2 도체와; 상기 전류가 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르도록 하기 위한 제 3 도체를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 2 도체와 관련하여 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 반대측 상에 제공된다.
따라서, 본 명세서에 설명되는 본 발명은, (1) 간단한 구조로 그안의 수직 전류 타입 자기-저항 소자 상에 인가되는 바이어스 자계를 조절하기 위한 자기-저항 소자 및 다소자 자기-저항 디바이스, (2) 높은 감응성을 갖는 자기-저항 소자 및 다소자 자기-저항 디바이스, (3) 자기 헤드와 자기 기록 매체에 접촉하여 발생된 열 스파이크를 감소시키기 위한 자기-저항 소자 및 다소자 자기-저항 디바이스, (4) 높은 출력을 제공하기 위한 콤팩트 자기-저항 소자 및 콤팩트 다소자 자기-저항 디바이스, 및 (5) 비대칭 사이드 판독 및 비대칭 펄스 진폭을 방지하기 위한 자기-저항 소자 및 다소자 자기-저항 디바이스를 제공하는 장점이 있다.
본 발명의 이런 및 다른 장점들은 첨부된 도면들을 참조하여 다음의 상세한 설명을 읽고 이해하면 당업자에게는 자명해질 것이다.
도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자기-저항 소자의 단면도.
도 1b는 바이어스 자계가 작용하지 않는 상태에서 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 MR-H 곡선을 예시한 그래프.
도 1c는 바이어스 자계가 작용하는 상태에서 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 MR-H 곡선을 예시한 그래프.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다른 자기-저항 소자의 단면도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 또 다른 자기-저항 소자의 단면도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다소자 자기-저항 디바이스.
도 5는 내부에 발생된 바이어스 자계를 예시한 도 4에 도시된 다소자 자기-저항의 평면도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다른 다소자 자기-저항 디바이스의 단면도.
도 7은 수직 전류 타입 자기-저항 소자가 직렬로 접속된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다소자 자기-저항 디바이스의 단면도.
도 8은 내부에 발생된 바이어스 자계를 예시한 도 7에 도시된 다소자 자기-저항의 단면도.
도 9는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 또 다른 다소자 자기-저항 디바이스의 단면도.
도 10은 수직 전류 타입 자기-저항 소자들이 직렬로 접속된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 또 다른 다소자 자기-저항 디바이스의 단면도.
도 11은 수직 전류 타입 자기-저항 소자들이 직렬로 접속된 본 발명의 제 1 실시예에 따른 또 다른 다소자 자기-저항 디바이스의 단면도.
도 12는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다소자 자기-저항 디바이스를 제조하는 단계를 예시한 단면도.
도 13은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다소자 자기-저항 디바이스를 제조하는 단계를 예시한 단면도.
도 14는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다소자 자기-저항 디바이스를 제조하는 단계를 예시한 단면도.
도 15는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다소자 자기-저항 디바이스를 제조하는 단계를 예시한 단면도.
도 16은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다소자 자기-저항 디바이스를 제조하는 단계를 예시한 단면도.
도 17은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다소자 자기-저항 디바이스를 제조하는 단계를 예시한 단면도.
도 18은 요크와 관련하여 기판의 반대측 상에 수직 전류 타입 자기-저항 소자들을 포함하는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다소자 자기-저항 디바이스의 아이소메트릭 도면.
도 19a는 도 18에 도시된 외부 자계와 평행한 도 18에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 단면도.
도 19b는 도 18에 도시된 외부 자계에 수직인 도 18에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 단면도.
도 20a는 도 18에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스에 수직 전류 타입 자기-저항 소자들을 어떻게 접속하는 가를 예시한 단면도.
도 20b는 도 18에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 부분 단면도.
도 21a는 도 18에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 가산 동작을 예시한 그래프.
도 21b는 도 18에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 가산 동작을 예시한 그래프.
도 21c는 도 18에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 가산 동작을 예시한 그래프.
도 22는 종래의 자기-저항 디바이스를 도시한 도면.
도 23a는 도 18에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 감산 동작을 예시한 그래프.
도 23b는 도 18에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 감산 동작을 예시한 그래프.
도 23c는 도 18에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 감산 동작을 예시한 그래프.
도 23d는 도 18에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스 일부의 다른 구조를 예시한 단면도.
도 24는 요크와 관련하여 기판의 반대측 상에 수직 전류 타입 자기-저항 소자들을 포함하는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다른 다소자 자기-저항 디바이스의 아이소메트릭 도면.
도 25a는 도 24에 도시된 외부 자계와 평행한 도 24에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 단면도.
도 25b는 도 24에 도시된 외부 자계에 수직인 도 24에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 단면도.
도 26은 도 24에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스에 수직 전류 타입 자기-저항 소자들을 어떻게 접속하는 가를 예시한 단면도.
도 27a는 도 24에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 가산 동작을 예시한 그래프.
도 27b는 도 24에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 가산 동작을 예시한 그래프.
도 27c는 도 24에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 가산 동작을 예시한 그래프.
도 28a는 도 24에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 감산 동작을 예시한그래프.
도 28b는 도 24에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 감산 동작을 예시한 그래프.
도 28c는 도 24에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 감산 동작을 예시한 그래프.
도 29는 기판과 요크 사이에 배치된 수직 전류 타입 자기-저항 소자들을 포함하는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다소자 자기-저항 디바이스의 아이소메트릭 도면.
도 30a는 도 29에 도시된 외부 자계에 평행한 도 29에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 단면도.
도 30b는 도 29에 도시된 외부 자계에 수직인 도 29에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 단면도.
도 31은 도 29에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 다른 수직 단면도.
도 32는 도 29에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스에 수직 전류 타입 자기-저항 소자들을 어떻게 접속하는 가를 예시한 단면도.
도 33은 도 29에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 부분 단면도.
도 34는 도 29에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 일부의 다른 구조를 예시한 단면도.
도 35a는 기판과 요크 사이에 배치된 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 포함하는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다른 다소자 자기-저항 디바이스의 수평 단면도.
도 35b는 도 35a에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 수직 단면도.
도 36은 기판과 요크 사이에 배치된 수직 전류 타입 자기-저항 소자들을 포함하는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 또 다른 다소자 자기-저항 디바이스의 아이소메트릭 도면.
도 37a는 도 36에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 수평 단면도.
도 37b는 도 36에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스의 수직 단면도.
도 38은 기판과 요크 사이에 배치된 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 포함하는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 또 다른 다소자 자기-저항 디바이스의 아이소메트릭 도면.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※
100: 자기-저항 소자 101: 수직 전류 타입 자기-저항 소자
102, 103: 도체 104: 합성 자계
108: 외부 자계 110: 자기 기록 매체
도 1a는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 자기-저항 소자(100)의 단면도이다. 자기-저항 소자(100)는, 예를 들면, 자기 디스크 등에 기록된 정보를 재생하기 위한 자기 헤드에 이용될 수 있다. 자기-저항 소자(100)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 포함한다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는, 예를 들면,TMR 소자이다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 CPP GMR 소자일 수 있다.
수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 다수의 적층들(laminated layers)을 포함한다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 외부 자계(108), 예를 들면, 자기 기록 매체(110)(자기 디스크 등)의 표면으로부터 누출된 자계 성분에 응답하며, 그 성분은 다수의 층들에 평행하다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 한 표면 위에는 도체(102)가 제공된다. 도체(102)는 외부 자계(108)와 평행한 방향으로 도 1a의 페이퍼 시트 우측을 향하여 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 표면을 따라 뻗어있다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 다른 표면 위에는, 도체(103)가 도체(102)와 마주하도록 도체(103)가 제공된다. 도체(103)는 도체(102)와 평행하다. 따라서, 도체들(102, 103) 및 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 포함하는 자기-저항 소자(100)는 실질적으로 U-형상이다.
이 후, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 인가된 바이어스 자계가 설명될 것이다.
바이어스 자계는 외부 자계(108)에 실질적으로 수직 방향으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 작용한다. 도 1b는 바이어스 자계가 작용하지 않는 상태에서 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 MR-H 곡선을 예시한 그래프이다. 도 1c는 바이어스 자계가 작용하는 상태에서 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 MR-H 곡선을 예시한 그래프이다. 도 1b 및 1c에서, 수평축은 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 의해 검출될 외부 자계(H)의 크기를 나타내며, 수직축은 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 자기 저항의 크기를 나타낸다.
도 1b를 참조하면, 바이어스 자계가 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 작용하지 않는 상태에서, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 MR-H 곡선(1)을 나타낸다. MR-H 곡선(1)은 외부 자계 크기(H1) 대 외부 자계의 크기(H2)의 범위로 히스테리시스(11)를 형성한다. 외부 자계(108)의 크기가 외부 자계 크기(H1)보다 작을 때, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 자기 저항(R1)을 갖는다. 외부 자계(108)의 크기가 외부 자계 크기(H2)보다 클 때, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 자기 저항(R1)보다 큰 자기 저항(R2)을 갖는다.
도 1c를 참조하면, 바이어스 자계가 외부 자계(108)에 실질적으로 수직 방향으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 작용하는 상태에서, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 MR-H 곡선(2)을 나타낸다. MR-H 곡선(2)은 MR-H 곡선(1)보다 작은 히스테리시스를 갖는다. 수직축에 대한 MR-H 곡선(2)의 경사각(θ2)은 수직축에 대한 MR-H 곡선(1)의 경사각(θ1)보다 크다. 그 결과, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 MR-H 곡선(2)을 나타내는데, 이것은 MR-H 곡선(1)보다 작은 히스테리시스를 가지며, 도 1b에 도시된 H1 대 H2의 범위보다 큰 외부 자계(H3) 대 외부 자계(H4)의 범위로 선형이다. 외부 자계(108)의 크기가 외부 자계 크기(H3)보다 작은 경우, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 자기 저항(R1)을 갖는다. 외부 자계(108)의 크기가 외부 자계 크기(H4)보다 큰 경우, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 자기 저항(R1)보다 큰 자기 저항(R2)을 갖는다.
이러한 구조를 갖는 자기-저항 소자(100)는 다음과 같은 방법으로 동작한다.
도 1a를 다시 참조하면, 전류는 화살표(106a) 방향으로 도체(102)로 흘러서,그 한 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)로 흐른다. 이 후, 전류는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 포함된 다수의 층들의 표면에 수직인 화살표(106b) 방향으로 흐른다. 전류는 그 다른 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 밖으로 흐르며, 도체(102)와는 반대의 화살표(106c) 방향으로 도체(103)로 흐른다.
화살표(106a) 방향으로 도체(102)에 흐르는 전류에 기초하여, 도체(102)는 제 1 자계를 발생한다. 도체(102)와는 반대의 화살표(106c) 방향으로 도체(103)로 흐르는 전류에 기초하여, 도체(103)는 제 2 자계를 발생한다. 제 1 및 제 2 자계들을 합성함으로써 얻어진 합성 자계(104)는 페이퍼 앞쪽에서 페이퍼 뒷쪽으로 도 1a의 페이퍼 시트와 수직인 방향으로 작용한다. 따라서, 합성 자계(104)는 외부 자계(108)와 실질적으로 수직 방향으로 수직 전류 타입 자기 저항 소자(101)에 작용한다. 따라서, 합성 자계(104)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상의 바이어스 자계로서 작용한다.
상술한 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 자기-저항 소자(100)는 도체(102)에 흐르는 전류에 기초하여 발생된 제 1 자계와 도체(103)에 흐르는 전류에 기초하여 발생된 제 2 자계를 합성함으로써 얻어진, 합성 자계(104)가 실질적으로 외부 자계(108)와 수직이 되도록 배치된 도체들(102, 103)을 포함한다. 합성 자계(104)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 바이어스 자계로서 작용한다. 따라서, 종래 기술과는 달리, 바이어스 자계를 발생하기 위한 비강자성 부재를 제공할 필요가 없거나, 또는 자계에서 자성체를 열처리함으로써 이방적으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 형성하는 자성체를 제공할 필요가 없게 된다. 그 결과, 바이어스 자계가 종래 기술보다 간단한 구조로서 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)상에 작용할 수 있다.
바이어스 자계를 발생하는 비강자성 부재를 제공하기 위한 구조 및/또는 자계에서 자성체를 열처리함으로써 이방적으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 형성하는 자성체를 제공하기 위한 구조는 제 1 실시예의 구조와 조합될 수 있다. 이러한 조합에 의해서, 자기-저항 소자(100)의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 더 만족스러운 MR-H 곡선을 가질 수 있다.
수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 인가된 바이어스 자계는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 흐르는 전류로부터 분리된 전류에 의해서 발생될 수 있다. 이 경우, 바이어스 자계는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 크기와 상관없이 안정하게 제공될 수 있다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 다른 자기-저항 소자(200)의 단면도이다. 도 1a를 참조하여 상술한 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 자기-저항 소자(200)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 포함한다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 다수의 적층들을 포함한다. 다수의 적층들의 표면은 실질적으로 외부 자계(108)에 대하여 45도로 경사진다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 한 표면 위에는 도체(102A)가 제공된다. 도체(102A)는 페이퍼의 앞쪽에서 페이퍼의 뒷쪽으로 도 2의 페이퍼 시트와 수직 방향으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 표면을 따라뻗어있다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 다른 표면 위에는 도체(103A)가 제공된다. 도체(103A)는 도 2의 페이퍼 시트의 우측으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 표면을 따라 뻗어있다. 따라서, 도체들(102A, 103A)은 서로 트위스트되도록 배치된다.
이러한 구조를 갖는 자기-저항 소자(200)는 다음과 같은 방식으로 동작한다.
전류는 페이퍼의 뒷쪽에서 페이퍼의 앞쪽으로 도 2a의 페이퍼 시트와 수직 방향으로 도체(102A)에 흐르며, 그 한 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)로 흐른다. 이 후, 전류는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 포함된 다수의 층들의 표면에 수직인 화살표(106Ab) 방향으로 흐른다. 전류는 그 다른 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 밖으로 흐르며, 화살표(106Ac) 방향으로 도체(103A)에 흐른다.
