(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気トンネル効果素子を用いた磁気デバイスであって、
該磁気トンネル効果素子は、絶縁体層によって分離された第１および第２強磁性体層を含み、該第１強磁性体層の磁化が１つの方向に固定され、前記第２強磁性体層の磁化の方向が印加される磁界に応じて変化可能であり、これら第１および第２強磁性体層の各磁化方向の相対的な角度に応じて、これら第１および第２強磁性体層間が異なる抵抗を示すものであり、
前記絶縁体層中に非磁性金属層が挿入されており、
該非磁性金属層を流れる電気信号により、前記第２強磁性体層中において当該第２強磁性体層の磁化容易軸に沿った方向の前記磁界を発生させ、前記第１および第２強磁性体層間の電圧あるいは電流を制御すること
を特徴とする磁気デバイス。
【請求項２】
請求項１に記載の磁気デバイスにおいて、
前記磁気トンネル効果素子は、交換バイアス磁界によって、前記第１強磁性体層の磁化を一方向に固定する反強磁性体層を含むこと
を特徴とする磁気デバイス。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気デバイスにおいて、
前記第１強磁性体層の保磁力が、前記第２強磁性体層の保磁力よりも大きいこと
を特徴とする磁気デバイス。
【請求項４】
請求項１に記載の磁気デバイスにおいて、
前記磁気トンネル効果素子にバイアス電流層を設けてあり、
該バイアス電流層に交流電流を印加するための交流電源を具え、
該交流電流により発生する、前記第１強磁性体層の磁化と同方向または反対方向のバイアス磁界が前記第２強磁性体層に印加されること
を特徴とする磁気デバイス。
【請求項５】
請求項４に記載の磁気デバイスにおいて、
前記バイアス磁界は、前記第２強磁性体層中において当該第２強磁性体層の磁化容易軸に沿った方向となり、かつ、前記バイアス磁界の大きさが、第１および第２強磁性体層間の電気抵抗が、低抵抗状態から高抵抗状態へと変化する印加磁界Ｈｒよりも小さく、第１および第２強磁性体層間の電気抵抗が、高抵抗状態から低抵抗状態へと変化する印加磁界−Ｈｆよりも大きいこと
を特徴とする磁気デバイス。
【請求項６】
請求項４に記載の磁気デバイスにおいて、
前記磁気トンネル効果素子は、交換バイアス磁界によって、前記第１強磁性体層の磁化を一方向に固定する反強磁性体層を含むこと
を特徴とする磁気デバイス。
【請求項７】
請求項４に記載の磁気デバイスにおいて、
前記磁気トンネル効果素子は、交換バイアス磁界によって、前記第１強磁性体層の磁化を一方向に固定する絶縁性の反強磁性体層を含むこと
を特徴とする磁気デバイス。
【請求項８】
請求項４に記載の磁気デバイスにおいて、
前記第１強磁性体層の保磁力が、前記第２強磁性体層の保磁力よりも大きいこと
を特徴とする磁気デバイス。
【請求項９】
巨大磁気抵抗効果素子を用いた磁気デバイスであって、
該巨大磁気抵抗効果素子は、非磁性金属層によって分離された第１および第２強磁性体層を含み、前記第１強磁性体層の磁化が１つの方向に固定され、前記第２強磁性体層の磁化の方向が印加される磁界に応じて変化可能であり、これら第１および第２強磁性体層の各磁化方向の相対的な角度に応じて異なる抵抗値を示すものであり、
前記非磁性金属層が、前記巨大磁気抵抗効果素子を構成する他の層に比較して抵抗値が低い材料で構成されており、
該非磁性金属層に入力される電気信号により、前記第２強磁性体層中において当該第２強磁性体層の磁化容易軸に沿った方向の前記磁界を発生させ、前記第１および第２強磁性体層の間に、前記電気信号とは別に印加される、前記第２強磁性体層の前記磁化容易軸に沿った方向の電流あるいは電圧を制御すること
を特徴とする磁気デバイス。
【請求項１０】
請求項９に記載の磁気デバイスにおいて、
前記巨大磁気抵抗効果素子は、交換バイアス磁界によって、前記第１強磁性体層の磁化を一方向に固定する反強磁性体層を含むこと
を特徴とする磁気デバイス。
【請求項１１】
請求項９に記載の磁気デバイスにおいて、
前記第１強磁性体層の保磁力が、前記第２強磁性体層の保磁力よりも大きいこと
を特徴とする磁気デバイス。
【請求項１２】
請求項９に記載の磁気デバイスにおいて、
前記巨大磁気抵抗効果素子にバイアス電流層を設けてあり、
該バイアス電流層に交流電流を印加するための交流電源を具え、
該交流電流により発生する、前記第１強磁性体層の磁化と同方向または反対方向のバイアス磁界が前記第２強磁性体層に印加されることを特徴とする磁気デバイス。
【請求項１３】
請求項１２に記載の磁気デバイスにおいて、
前記バイアス磁界は、前記第２強磁性体層中において当該第２強磁性体層の磁化容易軸に沿った方向となり、かつ、前記バイアス磁界の大きさが、第１および第２強磁性体層間の電気抵抗が、低抵抗状態から高抵抗状態へと変化する印加磁界Ｈｒよりも小さく、第１および第２強磁性体層間の電気抵抗が、高抵抗状態から低抵抗状態へと変化する印加磁界−Ｈｆよりも大きいこと
を特徴とする磁気デバイス。
【請求項１４】
請求項１２に記載の磁気デバイスにおいて、
前記巨大磁気抵抗効果素子は、交換バイアス磁界によって、前記第１強磁性体層の磁化を一方向に固定する反強磁性体層を含むこと
を特徴とする磁気デバイス。
【請求項１５】
請求項１２に記載の磁気デバイスにおいて、
前記巨大磁気抵抗効果素子は、交換バイアス磁界によって、前記第１強磁性体層の磁化を一方向に固定する絶縁性の反強磁性体層を含むこと
を特徴とする磁気デバイス。
【請求項１６】
請求項１２に記載の磁気デバイスにおいて、
前記第１強磁性体層の保磁力が、前記第２強磁性体層の保磁力よりも大きいこと
を特徴とする磁気デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、磁気トンネリング効果あるいは巨大磁気抵抗効果を利用した磁気デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
巨大磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果型センサの例が、文献１「特開平６−１１１２５２」や文献２「特開平５−１１４７６１」に開示されている。文献１に開示の磁気抵抗効果型センサの構造では、反強磁性体層、第１強磁性体層、非磁性体層および第２強磁性体層が順次に積層する。反強磁性体層は、交換バイアス磁界を発生させて第１強磁性体層の磁化を固定するものである。文献２に開示の磁気抵抗効果型センサでは、第１強磁性体層、非磁性体層および第２強磁性体層が順次に積層する。第１強磁性体層の保磁力を、第２強磁性体層の保磁力に比べて大きくしてあるため、反強磁性体層が不要である。
【０００３】
これら磁気抵抗効果型センサでは、第１強磁性体層の磁化の向きが固定されており、第２強磁性体層の磁化が外部の磁界に応じて自在に向きを変える。この場合、両者の磁化のなす角度に応じて、これら各層中の伝導電子のスピン散乱の割合が変化する。従って、磁気抵抗効果型センサの電気抵抗値は外部から加えられる磁界に応答して変化する。
【０００４】
このように、磁気抵抗効果型センサを用いると、外部磁化の変化を電気抵抗値の変化として検出することができる。通常の磁気抵抗効果型センサの検出感度は、第２強磁性体層の磁気特性によって決定される。一般に、第２強磁性体層としては軟磁気特性の優れた材料が用いられる。
【０００５】
また、磁界の印加に伴って抵抗が変化する現象としては、巨大磁気抵抗効果の他にも磁気トンネリング効果が知られており（文献３「日本応用磁気学会誌  １９，ｐ３６９，１９９５」参照）、磁気センサへの応用が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、巨大磁気抵抗効果および磁気トンネリング効果を利用した磁気デバイスとしては、受動的デバイスである磁気センサへの応用が一般的である。しかしながら、制御機能を有する能動的デバイスに関する応用については、これまでに例が無い。
【０００７】
従って、この発明では、巨大磁気抵抗効果および磁気トンネリング効果を利用して、従来に無い新しい能動的デバイスを提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、この発明の磁気デバイスによれば、磁気トンネル効果素子を用いた磁気デバイスであって、この磁気トンネル効果素子は、絶縁体層によって分離された第１および第２強磁性体層を含み、この第１強磁性体層の磁化が１つの方向に固定され、第２強磁性体層の磁化の方向が印加される磁界に応じて変化可能であり、これら第１および第２強磁性体層の各磁化方向の相対的な角度に応じて、これら第１および第２強磁性体層間が異なる抵抗を示すものであり、絶縁体層中に非磁性金属層が挿入されており、この非磁性金属層を流れる電気信号により、第２強磁性体層中において第２強磁性体層の磁化容易軸に沿った方向の磁界を発生させ、第１および第２強磁性体層間の電圧あるいは電流を制御することを特徴とする。
【０００９】
