【手続補正書】
【提出日】平成17年6月2日(2005.6.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板（９１）の上に、第１ひずみ付与層（６１）、第１相変態層（７１）、及び、最上層に第２ひずみ付与層（６２）を設けた、積層構造を持ち、電極となる第１、第２ひずみ付与層間の第１相変態層の厚さは、磁気媒体等の弱い磁場が存在しないときは、トンネル現象により大きい電気抵抗値をもつが、弱い外部磁場の作用により、絶縁体→金属の相変態が生じ、電気抵抗値の大きな低下が生じる厚さであり、第１及び第２ひずみ付与層は、第１相変態層に、素子の使用温度付近で、適切なひずみを付与できる、金属及び合金であることを特徴とする、トンネル効果及び磁気誘起相変態効果の原理に基づく、トンネル相変態磁気抵抗（ＴＰＭＲ）素子。
【請求項２】
絶縁基板（９１）の上に、第２ひずみ付与層（６２）、第１相変態層（７１）、第１ひずみ付与層（６１）、第２相変態層（７２）、及び、最上層に第３ひずみ付与層（６３）を設けた、積層構造を持ち、電極となる第１及び第２ひずみ付与層間、及び、第１、第３ひずみ付与層間の第１及び第２相変態層の厚さは、磁気媒体等の弱い磁場が存在しないときは、トンネル現象により大きい電気抵抗値をもつが、外部磁場が存在するときは、弱い磁場の作用により、絶縁体→金属の相変態が生じ、電気抵抗値の大きな低下が発現する厚さであり、第１、第２及び第３ひずみ付与層は、第１及び第２相変態層に、素子の使用温度付近で、適切なひずみを付与できる、金属及び合金であることを特徴とする、他は請求項１に記載の、トンネル効果及び磁気誘起相変態効果の原理に基づく、２つのトンネル回路を有する、トンネル相変態磁気抵抗（ＴＰＭＲ）素子。
【請求項３】
絶縁基板（９１）の上に、第１ひずみ付与層（６１）、第１相変態電極層（７６）、及び、最上層に第２ひずみ付与層（６２）を設けた、積層構造を持ち、第１相変態電極層の厚さは、磁気媒体等の弱い磁場が存在しないときは、第１相変態電極層が、絶縁体であるために、大きい電気抵抗値をもつが、弱い外部磁場が作用すると、絶縁体→金属の相変態が生じ、電気抵抗値が大きく低下する厚さであり、第１及び第２ひずみ付与層は、第１相変態電極層に、素子の使用温度付近で、適切なひずみを付与して、変態温度を調整する、金属及び合金であり、他は請求項１に記載の形態を有することを特徴とする、磁気誘起相変態効果の原理に基づく、第１相変態層電極自身に電気抵抗値変化を生じる、相変態磁気抵抗（ＰＭＲ）素子。
【請求項４】
絶縁基板（９１）の上に、第２ひずみ付与層（６２）、第１相変態電極層（７６）、第１ひずみ付与層（６１）、第２相変態電極層（７７）、及び、最上層に第３ひずみ付与層（６３）を設けた、積層構造を持ち、第１及び第２相変態電極層（７６、７７）の厚さは、磁気媒体等の弱い磁場が存在しないときは、第１及び第２相変態電極層が、絶縁体であるために、大きい電気抵抗値をもつが、弱い外部磁場が作用すると、絶縁体→金属の相変態が生じ、電気抵抗値が大きく低下する厚さであり、第１、第２及び第３ひずみ付与層は、第１及び第２相変態電極層に、素子の使用温度付近で、適切なひずみを付与できる、金属及び合金であり、他は請求項２に記載の形態を有することを特徴とする、第１及び第２相変態層電極自身の電気抵抗値が変化する、磁気誘起相変態効果の原理に基づく、２つの回路を有する、相変態磁気抵抗（ＰＭＲ）素子の形態。
【請求項５】