도체(102A)에 흐르는 전류에 기초하여, 도체(102A)는 제 3 자계를 발생한다. 도체(103A)에 흐르는 전류에 기초하여, 도체(103A)는 제 4 자계를 발생한다. 제 3 및 제 4 자계들을 합성함으로써 얻어진, 합성 자계(104A)는 도 2에 도시된 바와 같이 실질적으로 도체들(102A, 103A)에 대하여 45도로 경사진 방향으로 작용한다. 따라서, 합성 자계(104A)는 실직적으로 외부 자계(108A)와 수직인 방향으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 작용한다. 따라서, 합성 자계(104A)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상의 바이어스 자계로서 작용한다.
상술한 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 자기-저항 소자(200)는 도체(102A)에 흐르는 전류에 기초하여 발생된 제 3 자계 및 도체(103A)에 흐르는 전류에 기초하여 발생된 제 4 자계를 합성함으로써 얻어진 합성 자계(104A)가 실질적으로 외부 자계(108A)와 수직이 되도록 배치된 도체들(102A, 103A)을 포함한다. 합성 자계(104A)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상의 바이어스 자계로서 작용한다. 따라서, 도 1a를 참조하여 상술한 바와 같은 효과가 제공된다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 또 다른 자기-저항 소자(300)의 단면도이다. 도 1a를 참조하여 상술된 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
자기-저항 소자(300)는 다음과 같은 문제점들을 해결한다. 도 1a를 참조하여 상술된 자기-저항 소자(100)는 다음과 같은 문제점을 갖고 있다. 자기 헤드의 크기 축소에 대처하여 출력을 향상시키기 위하여 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 흐르는 전류의 양과, 그 결과, 발생된 합성 자계(104)가 외부 자계(108)에 비해서 지나치게 큰 경우, 외부 자계(108)의 크기 변화에 대한 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 자기 저항의 레벨 변화는 감소한다. 마찬가지로, 도 2를 참조하여 상술된 자기-저항 소자(200)는 발생된 합성 자계(104A)가 외부 자계(108A)에 비해서 지나치게 큰 경우, 외부 자계(108)의 크기의 변화에 대한 자기-저항 소자(101)의 수직 전류 타입 자기 저항 레벨의 변화가 감소되는 문제점을 갖는다.
도 3을 참조하면, 자기-저항 소자(300)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 포함한다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 다수의 적층들을 포함한다. 다수의 적층들의 표면은 외부 자계(108)와 평행하다. 수직 전류 타입자기-저항 소자(101)의 한 표면 위에는 도체(102B)가 제공된다. 이 도체(102B)는 외부 자계(108)와 평행한 방향으로 도 3의 페이퍼 시트의 우측 방향으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 표면을 따라 뻗어있다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 다른 표면 위에는 도체(103B)가 제공된다. 도체(103B)는 외부 자계(108)에 평행한 방향으로 도체(102B)와는 반대로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 다른 표면을 따라 뻗어있다. 따라서, 도체(103B)는 도체(102B)와 평행이다.
이러한 구조를 갖는 자기-저항 소자(300)는 다음과 같은 방법으로 동작한다.
전류는 화살표(106Ba) 방향으로 도체(102B)에 흐르며, 그 한 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)로 흐른다. 이 후, 전류는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 포함된 다수의 층들의 표면과 수직인 화살표(106Bb) 방향으로 흐른다. 전류는 그 다른 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 밖으로 흐르며, 화살표(106Bc) 방향으로 도체(103B)에 흐른다. 따라서, 전류는 도체(102B) 및 도체(103B)와 동일한 방향으로 흐른다.
도체(102B)에 흐르는 전류에 기초하여 도체(102B)는 제 5 자계를 발생한다. 도체(103B)에 흐르는 전류에 기초하여, 도체(103B)는 제 6 자계를 발생한다. 전류는 도체(102B)와 도체(103B)에서 같은 방향으로 흐르기 때문에, 도체(103B)에서 흐르는 전류에 기초하여 발생된 제 6 자계는 도체(102B)에서 흐르는 전류에 기초하여 발생된 제 5 자계를 상쇄한다.
상술된 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 자기-저항 소자(300)는, 도체에 흐르는 전류에 기초하여 발생된 제 6 자계가 도체(102B)에 흐르는 전류에 기초하여 발생된 제 5 자계를 상쇄하도록 배치된 도체들(102B, 103B)을 포함한다. 따라서, 제 5 자계 및 제 6 자계의 합성 자계의 크기는 제로이다. 따라서, 합성 자계는 외부 자계(108)를 넘지 않는다. 그 결과, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 흐르는 전류의 양이 증가하더라도, 외부 자계(108)의 크기 변화에 대한 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 자기 저항 레벨의 변화는 증가하지 않는다.
도체(103B)에 흐르는 전류에 기초하여 발생된 제 6 자계는 도체(102B)에 흐르는 전류에 기초하여 발생된 제 5 자계의 전체를 상쇄할 필요는 없으나, 제 5 자계의 일부는 상쇄할 수 있다. 예를 들면, 자기-저항 소자(300)가 자기 헤드에 이용되는 경우, 제 6 자계는 제 5 및 제 6 자계의 합성 자계가 외부 자계(108)를 넘지 않도록 하기 위해 제 5 자계를 상쇄할 수 있다. 본 발명에 따르면, 제 6 자계는 제 5 및 제 6 자계의 합성 자계가 외부 자계(108)를 넘지 않도록 하기 위해 제 5 자계의 적어도 일부를 상쇄한다.
합성 자계의 크기가 제 5 자계를 상쇄하는 제 6 자계의 결과로서 제로로 되는 경우, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 작용하는 바이어스 자계는 도체들(102B, 103B)에 흐르는 전류에 의해서 제공될 수 없다. 합성 자계의 크기가 제 5 자계의 일부를 상쇄하는 제 6 자계의 결과로서 지나치게 작은 경우, 충분한 크기를 갖는 바이어스 자계가 제공될 수 없다.
이 경우, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 인가될 바이어스 자계는 도체들(102B, 103B)에 흐르는 전류와는 독립된 전류에 의해서 발생될 수 있다. 또한, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 인가될 바이어스 자계는 열처리에 의해 이방적으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 자성체를 제공함으로써, 또는 비강자성 부재 등을 자기-저항 소자(300)에 추가적으로 제공함으로써 발생될 수 있다.
자기-저항 소자(300)가 MRAM에 이용되는 경우, 어떠한 가외의 외부 바이어스 자계 또는 시프트 자계 없이 만족스러운 사각형 형상을 갖는 MR-H 곡선이 전류에 기초하여 발생된 자계를 상쇄함으로써 제공된다. 전류에 기초하여 발생된 자계는 전체적으로 상쇄하는 대신에 부분적으로 상쇄될 수 있다. 이 경우, 부분적으로 상쇄된 자계는 바이어스 자계 또는 다른 요인(factor)에 의해 발생된 시프트 자계를 중화하기 위하여 이용되거나, 또는 기록을 위한 바이어스 자계로서 이용될 수 있다.
도 1a, 2, 3에 도시된 구조들 중 하나는 외부 자계 및 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 공급될 전류의 크기에 기초하여 선택되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 자기-저항 소자가 자기 헤드에 이용되고, 발생된 합성 자계의 크기가 외부 자계보다 작은 경우, 자기-저항 소자(100)(도 1a) 또는 (200)(도 2)은 바람직하게 선택된다. 그 이유는 자기-저항 소자들이, 바이어스 자계가 간단한 구조에 의해서 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 작용하도록 할 수 있기 때문이다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 공급될 전류량은 자기 헤드의 크기 축소에 대처하여 출력을 향상시키기 위하여 증가되고, 그 결과 발생된 합성 자계가 외부 자계에 비해서 지나치게 큰 경우, 자기-저항 소자(300)(도 3)는 바람직하게 선택된다. 그 이유는 자기-저항 소자(300)가 외부 자계(108)의 크기 변화에 대하여 자기 저항 레벨 변화가 감소하는 것을 방지하면서 높은 출력을 제공할 수 있기 때문이다.
도 4는 제 1 실시예에 따른 다소자 자기-저항 디바이스(400)의 단면도이고, 도 5는 다소자 자기-저항 디바이스(400)의 평면도이다. 도 3을 참조하여 상술된 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다소자 자기-저항 디바이스(400)는 외부 자계(108)와 평행한 표면을 갖는 기판(401)을 포함한다. 기판(401)의 표면 위에는 도 3을 참조하여 상술된 2개의 자기-저항 소자들(300)이 제공된다. 자기-저항 소자(300)는 외부 자계(108)에 평행한 방향으로 배치된다. 도 4에서, 자기-저항 소자(300)는 도 3에서 화살표(301) 방향으로 보여지는 바와 같이 도시된다. 자기-저항 소자들(300)은 모두 외부 자계(108)와 수직 방향으로 뻗어있다. 여기서, 그 우측에 도시된 자기-저항 소자(300)는 참조부호(300A)로 표시되고, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 명확성을 위하여 참조부호(101A)로 표시된다. 마찬가지로, 그 좌측에 도시된 자기-저항 소자(300)는 참조부호(300B)로 표시되고, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 명확화를 위하여 참조부호(101B)로 표시된다.
도 3, 4 및 5를 참조하면, 다소자 자기-저항 디바이스(400)는 다음과 같은 방식으로 동작한다.
자기-저항 소자(300A)에서, 전류는 화살표(106Ba) 방향으로 도체(102B)에 흘러서, 기판(401)의 측면 상의 한 측면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)로 흘러 들어간다. 이 후, 전류는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)에 포함된 다수의 층들의 표면에 수직인 화살표(106Bb) 방향으로 기판(401)으로부터 멀어지도록 흐른다. 전류는 다른 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)의 밖으로 흐르며, 화살표(Bc) 방향으로 도체(103B)에 흐른다.
도 5에 도시된 바와 같이, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)에 흐르는 전류에 기초하여, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)는 바이어스 자계(604B)를 발생한다. 바이어스 자계(604B)는 실질적으로 외부 자계(108)에 수직인 방향으로 자기-저항 소자(300B)의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B) 상에 작용한다. 따라서, 바이어스 자계(604B)는 자기-저항 소자(300B)의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B) 상에 작용하는 바이어스 자계로서 작용한다.
또한, 다소자 자기-저항 소자(300B)에서, 전류는 화살표(100Ba) 방향으로 도체(102B)에 흘러서, 기판(401)의 측면 상의 한 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)로 흐른다. 이 후, 전류는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)에 포함된 다수의 층들의 표면과 수직인 화살표(106Bb) 방향으로 기판(401)으로부터 멀어지도록 흐른다. 전류는 다른 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B) 밖으로 흐르며, 화살표(106Bc) 방향으로 도체(103B)에 흐른다.
도 5에 도시된 바와 같이, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)에 흐르는 전류에 기초하여, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)는 바이어스 자계(604A)를발생한다. 바이어스 자계(604A)는 실질적으로 외부 자계(108)와 수직 방향으로 자기-저항 소자(300A)의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A) 상에 작용한다. 따라서, 바이어스 자계(604A)는 자기-저항 소자(300A)의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A) 상에 작용하는 바이어스 자계로서 작용한다.
상술된 바와 같이, 다소자 자기-저항 디바이스(400)에서, 2개의 바이어스 자계들(604A, 604B)은 각각 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101A, 101B) 상에 작용한다. 이러한 구조는 하나의 바이어스 자계가 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 작용하는 경우에 비해서 외부 자계(108)에 대한 각 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A, 101B)의 자기 응답의 선형성을 향상시킬 수 있다.
도 6은 제 1 실시예에 따른 다른 다소자 자기-저항 디바이스(500)의 단면도이다. 도 4를 참조하여 상술된 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다소자 자기-저항 디바이스(500)는 외부 자계(108)에 평행한 표면을 갖는 기판(401)을 포함한다. 기판(401)의 표면은 외부 자계(108)에 평행한 방향으로 뻗어있는 도체(102C)를 갖는다. 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 외부 자계(108)와 평행한 방향으로 도체(102C) 상에 배치된다. 그 위에는 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 모두와 공통 접속된 도체(103C)가 제공된다. 도체(103C)는 외부 자계(108)와 평행한 방향으로 뻗어있다. 따라서, 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 도체들(102C, 103C)에 의해 평행하게 접속된다. 도체들(102C, 103C)은 자기 전도층 또는 비자기 전도층으로 형성된다. 여기서, 도6의 우측에 도시된 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 참조부호(101A)로 표시하고, 도 6의 좌측에 도시된 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 명확화를 위하여 참조부호(101B)로 표시된다.
이러한 구조를 갖는 다소자 자기-저항 디바이스(500)는 다음과 같은 방식으로 동작한다.
수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)를 향하여, 전류는 화살표(106Ca) 방향으로 도체(102C)에 흐르며, 기판(401)의 측면 상의 한 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)로 흐른다. 이 후, 전류는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)에 포함된 다수의 층들의 표면과 수직인 화살표(106Cb) 방향으로 기판(401)으로부터 멀어지도록 흐른다. 전류는 그 다른 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A) 밖으로 흐르며, 화살표(106Cc) 방향으로 도체(103C)에 흐른다.
수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)를 향하여, 전류는 화살표(106Ca) 방향으로 도체(102C)에 흐르며, 기판(401)의 측면 상의 한 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)로 흐른다. 이 후, 전류는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)에 포함된 다수의 층들의 표면과 수직인 화살표(106Cb) 방향으로 기판(401)으로부터 멀어지도록 흐른다. 전류는 다른 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B) 밖으로 흐르며, 화살표(106Cc) 방향으로 도체(103C)에 흐른다.
도 5에 도시된 바와 같이, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)에 흐르는전류에 기초하여, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)는 바이어스 자계(604B)를 발생한다. 바이어스 자계(604B)는 실질적으로 외부 자계(108)와 수직 방향으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B) 상에 작용한다. 따라서, 바이어스 자계(604B)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B) 상에 작용하는 바이어스 자계로서 작용한다.
