(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
細長い磁場感応強磁性体層を有する磁気抵抗記憶素子であって、
前記細長い磁場感応強磁性体層の磁化は、印加磁場に感応し、
前記磁場感応強磁性体層は、２つの磁化層を有するサンドイッチ構造を有し、
前記２つの磁化層は、平行な容易磁化方向を有し、前記２つの層を分離する非磁性層によって反強磁性的に結合され、
前記２つの磁化層の前記容易磁化方向は、前記磁場感応強磁性体層の長手軸を横断するように誘導され、
前記平行な容易磁化方向は、磁化結晶異方性によるものであり、
前記非磁性層による前記反強磁性的な結合により、前記２つの磁化層には、反対の磁化方向が存在し、
当該磁気抵抗記憶素子は、さらに、非強磁性体材料の分離層と、該分離層により、前記細長い磁場感応強磁性体層と分離された、第２の層とを有し、
前記第２の層の磁化は、印加磁場の存在下で、固定されるように形成されるが、前記細長い磁場感応強磁性体層の磁化方向は、印加磁場の存在下で、変化することが可能であり、
当該磁気抵抗記憶素子は、前記細長い磁場感応強磁性体層を介して、前記磁場感応強磁性体層の前記長手軸と平行な電流方向、または前記細長い磁場感応強磁性体層の平面に対して垂直な方向に、検知電流を誘導する手段を有することを特徴とする磁気抵抗記憶素子。
【請求項２】
前記細長い磁場感応強磁性体層の容易磁化方向は、前記長手軸に対して、垂直であることを特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗記憶素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】  この発明は、その磁化は磁場に対して感受性を持ち、拡張された部分が感受性である強磁性の層からなる装置に関連している。本発明の概念の中で使われる‘拡張された’という意味は、層が拡張された形状を持つことである。例えば、第1方向（長さ）における層の範囲は第1の方向に対して垂直な方向における範囲（幅）よりも大きい。第1の方向は、‘縦の方向’と一般的に呼ばれる。例えば、磁場に感受性を持つ層は、（部分的な）磁束誘導装置若しくは（部分的な）磁気抵抗素子である。磁場に感受性を持つ層は、装置を形成する第1と非強磁性物質のスペーサー層によって分けられている強磁性の第2の層よりなる第2層からなり、第1および第2層を形成する第1の強磁性層の磁化が適用された磁場の存在下において固定若しくは押しつけられている方向に維持している一方で第2の強磁性層の磁化方向が適用された磁場の存在下において変換でき、第2層は磁気抵抗物質の拡張された層から成っており、その装置は感受性電流が電流の方向に平行な拡張された層を通過しその層に対し縦方向若しくはそのフィルムの平面に対し垂直方向に流れている。そのような装置はＴＭＲ（トンネル磁気抵抗）あるいはＧＭＲ（巨大磁気抵抗）検知器や記憶素子のような磁気抵抗性検知器若しくは記憶素子である。強磁性物質の第1および第2層に分割している非磁気性物質の層は、しばしばＧＭＲ検知器若しくは記憶素子の場合‘スペーサー層’と呼ばれ、ＴＭＲ検知器若しくは記憶素子の場合‘バリア層’と呼ばれている。下記において、より一般的に頻出する‘分割層’はＧＭＲ若しくはＴＭＲ素子のスペーサー層若しくはバリア層を示すためにそれぞれ使用される。
【０００２】  例えば,最初の段落にて記載されているこのタイプの装置は米国特許５，４６５，１８５として知られている検知器である。第1層は、また、‘押さえつけられている層’および第2層は‘自由な層’として呼ばれる。
【０００３】  本発明の概念によると、自由層は、磁化方向が押さえつけられた層の磁化方向の変化を要求する磁場の強さよりも低い磁場を適用した磁場において変化できる層である。そのような変化は例えば検知器中の適用された磁場や記憶素子における反平行状態間の変化にそってほぼ自由に回転することがあるかもしれない。
【０００４】  感知電流が縦方向に平行なＧＭＲ装置の磁気抵抗素子を採用した時、拡張された磁場に感受性のある層は、層の長さ（ｌ）を幅（ｗ）で割った値の比較的大きな比率を持ち、ストライプを形成することが好ましく、頻繁にある。そのような比率はストライプの大きな抵抗を導き、結果として、与えられた感知電流ＩSENSEにとって与えられた比較抵抗の変化ΔＲ/Ｒおよび与えられたシート抵抗Ｒ↑、素子の2つの際立った状態間におけるこれら大きな電圧の違いは、下記の式によって表される。