第１及び第２ひずみ付与層（６１、６２）を構成するＪ成分として、非磁性体、良導体であるＣｕ、Ａｌその他の金属及び合金、ド−プした半導体、並びに、Ｌ1-xＱxＭｎＯ3 、0２０２２５≦x≦1、（ここで、Ｌは、Ｇｄ、Ｌａ、Ｎｄ及びＰｒ等の希土類金属、Ｌサイトを置換するＱとして、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａ等がある）と表記する、ペロブスカイト構造を持つ、マンガナイト、並びに、半金属であるＢｉ及びその合金、ＳｉＯ3、ＰｒＮｉＯ3等のニッケル基酸化物を使用し、絶縁基板（９１）を構成するＢ成分として、非磁性特性を持つアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）又はＳｉＯ2,等をそれぞれ使用し、第１相変態層（７１）を構成するＨ成分として、Ｌ1-xＱxＭｎＯ3 、0≦x≦1、（ここで、Ｌは、Ｇｄ、Ｌａ、Ｎｄ又はＰｒ等の希土類金属、Ｌサイトを置換するＱとして、Ｃａ、Ｓｒ又はＢａ等の金属がある）と表記する、ペロブスカイト（perovskite）構造を持つ、マンガナイト、或いは、半金属であるＢｉ又はその合金を使用することを特徴とし、スピン依存トンネル効果及び磁気誘起相変態効果を原理とする、請求項１に記載のトンネル相変態磁気抵抗（ＴＰＭＲ）素子。
【請求項６】
第１、第２及び第３ひずみ付与層（６１、６２、６３）を構成するＪ成分として、非磁性体、良導体であるＣｕ、Ａｌその他の金属及び合金、ド−プした半導体、並びに、Ｌ1-xＱxＭｎＯ3 、0≦x≦1、（ここで、Ｌは、Ｇｄ、Ｌａ、Ｎｄ及びＰｒ等の希土類金属、Ｌサイトを置換するＱとして、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａ等がある）と表記する、ペロブスカイト構造を持つ、マンガナイト、並びに、半金属であるＢｉ及びその合金、ＳｉＯ3、ＰｒＮｉＯ3等のニッケル基酸化物を使用し、絶縁基板（９１）を構成するＢ成分として、非磁性特性を持つアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）又はＳｉＯ2,等をそれぞれ使用し、第１及び第２相変態層（７１、７２）を構成するＨ成分として、Ｌ1-xＱxＭｎＯ3 、0≦x≦1、（ここで、Ｌは、Ｇｄ、Ｌａ、Ｎｄ又はＰｒ等の希土類金属、Ｌサイトを置換するＱとして、Ｃａ、Ｓｒ又はＢａ等の金属がある）と表記する、ペロブスカイト（perovskite）構造を持つ、マンガナイト、或いは、半金属であるＢｉ又はその合金を使用することを特徴とし、スピン依存トンネル効果及び磁気誘起相変態効果を原理とする、請求項２に記載のトンネル相変態磁気抵抗（ＴＰＭＲ）素子。
【請求項７】
第１及び第２ひずみ付与層（６１、６２）を構成するＪ成分として、非磁性体、良導体であるＣｕ、Ａｌその他の金属及び合金、ド−プした半導体、並びに、Ｌ1-xＱxＭｎＯ3 、0≦x≦1、（ここで、Ｌは、Ｇｄ、Ｌａ、Ｎｄ及びＰｒ等の希土類金属、Ｌサイトを置換するＱとして、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａ等がある）と表記する、ペロブスカイト構造を持つ、マンガナイト、並びに、半金属であるＢｉ及びその合金、ＳｉＯ3、ＰｒＮｉＯ3等のニッケル基酸化物を使用し、絶縁基板（９１）を構成するＢ成分として、非磁性特性を持つアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）又はＳｉＯ2,等をそれぞれ使用し、第１相変態電極層（７６）を構成するＨ成分として、Ｌ1-xＱxＭｎＯ3 、0≦x≦1、（ここで、Ｌは、Ｇｄ、Ｌａ、Ｎｄ又はＰｒ等の希土類金属、Ｌサイトを置換するＱとして、Ｃａ、Ｓｒ又はＢａ等の金属がある）と表記する、ペロブスカイト（perovskite）構造を持つ、マンガナイト、或いは、半金属であるＢｉ又はその合金を使用することを特徴とし、第１相変態層電極自身の電気抵抗値が変化する、磁気誘起相変態効果を原理とする、請求項３に記載の相変態磁気抵抗（ＰＭＲ）素子。
【請求項８】