도 5에 도시된 바와 같이, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)에 흐르는 전류에 기초하여, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)는 바이어스 자계(604A)를 발생한다. 바이어스 자계(604A)는 실질적으로 외부 자계(108)와 수직 방향으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A) 상에 작용한다. 따라서, 바이어스 자계(604A)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A) 상에 작용하는 바이어스 자계로서 작용한다.
상술된 바와 같이, 다소자 자기-저항 디바이스(500)에서, 2개의 바이어스 자계들(604A, 604B)은 각각 다소자 자기-저항 디바이스(400)(도 4)와 같이 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101A, 101B) 상에 작용한다. 이러한 구조는 하나의 바이어스 자계가 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 작용하는 경우에 비해서, 외부 자계(108)에 대한 각 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 자기 응답의 선형성을 향상시킬 수 있다.
도 7은 직렬로 접속된 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 포함한 제 1 실시예에 따른 다소자 자기-저항 디바이스(700)의 단면도이다. 도 8은 다소자 자기-저항 디바이스(700)의 평면도이다. 도 4를 참조하여 상술된 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 여기서, 도 7의 우측에 도시된 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 참조부호(101A)로 표시되고, 도 7의 우측에 도시된 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 명확화를 위하여 참조번호(101B)로 표시된다.
다소자 자기-저항 디바이스(700)는 외부 자계(108)와 평행한 표면을 갖는 기판(401)을 포함한다. 기판(401)의 표면은 외부 자계(108)와 평행한 방향으로 뻗어있는 도체(102D)를 갖는다. 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101A, 101B)은 외부 자계(108)와 평행한 방향으로 도체(102D) 상에 배치된다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A) 상에는, 도체(103Da)가 외부 자계(108)와 평행한 방향으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)로부터 멀어지도록 뻗어있다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B) 상에는, 도체(103Db)가 외부 자계(108)와 평행한 방향으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)로부터 멀어지도록 뻗어있다. 따라서, 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101A, 101B)은 도체들(102D, 103Da, 103Db)에 의해서 직렬로 접속된다. 도체들(102D, 103Da, 103Db)은 자기 전도층 또는 비자기 전도층으로 형성된다.
이러한 구조를 갖는 다소자 자기-저항 디바이스(700)는 다음과 같은 방법으로 동작된다.
수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)를 향하여, 전류는 화살표(106Dc) 방향으로 도체(102Da)에 흐르며, 기판(401)의 반대 측면 상의 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)로 흐른다. 이 후, 전류는 수직 전류 타입 자기-저항소자(101A)에 포함된 다수의 층들의 표면과 수직인 화살표(106De) 방향으로 기판(401)을 향하여 흐른다. 전류는 기판(401)의 측면 상의 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A) 밖으로 흐르며, 화살표(106Da) 방향으로 도체(102D)에 흐른다.
수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)를 향하여, 전류는 화살표(106Da) 방향으로 도체(102D)에 흐르며, 기판(401)의 측면 상의 한 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)로 흐른다. 이 후, 전류는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)에 포함된 다수의 층들의 표면과 수직인 기판(401)으로부터 멀어지는 화살표(106Db) 방향으로 흐른다. 전류는 다른 표면으로부터 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B) 밖으로 흐르며, 화살표(106Dc) 방향으로 도체(103Db)에 흐른다.
도 8에 도시된 바와 같이, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)에 흐르는 전류에 기초하여, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)는 바이어스 자계(804B)를 발생한다. 이 바이어스 자계(804B)는 실질적으로 외부 자계(108)와 수직 방향으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B) 상에 작용한다. 따라서, 바이어스 자계(804B)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B) 상에 작용하는 바이어스 자계로서 작용한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)에 흐르는 전류에 기초하여, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)는 바이어스 자계(804A)를 발생한다. 바이어스 자계(804A)는 실질적으로 외부 자계(108)와 수직 방향으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A) 상에 작용한다. 따라서, 바이어스 자계(804A)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A) 상에 작용하는 바이어스 자계로서 작용한다.
상술된 바와 같이, 다소자 자기-저항 디바이스(700)에서, 2개의 바이어스 자계들(804A, 804B)은 각각 다소자 자기-저항 디바이스(400)(도 4)와 같이 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A, 101B) 상에 작용한다. 이러한 구조는 하나의 바이어스 자계가 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 작용하는 경우에 비해서 외부 자계(108)에 대한 각 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 자기 응답의 선형성을 향상시킬 수 있다.
도 9는 제 1 실시예에 따른 다소자 자기-저항 디바이스(900)의 단면도이다. 도 4를 참조하여 상술된 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다소자 자기-저항 디바이스(400)와는 달리, 다소자 자기-저항 디바이스(900)에서, 자기-저항 소자(300A)는 전류가 도체(102E)로부터 기판(401) 상에 제공된 도체(103E)를 향하여 화살표(106E) 방향으로 흐르도록 배치된다. 여기서, 또한 우측에 도시된 자기-저항 소자(300)는 참조부호(300A)로 표시되고, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 명확화를 위하여 참조부호(101A)로 표시된다. 마찬가지로, 좌측에 도시된 자기-저항 소자(300)는 참조부호(300B)로 표시되고, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 명확화를 위하여 참조부호(101B)로 표시된다.
다소자 자기-저항 디비이스(700)(도 7)와는 달리, 도 8에 도시된 바와 같이, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)에 흐르는 전류에 기초하여, 수직 전류 타입자기-저항 소자(101A)는 바이어스 자계(804B)를 발생한다. 바이어스 자계(804B)는 실질적으로 외부 자계(108)와 수직 방향으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B) 상에 작용한다. 따라서, 바이어스 자계(804B)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B) 상에 작용하는 바이어스 자계로서 작용한다.
도 8에 도시된 바와 같이, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)에 흐르는 전류에 기초하여, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)는 바이어스 자계(804A)를 발생한다. 바이어스 자계(804A)는 실질적으로 와부 자계(108)와 수직인 방향으로 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A) 상에 작용한다. 따라서, 바이어스 자계(804A)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A) 상에 작용하는 바이어스 자계로서 작용한다.
상술된 바와 같이, 다소자 자기-저항 디바이스(900)에서, 2개의 바이어스 자계들(804A, 804B)은 각각 다소자 자기-저항 디바이스(700)(도 7)와 같이 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101A, 101B) 상에 작용한다. 이러한 구조는 하나의 바이어스 자계가 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 작용하는 경우에 비해서, 외부 자계(108)에 대한 각 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 자기 응답의 선형성을 향상시킬 수 있다.
도 10은 직렬로 접속된 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 포함하는 제 1 실시예에 따른 또 다른 다소자 자기-저항 디바이스(1000)의 단면도이다. 도 4를 참조하여 상술된 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다소자 자기-저항 디바이스(1000)는 기판(401), 기판(401) 상에 제공된 도체(102F), 도체(102F) 상에 제공된 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101), 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 제공된 도체(103F), 도체(103F) 상에 제공된 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 및 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 제공된 도체(109F)를 포함한다. 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 도체(103F)에 대하여 대칭적으로 배치된다. 즉, 수직 전류 타입 자기-저항 소자들 중 하나는 도체(103F)에 대하여 다른 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 반대측 상에 배치된다. 따라서, 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 도체들(102F, 103F 및 109F)에 의해 직렬로 접속된다. 도체들(102F, 103F 및 109F)은 자기 전도층 또는 비자기 전도층으로 형성된다.
TMR 소자가 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101) 각각으로 이용되는 경우, 바이어스 전압은 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 대하여 분할되는데, 그 이유는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)가 전기적으로 직렬로 접속되기 때문이다. 따라서, 각 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 인가된 바이어스 전압은 1/2이다. 그 결과, 바이어스 전압의 증가가 MR비를 감소시키는 바이어스 의존성의 문제점이 해결될 수 있다.
CPP GMR 소자가 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101) 각각으로 이용되는 경우, 전체 저항은 증가하게 되는데, 그 이유는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)가 전기적으로 직렬로 접속되어 있기 때문이다. 따라서, 작은 양의 전류로 고출력이 얻어질 수 있다.
도 11은 직렬로 접속된 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 포함하는 제 1 실시예에 따른 또 다른 다소자 자기-저항 디바이스(1100)의 단면도이다. 도 10을 참조하여 상술된 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 11에 도시된 바와 같이, 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)가 도체(103F)의 길이 방향으로 서로간에 시프트된다. 본 실시예에서, 수직 전류 타입 자기-저항 소자들 중 하나는 도체(103F)와 관련하여 다른 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 반대측 상에 배치된다. 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 다소자 자기-저항 디바이스(1000)(도 10)와 같이 직렬로 접속되기 때문에, 다소자 자기-저항 디바이스(1000)와 같은 효과가 제공된다. 도 7을 참조하여 상술된 다소자 자기-저항 디바이스(700)도 또한 같은 효과를 제공하는데, 그 이유는 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)가 도체(103Da, 102D 및 103Db)를 통해 직렬로 접속되어 있기 때문이다.
도 12 내지 16은 도 10에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스(1000)를 제조하기 위한 방법을 예시한 단면도이다. CPP GMR 소자가 각 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)로서 이용되는 경우, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 저항은 그 면적을 감소시키고 전류가 흐르는 방향으로 그 높이를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 리소그라피 공정 기술의 제한으로 인해 정밀 처리 공정을 이용하여 저항이 충분히 높도록 감소된 면적 및 증가된 높이를 갖는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 제조하는데 어려움이 있다. 따라서, 도 12 내지 도 16에 예시된 방법은 소자(101)를 직렬로 접속하면서 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 연속적으로 형성하도록 이용되어, 저항이 단계적으로 증가된다.
도 12 및 13을 참조하면, 도체(102F)는 기판(401) 상에 형성되고, 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자용의 재료층이 도체(102F) 상에 형성된다. 레지스트층은 이 층의 일부를 덮도록 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자용의 재료층 상에 형성된다. 레지스트층에 의해 덮이지 않은 부분은 밀링(milling)에 의해 제거되고, 이로서 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 형성할 수 있다. 이 후, 도체(102F)와 도체(103F)를 서로 절연시키기 위하여 절연층이 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 둘러싸도록 형성된다. 레지스트층은 도 13에 도시된 적층물(laminate)을 얻도록 제거된다. 도 14에 도시된 바와 같이, 도체(103F)는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 형성된다.
도 15를 참조하면, 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자용의 재료층이 도체(103F) 상에 형성된다. 상기와 마찬가지로, 레지스트층은 그 층의 일부를 덮도록 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자용의 재료층 상에 형성된다. 레지스트층에 의해 덮이지 않은 부분은 밀링에 의해서 제거되고, 이로서 도 16에 도시된 바와 같이 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 형성한다. 도체(103F)와 도체(109F)를 서로 절연시키기 위한 절연층은 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 덮도록 형성된다. 이 후, 도체(109F)는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 형성된다. 따라서, 다소자 자기-저항 디바이스(1000)가 완성된다.
도 17은 다소자 자기-저항 디바이스를 포함하는 MRAM의 메모리 셀(1700)의단면도이다. 도 10을 참조하여 설명된 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
메모리 셀(1700)은 다소자 자기-저항 디바이스(1710)를 포함한다. 다소자 자기-저항 디바이스(1710)는 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101C, 101D)을 포함한다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101C, 101D) 각각은, 예를 들면 TMR 소자 또는 CPP GMR 소자이다. 비자기 전도층(1703)은 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101C, 101D) 사이에 제공된다. 비자기 전도층(1702)은 비자기 전도층(1703) 반대쪽의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101C)의 표면 상에 제공된다. 비자기 전도층(1709)은 비자기 전도층(1703) 반대쪽의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101D)의 표면 상에 제공된다. 비트선(1705)은 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101D) 반대쪽의 비자기 전도층(1709) 근방에 제공된다. 기입선(1704)은 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101C) 반대쪽 상의 비자기 전도층(1702) 근방에 제공된다. 따라서, 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101C, 101D)은 비자기 전도층들(1702, 1703 및 1709)에 의해 전기적으로 직렬로 접속된다. 기입선(1704) 및 비트선(1705)은 다소자 자기-저항 디바이스(1710)를 개재하도록 제공된다.
다소자 자기-저항 디바이스(1710)를 포함하는 MRAM의 메모리 셀(1700)에서, TMR 소자는 각 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)로서 이용되고, 바이어스 전압은 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 분할되는데, 그 이유는 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101)이 직렬로 접속되어 있기 때문이다. 따라서, 각 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 인가되는 바이어스 전압은 1/2이다. 그결과, 바이어스 전압의 증가가 MR 비를 감소시키는 바이어스 의존성의 문제점이 해결될 수 있다.
CPP GMR 소자가 각 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101)로서 이용되는 경우, 전체 저항은 증가하게 되는데, 그 이유는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)가 전기적으로 직렬로 접속되어 있기 때문이다. 따라서, 작은 양의 전류로 높을 출력이 얻어질 수 있다.
(실시예 2)
도 18은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다소자 자기-저항 디바이스(1800)의 아이소메트릭 도면이다. 다소자 자기-저항 소자(1800)는 요크와 관련하여 기판의 반대측 상에 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 포함한다. 즉, 기판은 요크와 관련하여 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 반대쪽에 제공된다. 도 19a는 도 18에 도시된 외부 자계(108)와 평행한 다소자 자기-저항 디바이스(1800)의 단면도이다. 도 19b는 외부 자계(108)와 수직인 다소자 자기-저항 디바이스(1800)의 단면도이다. 도 20a는 다소자 자기-저항 디바이스(1800)에 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 어떻게 접속하는 가를 예시한다. 도 20b는 도 18에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스(1800)의 일부를 예시한 단면도이다. 도 7을 참조하여 상술된 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 여기서, 도 19a 및 19b 우측의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 참조부호(101A)로 표시되고, 도 19a 및 19b 좌측의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 명확화를 위해 참조부호(101B)로 표시된다.