【０００５】
【数１】
0005254514.tif 000002
しかしながら、そのような装置は、ｌ/ｗの比率が１よりも大きいとき、特に大きなｔ（厚さ）/ｗ（幅）比率を持つとき、自由層の磁化方向の変化に、比較的大きな磁場を必要とすることが証明されている。実際に、これは、例えば、ＭＲＡＭ（磁気ランダムアクセスメモリ）としてのスピンバルブ構造のＧＭＲ素子の使用を妨害する。なぜなら、素子の切り替えに大きな電流が必要となり、これにより、磁気素子自身よりも大きなトランジスターを使用することが必要となるからである。別の例は、細長い、好ましくは長くて細いストライプ形状のＭＲＥ（磁気抵抗素子）（すなわちｌ/ｗの比率が１よりも大きいもの）を用いた、より好ましくは、大きなｔ（厚さ）/ｗ（幅）比率を持ったＭＲＥを用いた、角度測定用のＡＭＲおよびＧＭＲ検知器への適用である。（中間の）印加磁場の全ての方向に対して、そのような検知器の磁化が飽和し、正確な角度の読み込みが可能となるように、小さな、好ましくはゼロの有効磁気異方性が要求される。
【０００６】
前記の式（１）は、層の平面における電流の状態を示す。最近では、電流が層の平面に対して垂直に誘導されるような検知器や記憶素子の構造は、より大きな魅力を有する。例えば、スピンバルブ構造のＴＭＲ素子（2つの強磁性層と、両者の間の酸化トンネル障害とのサンドイッチ構造）である。これらの構造では、出力電圧の観点から、大きなｌ/ｗの比率は不要である。しかしながら、それでも、特定の検知器（読み取りヘッドなど）や磁気素子のデザインにおいては、大きなｌ/ｗの比率の必要性が生じ得る。
【０００７】  ここで議論される問題点は、検知器の磁化および記憶素子の大きさにおけるストライプの幅がナノメートルレンジで入っていけるか（幅は１マイクロメートルよりも小さい）が特に深刻になる。
【０００８】  本発明の目的は、減少された有効磁気異方性及び/若しくは減少された切換え磁場を持つ装置を供給することである。
【０００９】  したがって、本発明に一致した装置は磁気結晶体異方性による磁化容易軸が平行な2つの磁気層からなるサンドイッチ構造による磁場感受性強磁性層を成し、２つの層１および２によって分割されている非磁気層３によって組になっている反強磁性による反対の磁化方向を持つ一方で、磁場感受性強磁性層の縦軸に対し横断することによって導かれる２つの磁気層の磁気結晶体異方性による磁化方向を持つ。
【００１０】
当業者によって知られている用語はこの詳細の中で使われている。そのうちの幾つかは、下記において要約している。強磁性物質の第1および第2層に分割している非磁性物質の層は、しばしば、ＧＭＲ検知器若しくは記憶素子の場合‘スペーサー層’と呼ばれ、ＴＭＲ検知器若しくは記憶素子の場合‘バリア層’と呼ばれている。下記において、より一般的な用語‘分割層’は、ＧＭＲ若しくはＴＭＲ素子の、それぞれ、スペーサー層若しくはバリア層を示すために使用される。結晶磁気異方性は、物質の磁化方向に対する強磁性物質の（自由）エネルギーの依存性であり、物質の内部構造に起因する。層の強磁性体の全磁気異方性は、結晶磁気異方性と、形状異方性の寄与の和の結果である。形状異方性は、磁化による静磁場中の全エネルギーの依存性によるものである。物質の外部形状は、前記物質の磁化の好適な方向を定める。磁気異方性は、一つの特定方向に対して、あるいは、物質の対称性の観点から等価ないくつかの方向に対して、磁化方向が平行または反平行であるときに、物質の全エネルギーが最低となる状況を形成する。そのような方向は、容易軸方向と呼ばれる。層構造の場合、形状異方性は、好適磁化方向が、層の平面または層の蓄積の平面に閉じ込められるようにされる。これは、本願の多数の実施例の用途の形態である（すなわち、形状異方性と反対に作用する結晶磁気異方性からの寄与は存在しない）。また、層の面内の磁化は、1または2以上の容易方向を有する。本願の多くの実施例では、この状況は、磁化自由層の磁気異方性が一軸であり、すなわち層の平面に対して、一つの好適な容易方向のみが存在することが考えられる。この状況は、例えば、必要な容易軸方向に対して平行な磁場内での層の成長によって、または基板上の層の成長によって形成され、基板上で磁化層は、内部構造を形成し、これにより、必要な一軸対称性が得られる。