第１、第２及び第３ひずみ付与層（６１、６２、６３）を構成するＪ成分として、非磁性体、良導体であるＣｕ、Ａｌその他の金属及び合金、ド−プした半導体、並びに、Ｌ1-xＱxＭｎＯ3 、0≦x≦1、（ここで、Ｌは、Ｇｄ、Ｌａ、Ｎｄ及びＰｒ等の希土類金属、Ｌサイトを置換するＱとして、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａ等がある）と表記する、ペロブスカイト構造を持つ、マンガナイト、並びに、半金属であるＢｉ及びその合金、ＳｉＯ3、ＰｒＮｉＯ3等のニッケル基酸化物を使用し、絶縁基板（９１）を構成するＢ成分として、非磁性特性を持つアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）又はＳｉＯ2,等をそれぞれ使用し、第１及び第２相変態電極層（７６、７７）を構成するＨ成分として、Ｌ1-xＱxＭｎＯ3 、0≦x≦1、（ここで、Ｌは、Ｇｄ、Ｌａ、Ｎｄ又はＰｒ等の希土類金属、Ｌサイトを置換するＱとして、Ｃａ、Ｓｒ又はＢａ等の金属がある）と表記する、ペロブスカイト（perovskite）構造を持つ、マンガナイト、或いは、半金属であるＢｉ又はその合金を使用することを特徴とし、第１及び第２相変態層電極自身の電気抵抗値が変化する、磁気誘起相変態効果を原理とする、請求項４に記載の相変態磁気抵抗（ＰＭＲ）素子。
【請求項９】
遮蔽層１０１を構成するＤ成分として、ＦｅＳｉ合金、アモルファス合金（ＦｅＮｉＭｏＳｉＢ、ＦｅＣｏＳｉＢ、ＣｏＭｎＢ、ＣｏＨｆＢ、ＦｅＣｏＮｂＳｉＢ及びＦｅＮｉＰＢ等）、立法晶スピネル・フェライト（ＭｅＦｅ2Ｏ4；ここで、Ｍｅは、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ及びＣｄ、或いは、これらの金属の組合せである、ＭｎＺｎ、ＮｉＺｎ、ＬｉＺｎ、ＭｇＺｎ、ＭｎＭｇ、ＭｎＣｕ及びＬｉＮｉ等の合金）、及び、ＮｉＣｕＣｏＭｎＡｌフェライト、並びに、イットリウム・鉄・ガーネット系混合酸化物を使用することを特徴とする、請求項１及び２に記載のトンネル相変態磁気抵抗（ＴＰＭＲ）素子。
【請求項１０】
遮蔽層１０１を構成するＤ成分として、ＦｅＳｉ合金、アモルファス合金（ＦｅＮｉＭｏＳｉＢ、ＦｅＣｏＳｉＢ、ＣｏＭｎＢ、ＣｏＨｆＢ、ＦｅＣｏＮｂＳｉＢ及びＦｅＮｉＰＢ等）、立法晶スピネル・フェライト（ＭｅＦｅ2Ｏ4；ここで、Ｍｅは、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ及びＣｄ、或いは、これらの金属の組合せである、ＭｎＺｎ、ＮｉＺｎ、ＬｉＺｎ、ＭｇＺｎ、ＭｎＭｇ、ＭｎＣｕ及びＬｉＮｉ等の合金）、及び、ＮｉＣｕＣｏＭｎＡｌフェライト、並びに、イットリウム・鉄・ガーネット系混合酸化物を使用することを特徴とする、請求項３及び４に記載の相変態磁気抵抗（ＰＭＲ）素子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は，ＭＢＥ法（又は、スパッター法、或いは、その他の成膜方法）、リソグラフィ法、強力な外部磁場の印加及び熱処理の組合せにより、ひずみ付与層−ひずみ付与層間、即ち、相変態層、或いは、相変態電極層の厚さ、又は、強磁性電極層−強磁性電極層間、即ち、クラスタ層の厚さを、精密に制御して作成し、磁気媒体等の弱い磁場を加えないときには、大きなトンネル抵抗値を持つ状態であるが、磁気媒体等の弱い磁場が加わると、スピン依存トンネル効果及び絶縁体−金属相変態、又は、磁気相変態のみの発現により、電気抵抗値の大きな低下を発生させる、トンネル相変態磁気抵抗（ＴＰＭＲ）素子形態、又は、相変態磁気抵抗（ＰＭＲ）素子形態に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