このように、非磁性金属層に流れる電気信号が磁界を発生させ、その磁界により第２強磁性体層の磁化が制御される。第１強磁性体層の磁化は固定されているので、電気信号に応じて第１および第２強磁性体層間の電気抵抗が変化する。従って、この磁気デバイスによれば、第１および第２強磁性体層間の電圧あるいは電流を制御することができる。
【００１１】
また、第２強磁性体層の磁化容易軸に沿って磁界が印加されるので、第２強磁性体層の磁化が、第１強磁性体層の磁化と同じ向きの状態と、第１強磁性体層の磁化と逆向きの状態とで、切り替わるように構成できる。すなわち、電気信号の高低あるいは電流の向きに応じて、低抵抗状態と高抵抗状態とを示す磁気デバイスが得られる。
【００１２】
また、この発明の磁気デバイスにおいて、好ましくは、磁気トンネル効果素子は、交換バイアス磁界によって、第１強磁性体層の磁化を一方向に固定する反強磁性体層を含むと良い。
【００１３】
このように、反強磁性体層の交換バイアス磁界を利用して、第１強磁性体層の磁化を固定するのが好適である。
【００１４】
あるいは、また、第１強磁性体層の保磁力が、第２強磁性体層の保磁力よりも大きくなるように構成すると良い。
【００１５】
このように構成するので、印加する磁界の大きさが適当であれば、第１強磁性体層の磁化は固定した状態で、第２強磁性体層の磁化だけを変化させることができる。この構成によれば、反強磁性体層が不要であるから構造が簡略化される。
【００１６】
また、この発明の磁気デバイスにおいて、好ましくは、磁気トンネル効果素子にバイアス電流層を設けてあり、このバイアス電流層に交流電流を印加するための交流電源を具え、この交流電流により発生する、前記第１強磁性体層の磁化と同方向または反対方向のバイアス磁界が第２強磁性体層に印加されるように構成すると良い。
【００１７】
このように、バイアス磁界が第２強磁性体層に印加されるので、非磁性体層に流れる電気信号が微弱な場合であっても、電圧制御が可能である。
【００１８】
また、この発明の磁気デバイスにおいて、好ましくは、バイアス磁界は、第２強磁性体層中において当該第２強磁性体層の磁化容易軸に沿った方向となり、かつ、バイアス磁界の大きさが、第１および第２強磁性体層間の電気抵抗が、低抵抗状態から高抵抗状態へと変化する印加磁界Ｈｒよりも小さく、第１および第２強磁性体層間の電気抵抗が、高抵抗状態から低抵抗状態へと変化する印加磁界−Ｈｆよりも大きいことが良い。
【００１９】
また、この発明の磁気デバイスにおいて、好ましくは、磁気トンネル効果素子は、交換バイアス磁界によって、第１強磁性体層の磁化を一方向に固定する反強磁性体層を含むと良い。
【００２０】
また、この発明の磁気デバイスにおいて、好ましくは、磁気トンネル効果素子は、交換バイアス磁界によって、第１強磁性体層の磁化を一方向に固定する絶縁性の反強磁性体層を含むと良い。
【００２１】
このように構成してあるので、絶縁性の反強磁性体層上にバイアス電流層を設けることができ、素子構成が簡略化される。
【００２２】
また、この発明の磁気デバイスにおいて、好ましくは、第１強磁性体層の保磁力が、第２強磁性体層の保磁力よりも大きいと良い。
【００２３】
次に、この発明の磁気デバイスによれば、巨大磁気抵抗効果素子を用いた磁気デバイスであって、この巨大磁気抵抗効果素子は、非磁性金属層によって分離された第１および第２強磁性体層を含み、第１強磁性体層の磁化が１つの方向に固定され、第２強磁性体層の磁化の方向が印加される磁界に応じて変化可能であり、これら第１および第２強磁性体層の各磁化方向の相対的な角度に応じて異なる抵抗値を示すものであり、非磁性金属層が、巨大磁気抵抗効果素子を構成する他の層に比較して抵抗値が低い材料で構成されており、この非磁性金属層に入力される電気信号により、第２強磁性体層中において第２強磁性体層の磁化容易軸に沿った方向の磁界を発生させ、第１および第２強磁性体層の間に、電気信号とは別に印加される、前記第２強磁性体層の前記磁化容易軸に沿った方向の電流あるいは電圧を制御することを特徴とする。
【００２４】
このように、非磁性金属層に設けられた電極を介して入力される電気信号が磁界を発生させ、その磁界により第２強磁性体層の磁化が制御される。第１強磁性体層の磁化は固定されているので、電気信号に応じて巨大磁気抵抗効果素子の電気抵抗が変化する。従って、この磁気デバイスによれば、第１および第２強磁性体層の間に印加される、第２強磁性体層の磁化容易軸に沿った方向の電圧あるいは電流を制御することができる。
【００２６】
また、この発明の磁気デバイスにおいて、好ましくは、巨大磁気抵抗効果素子は、交換バイアス磁界によって、第１強磁性体層の磁化を一方向に固定する反強磁性体層を含むと良い。
【００２７】
また、この発明の磁気デバイスにおいて、好ましくは、第１強磁性体層の保磁力が、第２強磁性体層の保磁力よりも大きいと良い。
【００２８】
また、この発明の磁気デバイスにおいて、好ましくは、巨大磁気抵抗効果素子にバイアス電流層を設けてあり、このバイアス電流層に交流電流を印加するための交流電源を具え、交流電流により発生する、第１強磁性体層の磁化と同方向または反対方向バイアス磁界が第２強磁性体層に印加されると良い。
【００２９】
また、この発明の磁気デバイスにおいて、好ましくは、バイアス磁界は、第２強磁性体層中において当該第２強磁性体層の磁化容易軸に沿った方向となり、かつ、バイアス磁界の大きさが、第１および第２強磁性体層間の電気抵抗が、低抵抗状態から高抵抗状態へと変化する印加磁界Ｈｒよりも小さく、第１および第２強磁性体層間の電気抵抗が、高抵抗状態から低抵抗状態へと変化する印加磁界−Ｈｆよりも大きいことが良い。
【００３０】
また、この発明の磁気デバイスにおいて、好ましくは、巨大磁気抵抗効果素子は、交換バイアス磁界によって、第１強磁性体層の磁化を一方向に固定する反強磁性体層を含むと良い。
【００３１】
また、この発明の磁気デバイスにおいて、好ましくは、巨大磁気抵抗効果素子は、交換バイアス磁界によって、第１強磁性体層の磁化を一方向に固定する絶縁性の反強磁性体層を含むと良い。
【００３２】
また、この発明の磁気デバイスにおいて、好ましくは、第１強磁性体層の保磁力が、第２強磁性体層の保磁力よりも大きいと良い。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。尚、図は、この発明の構成および配置関係が理解できる程度に概略的に示されているに過ぎない。また、以下に記載される数値等の条件や材料は単なる一例に過ぎない。従って、この発明は、この実施の形態に何ら限定されることがない。
【００３４】
第１から第５の実施の形態では、磁気トンネル効果素子を用いた電圧制御デバイスを例にして実施の形態の磁気デバイスの説明を行う。
【００３５】
〔第１の実施の形態〕
図１は、電圧制御デバイスの第１構成を示す図である。図１（Ｂ）は、電圧制御デバイスの平面構成を示す図であり、図１（Ａ）は、図１（Ｂ）のＩ−Ｉ線の位置で切った切り口の断面を示す図である。
【００３６】
この実施の形態の電圧制御デバイスには、磁気トンネル効果素子（以下、ＴＭＲ素子と略称する。）１０が用いられている。このＴＭＲ素子１０は、絶縁体層１２によって分離された第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６を含む構造を有している。
【００３７】
また、第１強磁性体層１４と接触するように反強磁性体層２０が設けられている。この反強磁性体層２０で発生する交換バイアス磁界により交換結合が生じて、第１強磁性体層１４の磁化が１つの方向に固定される。一方、第２強磁性体層１６の磁化の方向は外部から印加される磁界に応じて変化可能である。磁気トンネリング効果により、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６間の電気抵抗は、これら第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６の各磁化方向の相対的な角度に応じて異なる。従って、第２強磁性体層１６の磁化により、上述の電気抵抗を制御することが可能である。
【００３８】
この実施の形態例の特徴的構成の一つは、絶縁体層１２中に非磁性金属層１８が挿入されている点にある。非磁性金属層１８は、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６の双方に接触しないように、これらの間に設けられる。図１（Ａ）に示す断面構成では、非磁性金属層１８を挿入したために、絶縁体層１２が２つの絶縁体層１２ａおよび１２ｂに分離されている。図１（Ａ）に示すように、ＴＭＲ素子１０は、反強磁性体層２０、第１強磁性体層１４、絶縁体層１２ａ、非磁性金属層１８、絶縁体層１２ｂおよび第２強磁性体層１６がこの順序で積層した構成を具えている。
【００３９】
