JPH09270550A - 磁気抵抗効果素子 - Google Patents
磁気抵抗効果素子Info
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- JPH09270550A JPH09270550A JP8077996A JP7799696A JPH09270550A JP H09270550 A JPH09270550 A JP H09270550A JP 8077996 A JP8077996 A JP 8077996A JP 7799696 A JP7799696 A JP 7799696A JP H09270550 A JPH09270550 A JP H09270550A
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- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3268—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 外部磁界の変化に応じて磁気抵抗効果特性を
自在に制御することを可能とする磁気抵抗効果素子を提
供する 【解決手段】 磁気抵抗効果素子1は、巨大磁気抵抗効
果を示す巨大磁気抵抗効果素子2と、この巨大磁気抵抗
効果素子2に対向して配される異方性磁気抵抗効果素子
3と、巨大磁気抵抗効果素子2と異方性磁気抵抗効果素
子3との間に配され、巨大磁気抵抗効果素子2と異方性
磁気抵抗効果素子3とに対して所定のバイアス磁界を付
与するバイアス導体4とを備える。この磁気抵抗効果素
子1において、バイアス磁界は、巨大磁気抵抗効果素子
2と異方性磁気抵抗効果素子3とに対してそれぞれ逆方
向に印加される
自在に制御することを可能とする磁気抵抗効果素子を提
供する 【解決手段】 磁気抵抗効果素子1は、巨大磁気抵抗効
果を示す巨大磁気抵抗効果素子2と、この巨大磁気抵抗
効果素子2に対向して配される異方性磁気抵抗効果素子
3と、巨大磁気抵抗効果素子2と異方性磁気抵抗効果素
子3との間に配され、巨大磁気抵抗効果素子2と異方性
磁気抵抗効果素子3とに対して所定のバイアス磁界を付
与するバイアス導体4とを備える。この磁気抵抗効果素
子1において、バイアス磁界は、巨大磁気抵抗効果素子
2と異方性磁気抵抗効果素子3とに対してそれぞれ逆方
向に印加される
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッド、地磁
気センサ等に好適な磁気抵抗効果を示す磁気抵抗効果素
子に関する。
気センサ等に好適な磁気抵抗効果を示す磁気抵抗効果素
子に関する。
【0002】
【従来の技術】Ni−Fe等の磁性体を利用した異方性
磁気抵抗効果素子(以下、AMR素子と称す。)を用い
た異方性磁気抵抗効果型磁気ヘッド(以下、AMRヘッ
ドと称す。)は、一般にハードディスク等の磁気記録媒
体の記録再生装置に用いられ、磁気記録媒体に記録され
た信号磁界を検出する。
磁気抵抗効果素子(以下、AMR素子と称す。)を用い
た異方性磁気抵抗効果型磁気ヘッド(以下、AMRヘッ
ドと称す。)は、一般にハードディスク等の磁気記録媒
体の記録再生装置に用いられ、磁気記録媒体に記録され
た信号磁界を検出する。
【0003】このAMR素子100は、一軸異方性を有
し、図9中矢印EAで示す方向に磁化容易軸をもち、外
部磁界がないとき、磁化が矢印EAの方向を向いてな
る。このAMR素子100は、外部磁界が印加される
と、その外部磁界の大きさ及び方向に応じて、磁化方向
Aが変化する。
し、図9中矢印EAで示す方向に磁化容易軸をもち、外
部磁界がないとき、磁化が矢印EAの方向を向いてな
る。このAMR素子100は、外部磁界が印加される
と、その外部磁界の大きさ及び方向に応じて、磁化方向
Aが変化する。
【0004】そして、このAMR素子100では、外部
磁界を検出する際、図9中矢印Bで示すように、磁化容
易軸方向EAに対して略直角の方向に一定のセンス電流
が供給される。AMR素子100は、外部磁界が印加さ
れず、矢印Aと矢印EAとが平行な状態でセンス電流が
供給されると、センス電流に対する抵抗値が最小とな