【従来の技術】 従来は，Ｃｕ-Ｆｅ、Ｃｕ-Ｃｏ、Ａｇ-Ｃｏ或いはＡｇ-Ｆｅ等の組み合わせでモレキュラー・ビーム・エピタキシ（ＭＢＥ）法により多層薄膜を作成したり、或いは、イオン化クラスタ・ビーム（ＩＣＢ）法により、Ｃｕ或いはＡｇのマトリックス中に、Ｆｅ或いはＣｏ等の強磁性クラスタが酸化物絶縁体マトリックス中に埋め込まれた形態を、自然形成していた（例えば、非特許文献１）。このような方法によっては、強磁性体と非磁性良導体の多層薄膜界面における電子のスピン依存散乱の効果、強磁性体のクラスタと非磁性良導体のマトリックスとの界面における電子のスピン依存散乱の効果、或いは、非磁性絶縁体マトリックス中における、強磁性体のクラスタ間のスピン依存トンネル効果が、磁気抵抗（英語では、Magnetoresistance）効果の生成原因であった。また、強磁性体（例えば、Ｃｏ或いはＦｅ）と非磁性特性をもつ半導体或いは絶縁体（例えば、Ｇｅ、Ａｌ2Ｏ3）の薄膜を交互に積層した素子は、トンネル磁気抵抗効果を発現することが知られていた（例えば、非特許文献２）。
【非特許文献１】S. Mitani et al. J. Magn. Magn. Mater. 165, 141(1997)。
【非特許文献２】S. Maekawa et. al, IEEE Trans. Magn. MAG-18, No.2, 707 (1982)。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明は，ひずみ付与層−ひずみ付与層間の距離を、精密に制御することと、相変態層を組み込むことにより、磁性媒体等の弱い磁場の存在下で、トンネル効果及び磁気誘起相変態の効果、或いは、磁気誘起相変態効果のみの発現を、有用的に制御できる素子を製作すること、即ち、トンネル相変態磁気抵抗値、或いは、相変態磁気抵抗値の変化が大きい素子を作製することを目的としている。トンネル磁気抵抗効果と相変態層による磁気抵抗効果を組合せた素子に関しては、これまで報告が全くなく、新しい概念による素子構造である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成するために、本発明では、非磁性特性を持つ絶縁基板の上に、第１、第２及び第３ひずみ付与層、第１及び第２相変態層を、モレキュラー・ビーム・エピタキシ（ＭＢＥ）法、リソグラフィ法、強力な外部磁場及び熱処理を用いて作成することにより、最終的に、トンネル相変態磁気抵抗値、或いは、トンネル磁気抵抗値の増減を、弱い磁場により制御できる形態の、トンネル相変態磁気抵抗（ＴＰＭＲ）単素子、又は、相変態磁気抵抗（ＰＭＲ）素子を作製する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【発明の実施の形態】 上記のように，第１に、ひずみ付与層−ひずみ付与層間の距離、即ち、相変態層の厚さを精密に制御すること、第２に、ひずみ付与層の材料選択と厚さを精密に制御すること（請求項１、２、３及び４）が、トンネル相変態磁気抵抗値、相変態磁気抵抗値の増減を制御するために、それぞれ、重要である。これにより、小さな外部磁場の変化を、大きな電気抵抗変化に変換する、いわゆるトンネル相変態磁気抵抗（ＴＰＭＲ）素子、或いは、相変態磁気抵抗（ＰＭＲ）素子を作製できる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
図２に示す構造において、磁気媒体等の弱い外部磁場が存在しないとき、第１及び第２相変態層は絶縁体であり、第１及び第２ひずみ付与層間、並びに、第１及び第３ひずみ付与層間に、トンネル抵抗が発現する。弱い外部磁場が加わると、第１及び第２相変態層が、絶縁体或いは半導体−金属変態を起こすことにより、磁気誘起相変態に基づく電気抵抗値の大きな低下が生じる。回路に一定の電流を流しておくと、この回路は、大きな電圧低下を発生させる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