この例では、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６は共にＮｉ35Ｆｅ20Ｃｏ45層（以下、ＮｉＦｅＣｏ層と略称する。）である。また、絶縁体層１２ａおよび１２ｂはＡｌ2 Ｏ3 層である。非磁性金属層１８はＣｕ層であり、反強磁性体層２０はＮｉＯ層である。これらＮｉＦｅＣｏ層、Ａｌ2 Ｏ3 層、Ｃｕ層、ＮｉＯ層はスパッタ法により形成する。各層の厚さは、例えば、ＮｉＦｅＣｏ層１４が２．０ｎｍ、ＮｉＦｅＣｏ層１６が１０．０ｎｍ、Ａｌ2 Ｏ3 層１２ａおよび１２ｂがそれぞれ０．５ｎｍ、Ｃｕ層１８が１０．０ｎｍ、ＮｉＯ層２０が２７．０ｎｍである。各層の堆積を行った後、フォトリソグラフィ法による微細加工を行い、各層の平面形状が１μｍ×０．５μｍの長方形形状となるように整形する（図１（Ｂ））。このとき、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６の磁化容易軸の方向が長辺方向（長さ１μｍの辺が延在する方向であり、図中のａ方向に相当する。）と一致するように、微細加工を行っている。
【００４０】
図２は、ＴＭＲ素子１０の磁気トンネリング特性を示すグラフである。グラフの横軸は、ＴＭＲ素子１０に印加される磁界の強度である。磁界はエルステッド（Ｏｅ）単位で表し、−４０Ｏｅから４０Ｏｅの範囲を１０Ｏｅごとに目盛って示してある。尚、磁界の正負は、第１強磁性体層１４の磁化の向きを基準にして定めてある。
【００４１】
また、グラフの縦軸は、ＴＭＲ素子１０の電気抵抗値の増加率を示す。この増加率を％表示で示し、０．０％〜２．５％の範囲を０．５％ごとに目盛って示してある。この電気抵抗値は、第１強磁性体層１４と第２強磁性体層１６との間の電気抵抗値に相当する。抵抗の増加率は、第１強磁性体層１４の磁化の向きと第２強磁性体層１６の磁化の向きとが同じときを基準すなわち０％としてある。このときのＴＭＲ素子１０の抵抗値は、約５０Ωであった。
【００４２】
図２に示す測定結果は、第１強磁性体層１４と第２強磁性体層１６との間に電圧を印加して得たものである。各測定データはグラフ中に白丸記号で示してある。測定の開始前に予め−５００Ｏｅ以下の磁界を印加することにより、第１強磁性体層１４の磁化の向きを固定する。そして、−４０Ｏｅから４０Ｏｅの範囲の低磁界を印加しながら、電気抵抗を測定する。
【００４３】
図２に示すように、ＴＭＲ素子１０の磁気トンネリング特性はヒステリシス特性を示す。電気抵抗は、２０Ｏｅ程度の大きさの磁界が印加されるときに、低抵抗状態（０．２％程度）から高抵抗状態（２．１％程度）へと変化する。また、−１０Ｏｅ程度の大きさの磁界が印加されるときに、高抵抗状態から低抵抗状態へと変化する。
【００４４】
以上説明したように、ＴＭＲ素子１０は、印加される磁界に応じて電気抵抗が変化する。そして、このＴＭＲ素子１０を利用した電圧制御デバイスによれば、非磁性金属層１８を具えており、この非磁性金属層１８に電気信号を入力して磁界を発生させ、第２強磁性体層１６の磁化を制御する。上述したように、第２強磁性体層１６の磁化方向に応じて、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６間の抵抗が変化するため、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６間の電圧を制御することができる。
【００４５】
このため、非磁性金属層１８に電気信号を入力するための電極として、入力端子２２およびグランド端子２４が設けられている（図１）。これらの電極は、非磁性金属層１８に入力する電流が短辺方向（長さ０．５μｍの辺が延在する方向であり、図中のｂ方向に相当する。）に流れるように設けられる。この結果、非磁性金属層１８を流れる電流により発生する磁界の方向は、第２強磁性体層１６中においてその磁化容易軸に沿った方向（ａ方向）となる。従って、非磁性金属層１８中に流れる電流の向きを変えれば、それに応じて、第２強磁性体層１６の磁化の向きが反転するように構成される。
【００４６】
また、ＴＭＲ素子１０には、抵抗２６を介して定電圧電源２８が接続されている。すなわち、第１強磁性体層１４と第２強磁性体層１６との間に、抵抗２６および定電圧電源２８が例えば導線により接続されている。また、ＴＭＲ素子１０および抵抗２６間の導線中に電極を設けてあり、出力端子３０としてある。
【００４７】
次に、電圧制御デバイスの動作につき、図３および図４を参照して説明する。図３は、動作時の磁化の様子を示す斜視図である。図４は、入出力信号の様子を示すグラフである。
【００４８】
図３（Ａ）には、ＴＭＲ素子１０が低抵抗状態の場合の磁化の様子が示されている。このとき、第１強磁性体層１４の磁化３２の向きと第２強磁性体層１６の磁化３４の向きとが一致している（この状態を平行状態と称する。）。非磁性金属層１８に入力した電気信号３６は、図中の左側から右側に向かって流れる。電流の流れる向きに対して時計回りの方向に磁界３８が発生し、第２強磁性体層１６の磁化３４を第１強磁性体層１４の磁化３２と同じ向きに揃える。
【００４９】
図３（Ｂ）には、ＴＭＲ素子１０が高抵抗状態の場合の磁化の様子が示されている。このとき、第１強磁性体層１４の磁化３２の向きと第２強磁性体層１６の磁化３４の向きとが逆転した関係になっている（この状態を反平行状態と称する。）。非磁性金属層１８に入力した電気信号３６は、図中の右側から左側に向かって流れる。電流の流れる向きに対して時計回りの方向に磁界３８が発生し、第２強磁性体層１６の磁化３４を第１強磁性体層１４の磁化３２に対して逆の向きにする。
【００５０】
図４の上側には、入力端子２２に印加される入力電圧の様子（実線ａで示す波形）が示されている。入力電圧は、第２強磁性体層１６の磁化を制御可能な大きさのパルス波形を示す。この入力電圧の印加に対応した電流が、上述の電気信号として非磁性金属層１８に入力される。入力電圧のパルス波形の正負は、ＴＭＲ素子１０が低抵抗状態となる場合（図３（Ａ）の場合）を正とし、ＴＭＲ素子１０が高抵抗状態となる場合（図３（Ｂ）の場合）を負としてある。すなわち、非磁性金属層１８に流れる電流により発生する磁界が第２強磁性体層１６中において第１強磁性体層１４の磁化と同じ向きになる場合を正とし、非磁性金属層１８に流れる電流により発生する磁界が第２強磁性体層１６中において第１強磁性体層１４の磁化と逆の向きになる場合を負とする。
【００５１】
図４の下側には、出力端子３０から検出される出力電圧の様子（実線ｂで示す波形）が示されている。出力電圧は入力電圧の正負に応じて変化する。入力端子２２に正の入力電圧が印加されると、ＴＭＲ素子１０は低抵抗状態となる。従って、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６間の抵抗が低下して、出力電圧は低電圧状態（ロー状態）となる。一方、入力端子２２に負の入力電圧が印加されると、ＴＭＲ素子１０は高抵抗状態となる。従って、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６間の抵抗が増加して、出力電圧は高電圧状態（ハイ状態）となる。
【００５２】
尚、定電圧電源２８により第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６間に流れる電流は、非磁性金属層１８を流れる電流と直交する方向に流れる。従って、これらの電流により発生する磁界の方向も互いに直交した関係となり、この定電圧電源２８により駆動される電流が電圧制御デバイスの動作に影響を与えることはない。
【００５３】
以上説明したように、この実施の形態の電圧制御デバイスによれば、入力電気信号により電圧制御を行うことが可能である。上述した構成例では、±１０ｍＶの入力電圧に対して１００ｍＶの電圧制御を行うことができる。このように、比較的簡単な素子構成であるが、微小電気信号に応じて比較的大きな電圧の制御が可能である。
【００５４】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。第１の実施の形態と重複する構成については説明を省略する場合がある。
【００５５】
図５は、電圧制御デバイスの第２構成を示す図である。図５（Ｂ）は、電圧制御デバイスの平面構成を示す図であり、図５（Ａ）は、図５（Ｂ）のＩ−Ｉ線の位置で切った切り口の断面を示す図である。
【００５６】
この実施の形態の電圧制御デバイスには、磁気トンネル効果素子（以下、ＴＭＲ素子と略称する。）１０ａが用いられる。ＴＭＲ素子１０ａは、絶縁体層１２によって分離された第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６を含む構造を有している。
【００５７】
また、絶縁体層１２中に非磁性金属層１８が挿入されている。非磁性金属層１８は、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６の双方に接触しないように、これらの間に設けられる。図５（Ａ）に示す断面構成では、非磁性金属層１８を挿入したために、絶縁体層１２が２つの絶縁体層１２ａおよび１２ｂに分離されている。図５（Ａ）に示すように、ＴＭＲ素子１０ａは、第１強磁性体層１４、絶縁体層１２ａ、非磁性金属層１８、絶縁体層１２ｂおよび第２強磁性体層１６がこの順序で積層した構成を具えている。
【００５８】