도 18, 19a, 19b, 20a 및 20b를 참조하면, 다소자 자기-저항 디바이스(1800)가 외부 자계(108)에 평행한 표면을 갖는 기판(401)을 포함한다. 실질적으로 C-형상의 요크(1801)는 기판(401) 상에 제공된다. 요크(1801)는 자기 기록 매체(도시되지 않음)와 마주하는 위치에 자기 갭(1801A)을 갖는다. 자기 기록 매체로부터의 외부 자계(108)의 자속선들은 자기 갭(1801A)을 통과해서 화살표(1802) 방향으로 요크(1801)에 있게 된다. 요크(1801) 상에는, 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A, 101B)가 자기 갭(1801A)에 마주하도록 제공된다. 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 화살표(1802)를 따라 배치된다. 도체(102D)(도 19B)는 요크(1801)와 관련하여 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 반대쪽 상에 제공된다. 도체(102D)는 외부 자계(108)가 이동하는 화살표(1802)를 따라 뻗어있다. 도체(103Da)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A) 상에 제공되고, 도체(103Db)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B) 상에 제공된다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101A, 101B) 각각은 요크(1801) 상에 제공된 터널링층(2203)(도 20b), 터널링층(2203) 상에 제공된 고정층(2202)(또는, "핀 층"으로 칭함) 및 고정층(2202)과 도체(103Da 또는 103Db) 사이에 배치된 비강자성층(2201)을 포함한다. 고정층(2202)의 자화 방향은 외부 자계(108)가 변하더라도 변하지 않는다. 요크(1801)는 자유층으로 작용하며, 그 자화 방향은 외부 자계(108)의 크기 변화에 따라 변화한다.
도 19a, 19b 및 20a를 참조하면, 다소자 디바이스(1800)는 가산기(2001)를 포함한다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)는 외부 자계(108)의 크기 변화에따라 출력(E1)을 출력한다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)는 외부 자계(108)의 크기 변화에 따라서 출력(E2)을 출력한다. 가산기(2001)는 출력(E1, E2)의 가산 결과인 출력(E3)을 출력한다. 가산기(2001)는 반도체 분야에서 일반적으로 이용되는 가산 회로 또는 가산 소자이다.
여기서, 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 극성은 TMR 소자에 관하여 다음과 같이 정의된다. 터널링 전류가 2개의 자기층들 사이에 적어도 비자기층을 개재한 2개의 자기 층들 사이에 흐르는 경우를 고려한다. 고려된 스핀들은 터널링 처리를 통해 유지된다. 이러한 전도성 스핀들이 동일한 외부 자계를 가지며 2개의 자기층들에 대한 다수의 스핀들에 대한 다수의 스핀들 또는 소수의 스핀들인 경우, 극성은 양(positive)이다. 이러한 전도성 스핀들이 한 자기층에 대해 다수의 스핀들이고 다른 자기층에 대해 소수의 스핀들인 경우, 극성은 음(negatve)이다. "동일 극성"이라는 표현은 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101A, 101B)이 모두 양 또는 음임을 의미하며, "다른 극성"이라는 표현은 하나가 양이며 다른 하나가 음이라는 것을 의미한다. 즉, "동일 극성"은 동일한 특정 외부 자계를 가지며, 양 자기-저항 소자들이 고 저항 상태에 있거나 저 저항 상태에 있음을 의미하며 "다른 극성"은 하나는 고 저항 상태에 있고 다른 하나는 저 저항 상태에 있음을 의미한다.
수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101A, 101B)은 동일 극성이다. 고정층의 자화 방향(1911) 및 자유층의 자화 방향(1912)이 서로 평행하다면, 수직 전류 자기-저항 소자들(101A, 101B)은 각각 낮은 출력을 발생한다. 고정층의 자화 방향(1911) 및 자유층의 자화 방향(1912)이 서로 반평행인 경우, 수직 전류 타입자기-저항 소자들(101A, 101B)은 각각 높은 출력을 발생한다.
이러한 구조를 갖는 다소자 자기-저항 디바이스(1800)는 다음과 같이 수행된다.
도 21a는 외부 자계(108)의 크기 변화에 따라 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)에 의해 발생된 출력(E1)을 예시한 그래프이다. 도 21b는 외부 자계(108)의 크기 변화에 따라 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)에 의해 발생된 출력(E2)을 예시한 그래프이다. 도 21c는 출력(E1, E2)의 가산 결과인 가산기(2001)에 의해 발생된 출력(E3)을 예시한 그래프이다. 도 21a 내지 21c에서, 수평축은 외부 자계(108)의 크기를 나타낸다. 도 21a에서의 수직축은 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)의 출력을 나타낸다. 도 21b에서의 수직축은 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)의 출력을 나타낸다. 도 21c에서의 수직축은 가산기(2001)를 나타낸다.
도 21a를 참조하면, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)의 고정층의 자화 방향(1911)은 변하지 않으며, 외부 자계(108)의 크기가 변하더라도 도 21a의 페이퍼 시트의 우측으로 일정하게 향한다. 자유층의 자화 방향(1912)은 외부 자계(108)의 크기가 H5보다 작다면 우측으로 향하고, 외부 자계(108)의 크기가 H5 또는 이보다 크다면 좌측으로 향한다. 따라서, 자유층의 자화 방향(1912)은 외부 자계(108)의 크기 변화에 따라 변화한다.
외부 자계(108)의 크기가 H5보다 작다면, 고정층의 자화 방향(1911) 및 자유층의 자화 방향(1912)은 모두 우측으로 향하고, 따라서 서로 평행하다. 따라서,출력(E1)은 저레벨을 나타내는 V0이다. 외부 자계(108)의 크기가 H5 또는 이보다 높다면, 자화 방향(1911)은 우측으로 향하고, 자화 방향(1912)은 좌측으로 향하도록 변경된다. 따라서, 자화 방향(1911) 및 자화 방향(1912)은 서로 반평행하다. 따라서, 출력(E1)은 고레벨을 나타내는 V1이다.
도 20a와 같이 도 21b를 참조하면, 외부 자계(108)의 크기가 H5보다 낮다면, 고정층의 자화 방향(1911) 및 자유층의 자화 방향(1912)은 모두 우측으로 향하며 서로간에는 평행하다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)와 같은 극성을 갖기 때문에, 출력(E2)은 저레벨을 나타내는 V0이다. 외부 자계(108)의 크기가 H5 또는 이보다 높다면, 자화 방향(1911)은 우측으로 향하고, 자화 방향(1912)은 좌측으로 향한다. 따라서, 자화 방향(1911) 및 자화 방향(1912)은 서로 반평행하다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)와 같은 극성을 갖고 있기 때문에, 출력(E2)은 고레벨을 나타내는 V1이다.
도 21c를 참조하면, 가산기(2001)는 출력(E1)과 출력(E2)을 가산하여, 그 가산 결과를 출력(E3)으로서 출력한다. 외부 자계(108)의 크기가 H5보다 작다면, 출력(E3)은 2V0이다. 외부 자계(108)의 크기가 H5 또는 이보다 크다면, 출력(E3)은 2V1이다.
도 22는 하나의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 포함하는 종래의 자기-저항 디바이스(2300)를 나타낸다. 도 19a 및 19b를 참조하여 상술된 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다. 도 22에서의 하나의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 도 21a에 도시된 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)와 마찬가지이다. 즉, 도 22에 도시된 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 고정층의 자화 방향(1911)은 변화하지 않으며, 외부 자계(108)의 크기가 변화하더라도 우측으로 향하게 된다. 자유층의 자화 방향(1912)은 외부 자계(108)의 크기가 H5보다 작을 때 우측으로 향하고, 외부 자계(108)의 크기가 H5 또는 이보다 클 때 좌측으로 향한다.
외부 자계(108)의 크기가 H5보다 작다면, 자화 방향(1911) 및 자화 방향(1912)은 모두 우측으로 향하며, 서로간에 평행하다. 따라서, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 출력은 저레벨을 나타내는 V0이다. 외부 자계(108)의 크기가 H5 또는 이보다 크다면, 자화 방향(1911)은 우측을 향하도록 남아있고, 자화 방향(1912)은 좌측을 향하도록 변경된다. 따라서, 자화 방향(1911) 및 자화 방향(1912)은 서로간에 반평행하다. 따라서, 수직 전류 자기-저항 소자(101)의 출력은 고레벨을 나타내는 V1이다.
2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 포함한 다소자 자기-저항 디바이스(1800)는 하나의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 포함한 종래의 자기-저항 디바이스(2300) 출력의 2배인 2V1의 출력을 공급한다. 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 출력이 함께 가산되는 다소자 자기-저항 디바이스(1800)는 종래의 자기-저항 디바이스(2300)에 비해서 출력의 비대칭을 개선할 수 있다.
다소자 자기-저항 디바이스(1800)의 감산 동작을 설명한다.
다소자 자기-저항 디바이스(1800)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)에의해 발생된 출력(E2)에서 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)에 의해 발생된 출력(E1)을 감산함으로써 구해진 출력(E4)을 발생하기 위한 감산기(2002)를 포함할 수 있다. 감산기(2002)는 일반적으로 반도체 분야에서 이용되는 감산 회로 또는 감산 소자이다.
도 23a는 외부 자계(108)의 크기 변화에 따라 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)에 의해 발생된 출력(E1)을 예시한 그래프이다. 도 23b는 외부 자계(108)의 크기 변화에 따라 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)에 의해 발생된 출력(E2)을 예시한 그래프이다. 도 23c는 출력(E2)에서 출력(E1)을 감산한 감산 결과인 감산기(2002)에 의해 발생된 출력(E4)을 예시한 그래프이다. 도 23a는 도 21a와 마찬가지이다.
도 23b를 참조하면, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)의 고정층의 자화 방향(1911)이 도 23a에 도시된 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101B)의 고정층의 자화 방향(1911)과 반대인 좌측으로 향한다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)의 자유층의 자화 방향(1912)은 외부 자계(108)의 크기가 H5보다 작다면 우측으로 향하고, 외부 자계(108)의 크기가 H5보다 크다면 좌측으로 향한다.
외부 자계(108)의 크기가 H5보다 작다면, 자화 방향(1911)은 좌측으로 향하고, 자화 방향(1912)은 우측으로 향한다. 따라서, 자화 방향(1911, 1912)은 서로간에 반평행하다. 따라서, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)의 출력(E1)은 고레벨을 나타내는 V1이다. 외부 자계(108)의 크기가 H5 또는 이보다 크다면, 자화 방향(1911)은 좌측을 향하도록 남아있고, 자화 방향(1912)은 좌측을 향하도록 변경된다. 따라서, 자화 방향(1911, 1912)은 서로간에 평행하다. 따라서, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A)의 출력(E1)은 저레벨을 나타내는 V0이다.
도 23c를 참조하면, 감산기(2002)는 출력(E2)에서 출력(E1)을 감산하고, 그 결과를 출력(E4)으로서 출력한다. 외부 자계(108)의 크기가 H5보다 작다면, 출력(E4)은 (V1-V0)×β이다. 외부 자계(108)의 크기가 H5 또는 이보다 크다면, 출력(E4)은 -(V1-V0)×β이다. 여기서, β는 감산기(2002)로서 이용되는 차동 증폭기의 계수를 나타낸다.
동일한 극성을 갖는 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101A, 101B)의 출력들이 감산 처리되는 경우, 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101A, 101B)에서 실질적으로 동시에 열 변동(thermal fluctuation)과 열 스파이크들(thermal spikes)이 발생된다. 그래서, 전류가 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101A, 101B)로 흐르기 시작할 때 발생된 이러한 열 변동은 감산에 의해 상쇄된다. 좁은 플라잉 높이로 인해, 자기 헤드와 자기 기록 매체가 서로 접촉할 때 자기 헤드와 자기 기록 매체간에 발생되는 열 스파이크들 또한 감산에 의해 상쇄된다. 따라서, 열 변동과 좁은 플라잉 높이의 영향이 완화될 수 있다.
도 23d는 도 19a 및 도 19b에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스(1800)의 일부 다른 구조를 나타낸다. 도 20b를 참조하여 설명된 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세할 설명은 생략하기로 한다. 도 23d에 도시된 구조는 다음과 같이 형성된다. 도체(102D)가 형성된 후, 경자기층(hard magnetic layer) 또는 비강자성층(2301)이 매립된다. 층(2301)의 표면이 평탄화된 후, 요크(1801)가 형성된다.
다소자 자기-저항 디바이스(1800)에서, 도체는 도 4 또는 도 6에 도시된 바와 같이 배치될 수 있다. 이 경우, 도 5에 도시된 바와 같이 바이어스 자계가 공급될 수 있다. 또한, 도체는 도 7 또는 도 9에 도시된 바와 같이 배치될 수 있다. 이 경우, 도 8에 도시된 바와 같이 바이어스 자계가 공급될 수 있다.
도 24는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 다른 다소자 자기-저항 디바이스(2400)의 아이소메트릭 도면이다. 다소자 자기-저항 디바이스(2400)는 요크와 관련하여 기판의 반대쪽 상에 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)를 포함한다. 즉, 기판은 요크와 관련하여 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)의 반대쪽 상에 제공된다. 도 25a는 도 24에 도시된 외부 자계(108)와 평행한 다소자 자기-저항 디바이스(2400)의 단면도이다. 도 25b는 외부 자계(108)와 수직인 다소자 자기-저항 디바이스(2400)의 단면도이다. 도 26은 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)를 다소자 자기-저항 디바이스(2400)에 어떻게 접속하는 가를 예시한다. 도 18, 19a, 19b, 20a 및 20b를 참조하여 설명된 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 24, 25a, 25b 및 26을 참조하면, 다소자 자기-저항 디바이스(2400)는 외부 자계(108)와 평행한 표면을 갖는 기판(401)을 포함한다. 실질적으로 C-형상의 요크(1801)는 기판(401) 상에 제공된다. 요크(1801)는 자기 기록 매체(도시되지 않음)와 마주하는 위치에 자기 갭(1801A)을 갖는다. 자기 기록 매체로부터의 외부 자계(108)의 자속선들은 자기 갭(1801A)을 통과해서 화살표(1802) 방향으로요크(1801)에 있게 된다. 도 24에 도시된 바와 같이, 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)가 요크(1801)의 양측 영역 상에 제공된다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)는 자기 갭(1801A)과 관련하여 대칭적으로 배치되어 있다. 도체(102D)(도 25B)는 요크(1801)와 관련하여 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)의 반대쪽 상에 제공된다. 도체(103Da)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E) 상에 제공되고, 도체(103Db)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 상에 제공된다. 요크(1801)는 자유층으로 작용하며, 그 자화 방향은 외부 자계(108)의 크기 변화에 따라 변화한다.