図２に示すＴＰＭＲ素子は、第１ひずみ付与層−第２ひずみ付与層間、及び、第１ひずみ付与層−第３ひずみ付与層間に、それぞれ、２組のトンネル回路を持っている。２つのトンネル回路を、並列結合、或いは、直列結合させることにより、電気抵抗値を増減できる。このとき、結合回路の全抵抗変化率は、１組の回路のそれにほぼ等しい。２組のトンネル回路の抵抗特性を変化させて作成すると、希望する特性を持つ側の回路を使用できる利点もある。また、片方の回路に欠陥或いは特性劣化が発生した場合においても、他方の回路を使用することで、より長時間の使用が可能となる。このように、図２に示した、トンネル回路が２組組み込まれた形態は、回路を２組もつために、より幅広い使用が可能になるという利点を持つ。回路を２つ持つ利点は、図４に示した、請求項４に記載した形態においても、全く等しい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
相変態層を形成するＦ成分が、バルクで、かつ単体で存在する場合には、相変態温度が、例えば、２００Ｋ程度の低温であったとしても、薄膜にして、他の材料（他の成分）で挟んで、大きな格子ひずみを加えることにより、相変態温度を、２５０〜４００Ｋに変化させることが可能である。このように、薄膜にすることの効果に加えて、他の材料でサンドイッチにして、外部から格子ひずみを加えることにより、相変態発現温度を変化させ、望みの使用温度で、弱い外部磁場の印加により相変態を発現させることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
請求項１、２、３及び４に記載した素子構造において、ひずみ付与層に挟まれた、Ｈ成分からなる相変態層層は、磁気媒体等の弱い外部磁場により、全体、或いは、厚さ方向に対して部分的に、磁気誘起相変態を生じて、電気抵抗を大きく低下させる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
又、請求項１、２又は３、４に記載した素子構造において、組成の偏析によっても、磁気誘起相変態の状態が変化するために、トンネル抵抗及び磁気誘起相変態、又は、磁気誘起相変態のみによる電気抵抗は、それぞれ、変化する。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
請求項１、２、３及び４に記載した素子構造は、モレキュラー・ビーム・エピタキシ（ＭＢＥ）法（又は、スパッター法、或いは、その他の方法）、リソグラフィ法、強力な外部磁場の印加及び熱処理により、トンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）効果及び磁気誘起相変態（ＰＭＲ）効果を組合せた複合（ＴＰＭＲ）効果、或いは、磁気誘起相変態（ＰＭＲ）効果のみを原理とする、素子を作製する。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
【実施例】  請求項１の素子構造は、図１に示すように、絶縁基板９１（Ｂ成分）の上に、第１ひずみ付与層６１（Ｊ成分）、第１相変態層７１（Ｈ成分）、及び、最上層に第２ひずみ付与層６２（Ｊ成分）を設けた、積層構造とした。電極となる第１、第２ひずみ付与層間の第１相変態層は、磁気媒体等の弱い磁場が存在しないときは、トンネル現象により大きい電気抵抗値をもつが、弱い外部磁場の作用により、絶縁体−＞金属の相変態が生じ、電気抵抗値の大きな低下が生じる組成及び厚さとした。第１及び第２ひずみ付与層は、第１相変態層に、素子の使用温度付近で、適切なひずみを付与できる、金属及び合金で作製した。各層は、モレキュラー・ビーム・エピタキシ（Molecular-Beam Epitaxy :ＭＢＥ）法（又は、スパッター法、或いは、その他の成膜方法）、リソグラフィ法、強力な外部磁場の印加及び熱処理により作製した。以上のように、整合ひずみ効果が現れる条件で作製したので、トンネル効果及び磁気誘起相変態効果の原理が同時に働く、トンネル相変態磁気抵抗（ＴＰＭＲ）素子としてよい特性が得られた。遮蔽層１０１（Ｄ成分）を組み込んだ素子形態は図５に、示されている。