また、第１強磁性体層１４の保磁力を、第２強磁性体層１６の保磁力よりも大きくしてある。この例では、第１強磁性体層１４は、６．０ｎｍの膜厚のＣｏ層である。また、第２強磁性体層１６は、１０．０ｎｍの膜厚のＮｉ35Ｆｅ20Ｃｏ45層である。このように、第１強磁性体層１４と第２強磁性体層１６とを異なる材料で構成し、各々の保磁力が互いに異なるように設計してある。よって、第１強磁性体層１４の磁化の向きは一方向に固定され、外部磁界に応じて第２強磁性体層１６の磁化だけが自在に向きを変えるように構成することができる。
【００５９】
また、絶縁体層１２ａおよび１２ｂは、それぞれ０．５ｎｍの膜厚のＡｌ2 Ｏ3 層である。非磁性金属層１８は、１０．０ｎｍの膜厚のＣｕ層である。これらＮｉＦｅＣｏ層、Ｃｏ層、Ａｌ2 Ｏ3 層、Ｃｕ層はスパッタ法により形成する。第１の実施の形態と同様に、各層の堆積を行った後に、フォトリソグラフィ法による微細加工を行い、各層の平面形状が１μｍ×０．５μｍの長方形形状となるように整形する（図５（Ｂ））。このとき、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６の磁化容易軸の方向が長辺方向（長さ１μｍの辺が延在する方向であり、図中のａ方向に相当する。）と一致するように、微細加工を行っている。
【００６０】
そして、非磁性金属層１８に電気信号を入力するための電極として、入力端子２２およびグランド端子２４が設けられている（図５）。これらの電極は、非磁性金属層１８に入力する電流が短辺方向（長さ０．５μｍの辺が延在する方向であり、図中のｂ方向に相当する。）に流れるように設けられる。この結果、非磁性金属層１８を流れる電流により発生する磁界の方向は、第２強磁性体層１６中においてその磁化容易軸に沿った方向（ａ方向）となる。
【００６１】
また、ＴＭＲ素子１０ａには、抵抗２６を介して定電圧電源２８が接続されている。すなわち、第１強磁性体層１４と第２強磁性体層１６との間に、抵抗２６および定電圧電源２８が例えば導線により接続されている。また、ＴＭＲ素子１０ａおよび抵抗２６間の導線中に電極を設けてあり、出力端子３０としてある。
【００６２】
図６は、ＴＭＲ素子１０ａの磁気トンネリング特性を示すグラフである。グラフの横軸は、ＴＭＲ素子１０ａに印加される磁界の強度である。磁界はエルステッド（Ｏｅ）単位で表し、−４０Ｏｅから４０Ｏｅの範囲を１０Ｏｅごとに目盛って示してある。尚、磁界の正負は、第１強磁性体層１４の磁化の向きを基準にして定めてある。
【００６３】
また、グラフの縦軸は、ＴＭＲ素子１０ａの電気抵抗値の増加率を示す。この増加率を％表示で示し、０．０％〜３．５％の範囲を０．５％ごとに目盛って示してある。この電気抵抗値は、第１強磁性体層１４と第２強磁性体層１６との間の電気抵抗値に相当する。抵抗の増加率は、第１強磁性体層１４の磁化の向きと第２強磁性体層１６の磁化の向きとが同じときを基準すなわち０％としてある。
【００６４】
図６に示す測定結果は、第１強磁性体層１４と第２強磁性体層１６との間に電圧を印加して得たものである。各測定データはグラフ中に白丸記号で示してある。測定の開始前に予め−５００Ｏｅ以下の磁界を印加することにより、第１強磁性体層１４の磁化の向きを固定する。そして、−４０Ｏｅから４０Ｏｅの範囲の低磁界を印加しながら、電気抵抗を測定する。
【００６５】
図６に示すように、ＴＭＲ素子１０ａの磁気トンネリング特性はヒステリシス特性を示す。電気抵抗は、２０Ｏｅ程度の大きさの磁界が印加されるときに、低抵抗状態（０．２％程度）から高抵抗状態（３．２％程度）へと変化する。また、−１０Ｏｅ程度の大きさの磁界が印加されるときに、高抵抗状態から低抵抗状態へと変化する。
【００６６】
以上説明したように、ＴＭＲ素子１０ａは、印加される磁界に応じて電気抵抗が変化する。そして、このＴＭＲ素子１０ａを利用した電圧制御デバイスによれば、非磁性金属層１８を具えており、この非磁性金属層１８に電気信号を入力して磁界を発生させ、第２強磁性体層１６の磁化を制御する。上述したように、第２強磁性体層１６の磁化方向に応じて、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６間の抵抗が変化するため、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６間の電圧を制御することができる。
【００６７】
この第２の実施の形態の電圧制御デバイスの動作は、第１の実施の形態の電圧制御デバイスの動作と同様であるから説明を省略する。上述したように、この構成例の場合には反強磁性体層が不要であるから、比較的作製が容易であるという利点がある。
【００６８】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。この構成例の特徴は、第１の実施の形態で説明したＴＭＲ素子にバイアス電流層を設けた点にある。第１の実施の形態と重複する構成については説明を省略する場合がある。
【００６９】
図７は、電圧制御デバイスの第３構成を示す図である。図７（Ａ）は、電圧制御デバイスの構成を示す斜視図であり、図７（Ｂ）は、電圧制御デバイスの平面構成を示す平面図である。
【００７０】
上述したように、この構成例では、バイアス電流層４０をＴＭＲ素子１０に設けてある。このバイアス電流層４０は、交流電流（バイアス電流）を流すことにより、第２強磁性体層１６の磁化の方向に沿って印加される交流磁界（バイアス磁界）を発生させるための膜体である。このバイアス電流層４０は、絶縁体層４２を介して第２強磁性体層１６の上に堆積している。このバイアス電流層４０には交流電源４４が接続されており、これにより動作時にバイアス電流が流される。この実施の形態では、バイアス電流層４０は、１．０μｍの膜厚のＣｕ層である。また、絶縁体層４２は、１．０μｍの膜厚のＡｌ2 Ｏ3 層である。
【００７１】
尚、ＴＭＲ素子１０の構成は、第１の実施の形態で説明した通りである。また、ＴＭＲ素子１０の磁気トンネリング特性は図２に示した通りである。その他の構成も図１に示すものと同様である。
【００７２】
次に、電圧制御デバイスの動作につき、図８および図９を参照して説明する。図８は、磁気トンネリング特性とバイアス磁界との関係を示すグラフである。図９は、入出力信号およびバイアス電流の様子を示すグラフである。
【００７３】
図８に示す磁気トンネリング特性ａは、図２に示したものを概略化したものに相当する。グラフの横軸は、ＴＭＲ素子１０に印加される磁界の強度を表す。グラフの縦軸は、ＴＭＲ素子１０の電気抵抗値を表す。ＴＭＲ素子１０は、印加磁界がＨｒになると低抵抗Ｒｌｏｗの状態から高抵抗Ｒｈｉｇｈの状態へと変化し、印加磁界が−Ｈｆになると高抵抗Ｒｈｉｇｈの状態から低抵抗Ｒｌｏｗの状態へと変化する。バイアス電流層４０に流すバイアス電流の大きさは、これにより発生するバイアス磁界が−Ｈｆよりも大きく、かつＨｒよりも小さい範囲の磁界となるように、設定される。従って、バイアス磁界だけで第２強磁性体層１６の磁化が変化することはない。しかし、バイアス磁界の最大値がＨｒに近い値となるようにし、バイアス磁界の最小値が−Ｈｆに近い値となるように、バイアス電流の値を定めるのが好適である。
【００７４】
尚、高抵抗状態および低抵抗状態のそれぞれにおけるＴＭＲ素子１０の磁化の様子は、図３に示した通りである。
【００７５】
図９の上側には、入力端子２２に印加される入力電圧の様子（実線ａで示す波形）が示されている。入力電圧はパルス波形を示す。この入力電圧の印加に対応した電流が非磁性金属層１８に入力される。入力電圧のパルス波形の正負は、非磁性金属層１８に流れる電流により発生する磁界が第２強磁性体層１６中において第１強磁性体層１４の磁化と同じ向きになる場合を正とし、非磁性金属層１８に流れる電流により発生する磁界が第２強磁性体層１６中において第１強磁性体層１４の磁化と逆の向きになる場合を負とする。
【００７６】
図９の中間には、バイアス電流層４０に流れるバイアス電流の様子（実線ｂで示す波形）が示されている。図示のように、バイアス電流は、一定の繰り返し周期で変動する交流電流である。尚、バイアス磁界と第１強磁性体層１４の磁化とが逆の向きのときのバイアス電流の符号を正とし、バイアス磁界と第１強磁性体層１４の磁化とが同じ向きのときのバイアス電流の符号を負と定める。
【００７７】
図９の下側には、出力端子３０から検出される出力電圧の様子（実線ｃで示す波形）が示されている。出力電圧は入力電圧およびバイアス電流の正負に応じて変化する。入力端子２２に正の入力電圧が印加し、かつ、バイアス電流層４０に正のバイアス電流が流れるとき、ＴＭＲ素子１０は低抵抗状態となる。従って、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６間の抵抗が低下して、出力電圧が低電圧状態（ロー状態）となる。一方、入力端子２２に負の入力電圧が印加し、かつ、バイアス電流層４０に負のバイアス電流が流れるとき、ＴＭＲ素子１０は高抵抗状態となる。従って、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６間の抵抗が増加して、出力電圧が高電圧状態（ハイ状態）となる。
【００７８】