【００１１】  狭いストライプの形体における薄い強磁性層の様式によって、例えば石版術を用いて、異方性形体はストライプの長さ方向に平行な好ましい磁化方向を与える。
【００１２】  本発明は多くの利点を持っている。
【００１３】  １つ目は、前記の通常の大きな切換え磁場は、比較的大きな異方性形体によって生み出される。
【００１４】  第２に、２つの強磁性層から成るサンドイッチ構造の供給し、好ましくは薄い非磁気層による反強磁気性と組み合わせで、磁場感受性層の縦軸に対して垂直に導かれる２つの磁気層の容易軸方向を持ち、異方性形体磁場の減少を導く理由は、従来の装置と比較して、組になっている強磁性層の１組の効果的な飽和磁化が１つの層のそれよりも小さいためである。効果的な異方性形体磁場ＨShape.effによる無限の長いストライプ（ｌ/ｗ無限）を表す適切な式は下記である；
【００１５】
【数２】
0005254514.tif 000003
ｔ１、（ＭＳＡＴ,１）とｔ２、（ＭＳＡＴ,２）は磁気層１および２の層の厚さ（飽和磁化）をそれぞれ表している。層の数字の意味するところは、ｔ１、ＭＳＡＴ,１はよりもｔ２、ＭＳＡＴ,２よりも大きい。それゆえ、２つの層の効果は反対を表し、埋め合わせ効果を与えることにより、お互いに反作用をする。分割された層を横切って組み合わさる反強磁性は異方性形体磁場と比較して非常に強いことが推測される。実際問題として、これは例えばサブナノメートルのＲｕ若しくはＲｈ層を使った場合に現実的である。限られた長さｌにとって、異方性形体磁場は一般的に小さいが、埋め合わせ効果は適用する。
【００１６】  第３として、磁化結晶体異方性による平行な磁化容易軸及び２つの層１及び２によって分かれている非磁気層３による反強磁気性との組み合わせによる反対の磁化方向からなる一方でストライプの縦軸に対して垂直に導かれる２つの磁気層の磁化結晶体異方性による磁化方向を持つ２つの強磁性層から成るサンドイッチ構造の供給は効果的な磁化結晶体異方性磁場の増加を導く理由は、従来の装置と比較して、効果的なサンドイッチの磁化が減少しているのに比べて、異方性エネルギーが第２層に追加して増加しているためである。分割された層を横切って組み合わさる反強磁性は非常に強いことが推測され、効果的な磁化結晶体異方性磁場ＨMCAの適切な式は以下で示される。
【００１７】
【数３】
0005254514.tif 000004
Ｋ１及びＫ２は層１及び２の異方性定数をそれぞれ表す。
【００１８】
後者２つの効果の同時発生は、正味の全有効異方性磁場の減少を導く。なぜなら、形状異方性磁場と結晶磁気異方性磁場による容易軸方向は、相互に垂直となるからである。一般に、検知器の場合、測定のための印加磁場は、有効異方性磁場の方向に対して垂直であり、ＭＲＡＭの場合、一般に、切換えのために使われる印加磁場は、異方性磁場に対して平行な成分を含まなければならないからである。好ましくは、形状異方性磁場ＨShape.effと結晶磁気異方性ＨMCAの比率は、下記で表され、その値は０．５から１．５の間に位置する。そして、正味の有効異方性磁場は大幅に減少される。
【００１９】
【数４】
0005254514.tif 000005
式から明らかなように、及び実施例から例証されるように、厚さｔ１とｔ２の比に対する、形状異方性磁場と結晶磁気異方性磁場の異なる機能的な依存性のため、厚さｔ１およびｔ２の比の適切な選択により、またはｔ１.ＭＳＡＴ,１/ｔ２.ＭＳＡＴ,２の比の適切な選択により、そのような条件が満たされる。
【００２０】  それらおよび本発明のさらなる面は、下記の具体例に関して説明され、明らかになるであろう。
【００２１】