請求項２の素子構造は、図２に示すように、絶縁基板９１（Ｂ成分）の上に、第２ひずみ付与層６２（Ｊ成分）、第１相変態層７１（Ｈ成分）、第１ひずみ付与層６１（Ｊ成分）、第２相変態層７２（Ｈ成分）、及び、最上層に第３ひずみ付与層６３（Ｊ成分）を設けた、積層構造とした。電極となる第１及び第２ひずみ付与層間、及び、第１、第３ひずみ付与層間の第１及び第２相変態層は、磁気媒体等の弱い磁場が存在しないときは、トンネル現象により大きい電気抵抗値をもつが、外部磁場が存在するときは、弱い磁場の作用により、絶縁体−＞金属の相変態が生じ、電気抵抗値の大きな低下が発現する厚さとした。第１、第２及び第３ひずみ付与層は、第１及び第２相変態層に、素子の使用温度付近で、適切なひずみを付与できる、金属及び合金で作製した。各層は、ＭＢＥ法（又は、スパッター法、或いは、その他の成膜方法）、リソグラフィ法、強力な外部磁場の印加及び熱処理により作製した。以上のような方法により、トンネル効果及び磁気誘起相変態効果の原理に基づく、２つのトンネル回路を有する、トンネル相変態磁気抵抗（ＴＰＭＲ）素子を作製した。遮蔽層１０１（Ｄ成分）を組み込んだ素子形態は、図５に示されている。
請求項３の素子構造は、図３に示すように、絶縁基板９１（Ｂ成分）の上に、第１ひずみ付与層６１（Ｊ成分）、第１相変態電極層７６（Ｈ成分）、及び、最上層に第２ひずみ付与層６２（Ｊ成分）を設ける、請求項１とほぼ等しい積層構造とした。第１相変態電極層は、磁気媒体等の弱い磁場が存在しないときは、第１相変態電極層が、絶縁体であるために、大きい電気抵抗値をもつが、弱い外部磁場が作用すると、絶縁体−＞金属の相変態が生じ、電気抵抗値が大きく低下する厚さとした。第１及び第２ひずみ付与層は、第１相変態電極層に、素子の使用温度付近で、適切なひずみを付与して、変態温度を適切に設定する、請求項７に記載した、金属及び合金を選定した。各層は、ＭＢＥ法（又は、スパッター法、或いは、その他の成膜方法）、リソグラフィ法、強力な外部磁場の印加及び熱処理により作製した。第１及び第２ひずみ付与層の材料及び作製条件を適切に選択したので、磁気誘起相変態効果の原理に基づく、第１相変態層電極自身に電気抵抗値変化を生じる、特性の良い相変態磁気抵抗（ＰＭＲ）素子が作製できた。遮蔽層１０１（Ｄ成分）を組み込んだ素子形態は、図５に示されている。
請求項４の素子構造は、図４に示すように、絶縁基板９１（Ｂ成分）の上に、第２ひずみ付与層６２（Ｊ成分）、第１相変態電極層７６（Ｈ成分）、第１ひずみ付与層６１（Ｊ成分）、第２相変態電極層７７（Ｈ成分）、及び、最上層に第３ひずみ付与層６３（Ｊ成分）を設ける、積層構造とした。第１及び第２相変態電極層７６、７７は、磁気媒体等の弱い磁場が存在しないときは、第１及び第２相変態電極層が、絶縁体であるために、大きい電気抵抗値をもつが、弱い外部磁場が作用すると、絶縁体−＞金属の相変態が生じ、電気抵抗値が大きく低下する厚さとした。第１、第２及び第３ひずみ付与層は、第１及び第２相変態電極層に、素子の使用温度付近で、適切なひずみを付与できる、請求項８に記載した、金属又は合金を選定した。各層は、ＭＢＥ法、リソグラフィ法、強力な外部磁場の印加及び熱処理により作製した。以上のようにして、第１及び第２相変態層電極自身の電気抵抗値が変化する、磁気誘起相変態効果の原理に基づく、２つの回路を有する、相変態磁気抵抗（ＰＭＲ）素子を作製した。遮蔽層１０１（Ｄ成分）を組み込んだ素子形態は、図５に示されている。
表１、表２、表３及び表４に、実施例番号、素子構造、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｊ及びＫ成分の材料、並びに、結果を示す。結果に記載されている、「良好」は２３３Ｋ〜３８３Kで５〜１０％、「優良」は２３３Ｋ〜３８３Kで１０〜２０％、及び、「最良」は２３３Ｋ〜３８３Kで２０〜３０％の磁気抵抗変化率を表わす。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