このように、バイアス磁界を印加することにより、微小な入力電気信号により比較的大きな電圧の制御を行うことが可能である。上述した構成例では、±１ｍＶの入力電圧に対して１００ｍＶの電圧制御を行うことができる。
【００７９】
〔第４の実施の形態〕
次に、第４の実施の形態について説明する。この構成例の特徴は、第２の実施の形態で説明したＴＭＲ素子にバイアス電流層を設けた点にある。第２の実施の形態と重複する構成については説明を省略する場合がある。
【００８０】
図１０は、電圧制御デバイスの第４構成を示す図である。図１０（Ａ）は、電圧制御デバイスの構成を示す斜視図であり、図１０（Ｂ）は、電圧制御デバイスの平面構成を示す平面図である。
【００８１】
上述したように、この構成例では、バイアス電流層４０をＴＭＲ素子１０ａに設けてある。このバイアス電流層４０は、交流電流（バイアス電流）を流すことにより、第２強磁性体層１６の磁化の方向に沿って印加される交流磁界（バイアス磁界）を発生させるための膜体である。このバイアス電流層４０は、絶縁体層４２を介して第２強磁性体層１６の上に堆積している。このバイアス電流層４０には交流電源４４が接続されており、これにより動作時にバイアス電流が流される。この実施の形態では、バイアス電流層４０は、１．０μｍの膜厚のＣｕ層である。また、絶縁体層４２は、１．０μｍの膜厚のＡｌ2 Ｏ3 層である。
【００８２】
尚、ＴＭＲ素子１０ａの構成は、第２の実施の形態で説明した通りである。また、ＴＭＲ素子１０ａの磁気トンネリング特性は図６に示した通りである。その他の構成も図５に示すものと同様である。
【００８３】
この第４の実施の形態の電圧制御デバイスの動作は、第３の実施の形態の電圧制御デバイスの動作と同様であるから説明を省略する。上述したように、この構成例の場合には反強磁性体層が不要であるから、比較的作製が容易であるという利点がある。しかも、バイアス磁界を印加することにより、微小な入力電気信号により比較的大きな電圧の制御を行うことが可能である。
【００８４】
〔第５の実施の形態〕
第５の実施の形態の構成は、第１の実施の形態で説明したＴＭＲ素子にバイアス電流層を設けたものである。図１１は、電圧制御デバイスの第５構成を示す図である。図１１（Ａ）は、電圧制御デバイスの構成を示す斜視図であり、図１１（Ｂ）は、電圧制御デバイスの平面構成を示す平面図である。
【００８５】
第１の実施の形態で説明したように、ＴＭＲ素子１０は、絶縁体層１２によって分離された第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６を含む構造を有している。また、第１強磁性体層１４と接触するように反強磁性体層２０が設けられている。そして、絶縁体層１２中に非磁性金属層１８が挿入されており、絶縁体層１２が２つの絶縁体層１２ａおよび１２ｂに分離されている。バイアス電流層４０は、直接反強磁性体層２０の上に堆積している。このバイアス電流層４０には交流電源４４が接続されており、バイアス電流の印加が可能である。図１１（Ａ）に示すように、第２強磁性体層１６、絶縁体層１２ｂ、非磁性金属層１８、絶縁体層１２ａ、第１強磁性体層１４、反強磁性体層２０およびバイアス電流層４０がこの順序で積層した構成が得られている。
【００８６】
このように、この実施の形態では、反強磁性体層２０が絶縁性の層（ＮｉＯ層）であるため、この層によりバイアス電流層４０とＴＭＲ素子１０との絶縁分離が達成される。よって、新たに絶縁層を設ける必要がないので、素子構成が簡略化される。
【００８７】
尚、第３の実施の形態の構成（図７）の場合は、第２強磁性体層１６がバイアス電流層４０と非磁性金属層１８との間に位置しているのに対して、第５の実施の形態の構成（図１１）の場合は、第２強磁性体層１６、非磁性金属層１８およびバイアス電流層４０がこの順序で積層した構造となっている。従って、入出力信号の対応関係が反転したものとなる。
【００８８】
図１２は、入出力信号およびバイアス電流の様子を示すグラフである。図１２の上側には、入力端子２２に印加される入力電圧の様子（実線ａで示す波形）が示されている。入力電圧はパルス波形を示す。この入力電圧の印加に対応した電流が非磁性金属層１８に入力される。入力電圧のパルス波形の正負は、非磁性金属層１８に流れる電流により発生する磁界が第２強磁性体層１６中において第１強磁性体層１４の磁化と同じ向きになる場合を正とし、非磁性金属層１８に流れる電流により発生する磁界が第２強磁性体層１６中において第１強磁性体層１４の磁化と逆の向きになる場合を負とする。
【００８９】
図１２の中間には、バイアス電流層４０に流れるバイアス電流の様子（実線ｂで示す波形）が示されている。図示のように、バイアス電流は、一定の繰り返し周期で変動する交流電流である。尚、バイアス磁界と第１強磁性体層１４の磁化とが逆の向きのときのバイアス電流の符号を正とし、バイアス磁界と第１強磁性体層１４の磁化とが同じ向きのときのバイアス電流の符号を負と定める。
【００９０】
図１２の下側には、出力端子３０から検出される出力電圧の様子（実線ｃで示す波形）が示されている。出力電圧は入力電圧およびバイアス電流の正負に応じて変化する。入力端子２２に正の入力電圧が印加し、かつ、バイアス電流層４０に正のバイアス電流が流れるとき、ＴＭＲ素子１０は高抵抗状態となる。従って、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６間の抵抗が増加して、出力電圧が高電圧状態（ハイ状態）となる。一方、入力端子２２に負の入力電圧が印加し、かつ、バイアス電流層４０に負のバイアス電流が流れるとき、ＴＭＲ素子１０は低抵抗状態となる。従って、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６間の抵抗が減少して、出力電圧が低電圧状態（ロー状態）となる。
【００９１】
以上の第１から第５の実施の形態では、電圧制御デバイスを例にして磁気デバイスの説明を行ったが、これらの実施の形態の磁気デバイスは電流制御デバイスとしても応用できる。例えば、ＴＭＲ素子に抵抗を介して定電圧電源を接続するのではなく、定電流電源を直接接続すればよい。
【００９２】
さらに、ＴＭＲ素子の構成材料は上記の例に限られるものではない。例えば、強磁性体層の材料としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、またはこれらの合金等を用いることができる。反強磁性体層の材料としては、ＮｉＭｎ、ＩｒＭｎ、ＦｅＭｎ、ＣｏＯ、α−Ｆｅ2 Ｏ3 等を用いることができる。非磁性金属層の材料としては、Ａｇ、Ａｌ等を用いることができる。絶縁体層の材料としては、ＭｇＯ、ＳｉＯ2 等を用いることができる。絶縁性の反強磁性体層の材料としては、ＣｏＯ、α−Ｆｅ2 Ｏ3 等を用いることができる。
【００９３】
以下の第６から第１０の実施の形態では、巨大磁気抵抗効果素子を用いた電流制御デバイスを例にして実施の形態の磁気デバイスの説明を行う。
【００９４】
〔第６の実施の形態〕
図１３は、電流制御デバイスの第１構成を示す図である。図１３（Ｂ）は、電流制御デバイスの平面構成を示す図であり、図１３（Ａ）は、図１（Ｂ）のＩ−Ｉ線の位置で切った切り口の断面を示す図である。
【００９５】
この実施の形態の電流制御デバイスには、巨大磁気抵抗効果素子（以下、ＧＭＲ素子と略称する。）４６が用いられている。このＧＭＲ素子４６は、非磁性金属層１８によって分離された第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６を含む構造を有している。
【００９６】
また、第１強磁性体層１４と接触するように反強磁性体層２０が設けられている。この反強磁性体層２０で発生する交換バイアス磁界により交換結合が生じて、第１強磁性体層１４の磁化が１つの方向に固定される。一方、第２強磁性体層１６の磁化の方向は外部から印加される磁界に応じて変化可能である。巨大磁気抵抗効果により、ＧＭＲ素子４６の電気抵抗は、これら第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６の各磁化方向の相対的な角度に応じて異なる。従って、第２強磁性体層１６の磁化により、上述の電気抵抗を制御することが可能である。
【００９７】
以上説明したように、ＧＭＲ素子４６は、反強磁性体層２０、第１強磁性体層１４、非磁性金属層１８および第２強磁性体層１６がこの順序で積層した構成を具えている。
【００９８】
また、この実施の形態例の特徴的構成の一つは、非磁性金属層１８が、ＧＭＲ素子４６を構成する他の層に比較して抵抗値が低い材料で構成されている点にある。このため、非磁性金属層１８に入力される電気信号は、第１強磁性体層１４や第２強磁性体層１６に向かって伝播されにくくなり、選択的に非磁性金属層１８を通過するようになる。
【００９９】