図１，２および３は、磁気抵抗素子（ＭＲＥ）を持ったＧＭＲ感知装置（読み取りヘッド）の構成を図表にて示している。なお、図の番号が大きくなるにしたがって、詳細な説明になる。図３に示されているように、ＭＲＥは、６の‘押さえられた’層と‘自由’層およびＬｓの分離した層から成っている。ここで言う自由層とは、周囲の磁気場において、磁化を自由に変えることができる。その自由層は、層１と層２から成るサンドイッチ構造であり、結晶磁気異方性による磁化容易軸と平行であり、および、その自由層は、非磁性層３との組合せ構造になっている反強磁性によって引き起こされる反対の磁化方向によって構成されている。（図３にＭ１とＭ２の矢印によって示されている）その押さえられた層６であるＭｐの磁化方向は、図に示されている。この発明の概念にある自由層は押さえられた層よりもより自由であるという意味で理解されている。（１，２，３のサブ層から構成される可能性がある）自由層の磁化方向は、検知器内において自由に回転（図１、２、および３のような）するか、2つの反平行状態間にあって自由に変更する。この後者の意味は、比較的小さい磁気の強さが応用された磁場（止めていない、止められた層の磁場の大きさと比較して）は、磁化方向における変化を起こすことがあることを示す。
【００２２】
図２に戻って、小片の配列であるドメインｂのパターンが繰り返され、磁気を帯びた媒体はｖの方向へＭＲＥに関する限り移動する。移動が、ＭＲＥの下で、2つのドメインを通過した時、周辺の磁気場は自由層（層１，２、および３）の磁化の方向が変化しながら、またＭＲＥに対する抵抗性を変えながら、強く変化する。この変化は、感知電流ＩSENSEを媒体として記憶される。感知電流ＩSENSEの方向は、図１，２、および３に示されている。感知電流ＩSENSEはストリップの長手軸（I）と平行に走る。示されているのは、感知電流の方向に添って表示されているMREの長さｌ、幅としてのｗ、層１および層２の厚さとしてのｔ１およびｔ２である。自由層の感度が周囲の磁場に対して高まっていくにつれて、その信号も大きくなっていき、一般的には小さくなっていくドメインｂが作られる。その素子にとって、長さを幅で割った値(ｌ/ｗ＞ｌ)が、長さよりも大きい状態を保つと、その成分は縦方向ｌへと広がっていく。
【００２３】
図４Ａ，４Ｂ，および４Ｃは、ＧＭＲ効果に基づいた磁気メモリの実施例を示している。図において、自由層（層1、2、3のサンドイッチ構造を有する）および伝導性層6は、分割層Ｌsによって鉛直方向に（すなわち、層の平面を横断するように）分離される。自由層の長手方向ｌとこの軸と横断する方向ｗは図４Bに示されている。伝導性層4は、層2の上に設けられ、伝導性層4’は、底部に設けられる。他の具体例として、後者の機能（下層としての伝導）は層6によって達成される。押さえられた強磁性層（層6）の磁化であるMｐは固定され、分割層５の反対側層の磁化方向、（例えば自由層１の磁化方向）は書き込み電流Iｗが伝導体４を通過することによって、2つの方向間で転換できる（固定化した層6の磁化に対して、平行若しくは反平行）。GMR効果により、両者の配置に対する抵抗は異なっており、これは、サブ層１〜３の正味の磁化方向に依存する。記憶の状態（１若しくは０）はGMRシステムの抵抗の測定によって決められる。ここまでにおいて、感知電流Ｉｓと適用された電圧の関係は測定される。層に対して垂直な感知電流ＩSENSEは、磁気抵抗を測定する為に使用され、記憶素子（０若しくは１）の状態を測定する。書き込み電流Iwは、記憶素子の磁気状態を切り換えるのに必要とされる有効磁場による素子を切り換えるのに使われる。その素子は、例えば素子中に書かれているデータなどである。切換え磁場が大きければ、より多くの電流が必要とされる。大きな電流は、そのような素子の使用を妨害する。それゆえ、有効異方性若しくは切換え磁場の大きさの減少は有効である。
【００２４】