【表１】
2001127357.tif 000001
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
【表２】
2001127357.tif 000002
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
【表３】
2001127357.tif 000003
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
【表４】
2001127357.tif 000004
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
【発明の効果】本発明は，以上に説明したように、電極の働きをするひずみ付与層の厚さ、ひずみ付与層−ひずみ付与層間の距離、即ち、相変態層或いは相変態電極層の厚さ、及び、強磁性電極−強磁性電極間の距離、即ち、クラスタ層の厚さを、精密に制御して磁気抵抗素子を作製したので、磁気媒体に相当する極めて小さな磁場をかけることにより、磁気誘起相変態を容易に生じさせ、トンネル効果及び磁気誘起相変態効果、或いは、相変態電極層自身の抵抗変化を原理とする大きな抵抗減少を観測した。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】第１および第２ひずみ付与層の間に第１相変態層を有する、トンネル相変態磁気抵抗素子構造を示す。（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】第１、第２および第３ひずみ付与層の間に第１および第２相変態層をそれぞれ有し、２つの素子回路を有する、トンネル相変態磁気抵抗素子構造を示す。（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】第１および第２ひずみ付与層の間に第１相変態電極層を有する、相変態磁気抵抗素子構造を示す。（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】第１、第２および第３ひずみ付与層の間に第１および第２相変態電極層をそれぞれ有し、２つの素子回路を有する、相変態磁気抵抗素子構造を示す。（ａ）は上面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】素子構造を示す図において、平面図の垂直方向に、磁気媒体等の弱い外部磁場が加わるとき、遮蔽層１０１を組み込んだ場合の素子形態を示す。（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図（１）及び（ｃ）は（ｂ）に示した遮蔽層とＴＰＭＲ素子又はＰＭＲ素子の関係に対して、９０度反時計方向にＴＰＭＲ素子又はＰＭＲ素子が回転した場合の正面図（２）である。
【符号の説明】
６１：第１ひずみ付与層
６２：第２ひずみ付与層
６３：第３ひずみ付与層
７１：第１相変態層
７２：第２相変態層
７６：第１相変態電極層
７７：第２相変態電極層
９１：絶縁基板
１０１：遮蔽層
【手続補正２０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図５】
2001127357.tif 000005
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】補正内容のとおり
【補正方法】変更
【補正の内容】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図６乃至図１０
【補正方法】削除
【補正の内容】