この例では、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６は共にＮｉ35Ｆｅ20Ｃｏ45層（以下、ＮｉＦｅＣｏ層と略称する。）である。また、非磁性金属層１８はＣｕ層であり、反強磁性体層２０はＮｉＯ層である。これらＮｉＦｅＣｏ層、Ｃｕ層、ＮｉＯ層はスパッタ法により形成する。各層の厚さは、例えば、ＮｉＦｅＣｏ層１４が２．０ｎｍ、ＮｉＦｅＣｏ層１６が１０．０ｎｍ、Ｃｕ層１８が１０．０ｎｍ、ＮｉＯ層２０が２７．０ｎｍである。各層の堆積を行った後、フォトリソグラフィ法による微細加工を行い、各層の平面形状が１μｍ×０．５μｍの長方形形状となるように整形する（図１（Ｂ））。このとき、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６の磁化容易軸の方向が長辺方向（長さ１μｍの辺が延在する方向であり、図中のａ方向に相当する。）と一致するように、微細加工を行っている。
【０１００】
図１４は、ＧＭＲ素子４６の巨大磁気抵抗効果特性を示すグラフである。グラフの横軸は、ＧＭＲ素子４６に印加される磁界の強度である。磁界はエルステッド（Ｏｅ）単位で表し、−４０Ｏｅから４０Ｏｅの範囲を１０Ｏｅごとに目盛って示してある。尚、磁界の正負は、第１強磁性体層１４の磁化の向きを基準にして定めてある。
【０１０１】
また、グラフの縦軸は、ＧＭＲ素子４６の電気抵抗値の増加率を示す。この増加率を％表示で示し、０．０％〜２．５％の範囲を０．５％ごとに目盛って示してある。抵抗の増加率は、第１強磁性体層１４の磁化の向きと第２強磁性体層１６の磁化の向きとが同じときを基準すなわち０％としてある。
【０１０２】
図１４に示す測定結果は、直流４端子法により得たものである。ここでは、第２強磁性体層１６上の２点間に電圧を印加して測定を行っている。各測定データはグラフ中に白丸記号で示してある。測定の開始前に予め−５００Ｏｅ以下の磁界を印加することにより、第１強磁性体層１４の磁化の向きを固定する。そして、−４０Ｏｅから４０Ｏｅの範囲の低磁界を印加しながら、電気抵抗を測定する。
【０１０３】
図１４に示すように、ＧＭＲ素子４６の巨大磁気抵抗効果特性はヒステリシス特性を示す。電気抵抗は、２０Ｏｅ程度の大きさの磁界が印加されるときに、低抵抗状態（０．１％程度）から高抵抗状態（２．２％程度）へと変化する。また、−２０Ｏｅ程度の大きさの磁界が印加されるときに、高抵抗状態から低抵抗状態へと変化する。
【０１０４】
以上説明したように、ＧＭＲ素子４６は、印加される磁界に応じて電気抵抗が変化する。そして、このＧＭＲ素子４６を利用した電流制御デバイスによれば、非磁性金属層１８を具えており、この非磁性金属層１８に電気信号を入力して磁界を発生させ、第２強磁性体層１６の磁化を制御する。上述したように、第２強磁性体層１６の磁化方向に応じて、ＧＭＲ素子４６の抵抗が変化するため、ＧＭＲ素子４６中に流れる電流を制御することができる。
【０１０５】
このため、非磁性金属層１８に電気信号を入力するための電極として、入力端子２２およびグランド端子２４が設けられている（図１３）。これらの電極は、非磁性金属層１８に入力する電流が短辺方向（長さ０．５μｍの辺が延在する方向であり、図中のｂ方向に相当する。）に流れるように設けられる。この結果、非磁性金属層１８を流れる電流により発生する磁界の方向は、第２強磁性体層１６中においてその磁化容易軸に沿った方向（ａ方向）となる。従って、非磁性金属層１８中に流れる電流の向きを変えれば、それに応じて、第２強磁性体層１６の磁化の向きが反転するように構成される。
【０１０６】
また、ＧＭＲ素子４６には定電圧電源２８が接続されている。すなわち、第２強磁性体層１６の第１の端部と定電圧電源２８との間、および第２強磁性体層１６の第２の端部と定電圧電源２８との間が、それぞれ例えば導線により接続されている。第１の端部と第２の端部とは長辺方向（ａ方向）に亘り離間した位置である。従って、定電圧電源２８により印加される電流は、第２強磁性体層１６の磁化容易軸に沿った方向に流れるように構成される。また、ＧＭＲ素子４６および定電圧電源２８間の導線中に電極を設けてあり、出力端子３０としてある。
【０１０７】
次に、電流制御デバイスの動作につき、図１５および図１６を参照して説明する。図１５は、動作時の磁化の様子を示す斜視図である。図１６は、入出力信号の様子を示すグラフである。
【０１０８】
図１５（Ａ）には、ＧＭＲ素子４６が低抵抗状態の場合の磁化の様子が示されている。このとき、第１強磁性体層１４の磁化３２の向きと第２強磁性体層１６の磁化３４の向きとが一致している（この状態を平行状態と称する。）。非磁性金属層１８に入力した電気信号３６は、図中の左側から右側に向かって流れる。電流の流れる向きに対して時計回りの方向に磁界３８が発生し、第２強磁性体層１６の磁化３４を第１強磁性体層１４の磁化３２と同じ向きに揃える。
【０１０９】
図１５（Ｂ）には、ＧＭＲ素子４６が高抵抗状態の場合の磁化の様子が示されている。このとき、第１強磁性体層１４の磁化３２の向きと第２強磁性体層１６の磁化３４の向きとが逆転した関係になっている（この状態を反平行状態と称する。）。非磁性金属層１８に入力した電気信号３６は、図中の右側から左側に向かって流れる。電流の流れる向きに対して時計回りの方向に磁界３８が発生し、第２強磁性体層１６の磁化３４を第１強磁性体層１４の磁化３２に対して逆の向きにする。
【０１１０】
図１６の上側には、入力端子２２に印加される入力電流の様子（実線ａで示す波形）が示されている。入力電流は、第２強磁性体層１６の磁化を制御可能な大きさのパルス波形を示す。この入力電流が、上述の電気信号として非磁性金属層１８に入力される。入力電流のパルス波形の正負は、ＧＭＲ素子４６が低抵抗状態となる場合（図１５（Ａ）の場合）を正とし、ＧＭＲ素子４６が高抵抗状態となる場合（図１５（Ｂ）の場合）を負としてある。すなわち、非磁性金属層１８に流れる電流により発生する磁界が第２強磁性体層１６中において第１強磁性体層１４の磁化と同じ向きになる場合を正とし、非磁性金属層１８に流れる電流により発生する磁界が第２強磁性体層１６中において第１強磁性体層１４の磁化と逆の向きになる場合を負とする。
【０１１１】
図１６の下側には、出力端子３０から検出される出力電流の様子（実線ｂで示す波形）が示されている。出力電流は入力電流の正負に応じて変化する。入力端子２２に正の入力電流が印加されると、ＧＭＲ素子４６は低抵抗状態となる。従って、ＧＭＲ素子４６の抵抗が低下して、出力電流は高電流状態（ハイ状態）となる。一方、入力端子２２に負の入力電流が印加されると、ＧＭＲ素子４６は高抵抗状態となる。従って、ＧＭＲ素子４６の抵抗が増加して、出力電流は低電流状態（ロー状態）となる。
【０１１２】
尚、定電圧電源２８によりＧＭＲ素子４６に流れる電流は、非磁性金属層１８を流れる電流と直交する方向に流れる。従って、これらの電流により発生する磁界の方向も互いに直交した関係となり、この定電圧電源２８により駆動される電流が電流制御デバイスの動作に影響を与えることはない。
【０１１３】
以上説明したように、この実施の形態の電流制御デバイスによれば、入力電気信号により電流制御を行うことが可能である。上述した構成例では、±１ｍＡの入力電流に対して１０ｍＡの電流制御を行うことができる。このように、比較的簡単な素子構成であるが、微小電気信号に応じて比較的大きな電流の制御が可能である。
【０１１４】
〔第７の実施の形態〕
次に、第７の実施の形態について説明する。第６の実施の形態と重複する構成については説明を省略する場合がある。
【０１１５】
図１７は、電流制御デバイスの第２構成を示す図である。図１７（Ｂ）は、電流制御デバイスの平面構成を示す図であり、図１７（Ａ）は、図１７（Ｂ）のＩ−Ｉ線の位置で切った切り口の断面を示す図である。
【０１１６】
この実施の形態の電流制御デバイスには、ＧＭＲ素子４６ａが用いられる。ＧＭＲ素子４６ａは、非磁性金属層１８によって分離された第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６を含む構造を有している。図１７（Ａ）に示すように、ＧＭＲ素子４６ａは、第１強磁性体層１４、非磁性金属層１８および第２強磁性体層１６がこの順序で積層した構造を具えている。
【０１１７】
また、第１強磁性体層１４の保磁力を、第２強磁性体層１６の保磁力よりも大きくしてある。この例では、第１強磁性体層１４は、６．０ｎｍの膜厚のＣｏ層である。また、第２強磁性体層１６は、１０．０ｎｍの膜厚のＮｉ35Ｆｅ20Ｃｏ45層である。このように、第１強磁性体層１４と第２強磁性体層１６とを異なる材料で構成し、各々の保磁力が互いに異なるように設計してある。よって、第１強磁性体層１４の磁化の向きは一方向に固定され、外部磁界に応じて第２強磁性体層１６の磁化だけが自在に向きを変えるように構成することができる。
【０１１８】
また、非磁性金属層１８は、１０．０ｎｍの膜厚のＣｕ層である。これらＮｉＦｅＣｏ層、Ｃｏ層、Ｃｕ層はスパッタ法により形成する。第６の実施の形態と同様に、各層の堆積を行った後に、フォトリソグラフィ法による微細加工を行い、各層の平面形状が１μｍ×０．５μｍの長方形形状となるように整形する（図１７（Ｂ））。このとき、第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６の磁化容易軸の方向が長辺方向（長さ１μｍの辺が延在する方向であり、図中のａ方向に相当する。）と一致するように、微細加工を行っている。