도 25a, 25b 및 26을 참조하면, 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)가 서로 다른 극성을 갖는다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 고정층의 자화 방향(1911) 및 자유층의 자화 방향(1912)이 서로 평행할 때, 저레벨 출력을 발생하고, 자화 방향(1911, 1912)이 서로 반평행할 때, 고레벨 출력을 발생한다. 대조적으로, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)는 고정층의 자화 방향(1911)과 자유층의 자화 방향(1912) 쌍이 서로 평행할 때 고레벨 출력을 발생하고, 자화 방향(1911, 1912)이 서로 반평행할 때 저레벨 출력을 발생한다.
다소자 디바이스(2400)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)로부터의 출력(E1)과 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)의 출력(E2)의 가산 결과인 출력(E3)을 발생하기 위한 가산기(2001)를 포함한다.
이러한 구조를 갖는 다소자 자기-저항 디바이스(2400)는 다음과 같이 가산을 수행한다.
도 27a는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 의해 발생된 출력(E1)을 예시한 그래프이다. 도 27b는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)에 의해 발생된 출력(E2)을 예시한 그래프이다. 도 27c는 출력(E1, E2)의 가산 결과인 가산기(2001)에 의해 발생된 출력(E3)을 예시한 그래프이다. 도 27a 내지 27c에서, 수평축은 외부 자계(108)의 크기를 나타낸다. 도 27a에서 수직축은 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 출력을 나타낸다. 도 27b에서 수직축은 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)의 출력을 나타낸다. 도 27c에서 수직축은 가산기(2001)를 나타낸다.
도 27a를 참조하면, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 고정층의 자화 방향(1911)은 변화하지 않으며, 외부 자계(108)의 크기가 변화하더라도 도 27a의 페이퍼 시트 우측으로 일정하게 향한다. 자유층의 자화 방향(1912)은 외부 자계(108)의 크기가 H5보다 작다면 우측으로 향하고, 외부 자계(108)의 크기가 H5보다 높다면 좌측으로 향한다.
외부 자계(108)의 크기가 H5보다 작다면, 고정층의 자화 방향(1911)과 자유층의 자화 방향(1912)은 서로 평행하다. 따라서, 출력(E1)은 고레벨을 나타내는 V1이다. 외부 자계(108)의 크기가 H5 또는 이보다 크다면, 자화 방향(1911)은 우측으로 향하도록 남아있고, 자화 방향(1912)은 좌측으로 향하도록 변경된다. 따라서, 자화 방향(1911)과 자화 방향(1912)은 서로 반평행하다. 따라서, 출력(E1)은 저레벨을 나타내는 V0이다.
도 27b를 참조하면, 외부 자계(108)의 크기가 H5보다 작다면, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)의 고정층의 자화 방향(1911) 및 자유층의 자화 방향(1912)은 서로 반평행하다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)와 다른 극성을 갖고 있기 때문에, 출력(E2)은 고레벨을 나타내는 V1이다. 외부 자계(108)의 크기가 H5 또는 이보다 크다면, 자화 방향(1911)은 우측을 향하도록 남아있고, 자화 방향(1912)은 좌측을 향하도록 변경된다. 따라서, 자화 방향(1911) 및 자화 방향(1912)은 서로 평행하다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)와 다른 극성을 갖고 있기 때문에, 출력(E2)은 저레벨을 나타내는 V0이다.
도 27c를 참조하면, 가산기(2001)는 출력(E1)과 출력(E2)을 가산하고, 그 가산 결과를 출력(E3)으로서 출력한다. 외부 자계(108)의 크기가 H5보다 작다면, 출력(E3)은 2V1이다. 외부 자계(108)의 크기가 H5 또는 이보다 크다면, 출력(E3)은 2V0이다.
2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)를 포함한 다소자 자기-저항 디바이스(2400)에서, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E) 모두의 출력은 함께 가산된다. 따라서, 다소자 자기-저항 디바이스(1800)(도 18)와 같이, 출력의 비대칭이 종래의 자기-저항 디바이스(2300)(도 22)에 비해서 개선될 수 있다.
다소자 자기-저항 디바이스(2400)의 감산 동작을 설명한다.
다소자 자기-저항 디바이스(2400)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)에 의해 발생된 출력(E2)에서 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 의해 발생된 출력(E1)을 감산함으로써 구해진 출력(E4)을 발생하기 위한 감산기(2002)를 포함할수 있다.
도 28a는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 의해 발생된 출력(E1)을 예시한 그래프이다. 도 28b는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)에 의해 발생된 출력(E2)을 예시한 그래프이다. 도 28c는 출력(E2)에서 출력(E1)을 감산한 감산 결과인 감산기(2002)에 의해 발생된 출력(E4)을 예시한 그래프이다. 도 28a는 도 21a와 마찬가지이다.
도 28b를 참조하면, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)의 고정층의 자화 방향(1911)이 우측으로 향한다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)의 자유층의 자화 방향(1912)은 외부 자계(108)의 크기가 H5보다 작다면 우측으로 향하고, 외부 자계(108)의 크기가 H5보다 크다면 좌측으로 향한다.
외부 자계(108)의 크기가 H5보다 작다면, 자화 방향(1911)과 자화 방향(1912)은 모두 우측으로 향하며, 서로간에 평행하다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)와 다른 극성을 갖고 있기 때문에, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)의 출력(E2)은 고레벨을 나타내는 V1이다. 외부 자계(108)의 크기가 H5 또는 이보다 크다면, 자화 방향(1911)은 우측으로 향하도록 남아있고, 자화 방향(1912)은 좌측으로 향하도록 변경된다. 따라서, 자화 방향(1911, 1912)은 서로간에 반평행하다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)와 다른 극성을 갖고 있기 때문에, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)의 출력(E2)은 저레벨을 나타내는 V0이다.
도 28c를 참조하면, 감산기(2002)는 출력(E2)에서 출력(E1)을 감산하고, 그 결과를 출력(E4)으로서 출력한다. 외부 자계(108)의 크기가 H5보다 작다면, 출력(E4)은 (V1-V0)×β이다. 외부 자계(108)의 크기가 H5 또는 이보다 크다면, 출력(E4)은 -(V1-V0)×β이다. 여기서, β는 감산기(2002)로서 이용되는 차동 증폭기의 계수를 나타낸다.
서로 다른 극성을 갖는 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)의 출력들이 감산 처리되는 경우, 전류가 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)에 흐르기 시작할 때, 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)에서 실질적으로 동시에 열 변동과 좁은 플라잉 높이가 발생하다. 이러한 열 변동과 좁은 플라잉 높이로 인해, 자기 헤드와 자기 기록 매체가 서로 접촉할 때 자기 헤드와 자기 기록 매체간에 발생되는 열 스파이크가 감산에 의해 상쇄된다. 따라서, 열 변동과 좁은 플라잉 높이의 영향이 경감될 수 있다.
(실시예 3)
도 29는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다소자 자기-저항 디바이스(2900)의 아이소메트릭 도면이다. 다소자 자기-저항 디바이스(2900)는 요크(1801)와 기판(401) 사이에 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)를 포함한다. 즉, 기판(401)은 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)와 관련하여 요크(1801)의 반대쪽 상에 제공된다. 도 30a는 도 29에 도시된 외부 자계(108)와 평행한 다소자 자기-저항 디바이스(2900)의 단면도이다. 도 30b는 다소자 자기-저항 디바이스(2900)의 수직 단면도이다. 도 31은 다소자 자기-저항 디바이스(2900)의다른 수직 단면도이다. 도 32는 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)를 다소자 자기-저항 디바이스(2900)에 어떻게 접속하는 가를 예시한다. 도 24 내지 26은 도 24를 참조하여 설명된 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
다소자 자기-저항 디바이스(2400)와는 달리, 다소자 자기-저항 디바이스(2900)는 요크(1801)와 기판(401) 사이에 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)를 포함한다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)는 서로 다른 극성을 갖는다.
도 33은 도 29에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스(2900)의 일부를 예시한 단면도이다. 도 33에 도시된 바와 같이, 다소자 자기-저항 디바이스(2900)는 다음과 같이 제조된다. 도체(102D)는 기판(401) 상에 형성된다. 비강자성층(2201)이 도체(102D) 상에 형성된 후, 고정층(2202)(또는, 핀 층)이 비강자성층(2201) 상에 형성된다. 터널링층(2203)이 고정층(2202) 상에 형성된 후, 그 위에 단일 층 또는 다수의 연자기층들로 형성된 요크(1801)가 형성된다. 이 후, 도체(103D)가 요크(1801) 상에 형성된다.
도 34는 도 30a 및 30b에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스(2900)의 일부의 다른 구조를 예시한 단면도이다. 도 34에 도시된 바와 같이, 도체(103D)가 형성되기 전에, 경자기층 또는 비강자성층(3401)이 리소그라피 공정 기술로 형성될 수 있다.
도 35a는 기판과 평행한 디바이스(3500)의 단면을 예시한 제 3 실시예에 따른 다른 다소자 자기-저항 디바이스(3500)를 예시한 단면도이다. 도 35b는 기판과 수직인 디바이스(3500)의 단면도를 예시한 다소자 자기-저항 디바이스(3500)를 예시한 단면도이다. 다소자 자기-저항 디바이스(3500)는 요크(1801)와 기판(401) 사이에 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)를 포함한다. 도 18 내지 23D를 참조하여 상술된 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다. 다소자 자기-저항 디바이스(1800)와는 달리, 다소자 자기-저항 디바이스(2900)에서, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)는 서로 다른 극성을 갖고 있으며, 요크(1801)와 기판(401) 사이에 제공된다.
도 36은 제 3 실시예에 따른 또 다른 다소자 자기-저항 디바이스(3600)의 아이소메트릭 도면이다. 다소자 자기-저항 디바이스(3600)는 요크(3601)와 기판(401) 사이에 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)를 포함한다. 도 37a는 기판과 평행한 디바이스(3600)의 단면도를 예시한 다소자 자기-저항 디바이스(3600)의 단면도이다. 도 37b는 기판과 수직인 디바이스(3600)의 단면도를 예시한 다소자 자기-저항 디바이스(3600)의 단면도이다. 도 29 내지 32를 참조하여 상술된 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략한다.
상술된 다소자 자기 저항 디바이스들은 각각 기판(401)과 평행한 방향으로 뻗어있는 요크(1801)를 포함한다; 즉, 요크(1801)는 수평 요크이다. 본 발명은 기판(401)과 수직 방향으로 뻗어있는 요크(3601)(즉, 수직 요크)를 포함한 다소자 자기-저항 디바이스(3600)에 적용될 수 있다. 요크(3601)는 자기 갭(3601A)을 갖고있다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)는 요크(3601)와 기판(401) 사이에 제공된다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)는 서로 다른 극성을 갖는다.
도 38은 제 3 실시예에 따른 또 다른 다소자 자기-저항 디바이스(3800)의 아이소메트릭 도면이다. 다소자 자기-저항 디바이스(3800)는 요크(3801)와 기판(401) 사이에 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)를 포함한다. 도 29 내지 도 32를 참조하여 상술된 것과 동일한 소자들에 대해서는 동일한 참조부호를 붙이고, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상술한 실시예에서, 다소자 자기-저항 디바이스들 각각은 가산기 또는 감산기를 통해 외부 디바이스와 접속된다. 본 발명은 이러한 구조에 한정되지 않는다. 서로 직렬로 또는 평행하게 접속된 다수의 수직 전류 타입 자기-저항 소자들을 포함한 다소자 자기-저항 디바이스가 외부 디바이스와 직접 접속될 수 있다.
다소자 자기-저항 디바이스(3800)는 요크(3801)를 포함한다. 요크(3801)는 자기 갭(3801A)을 갖는다. 도 38a에 도시된 바와 같이, 자기 갭(3801A)은 기판(401)가 평행하게 형성된다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)는 요크(3801)와 기판(401) 사이에 제공된다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)는 서로 다른 극성을 갖는다.
자기 헤드용의 요크 구조를 갖는 다소자 자기-저항 디바이스를 이용하면 열 스파이크를 줄일 수 있으며, 또한 출력의 비대칭를 줄일 수 있다.
적어도 2개의 자성체 사이에서의 상대적 자화각의 변화를 전자의 평균 자유로에서의 변화로서 검출하는 CPP GMP 소자가 상술한 실시예들에서의 각 수직 전류 타입 자기-저항 소자로서 이용되는 경우, 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 직렬 접속으로 인한 저항 개선 효과가 제공될 수 있다. 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자로부터의 출력이 가산 또는 감산으로 처리되는 경우, 예를 들면 열 변동 감소 및/또는 출력의 비대칭 감소 효과가 제공된다.
상술한 예들에서, 자기층 및 도체는 IBD(ion beam deposition), 스퍼터링, MBE 및 이온 도금을 포함한 진공 증착 기술 중 소정의 것에 의해서 용이하게 형성될 수 있다. 비자기층은 자체의 화합물을 이용하여 층을 형성하는 기술, 응답성 증착, 응답성 스퍼터링, 이온 어시스팅, CVD 및 적절한 온도에서 적절한 부분 압력을 갖는 응답성 가스 분위기에서 응답하기 위해 소자를 남겨놓는 기술을 포함한 화합물 형성을 위한 유용한 기술들 중 소정의 것으로 용이하게 형성될 수 있다.