図４Ａ、４Ｂおよび４Ｃは、ＧＭＲ効果による記憶素子を示している。記憶素子はまた、ＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）によって構成されている。そのような記憶素子を持った装置は、図５に示されている。ＴＭＲ効果による磁気記憶は、非磁性非金属分割層により分けられている２つの強磁性層からなる簡単な構造から成っている。図５は、ＴＭＲ効果によるＭＲＡＭを示している。それは、磁気記憶素子（ＭＥ）によって供給される電極ｘおよびｙから成っている。本発明によれば、この磁気記憶素子は、固定された磁気Ｍｐによる固定層６、分割層であるＬｓ、および自由層から成っている。この自由層は、結晶磁気異方性による、平行な容易磁化軸を持った２つの層（1、2）のサンドイッチ構造であり、２つの層１、２を分離する非磁性非金属層３による反強磁性的結合により、分離され、相互に反対の磁化方向を有する。図５の例として、自由層と固定された層および分割された層Ｌｓは、お互いの上部に積み重なっている。感知電流ＩSENSEは、それら層の平面に添って垂直に流れている。比較的大きな書き込み電流Iwは、電極ｘを通って、切換え磁場を形成する。切換え磁場は、通常、電極ｙを通る電流により減少し、2つの電極の交差位置で、十分な大きさの磁場が発生し、自由層の磁化方向が切り替えられる。必要とされる切換え磁場の強さが小さければ、そこにおける低い切換え電流の必要性は良い状態である。データの安定性から見て、必要とされる切換え磁場は、迷走電流若しくは迷走磁場のような、他の影響から起こる低限界若しくは磁場の強さによって与えられた入り口を必要とする。
【００２５】  図６Ａおよび６Ｂは、分割層７によって横に分かれている自由層（２次層１，２、および３からなるサンドイッチ構造）と固定層６からなる記憶素子を横から見た図を示している。感知電流は、自由層（１，２、および３）を流れ、分割層６を通過して固定層６へと流れる。例えば、ＡもしくばＢからＣへと流れる。書き込み電流は、ＡおよびＢを通過して、導体４を流れることができる。この説明のように、本発明は、下記３つの識見によっている。１つ目は、在来型装置である大きな切換え磁場は、比較的大きな形状の異方性によっている。２つ目は、薄い非磁気層による反強磁場を伴った２つの強磁場層により成るサンドイッチ構造で、２つの磁気層に対して垂直な磁場に感受性のある層の縦軸に磁化容易方向は、従来型装置と比較して、異方性磁場状態ＨShape.effの減少を導く。３つ目は、磁化容易軸と平行な２つの磁気層によってなるサンドイッチ構造は、磁気結晶体異方性、および２つの層１、および２と分かれている反磁化反金属層３による反強磁化を伴った反対の磁化方向によっている。その一方で、２つの磁化層の磁化結晶体異方性による磁化容易方向は、従来型の装置と比較して、効果的な磁化結晶体異方性磁場ＨMCAの増加に対するストライプリードの縦軸に対して垂直に導かれる。
【００２６】  異方性磁場状態による簡単な軸方向と磁化結晶体異方性磁場はそれぞれ垂直なので、２つの効果のよる同じ発生は、純総合効果異方性磁場ＨA,NETの強い減少を導く。
【００２７】  それらの効果は、図７に示す。図７は、層１の構造と同様の第２層と伴った反強磁性の効果を示す。ここで、層１は、層３によって分かれており、層１，２、および３によって積み重なっている切換え磁場に乗っている第１層についている。（Ｋ１はＫ２と同様であり、ＭＳＡＴ，１はＭＳＡＴ，２と同様である。）例えば、層２が存在しない（ｔ２は０の場合）初期状況において、ＨShape.effとＨMCAが同じ状態はそのような形状において通常でない。図７は下記のように解釈される。異方性の形状は、縦軸１に対する平行な磁化を促進する一方、物質の磁化結晶体異方性の採用は、（磁化結晶体異方性は縦軸１に対して垂直による容易軸なので、）縦軸１に対する垂直な磁化を促進する。純効果異方性磁場ＨA,NETは、異なったＨShape.effとＨMCAの差の絶対値によって与えられる。Ｈshape effとＨMCAの差が０（第１地域）よりも大きければ、Ｈshape effとＨMCAの差の絶対値は有効容易軸の方向が縦軸１に平行な長い軸に対して垂直な磁気場を適用した磁化の飽和を必要とする磁場を提供する。Ｈshape effとＨMCAの差が０（第２地域）よりも小さければ、Ｈshape effとＨMCAの差の絶対値は有効容易軸の方向が縦軸１に平行な長い軸に対して垂直な磁気場を適用した磁化の飽和を必要とする磁場を提供する。２つの異方性磁場か完全なバランスで、ゼロの有効異方性を達成することが可能なことを図７は明らかにしている。なぜなら、ｔ２とｔ１の比を約０．４５に保っているからである。これは、Ｈshape effとＨMCAの差の絶対値がゼロであるか、若しくは層１によって与えられている薄さの第２の磁気層２にとって選択する適切な薄さによって起こる純効果的異方性磁場の選択による。