【０１１９】
そして、非磁性金属層１８に電気信号を入力するための電極として、入力端子２２およびグランド端子２４が設けられている（図１７）。これらの電極は、非磁性金属層１８に入力する電流が短辺方向（長さ０．５μｍの辺が延在する方向であり、図中のｂ方向に相当する。）に流れるように設けられる。この結果、非磁性金属層１８を流れる電流により発生する磁界の方向は、第２強磁性体層１６中においてその磁化容易軸に沿った方向（ａ方向）となる。
【０１２０】
また、ＧＭＲ素子４６ａには定電圧電源２８が例えば導線により接続されている。さらに、ＧＭＲ素子４６ａおよび定電圧電源２８間の導線中に電極を設けてあり、出力端子３０としてある。
【０１２１】
図１８は、ＧＭＲ素子４６の巨大磁気抵抗効果特性を示すグラフである。グラフの横軸は、ＧＭＲ素子４６ａに印加される磁界の強度である。磁界はエルステッド（Ｏｅ）単位で表し、−４０Ｏｅから４０Ｏｅの範囲を１０Ｏｅごとに目盛って示してある。尚、磁界の正負は、第１強磁性体層１４の磁化の向きを基準にして定めてある。
【０１２２】
また、グラフの縦軸は、ＧＭＲ素子４６ａの電気抵抗値の増加率を示す。この増加率を％表示で示し、０．０％〜４．０％の範囲を０．５％ごとに目盛って示してある。抵抗の増加率は、第１強磁性体層１４の磁化の向きと第２強磁性体層１６の磁化の向きとが同じときを基準すなわち０％としてある。
【０１２３】
図１８に示す測定結果は、直流４端子法により得たものである。各測定データはグラフ中に白丸記号で示してある。測定の開始前に予め−５００Ｏｅ以下の磁界を印加することにより、第１強磁性体層１４の磁化の向きを固定する。そして、−４０Ｏｅから４０Ｏｅの範囲の低磁界を印加しながら、電気抵抗を測定する。
【０１２４】
図１８に示すように、ＧＭＲ素子４６ａの巨大磁気抵抗効果特性はヒステリシス特性を示す。電気抵抗は、２０Ｏｅ程度の大きさの磁界が印加されるときに、低抵抗状態（０．１％程度）から高抵抗状態（３．６％程度）へと変化する。また、−１０Ｏｅ程度の大きさの磁界が印加されるときに、高抵抗状態から低抵抗状態へと変化する。
【０１２５】
以上説明したように、ＧＭＲ素子４６ａは、印加される磁界に応じて電気抵抗が変化する。そして、このＧＭＲ素子４６ａを利用した電流制御デバイスによれば、非磁性金属層１８を具えており、この非磁性金属層１８に電気信号を入力して磁界を発生させ、第２強磁性体層１６の磁化を制御する。上述したように、第２強磁性体層１６の磁化方向に応じて、ＧＭＲ素子４６ａの抵抗が変化するため、ＧＭＲ素子４６ａを流れる電流を制御することができる。
【０１２６】
この第７の実施の形態の電流制御デバイスの動作は、第６の実施の形態の電流制御デバイスの動作と同様であるから説明を省略する。上述したように、この構成例の場合には反強磁性体層が不要であるから、比較的作製が容易であるという利点がある。
【０１２７】
〔第８の実施の形態〕
次に、第８の実施の形態について説明する。この構成例の特徴は、第６の実施の形態で説明したＧＭＲ素子にバイアス電流層を設けた点にある。第６の実施の形態と重複する構成については説明を省略する場合がある。
【０１２８】
図１９は、電流制御デバイスの第３構成を示す図である。図１９（Ａ）は、電流制御デバイスの構成を示す斜視図であり、図１９（Ｂ）は、電流制御デバイスの平面構成を示す平面図である（バイアス電流層４０、絶縁体層４２を除く。）。
【０１２９】
上述したように、この構成例では、バイアス電流層４０をＧＭＲ素子４６に設けてある。このバイアス電流層４０は、交流電流（バイアス電流）を流すことにより、第２強磁性体層１６の磁化の方向に沿って印加される交流磁界（バイアス磁界）を発生させるための膜体である。このバイアス電流層４０は、絶縁体層４２を介して第２強磁性体層１６の上に堆積している。このバイアス電流層４０には交流電源４４が接続されており、これにより動作時にバイアス電流が流される。この実施の形態では、バイアス電流層４０は、１．０μｍの膜厚のＣｕ層である。また、絶縁体層４２は、１．０μｍの膜厚のＳｉＯ2 層である。
【０１３０】
尚、ＧＭＲ素子４６の構成は、第６の実施の形態で説明した通りである。また、ＧＭＲ素子４６の巨大磁気抵抗効果特性は図１４に示した通りである。その他の構成も図１３に示すものと同様である。
【０１３１】
次に、電流制御デバイスの動作につき、図２０および図２１を参照して説明する。図２０は、巨大磁気抵抗効果特性とバイアス磁界との関係を示すグラフである。図２１は、入出力信号およびバイアス電流の様子を示すグラフである。
【０１３２】
図２０に示す巨大磁気抵抗効果特性ａは、図１４に示したものを概略化したものに相当する。グラフの横軸は、ＧＭＲ素子４６に印加される磁界の強度を表す。グラフの縦軸は、ＧＭＲ素子４６の電気抵抗値を表す。ＧＭＲ素子４６は、印加磁界がＨｒになると低抵抗Ｒｌｏｗの状態から高抵抗Ｒｈｉｇｈの状態へと変化し、印加磁界が−Ｈｆになると高抵抗Ｒｈｉｇｈの状態から低抵抗Ｒｌｏｗの状態へと変化する。バイアス電流層４０に流すバイアス電流の大きさは、これにより発生するバイアス磁界が−Ｈｆよりも大きく、かつＨｒよりも小さい範囲の磁界となるように、設定される。従って、バイアス磁界だけで第２強磁性体層１６の磁化が変化することはない。しかし、バイアス磁界の最大値がＨｒに近い値となるようにし、バイアス磁界の最小値が−Ｈｆに近い値となるように、バイアス電流の値を定めるのが好適である。
【０１３３】
尚、高抵抗状態および低抵抗状態のそれぞれにおけるＧＭＲ素子４６の磁化の様子は、図１５に示した通りである。
【０１３４】
図２１の上側には、入力端子２２に印加される入力電流の様子（実線ａで示す波形）が示されている。入力電流はパルス波形を示す。この入力電流が非磁性金属層１８に入力される。入力電流のパルス波形の正負は、非磁性金属層１８に流れる電流により発生する磁界が第２強磁性体層１６中において第１強磁性体層１４の磁化と同じ向きになる場合を正とし、非磁性金属層１８に流れる電流により発生する磁界が第２強磁性体層１６中において第１強磁性体層１４の磁化と逆の向きになる場合を負とする。
【０１３５】
図２１の中間には、バイアス電流層４０に流れるバイアス電流の様子（実線ｂで示す波形）が示されている。図示のように、バイアス電流は、一定の繰り返し周期で変動する交流電流である。尚、バイアス磁界と第１強磁性体層１４の磁化とが逆の向きのときのバイアス電流の符号を正とし、バイアス磁界と第１強磁性体層１４の磁化とが同じ向きのときのバイアス電流の符号を負と定める。
【０１３６】
図２１の下側には、出力端子３０から検出される出力電流の様子（実線ｃで示す波形）が示されている。出力電流は入力電流およびバイアス電流の正負に応じて変化する。入力端子２２に正の入力電流が印加し、かつ、バイアス電流層４０に正のバイアス電流が流れるとき、ＧＭＲ素子４６は低抵抗状態となる。従って、ＧＭＲ素子４６の抵抗が低下して、出力電流が高電流状態（ハイ状態）となる。一方、入力端子２２に負の入力電流が印加し、かつ、バイアス電流層４０に負のバイアス電流が流れるとき、ＧＭＲ素子４６は高抵抗状態となる。従って、ＧＭＲ素子４６の抵抗が増加して、出力電流が低電流状態（ロー状態）となる。
【０１３７】
このように、バイアス磁界を印加することにより、微小な入力電気信号により比較的大きな電流の制御を行うことが可能である。上述した構成例では、±０．１ｍＡの入力電流に対して１０ｍＡの電流制御を行うことができる。
【０１３８】
〔第９の実施の形態〕
次に、第９の実施の形態について説明する。この構成例の特徴は、第７の実施の形態で説明したＧＭＲ素子にバイアス電流層を設けた点にある。第７の実施の形態と重複する構成については説明を省略する場合がある。
【０１３９】
図２２は、電流制御デバイスの第４構成を示す図である。図２２（Ａ）は、電流制御デバイスの構成を示す斜視図であり、図２２（Ｂ）は、電流制御デバイスの平面構成を示す平面図である（バイアス電流層４０、絶縁体層４２を除く。）。
【０１４０】
上述したように、この構成例では、バイアス電流層４０をＧＭＲ素子４６ａに設けてある。このバイアス電流層４０は、交流電流（バイアス電流）を流すことにより、第２強磁性体層１６の磁化の方向に沿って印加される交流磁界（バイアス磁界）を発生させるための膜体である。このバイアス電流層４０は、絶縁体層４２を介して第２強磁性体層１６の上に堆積している。このバイアス電流層４０には交流電源４４が接続されており、これにより動作時にバイアス電流が流される。この実施の形態では、バイアス電流層４０は、１．０μｍの膜厚のＣｕ層である。また、絶縁体層４２は、１．０μｍの膜厚のＳｉＯ2 層である。
【０１４１】
尚、ＧＭＲ素子４６ａの構成は、第７の実施の形態で説明した通りである。また、ＧＭＲ素子４６ａの巨大磁気抵抗効果特性は図１８に示した通りである。その他の構成も図１７に示すものと同様である。
【０１４２】