상술된 예에서 설명된 자기 헤드 및 MRAM들은 이온 밀링, RIE, FB, FIB, I/M 들 같은 일반적인 반도체 공정에서 이용되는 물리적 화학적 에칭 기술에 의해서 제조될 수 있다. 평탄화가 정밀 공정 동안에 요구된다면, CMP 또는 요구되는 정밀 공정에 대응하는 라인 폭을 이용하는 포토리소그라피가 이용될 수 있다. 특히, 자기-저항 소자로 된 층이 형성되는 경우에는, MR 비를 향상시키기 위하여 진공 중에 클러스터-이온 빔 에칭을 이용하여 형성된 층을 평탄화하고, 이어서 후속하는 층들을 형성하는 것이 효과적이다.
(특정 실시예 1)
제 1 실시예에 따른 자기-저항 소자에서의 도체의 형상과 위치 배열간의 관계 및 자기 특성을 검사하기 위하여, 도 1a, 2 및 3에 도시된 바와 같이 도체를 포함한 각 자기-저항 소자(100, 200 및 300)가 제조된다. 각 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 TMR 소자로서, 3㎛×3㎛의 면적을 갖도록 제조된다. 각 자기-저항 소자는 일반적인 포토리소그라피 기술을 이용하여 제조된다.
TRM 소자 및 전극은 Si/SiO3/Ta3/Cu500(전극)/Ta3/PtMn30/CoFe3/Ru0.7/CoFe3/Al0.4(200 Torr; 1분 동안 순수 산소로 산화됨)/Al0.3(200 Torr; 1분 동안 순수 산소로 산화됨)/CoFe2/NiFe5/Ta3/Cu500(전극)의 구조를 갖도록 제조된다. MR비는 25%이고 RA는 25Ω㎛2이다. 단일 방향의 이방성으로 PtMn을 제공하기 위하여, 소자들은 진공 중에 3시간 동안 280℃에서 열처리된다. ±1000(Oe)의 외부 자계는 PtMn의 단일 방향의 이방성의 방향(도 1a의 페이퍼 시트에서 우측 및 좌측 방향)으로 제공되고, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에는 60mA의 전류가 인가된다. 이러한 관점에서, 자기-저항 소자(100)(도 1a) 및 자기-저항 소자(200)(도 2)에서는, 도 1c에서의 MR-H 곡선의 경사각(θ)이 전류가 인가되지 않는 경우보다 큰 현상이 관찰된다. 자기-저항 소자(300)(도 3)에서, 외부 자계와 자기 저항간의 관계는 전류의 양과 거의 무관하였다.
이러한 현상으로부터, 자기-저항 소자(100, 200)에서, 도체에 흐르는 전류에 기초하여 발생된 자계가 TMR 소자, 특히 CoFe2/NiFe5에 인가되는 바이어스 자계로서작용하였음이 고찰된다. 이러한 방식으로, 외부 자계에 관련하여 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 자기 저항 변화의 선형성이 도체들의 특정한 배치로 인해 도체에 흐르는 전류에 기초하여 발생된 바이어스 자계를 이용하여 제어될 수 있다. 도체의 다른 특정한 배치로 인해, 도체에 흐르는 전류에 기초하여 발생된 합성 자계는 상쇄될 수 있다. 이 경우, 도체에 흐르는 전류에 기초하여 발생된 바이어스 자계에 관계없이 대량의 전류가 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 공급될 수 있다.
(특정 실시예 2)
도 4, 6 및 7에 각각 도시된 다소자 자기-저항 디바이스(400, 500 및 700)가 제조된다. 각 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 특정 실시예 1에서와 같은 구조 및 3㎛×3㎛의 면적을 갖도록 제조된다. MR비는 25%이었고, RA는 25Ωm2이었다. 다소자 자기-저항 디바이스(400)(도 4)에 있어서, 각 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 전류 및 전압은 독립적으로 측정된다. 다소자 자기-저항 디바이스(600)(도 5)에 있어서, 평행하게 접속된 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 전류 및 전압이 측정된다. 다소자 자기-저항 디바이스(700)(도 7)에 있어서, 직렬로 접속된 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 전류 및 전압이 측정된다.
다소자 자기-저항 디바이스(400)에 대하여, ±1000(Oe)의 외부 자계가 PtMn의 단일 방향의 이방성(도 4의 페이퍼 시트의 우측 및 좌측 방향)으로 인가된다. 우선, 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101) 중 하나에 60mA의 전류가 인가되고, 전압의 변화가 검사된다. 그 결과의 MR-H 곡선은 실질적으로 자기-저항 소자(300)(특정 실시예 1, 도 3)에서 얻어진 MR-H 곡선과 동일하다. 이러한 관점에서, MR비는 19%이다. 이 후, 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101) 각각에 층의 표면과 수직 방향(화살표 106Bb)으로 60mA의 전류가 인가된다. 도 1c에서의 MR-H 곡선의 경사각(θ)은, 전류가 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101) 중 하나에 전류가 인가된 경우보다 크다.
다소자 자기-저항 디바이스(500)에 대하여, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 120mA의 전류가 공급된다. 도 1c에서 MR-H 곡선의 경사각(θ)이 도 1b에서보다 큰 경우의 현상이 관찰된다. 전류량이 60mA로 감소될 때, MR-H 곡선의 경사각(θ)은 감소된다. 다소자 자기-저항 디바이스(700)에 대하여, 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 60mA의 전류가 인가된다. 도 1c에서 MR-H 곡선의 경사각(θ)이 도 1b에서보다 큰 경우의 현상이 관찰된다. 이러한 관점에서 MR비는 23%이다.
이러한 방법으로, 수직 전류 타입 자기-저항 소자들 중 하나에 작용하는 바이어스가 다른 수직 전류 타입 자기-저항 소자에 흐르는 전류에 기초하여 발생될 수 있다. 외부 자계에 관하여 바람직한 각도(예를 들면, 90도)에서의 바이어스 자계의 적절한 진폭은 자계에서의 도체의 영향, 전류 방향, 전류량, 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자들의 거리를 고려하여 전류를 적응시킴으로써 제공될 수 있다. 따라서, 외부 자계와 관련하여 다소자 자기-저항 소자의 자기 응답 변화의 선형성이 향상될 수 있다. MR비의 바이어스 자계 의존성은 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 직렬로 접속함으로써 억제될 수 있다.
직렬로 접속된 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 다른 예에서는, 도 10에 도시된 바와 같이 접속된 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)(GMR 소자)가 제조된다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 스테퍼를 이용하여 0.3㎛의 직경을 갖는 실린더에 200nm의 두께를 갖는 Fe/Cr의 인위적 격자를 정밀 공정함으로써 제조된다. 이와 같이 접속된 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 CPP GMR 소자이다.
접속된 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 MR비는 ±1000(Oe)의 최대 자계로 검사된다. 이 MR비는 58%이다.
도 12 내지 도 16에 도시된 단계들, 즉 CMP 기술에 의해 표면을 평탄화하면서 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101) 및 각각이 200nm의 두께를 갖으며 Cu로 형성된 도체들(102F, 103F 및 109F)을 적층하는 단계들이 20 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 직렬로 접속하도록 반복된다. 접속된 20 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 전체 저항은 5Ω이고, MR비는 47%이었다. MR비의 감소 원인은 접속된 20 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 전체 저항이 Cu 도체와 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 적층으로 인해 증가된 것으로 고찰된다.
기판에 수직 방향으로 직렬로 접속된 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)와 기판에 평행하게 직렬로 접속된 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 조합(도 7)으로 고유의 저저항을 갖는 CPP GMP 소자의 저항을 향상시키고, 주어진 전류량에 대한 전압 출력을 증가시킬 수 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 2개의 (예를 들면) 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101)(TMR 소자)이 비자기 전도층(1702, 1703 및 1709)에 의해 직렬로 접속되고, 이 접속된 소자(101) 및 층들이 기입선(1704)과 비트선(1705) 사이에 배치되어 MRAM의 메모리 셀(1700)을 형성하는 경우, 이 메모리 셀(1700)(기록 셀)은 작은 레벨의 바이어스 자계 의존성을 갖는다.
(특정 실시예 3)
도 18, 19a 및 19b에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스(1800)가 제조된다. 다소자 자기-저항 디바이스(1800)는 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)와 기판(401) 사이에 요크(1801)를 포함한다. 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)가 도 20a에 도시된 바와 같이 접속되어 있다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101) 각각은 1㎛×2㎛의 면적을 갖는다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 그 길이 방향이, 자계가 요크(1801)에서 이동하는 방향에 수직이 되도록 배치되어 있다.
각 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 도 20b에 도시된 구조를 갖는다. 이 특수한 구조는 AlTiC(기판)/Ta3/Cu500(전극)/Ta3/NiFe30/CoFe2/Al0.4(200 Torr; 1분 동안 순수 산소로 산화됨)/Al0.3(200 Torr; 1분 동안 순수 산소로 산화됨)/CoFe3/Ru0.7/CoFe3/NiFe3/PtMn(30)/Ta3/Cu500(전극)이다. PtMn 핀 층에는 도 19의 페이퍼 시트에서 우측 방향으로 자계가 제공된다. 직렬로 접속된 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 저항은 20Ω이다. 10mA의 전류가 공급되면, 약10(Oe)의 바이어스 자계가 각 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)에 공급된다.
비교를 위해, 도 22에 도시된 하나의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 포함한 종래의 자기-저항 디바이스(2300)가 제조된다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 1㎛×1㎛의 면적 및 20Ω의 저항을 갖는다. 다소자 자기-저항 디바이스(1800) 및 종래의 자기-저항 디바이스(2300)는 각각 재생 테스트를 받는다. 재생 테스트에서, 90kTPI의 트랙 밀도(인치당 트랙) 및 550kBPI의 라인 기록 밀도(인치당 비트)로 HDD의 자기 기록 매체 상에 기록된 정보는 211Mbits/sec의 데이터 전송률로 재생된다. 자기 헤드는 자기 기록 매체 상에서 20nm 이다. 다소자 자기-저항 디바이스(1800)의 비트 에러율은 1×10-7이고, 종래의 자기-저항 디바이스(2300)의 비트 에러율은 1×10-5이다. 다소자 자기-저항 디바이스(1800)는 낮은 비트 에러율을 갖는 것으로 고찰되었는데, 그 이유는 예를 들면 (i) 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)의 직렬 접속이 MR비의 감소를 완화시키고, (ii) 전류에 의해 발생된 바이어스 자계가 MR-H 곡선의 선형성을 향상시키기 때문이다.
도 18, 19a 및 19b에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스(1800)의 구조는 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101)(TMR 소자들)로 이동하는 외부 자계들이 동일한 상으로 되어있는 특징을 갖고 있다. 기본적으로 요크와 기판 사이에 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)를 포함하는 다소자 자기-저항 디바이스(2900)(도 29), (3500)(도 35a, 35b), (3600)(도 36) 및 (3800)(도 38)는 다소자 자기-저항 디바이스(1800)와 같은 방법으로 동작한다. 최상의 비트 에러율이 제공되는 소자자기-저항 디바이스(2900, 3500, 3600 및 3800)는 다소자 자기-저항 디바이스(1800)와 마찬가지이다. 소자 자기-저항 디바이스(2900, 3500, 3600 및 3800)는 도 33에 도시된 구조를 이용하여 제조된다.
(특정 실시예 4)
도 24, 25a 및 25b에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스(2400)가 제조된다. 다소자 자기-저항 디바이스(2400)는 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E), 및 기판(401)과 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E) 사이의 요크(1801)를 포함한다. 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)는 도 26에 도시된 바와 같이 접속된다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101) 각각은 0.5㎛×1㎛의 면적을 갖는다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)는 그 길이 방향이, 자계가 요크(1801)에서 이동하는 방향(화살표 1802)과 수직이 되도록 배치되어 있다. 각 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 도 23d에 도시된 구조를 갖는다.
도 23d를 참조하면, 도체(102D)가 기판(401) 상에 형성된다. 이 후, 경자기층 또는 비강자성층(2301)이 측면 전극들을 형성하기 위해 포토리소그라피에 의해서 형성된다. 이 후, 도체(102D)와 층(2301)의 표면이 평탄화된다. 이 후, 클러스터 이온 빔 에칭이 진공 중에 수행되어 표면을 더 매끄럽게 하고 세정한다. 이 TMR 소자의 특수한 구조는 AlTiC(기판)/Ta3/Cu500(전극)/Ta3/NiFe30/CoFe2/Al0.4(200 Torr; 1분 동안 순수 산소로 산화됨)/Al0.25(200 Torr; 1분 동안 순수 산소로 산화됨)/CoFe3/Ru0.7/CoFe3/NiFe3/PtMn(30)/Ta3/Cu500(전극)이다. PtMn 핀 층에는 외부 자계(108) 방향(화살표 1802)으로 이동하는 자계가 제공된다. CoPt는 경자기층 또는 비강자성층(2301)에 이용된다. PtMn층은 수직 바이어스 자계에 의해 공급될 수 있도록 이방성으로 제공된다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101, 101E) 각각은 20Ω의 저항을 갖는다.
수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)로부터 얻어진 출력은 도 27a 및 27b에 도시된 바와 같이 동일한 외부 자계(108)에 대하여 반대의 값을 갖는다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)로부터의 출력(E1)과 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)로부터의 출력(E2)간의 차는 기판(2002)으로 작용하는 차동 증폭기에 의해서 증폭된다.