ゼロ（若しくはゼロにちかい）有効異方性は、感受性の高い検知器が必要とされる特定の具体例において有効である可能性がある。ある記憶素子の場合において、好ましい薄さと層の特質は、純効果的異方性磁場ＨA,NETが正確にはゼロではなく、例えば、１つの層において磁化結晶体異方性が約５０から５％のものが選ばれる。この法則において、切換えの容易さは、大きく改善した（例えば、切換え因子は２から２０に改善）一方で、切換え磁場はそのようなどんな磁場でも素子を切り換える小さい磁場に減少されない。記憶素子におけるそのような‘高感受性’は、データの望んでいない変化を導くことができる。有効異方性の非常に実質のある減少はｔ１ＭＳＡＴ，１とｔ２ＭＳＡＴ，２の比が０．２５から０．７０の間にある時に得られる。
【００２８】  切り換え層として８ナノメートル厚の１つのパーマロイ層を原料として含んだ例を下記に考える。これは、ＧＭＲ変換の偏した回転バルブ原料の典型的な状態である。長いストライプにとって、異方性磁場の形状は、ＭＳＡＴ，１がパーマロイの飽和磁化（８００ＫＡ/ｍ）である式によって与えられる。
【００２９】
【数５】
0005254514.tif 000006
ストライプの幅が１マイクロメートルの場合、それのＨShapeは６．４ＫＡ/ｍである。ｌの限られた値である３マイクロメートルに向かうストライプの無限長の減少は、異方性磁場の形状を詳細な計算によって明らかにされたＨShapeが５ＫＡ/ｍに向けてわずかに減少する。それら異方性磁場の形状は、磁場で応用されたニッケルー鉄―コバルト合金の成長によって引き起こされた磁化結晶体異方性磁場（０．４から２ＫＡ/ｍ）に関して大きい。そのような効果は、この方向にそった磁場の成長によって現実化される。切換え磁場の実質的なさらなる減少にとって、本発明は第2層の使用を必要とされる。
【００３０】  磁気抵抗における追加の第2層の効果は、システムの種類に寄る。偏した回転バルブのＧＭＲ原料の変換にとって、第2層は電流変換を引き起こし、ＧＭＲ比を下げる。この効果は、第1層よりも薄い第2層を選択することにより、さらに感受性の高い層構造を採用することによって強く制限されている。電流が層の平面に対して垂直に流れる回転トンネル形状において、第2の金属層の追加は、ＭＲ比および検知器の電圧出力およびメモリー素子に対して重要性はない。
【００３１】  唯一磁化結晶体異方性が縦方向の１に対して横断する場合に、形状のバランスおよび磁化結晶体異方性が起こることが重要であると認識している。
【００３２】  本発明の概念において、同じ考えは磁化記憶ヘッドに使用されるような磁束誘導装置に応用することができる。そのような磁束誘導装置は、しばしば引き伸ばされた形状をしている。2つの磁化層からなるサンドイッチ構造を採用することによって、薄い非金属層による反強磁性を伴った層の縦軸を横断して引き起こす磁化結晶体異方性による2つの磁化層の磁化容易軸で、磁束誘導装置の有効異方性磁場は磁束誘導装置の磁束誘導特性を大幅に改良することによって減少されるかゼロにすることができる。
【００３３】  図８は、磁化抵抗素子（ＭＲＥ）（８１）が2つの磁束誘導装置（８２および８３）に連結している図である。それら引き伸ばされた磁束誘導装置のそれぞれは、層８６によって分けられた2つの強磁性層（８４および８５）と共になるサンドイッチ構造から成り、磁束誘導装置の縦軸ｌを横断する磁化結晶体異方性（Ｍ８４およびＭ８５）による磁化容易方向を持っている。この構造は素子８１から８５が形成するヨークによって形成される第2磁束誘導装置を含むヨークタイプ読み取りヘッドと呼ばれる部分を形成する。その磁束はヨークの中に９０ギャップ（ｇａｐ）の読み取りで入り、磁束誘導装置とＭＲＥを介して媒体に戻る。
【００３４】  それらの構造と機能は現在知られている構造および機能と比較して、完全に異なっていると結論づけることができる。
【００３５】