る。AMR素子100は、外部磁界が印加されてその磁
化方向が変化すると、センス電流に対する抵抗値が変化
する。そして、AMR素子100は、外部磁界が印加さ
れることによって、その磁化方向がセンス電流に対して
平行な方向になったとき、センス電流に対する抵抗値が
最大となる。
磁界を検出する際、図9中矢印Bで示すように、磁化容
易軸方向EAに対して略直角の方向に一定のセンス電流
が供給される。AMR素子100は、外部磁界が印加さ
れず、矢印Aと矢印EAとが平行な状態でセンス電流が
供給されると、センス電流に対する抵抗値が最小とな
る。AMR素子100は、外部磁界が印加されてその磁
化方向が変化すると、センス電流に対する抵抗値が変化
する。そして、AMR素子100は、外部磁界が印加さ
れることによって、その磁化方向がセンス電流に対して
平行な方向になったとき、センス電流に対する抵抗値が
最大となる。
【0005】すなわち、AMR素子100は、図10に
示すような磁気抵抗効果曲線を示している。なお、図1
0において、横軸は、外部磁界の大きさを示し、縦軸
は、AMR素子100のセンス電流に対する抵抗値の大
きさを示す。
示すような磁気抵抗効果曲線を示している。なお、図1
0において、横軸は、外部磁界の大きさを示し、縦軸
は、AMR素子100のセンス電流に対する抵抗値の大
きさを示す。
【0006】AMR素子100は、外部磁界によって上
述のようにセンス電流に対する抵抗値が変化する。そこ
で、AMR素子100は、外部磁界を検出する際、一定
のセンス電流を供給し、抵抗値の変化を電圧変化として
検出する。これによって、外部磁界は、AMR素子10
0によって検出されることになる。
述のようにセンス電流に対する抵抗値が変化する。そこ
で、AMR素子100は、外部磁界を検出する際、一定
のセンス電流を供給し、抵抗値の変化を電圧変化として
検出する。これによって、外部磁界は、AMR素子10
0によって検出されることになる。
【0007】このとき、AMR素子100において、外
部磁界に応じて抵抗値が変化する起点を動作点とする また、AMR素子100には、通常、外部磁界を検出す
る際、所定のバイアス磁界が印加される。AMR素子1
00では、このバイアス磁界が印加されることによっ
て、図10に示す磁気抵抗効果曲線における線形性に優
れ且つ抵抗値の変化の大きい領域に、動作点が移動す
る。これにより、AMR素子100では、外部磁界を感
磁する際、外部磁界の変化に対してより線形性をもって
抵抗値が変化することになる。
部磁界に応じて抵抗値が変化する起点を動作点とする また、AMR素子100には、通常、外部磁界を検出す
る際、所定のバイアス磁界が印加される。AMR素子1
00では、このバイアス磁界が印加されることによっ
て、図10に示す磁気抵抗効果曲線における線形性に優
れ且つ抵抗値の変化の大きい領域に、動作点が移動す
る。これにより、AMR素子100では、外部磁界を感
磁する際、外部磁界の変化に対してより線形性をもって
抵抗値が変化することになる。
【0008】一方、近年、磁気記録媒体は、いわゆるマ
ルチメディアデータ等を記録するために大容量化が進め
られている。そして、磁気記録媒体は、この大容量化を
実現するために、記録の高密度化が図られている。
ルチメディアデータ等を記録するために大容量化が進め
られている。そして、磁気記録媒体は、この大容量化を
実現するために、記録の高密度化が図られている。
【0009】磁気記録媒体の記録の高密度化にともない
巨大磁気抵抗効果素子(以下、GMR素子と称す。)を
用いた巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッドが提案されてお
り、注目を集めている。このGMR素子は、磁気記録媒
体からの微弱な磁界に対して磁気抵抗効果がAMR素子
よりも大きく変化するといった特徴を有しており、高密
度記録された磁気記録媒体を再生するに際して好適であ
る。
巨大磁気抵抗効果素子(以下、GMR素子と称す。)を
用いた巨大磁気抵抗効果型磁気ヘッドが提案されてお
り、注目を集めている。このGMR素子は、磁気記録媒
体からの微弱な磁界に対して磁気抵抗効果がAMR素子
よりも大きく変化するといった特徴を有しており、高密