この第９の実施の形態の電流制御デバイスの動作は、第８の実施の形態の電流制御デバイスの動作と同様であるから説明を省略する。上述したように、この構成例の場合には反強磁性体層が不要であるから、比較的作製が容易であるという利点がある。しかも、バイアス磁界を印加することにより、微小な入力電気信号により比較的大きな電流の制御を行うことが可能である。
【０１４３】
〔第１０の実施の形態〕
第１０の実施の形態の構成は、第６の実施の形態で説明したＧＭＲ素子にバイアス電流層を設けたものである。図２３は、電流制御デバイスの第５構成を示す図である。図２３（Ａ）は、電流制御デバイスの構成を示す斜視図であり、図２３（Ｂ）は、電流制御デバイスの平面構成を示す平面図である（バイアス電流層４０、反強磁性体層２０を除く。）。
【０１４４】
第６の実施の形態で説明したように、ＧＭＲ素子４６は、非磁性金属層１８によって分離された第１強磁性体層１４および第２強磁性体層１６を含む構造を有している。また、第１強磁性体層１４と接触するように反強磁性体層２０が設けられている。そして、バイアス電流層４０は、直接反強磁性体層２０の上に堆積している。このバイアス電流層４０には交流電源４４が接続されており、バイアス電流の印加が可能である。図２３（Ａ）に示すように、第２強磁性体層１６、非磁性金属層１８、第１強磁性体層１４、反強磁性体層２０およびバイアス電流層４０がこの順序で積層した構成が得られている。
【０１４５】
このように、この実施の形態では、反強磁性体層２０が絶縁性の層（ＮｉＯ層）であるため、この層によりバイアス電流層４０とＧＭＲ素子４６との絶縁分離が達成される。よって、新たに絶縁層を設ける必要がないので、素子構成が簡略化される。
【０１４６】
尚、第８の実施の形態の構成（図１９）の場合は、第２強磁性体層１６がバイアス電流層４０と非磁性金属層１８との間に位置しているのに対して、第１０の実施の形態の構成（図２３）の場合は、第２強磁性体層１６、非磁性金属層１８およびバイアス電流層４０がこの順序で積層した構造となっている。従って、入出力信号の対応関係が反転したものとなる。
【０１４７】
図２４は、入出力信号およびバイアス電流の様子を示すグラフである。図２４の上側には、入力端子２２に印加される入力電流の様子（実線ａで示す波形）が示されている。入力電流はパルス波形を示す。この入力電流が非磁性金属層１８に入力される。入力電流のパルス波形の正負は、非磁性金属層１８に流れる電流により発生する磁界が第２強磁性体層１６中において第１強磁性体層１４の磁化と同じ向きになる場合を正とし、非磁性金属層１８に流れる電流により発生する磁界が第２強磁性体層１６中において第１強磁性体層１４の磁化と逆の向きになる場合を負とする。
【０１４８】
図２４の中間には、バイアス電流層４０に流れるバイアス電流の様子（実線ｂで示す波形）が示されている。図示のように、バイアス電流は、一定の繰り返し周期で変動する交流電流である。尚、バイアス磁界と第１強磁性体層１４の磁化とが逆の向きのときのバイアス電流の符号を正とし、バイアス磁界と第１強磁性体層１４の磁化とが同じ向きのときのバイアス電流の符号を負と定める。
【０１４９】
図２４の下側には、出力端子３０から検出される出力電流の様子（実線ｃで示す波形）が示されている。出力電流は入力電流およびバイアス電流の正負に応じて変化する。入力端子２２に正の入力電流が印加し、かつ、バイアス電流層４０に正のバイアス電流が流れるとき、ＧＭＲ素子４６は高抵抗状態となる。従って、ＧＭＲ素子４６の抵抗が増加して、出力電流が低電流状態（ロー状態）となる。一方、入力端子２２に負の入力電流が印加し、かつ、バイアス電流層４０に負のバイアス電流が流れるとき、ＧＭＲ素子４６は低抵抗状態となる。従って、ＧＭＲ素子４６の抵抗が減少して、出力電流が高電流状態（ハイ状態）となる。
【０１５０】
以上の第６から第１０の実施の形態では、電流制御デバイスを例にして磁気デバイスの説明を行ったが、これらの実施の形態の磁気デバイスは電圧制御デバイスとしても応用できる。例えば、ＧＭＲ素子に接続された定電圧電源を定電流電源に変えることにより、電圧制御デバイスを構成することも可能である。
【０１５１】
さらに、ＧＭＲ素子の構成材料は上記の例に限られるものではない。例えば、強磁性体層の材料としては、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、またはこれらの合金等を用いることができる。反強磁性体層の材料としては、ＮｉＭｎ、ＩｒＭｎ、ＦｅＭｎ、ＣｏＯ、α−Ｆｅ2 Ｏ3 等を用いることができる。非磁性金属層の材料としては、Ａｇ、Ａｌ等を用いることができる（但し、他の層に比べて低抵抗のものを用いる。）。絶縁体層の材料としては、ＭｇＯ、ＳｉＯ2 等を用いることができる。絶縁性の反強磁性体層の材料としては、ＣｏＯ、α−Ｆｅ2 Ｏ3 等を用いることができる。
【０１５２】
【発明の効果】
この発明の磁気デバイスによれば、磁気トンネル効果素子を用いた磁気デバイスであって、この磁気トンネル効果素子は、絶縁体層によって分離された第１および第２強磁性体層を含み、絶縁体層中に非磁性金属層が挿入されており、この非磁性金属層を流れる電気信号により磁界を発生させ、その磁界により第２強磁性体層の磁化を制御する。第１強磁性体層の磁化は固定されているので、電気信号に応じて第１および第２強磁性体層間の電気抵抗が変化する。従って、この磁気デバイスによれば、第１および第２強磁性体層間の電圧あるいは電流を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電圧制御デバイスの第１構成を示す図である。
【図２】ＴＭＲ素子の磁気トンネリング特性を示す図である。
【図３】動作時の磁化の様子を示す図である。
【図４】入出力信号の様子を示す図である。
【図５】電圧制御デバイスの第２構成を示す図である。
【図６】ＴＭＲ素子の磁気トンネリング特性を示す図である。
【図７】電圧制御デバイスの第３構成を示す図である。
【図８】磁気トンネリング特性とバイアス磁界との関係を示す図である。
【図９】入出力信号およびバイアス電流の様子を示す図である。
【図１０】電圧制御デバイスの第４構成を示す図である。
【図１１】電圧制御デバイスの第５構成を示す図である。
【図１２】入出力信号およびバイアス電流の様子を示す図である。
【図１３】電流制御デバイスの第１構成を示す図である。
【図１４】ＧＭＲ素子の巨大磁気抵抗効果特性を示す図である。
【図１５】動作時の磁化の様子を示す図である。
【図１６】入出力信号の様子を示す図である。
【図１７】電流制御デバイスの第２構成を示す図である。
【図１８】ＧＭＲ素子の巨大磁気抵抗効果特性を示す図である。
【図１９】電流制御デバイスの第３構成を示す図である。
【図２０】巨大磁気抵抗効果特性とバイアス磁界との関係を示す図である。
【図２１】入出力信号およびバイアス電流の様子を示す図である。
【図２２】電流制御デバイスの第４構成を示す図である。
【図２３】電流制御デバイスの第５構成を示す図である。
【図２４】入出力信号およびバイアス電流の様子を示す図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ：ＴＭＲ素子
１２，１２ａ，１２ｂ：絶縁体層
１４：第１強磁性体層      １６：第２強磁性体層
１８：非磁性金属層        ２０：反強磁性体層
２２：入力端子            ２４：グランド端子
２６：抵抗                ２８：定電圧電源
３０：出力端子      ３２，３４：磁化
３６：電気信号            ３８：磁界
４０：バイアス電流層      ４２：絶縁体層
４４：交流電源    ４６，４６ａ：ＧＭＲ素子
【図１】
0003705702.tif 000002
【図２】
0003705702.tif 000003
【図３】
0003705702.tif 000004
【図４】
0003705702.tif 000005
【図５】
0003705702.tif 000006
【図６】
0003705702.tif 000007
【図７】
0003705702.tif 000008
【図８】
0003705702.tif 000009
【図９】
0003705702.tif 000010
【図１０】
0003705702.tif 000011
【図１１】
0003705702.tif 000012
【図１２】
0003705702.tif 000013
【図１３】
0003705702.tif 000014
【図１４】
0003705702.tif 000015
【図１５】
0003705702.tif 000016
【図１６】
0003705702.tif 000017
【図１７】
0003705702.tif 000018
【図１８】
0003705702.tif 000019
【図１９】
0003705702.tif 000020
【図２０】
0003705702.tif 000021
【図２１】
0003705702.tif 000022
【図２２】
0003705702.tif 000023
【図２３】
0003705702.tif 000024
【図２４】
0003705702.tif 000025