要約すると、本発明の具体例は、分割層（Ｌｓ、５）によって分離された、自由層（１，２、３）および固定若しくは押さえつけ磁化層（Ｍｐ、６）を持った装置又は磁気抵抗素子（ＭＲＥ）又は記憶素子（ＭＥ）であると記述することができる。その自由層は、サンドイッチ構造を有し、このサンドイッチ構造は、好ましくは薄い非磁性層（３）により、反強磁性的に結合され、結晶磁気異方性による平行な容易磁化軸を有する2つの磁性層（１および２）を有し、２つの層１、２を分離する層3による反強磁性的な結合により、反対の磁化方向を有する一方、結晶磁気異方性による2つの磁化層（１と２）の容易磁化方向は、ストライプの長手軸（ｌ）を横断するように誘導される。また、他の具体例としては、本発明では好ましくは、薄い非磁性層（３）による反強磁性を伴った2つの磁化層（１、および２）からストライプの長手軸（ｌ）に横断して導かれる結晶磁気異方性による2つの磁化層（１と２）にとって磁化容易方向から成るサンドイッチ構造による磁束誘導装置に関連している。
【００３６】  検知器素子として、本発明の装置は検知器システムのこの技術における熟練された技術者として知られる自動的な適用として実行される。また、例えば、他の実行においては、検知器システムの国内適用がなされる。
【００３７】  その検知器システムは、磁化検知器装置若しくは磁気読み取りヘッドである。それらは、ハードディスクに対するＧＭＲ薄フィルムや磁気性質の信号を進行させる信号進行電子装置を含んでいるか含まないシステム、若しくは測定器やそれが派生したものである。本発明の装置は、少なくとも部分的には多層構造を成している。増大若しくはチップ上に堆積した多層構造を持った半導体（シリコン）チップ全体の感知システムを統合する本発明の具体例において可能である。その多層構造はチップを合成する過程において、チップの先端若しくは末端で増大若しくは堆積することができる。末端の工程において、チップの一部は計画されて、多層構造は堆積されるか増大する。接着による適切な接続若しくは構造は、多層構造の信号における信号工程論理を含んだチップの一部に転送するために作られる。先端の工程において、多層構造はチップ上において直接統合される。また、本発明の検知器システムは、記憶機能的および統合感知システム回路、若しくは不安定でない磁気記憶素子や検知器システムを埋めこまれたＡＳＩＣ、あるいは検知器システムやいかなる検知器システムを持ったチップカードで統合される。
【００３８】  記憶素子として、また、本発明の装置はＭＲＡＭ記憶素子若しくはチップカードのようなデータ蓄積システムとして実施される可能性がある。本発明の装置は磁気記憶若しくは磁気記憶装置となることができ、またコンピューター若しくはＭＲＡＭや不安定でない磁気記憶素子やデータ蓄積システムのようなチップカードを埋めこんだＡＳＩＣのような記憶機能的に統合された回路となることができる。本発明の装置は、少なくとも多層構造の一部分から成る事ができる。それは、半導体基板における統合されたＭＲＡＭ構造になることができる。それは、また半導体基板における不安定でない磁気記憶構造になることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明と一致した検知器の図式を示している。
【図２】  本発明と一致した検知器の図式を示している。
【図３】  本発明と一致した検知器の図式を示している。
【図４Ａ】  図４Ａは、本発明と一致した装置のある具体例の断面図を示している。
【図４Ｂ】  図４Ｂは、図４Ａで描かれている装置の平面図を示している。
【図４Ｃ】  図４Ｃは、図４Ａで描かれている装置の側面図を示している。
【図５】  図５は、ＭＲＡＭと名づけられた、本発明と一致した装置のある例を示している。
【図６Ａ】  図６Ａは、側面の磁気記憶と名づけられた、本発明と一致した装置のある具体例の断面図を示している。
【図６Ｂ】  図６Ｂは、図６Ａで描かれている装置の平面図を示している。
【図７】  図７は、ｔ２/ｔ１の比率と効果的異方性又は切換え磁場ＨA,NETの関係を示したグラフである。
【図８】  図８は、磁気抵抗素子が磁束誘導装置と連結している図式を示す。これらの図は、図式であり、目盛りは描かれておらず、又、記載と一致している部分は同じ参照数字で示してある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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