다소자 자기-저항 디바이스(2400)는 재생 테스트를 받는다. 이 재생 테스트에서, 90kTPI의 트랙 밀도(인치당 트랙) 및 550kBPI의 라인 기록 밀도(인치당 비트)로 HDD의 자기 기록 매체 상에 기록된 정보는 211Mbits/sec의 데이터 전송률로 재생된다. 자기 헤드는 자기 기록 매체 상에서 20nm 이다. 다소자 자기-저항 디바이스(2400)의 비트 에러율은 1×10-8이며, 이것은 다소자 자기-저항 디바이스(1800)에서 구해진 값보다 낮다. 이러한 우수한 재생 출력은 자기 헤드가 열 변동 및 좁은 플라이트 높이로 인해 자기 기록 매체와 접촉할 때 발생된 열 스파이크를 차동 출력을 이용하여 중화시키기 때문에 얻어짐이 관찰되었다.
(특정 실시예 5)
도 29, 30a 및 30b에 도시된 다소자 자기-저항 디바이스(2900)가 제조된다. 다소자 자기-저항 디바이스(2900)는 요크(1801)와 기판(401) 사이에 배치된 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)를 포함한다. 2개의 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)는 도 32에 도시된 바와 같이 접속된다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101) 각각은 0.5㎛×1㎛의 면적을 갖는다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)는 그 길이 방향이, 자계가 요크(1801)에서 이동하는 방향(화살표 1802)과 수직이 되도록 배치되어 있다. 각 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)는 도 34에 도시된 구조를 갖는다.
TMR 소자의 특수한 구조는 AlTiC/Ta3/Cu500(전극)/Ta3/PtMn30/CoFe3/Ru0.7/CoFe3/Al0.4/(200 Torr; 1분 동안 순수 산소로 산화됨)/Al0.25(200 Torr; 1분 동안 순수 산소로 산화됨)/CoFe2/NiFe30/Ta3/Cu500(전극)이다. PtMn 핀 층에는 외부 자계(108) 방향(화살표 1802)으로 이동하는 자계가 제공된다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자들(101, 101E) 각각은 20Ω의 저항을 갖는다.
수직 전류 타입 자기-저항 소자(101, 101E)로부터 구해진 출력은 도 27a 및 27b에 도시된 바와 같이 동일한 외부 자계(108)에 대하여 반대의 값을 갖는다. 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101)로부터의 출력(E1)과 수직 전류 타입 자기-저항 소자(101E)로부터의 출력(E2)간의 차는 기판(2002)으로 작용하는 차동 증폭기에 의해서 증폭된다.
다소자 자기-저항 디바이스(2900)는 재생 테스트를 받는다. 이 재생 테스트에서, 90kTPI의 트랙 밀도(인치당 트랙) 및 550kBPI의 라인 기록 밀도(인치당 비트)로 HDD의 자기 기록 매체 상에 기록된 정보는 211Mbits/sec의 데이터 전송률로 재생된다. 자기 헤드는 자기 기록 매체 상에서 20nm 이다. 다소자 자기-저항 디바이스(2900)의 비트 에러율은 1×10-8이며, 이것은 다소자 자기-저항 디바이스(2400)에서의 특정 실시예 4에서 구해진 값과 실질적으로 동일하다. 이러한 우수한 재생 출력은 자기 헤드가 열 변동 및 좁은 플라이트 높이로 인해 자기 기록 매체와 접촉할 때 발생된 열 스파이크를 차동 출력을 이용하여 중화시키기 때문에 얻어짐이 관찰되었다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 간단한 구조로 내부의 수직 전류 타입 자기-저항 소자 상에 적용된 바이어스 자계를 조절하기 위한 자기-저항 소자 및 다소자 자기-저항 디바이스를 제공한다.
본 발명의 범주 및 사상을 이탈하지 않는 범위 내에서의 여러 가지 다른 변형은 자명하며 당업자에 의해서 용이하게 이루어질 수 있다. 따라서, 본 명세서에 첨부된 청구항들의 범주는 본 명세서 내에서 상술한 바와 같은 설명에 한정하려는 의도가 아니며, 오히려 청구항들은 폭넓게 해석되어야 한다.
Claims (35)
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 다소자 자기-저항 디바이스에 있어서,특정 외부 자계에 응답하는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자와;상기 특정 외부 자계에 응답하는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자와;상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자가 제공되는 요크(yoke)를 포함하고,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 각각은,상기 특정 외부 자계의 크기가 변화하더라도 자화 방향이 변화하지 않는, 고정층과;상기 고정층과 상기 요크 사이에 제공된 비자기층(non-magnetic layer)을 포함하며,상기 요크는 상기 특정 외부 자계의 크기 변화에 따라 자화 방향이 변화하는 자유층으로서 작용하는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 삭제
- 삭제
- 다소자 자기-저항 디바이스에 있어서,특정 외부 자계에 응답하는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자와;상기 특정 외부 자계에 응답하는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 포함하며,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생하고,상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생하고,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 1 자계 및 상기 제 2 자계가 다소자 자기-저항 디바이스 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치되고,상기 다소자 자기-저항 디바이스는,상기 전류가 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 1 도체와;상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르는 전류가 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 2 도체와;전류가 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르도록 하기 위한 제 3 도체를 더 포함하는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 2 도체에 대하여 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자와 같은측 상에 배치되는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 2 도체에 대하여 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 반대측 상에 배치되는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 다소자 자기-저항 디바이스에 있어서,특정 외부 자계에 응답하는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자와;상기 특정 외부 자계에 응답하는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 포함하며,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생하고,상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생하고,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 1 자계 및 상기 제 2 자계가 다소자 자기-저항 디바이스 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치되고,상기 다소자 자기-저항 디바이스는,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 서로 평행하게 전기적으로 접속되는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 다소자 자기-저항 디바이스에 있어서,특정 외부 자계에 응답하는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자와;상기 특정 외부 자계에 응답하는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 포함하며,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생하고,상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생하고,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 1 자계 및 상기 제 2 자계가 다소자 자기-저항 디바이스 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치되고,상기 다소자 자기-저항 디바이스는,전류가 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 1 도체와;전류가 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르도록 하기 위한 제 2 도체를 더 포함하는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 다소자 자기-저항 디바이스에 있어서,특정 외부 자계에 응답하는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자와;상기 특정 외부 자계에 응답하는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 포함하며,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생하고,상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생하고,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 1 자계 및 상기 제 2 자계가 다소자 자기-저항 디바이스 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치되고,상기 다소자 자기-저항 디바이스는,상기 전류가 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 1 도체와;상기 전류가 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르도록 하기 위한 제 2 도체와;상기 전류가 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 3 도체와;상기 전류가 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르도록 하기 위한 제 4 도체를 더 포함하며,상기 제 1 도체는 그 안에 흐르는 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생하고,상기 제 2 도체는 그 안에 흐르는 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생하고,상기 제 1 도체 및 상기 제 2 도체는 상기 제 1 자계 및 상기 제 2 자계가 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치되고,상기 제 3 도체는 그 안에 흐르는 전류에 기초하여 제 3 자계를 발생하고,상기 제 4 도체는 그 안에 흐르는 전류에 기초하여 제 4 자계를 발생하고,상기 제 3 도체 및 상기 제 4 도체는 상기 제 3 자계 및 상기 제 4 자계가 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치되는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 다소자 자기-저항 디바이스에 있어서,특정 외부 자계에 응답하는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자와;상기 특정 외부 자계에 응답하는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 포함하며,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생하고,상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생하고,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 1 자계 및 상기 제 2 자계가 다소자 자기-저항 디바이스 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치되고,상기 다소자 자기-저항 디바이스는,상기 전류가 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 1 도체와;상기 전류가 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르도록 하기 위한 제 2 도체와;상기 전류가 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 3 도체와;상기 전류가 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르도록 하기 위한 제 4 도체를 더 포함하며,상기 제 1 도체는 그 안에 흐르는 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생하고,상기 제 2 도체는 그 안에 흐르는 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생하고,상기 제 1 도체 및 상기 제 2 도체는 상기 제 1 자계와 상기 제 2 자계가 서로 상쇄되도록 배치되고,상기 제 3 도체는 그 안에 흐르는 전류에 기초하여 제 3 자계를 발생하고,상기 제 4 도체는 그 안에 흐르는 전류에 기초하여 제 4 자계를 발생하고,상기 제 3 도체 및 상기 제 4 도체는 상기 제 3 자계와 상기 제 4 자계가 서로 상쇄되도록 배치되는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 다소자 자기-저항 디바이스에 있어서,특정 외부 자계에 응답하는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자와;상기 특정 외부 자계에 응답하는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 포함하며,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생하고,상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생하고,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 1 자계 및 상기 제 2 자계가 다소자 자기-저항 디바이스 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치되고,상기 다소자 자기-저항 디바이스는,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자가 제공된 요크를 더 포함하는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 제 20 항에 있어서, 상기 요크에 대하여 상기 제 1 및 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자들의 반대측 상에 제공된 기판을 더 포함하는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 제 20 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자들에 대하여 요크의 반대측 상에 제공된 기판을 더 포함하는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 제 20 항에 있어서, 상기 요크는 수평 요크인, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 제 20 항에 있어서, 상기 요크는 수직 요크인, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 삭제
- 다소자 자기-저항 디바이스에 있어서,특정 외부 자계에 응답하는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자와;상기 특정 외부 자계에 응답하는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 포함하며,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생하고,상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생하고,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 1 자계 및 상기 제 2 자계가 다소자 자기-저항 디바이스 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치되고,상기 다소자 자기-저항 디바이스는,상기 특정 외부 자계를 검출하기 위해서 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 출력과 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 출력을 가산하기 위한 가산기를 더 포함하는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 제 26 항에 있어서, 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 서로 다른 극성들을 갖는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 다소자 자기-저항 디바이스에 있어서,특정 외부 자계에 응답하는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자와;상기 특정 외부 자계에 응답하는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 포함하며,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생하고,상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생하고,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 1 자계 및 상기 제 2 자계가 다소자 자기-저항 디바이스 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치되고,상기 다소자 자기-저항 디바이스는,상기 특정 외부 자계를 검출하기 위해서 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 출력과 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 감산으로 처리하기 위한 감산기를 더 포함하는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 제 28 항에 있어서, 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 서로 다른 극성들을 갖는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 다소자 자기-저항 디바이스에 있어서,특정 외부 자계에 응답하는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자와;상기 특정 외부 자계에 응답하는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 포함하며,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생하고,상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생하고,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 1 자계 및 상기 제 2 자계가 다소자 자기-저항 디바이스 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치되고,상기 다소자 자기-저항 디바이스는,상기 제 1 및 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자들은 적어도 2개의 자성체들 사이의 상대적 자화각의 변화를 전자들의 터널링 확률(tunneling probability)의 변화로서 검출하는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 다소자 자기-저항 디바이스에 있어서,특정 외부 자계에 응답하는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자와;상기 특정 외부 자계에 응답하는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 포함하며,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생하고,상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생하고,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 1 자계 및 상기 제 2 자계가 다소자 자기-저항 디바이스 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치되고,상기 다소자 자기-저항 디바이스는,상기 제 1 및 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자들은 적어도 2개의 자성체들 사이의 상대적 자화각의 변화를 전자들의 평균 자유로(mean free path)의 변화로서 검출하는, 다소자 자기-저항 디바이스.
- 삭제
- 다소자 자기-저항 디바이스를 포함하는 자기 랜덤 액세스 메모리에 있어서,상기 다소자 자기-저항 디바이스는:특정 외부 자계에 응답하는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자와;상기 특정 외부 자계에 응답하는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 포함하며,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생하고,상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생하고,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 1 자계 및 상기 제 2 자계가 다소자 자기-저항 디바이스 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치되며,상기 자기 랜덤 액세스 메모리는,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자가 서로 직렬로 전기적으로 접속되는, 자기 랜덤 액세스 메모리.
- 다소자 자기-저항 디바이스를 포함하는 자기 랜덤 액세스 메모리에 있어서,상기 다소자 자기-저항 디바이스는:특정 외부 자계에 응답하는 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자와;상기 특정 외부 자계에 응답하는 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자를 포함하며,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 1 자계를 발생하고,상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 그 안의 전류에 기초하여 제 2 자계를 발생하고,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 및 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 1 자계 및 상기 제 2 자계가 다소자 자기-저항 디바이스 상에 인가되는 바이어스 자계로서 작용하도록 배치되며,상기 자기 랜덤 액세스 메모리는,전류가 상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자로 흐르도록 하기 위한 제 1 도체와;상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르는 전류가 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 내로 흐르도록 하기 위한 제 2 도체와;전류가 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자 밖으로 흐르도록 하기 위한 제 3 도체를 더 포함하는, 자기 랜덤 액세스 메모리.
- 제 34 항에 있어서,상기 제 1 수직 전류 타입 자기-저항 소자는 상기 제 2 도체에 대하여 상기 제 2 수직 전류 타입 자기-저항 소자의 반대측 상에 제공되는, 자기 랜덤 액세스 메모리.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2000-00306783 | 2000-10-05 | ||
| JP2000306783A JP3575683B2 (ja) | 2000-10-05 | 2000-10-05 | 多素子型磁気抵抗素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20020027277A KR20020027277A (ko) | 2002-04-13 |
| KR100446035B1 true KR100446035B1 (ko) | 2004-08-25 |
Family
ID=18787408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0061513A Expired - Fee Related KR100446035B1 (ko) | 2000-10-05 | 2001-10-05 | 자기-저항 디바이스 및/또는 다소자 자기-저항 디바이스 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6717780B2 (ko) |
| EP (1) | EP1207564A2 (ko) |
| JP (1) | JP3575683B2 (ko) |
| KR (1) | KR100446035B1 (ko) |
| CN (1) | CN1348221A (ko) |
| TW (1) | TW557456B (ko) |
Families Citing this family (42)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6576480B2 (en) * | 2001-07-26 | 2003-06-10 | Micron Technology, Inc. | Structure and method for transverse field enhancement |
| JP3793725B2 (ja) * | 2002-01-25 | 2006-07-05 | アルプス電気株式会社 | 磁気検出素子及びその製造方法並びに前記磁気検出素子を用いた磁気検出装置 |
| US7151654B1 (en) * | 2002-03-12 | 2006-12-19 | Seagate Technology Llc | TMR head structure with conductive shunt |
| US6801410B2 (en) * | 2002-06-03 | 2004-10-05 | Seagate Technology Llc | Side flux guide for current perpendicular to plane magnetoresistive transducer |
| US6816402B2 (en) * | 2002-06-21 | 2004-11-09 | Micron Technology, Inc. | Row and column line geometries for improving MRAM write operations |
| JP2004133982A (ja) * | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Fujitsu Ltd | Ｃｐｐ構造磁気抵抗効果素子およびヘッドスライダ |
| JP4576791B2 (ja) * | 2002-12-27 | 2010-11-10 | Ｔｄｋ株式会社 | メモリ装置 |
| JP4534441B2 (ja) * | 2003-07-25 | 2010-09-01 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁気記憶セル及びこれを用いた磁気メモリデバイス |
| JP4128938B2 (ja) * | 2003-10-28 | 2008-07-30 | 株式会社日立製作所 | 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 |
| JP2005209248A (ja) * | 2004-01-20 | 2005-08-04 | Hitachi Ltd | 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 |
| US7405908B2 (en) * | 2004-07-30 | 2008-07-29 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. | Magnetic head with improved free magnetic layer biasing for thinner CPP sensor stack |
| JP4575136B2 (ja) * | 2004-12-20 | 2010-11-04 | 株式会社東芝 | 磁気記録素子、磁気記録装置、および情報の記録方法 |
| US7259024B2 (en) * | 2005-07-07 | 2007-08-21 | Infineon Technologies Ag | Method of treating a substrate in manufacturing a magnetoresistive memory cell |
| US20070030594A1 (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-08 | Biskeborn Robert G | Tape recording head with overlapping read transducers |
| US7734092B2 (en) * | 2006-03-07 | 2010-06-08 | Ancestry.Com Operations Inc. | Multiple image input for optical character recognition processing systems and methods |
| JP2008276837A (ja) * | 2007-04-26 | 2008-11-13 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気ヘッドスライダ |
| US8339867B2 (en) * | 2009-01-30 | 2012-12-25 | Unity Semiconductor Corporation | Fuse elements based on two-terminal re-writeable non-volatile memory |
| US8208228B2 (en) * | 2009-09-23 | 2012-06-26 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Current-perpendicular-to-the-plane (CPP) magnetoresistive read head with multiple sensing elements for patterned-media |
| US8760801B2 (en) | 2010-12-22 | 2014-06-24 | HGST Netherlands B.V. | Magnetic head having a planar hall effect read sensor |
| JP5761846B2 (ja) * | 2011-03-23 | 2015-08-12 | Fdk株式会社 | 磁気センサ並びにそれを用いた電流センサ |
| WO2013085888A1 (en) * | 2011-12-05 | 2013-06-13 | Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. | Magnetic storage device |
| US20140177102A1 (en) | 2012-12-21 | 2014-06-26 | Seagate Technology Llc | Multi-reader method and apparatus |
| US20150008548A1 (en) * | 2013-07-03 | 2015-01-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic memory device |
| US9711169B2 (en) * | 2013-08-26 | 2017-07-18 | Marvell International Ltd. | Sensor array for reading data from a storage medium, storage device and method of reading data from a storage medium |
| US9111557B2 (en) * | 2013-10-04 | 2015-08-18 | Seagate Technology Llc | Electrically insulating magnetic material for a read head |
| US8953284B1 (en) * | 2013-11-20 | 2015-02-10 | HGST Netherlands B.V. | Multi-read sensor having a narrow read gap structure |
| US9230578B2 (en) | 2013-12-23 | 2016-01-05 | HGST Netherlands B.V. | Multiple readers for high resolution and SNR for high areal density application |
| US9305579B2 (en) | 2014-01-15 | 2016-04-05 | HGST Netherlands B.V. | Fabrication of side-by-side sensors for MIMO recording |
| US9082436B1 (en) | 2014-02-05 | 2015-07-14 | HGST Netherlands B.V. | Zig-zag MIMO head reducing space between three sensors |
| US9741369B2 (en) | 2014-02-28 | 2017-08-22 | Western Digital Technologies, Inc. | Multi-track reader for improved signal to noise ratio |
| US9542962B2 (en) * | 2015-01-23 | 2017-01-10 | HGST Netherlands B.V. | Multi-sensor reader structure having a current path with increased size to reduce noise |
| US9373355B1 (en) | 2015-01-30 | 2016-06-21 | Seagate Technology Llc | Compensating for interference via a multi-reader system |
| US9299370B1 (en) | 2015-03-11 | 2016-03-29 | HGST Netherlands B.V. | MIMO read head with soft bias and split shield |
| US9691475B2 (en) | 2015-03-19 | 2017-06-27 | Micron Technology, Inc. | Constructions comprising stacked memory arrays |
| JP6465725B2 (ja) * | 2015-04-13 | 2019-02-06 | 三菱電機株式会社 | 電流検出装置およびこれを用いた磁界検出装置 |
| KR101890561B1 (ko) * | 2016-02-03 | 2018-08-22 | 고려대학교 세종산학협력단 | 스핀홀 현상을 이용한 자기장 측정 장치 및 방법 |
| US10074688B2 (en) * | 2016-08-04 | 2018-09-11 | Tdk Corporation | Magnetoresistive effect device with first and second magnetoresistive effect elements having opposite current flows relative to the ordering of the layers of the elements |
| CN107068505B (zh) * | 2017-02-14 | 2020-03-24 | 张文红 | 一种用于油阻尼液压电磁式脱扣机构的电流线圈 |
| JP6699638B2 (ja) * | 2017-09-13 | 2020-05-27 | Tdk株式会社 | 磁気センサ |
| US10249814B1 (en) * | 2018-04-06 | 2019-04-02 | Qualcomm Incorporated | Dynamic memory protection |
| US11131727B2 (en) | 2019-03-11 | 2021-09-28 | Tdk Corporation | Magnetic sensor device |
| JP7347397B2 (ja) * | 2020-10-28 | 2023-09-20 | Tdk株式会社 | 磁気センサ及びその製造方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5979420A (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | Sony Corp | 多チヤンネル磁気抵抗効果型磁気ヘツド |
| EP0534791A2 (en) * | 1991-09-27 | 1993-03-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Magnetoresistance effect type thin film magnetic head |
| JPH07296339A (ja) * | 1994-04-21 | 1995-11-10 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | デュアル・エレメント磁気抵抗センサ |
| JPH09191142A (ja) * | 1995-12-08 | 1997-07-22 | Quantum Peripherals Colorado Inc | 磁気抵抗装置および磁気センサ |
| US5668688A (en) * | 1996-05-24 | 1997-09-16 | Quantum Peripherals Colorado, Inc. | Current perpendicular-to-the-plane spin valve type magnetoresistive transducer |
| US5880912A (en) * | 1995-10-13 | 1999-03-09 | Read-Rite Corporation | Magnetic head with biased GMR element and sense current compensation |
| KR0171135B1 (ko) * | 1995-08-21 | 1999-04-15 | 배순훈 | 다중 박막 자기 저항 헤드 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5627704A (en) | 1996-02-12 | 1997-05-06 | Read-Rite Corporation | Thin film giant magnetoresistive CPP transducer with flux guide yoke structure |
| US6064552A (en) | 1997-03-18 | 2000-05-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive head having magnetic yoke and giant magnetoresistive element such that a first electrode is formed on the giant magnetoresistive element which in turn is formed on the magnetic yoke which acts as a second electrode |
| JPH10320721A (ja) | 1997-03-18 | 1998-12-04 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果ヘッド |
| JP3557078B2 (ja) | 1997-06-27 | 2004-08-25 | 株式会社東芝 | 不揮発性半導体記憶装置 |
| DE19744095A1 (de) | 1997-10-06 | 1999-04-15 | Siemens Ag | Speicherzellenanordnung |
| US5898547A (en) | 1997-10-24 | 1999-04-27 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction magnetoresistive read head with sensing layer as flux guide |
| JPH11232618A (ja) | 1998-02-16 | 1999-08-27 | Fujitsu Ltd | 磁気センサ及びその製造方法 |
| JP3790356B2 (ja) * | 1998-03-19 | 2006-06-28 | 富士通株式会社 | Ｇｍｒヘッド、ｇｍｒヘッドの製造方法及び磁気ディスク駆動装置 |
| JP2000076844A (ja) | 1998-05-18 | 2000-03-14 | Canon Inc | 磁性薄膜メモリ素子およびその記録再生方法、画像録画再生装置 |
| EP0959475A3 (en) | 1998-05-18 | 2000-11-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Magnetic thin film memory and recording and reproducing method and apparatus using such a memory |
| US6252796B1 (en) | 1998-08-14 | 2001-06-26 | U.S. Philips Corporation | Device comprising a first and a second ferromagnetic layer separated by a non-magnetic spacer layer |
| JP2000293823A (ja) | 1999-04-08 | 2000-10-20 | Nec Corp | 磁気抵抗効果素子およびその製造方法、磁気抵抗効果ヘッド並びに磁気記録再生装置 |
-
2000
- 2000-10-05 JP JP2000306783A patent/JP3575683B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-10-02 US US09/969,558 patent/US6717780B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-04 EP EP01123741A patent/EP1207564A2/en not_active Withdrawn
- 2001-10-05 KR KR10-2001-0061513A patent/KR100446035B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-05 TW TW090124665A patent/TW557456B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-10-08 CN CN01136117A patent/CN1348221A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5979420A (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | Sony Corp | 多チヤンネル磁気抵抗効果型磁気ヘツド |
| EP0534791A2 (en) * | 1991-09-27 | 1993-03-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | Magnetoresistance effect type thin film magnetic head |
| JPH07296339A (ja) * | 1994-04-21 | 1995-11-10 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | デュアル・エレメント磁気抵抗センサ |
| KR0171135B1 (ko) * | 1995-08-21 | 1999-04-15 | 배순훈 | 다중 박막 자기 저항 헤드 |
| US5880912A (en) * | 1995-10-13 | 1999-03-09 | Read-Rite Corporation | Magnetic head with biased GMR element and sense current compensation |
| JPH09191142A (ja) * | 1995-12-08 | 1997-07-22 | Quantum Peripherals Colorado Inc | 磁気抵抗装置および磁気センサ |
| US5668688A (en) * | 1996-05-24 | 1997-09-16 | Quantum Peripherals Colorado, Inc. | Current perpendicular-to-the-plane spin valve type magnetoresistive transducer |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW557456B (en) | 2003-10-11 |
| US6717780B2 (en) | 2004-04-06 |
| US20020067581A1 (en) | 2002-06-06 |
| EP1207564A2 (en) | 2002-05-22 |
| JP2002118306A (ja) | 2002-04-19 |
| CN1348221A (zh) | 2002-05-08 |
| JP3575683B2 (ja) | 2004-10-13 |
| KR20020027277A (ko) | 2002-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100446035B1 (ko) | 자기-저항 디바이스 및/또는 다소자 자기-저항 디바이스 | |
| JP5257007B2 (ja) | 磁気センサー | |
| US8077435B1 (en) | Current perpendicular-to-plane read sensor with back shield | |
| US6473275B1 (en) | Dual hybrid magnetic tunnel junction/giant magnetoresistive sensor | |
| US5729410A (en) | Magnetic tunnel junction device with longitudinal biasing | |
| US6657823B2 (en) | Differential detection read sensor, thin film head for perpendicular magnetic recording and perpendicular magnetic recording apparatus | |
| KR100890323B1 (ko) | 자기 저항 효과 소자, 자기 헤드, 자기 기억 장치, 및 자기메모리 장치 | |
| US20030123198A1 (en) | Magnetic sensor using magneto-resistive effect, a magnetic head using magneto-resistive effect, a magnetic reproducing apparatus, a method of manufacturing a magnetic sensor using magneto-resistive effect and a method of manufacturing a magnetic head using magneto-resistive effect | |
| CN1223431A (zh) | 屏蔽式磁性隧道结磁阻读出磁头 | |
| JP2001176028A (ja) | 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 | |
| US7522389B2 (en) | Magnetoresistance effect element comprising a nano-contact portion not more than a fermi length, method of manufacturing same and magnetic head utilizing same | |
| US7385790B2 (en) | CPP-type giant manetoresistance effect element and magnetic component and magnetic device using it | |
| US6934133B2 (en) | Three terminal magnetic head having a magnetic semiconductor and a tunnel magnetoresistive film and magnetic recording apparatus including the head | |
| JP5338264B2 (ja) | 磁気センサー | |
| US6765769B2 (en) | Magnetoresistive-effect thin film, magnetoresistive-effect element, and magnetoresistive-effect magnetic head | |
| KR20080055636A (ko) | 자기 저항 효과 소자, 자기 헤드 및 자기 기억 장치 | |
| JP2008192269A (ja) | 磁気リード・ヘッド及びその製造方法 | |
| US5985471A (en) | Magnetic sensor | |
| JP2005109242A (ja) | 磁気抵抗効果素子及び磁気ヘッド | |
| US8295015B2 (en) | Magnetoresistive element, thin film magnetic head, magnetic head slider, head gimbal assembly, head arm assembly and magnetic disk device | |
| JP2002015407A (ja) | 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 | |
| JPH11120523A (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド | |
| JPH09115112A (ja) | 磁気抵抗効果素子およびその製造方法ならびに磁気ヘッド | |
| JP2002353533A (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 | |
| WO2004079723A1 (ja) | 磁気抵抗ヘッド |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20011005 |
|
| PA0201 | Request for examination | ||
| PG1501 | Laying open of application | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20031021 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20040607 |
|
| GRNT | Written decision to grant | ||
| PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20040818 Patent event code: PR07011E01D |
|
| PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20040819 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
| PG1601 | Publication of registration | ||
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20070808 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20080808 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20090807 Year of fee payment: 6 |
|
| PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20090807 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee | ||
| PC1903 | Unpaid annual fee |