度記録された磁気記録媒体を再生するに際して好適であ
る。
【0010】GMR素子101は、図11に示すよう
に、磁性層102と非磁性層103とが複数積層されて
構成されている。このGMR素子101は、非磁性層1
03を介して積層された隣合う磁性層102が反強磁性
結合して形成されている。したがって、GMR素子10
1では、図11中矢印Cで示すように、隣合う磁性層1
02の磁化方向が互いに正反対の方向を向いている。
に、磁性層102と非磁性層103とが複数積層されて
構成されている。このGMR素子101は、非磁性層1
03を介して積層された隣合う磁性層102が反強磁性
結合して形成されている。したがって、GMR素子10
1では、図11中矢印Cで示すように、隣合う磁性層1
02の磁化方向が互いに正反対の方向を向いている。
【0011】上述したように構成されたGMR素子10
1では、外部磁界が印加されることによって、隣合う磁
性層102の磁化方向が変化する。そして、このGMR
素子101は、外部磁界を検出するために、一定のセン
ス電流が供給される。
1では、外部磁界が印加されることによって、隣合う磁
性層102の磁化方向が変化する。そして、このGMR
素子101は、外部磁界を検出するために、一定のセン
ス電流が供給される。
【0012】このGMR素子101では、隣合う磁性層
102の磁化方向が互いに正反対の方向に向いていると
き、センス電流に対する抵抗値が最大となる。また、G
MR素子101では、外部磁界が印加されて隣合う磁性
層102の磁化方向が変化すると、センス電流に対する
抵抗値が変化する。そして、GMR素子101では、外
部磁界が印加されて隣合う磁性層102の磁化方向が同
一の方向を向いているとき、センス電流に対する抵抗値
が最小となる。
102の磁化方向が互いに正反対の方向に向いていると
き、センス電流に対する抵抗値が最大となる。また、G
MR素子101では、外部磁界が印加されて隣合う磁性
層102の磁化方向が変化すると、センス電流に対する
抵抗値が変化する。そして、GMR素子101では、外
部磁界が印加されて隣合う磁性層102の磁化方向が同
一の方向を向いているとき、センス電流に対する抵抗値
が最小となる。
【0013】すなわち、GMR素子101は、外部磁界
の大きさに対して、図12に示すような磁気抵抗効果曲
線を示す。なお、図12において、横軸は、外部磁界の
大きさを示し、縦軸は、GMR素子101のセンス電流
に対する抵抗値の大きさを示す。
の大きさに対して、図12に示すような磁気抵抗効果曲
線を示す。なお、図12において、横軸は、外部磁界の
大きさを示し、縦軸は、GMR素子101のセンス電流
に対する抵抗値の大きさを示す。
【0014】GMR素子101は、外部磁界によって上
述のようにセンス電流に対する抵抗値が変化する。そこ
で、GMR素子101は、外部磁界を検出する際、一定
のセンス電流を供給し、抵抗値の変化を電圧変化として
示す。これによって、外部磁界は、GMR素子101に
よって検出されることになる。
述のようにセンス電流に対する抵抗値が変化する。そこ
で、GMR素子101は、外部磁界を検出する際、一定
のセンス電流を供給し、抵抗値の変化を電圧変化として
示す。これによって、外部磁界は、GMR素子101に
よって検出されることになる。
【0015】このとき、GMR素子101において、外
部磁界に応じて抵抗値が変化する起点を動作点とする。
部磁界に応じて抵抗値が変化する起点を動作点とする。
【0016】また、GMR素子101には、通常、外部
磁界を検出する際、所定のバイアス磁界が印加される。
GMR素子101では、このバイアス磁界が印加される
ことによって、図12に示す磁気抵抗効果曲線における
線形性に優れ且つ抵抗値の変化の大きい領域に、動作点
が移動する。これにより、GMR素子101では、外部
磁界を感磁する際、外部磁界の変化に対してより線形性
をもって抵抗値が変化することになる。
磁界を検出する際、所定のバイアス磁界が印加される。
GMR素子101では、このバイアス磁界が印加される
ことによって、図12に示す磁気抵抗効果曲線における
線形性に優れ且つ抵抗値の変化の大きい領域に、動作点
が移動する。これにより、GMR素子101では、外部
磁界を感磁する際、外部磁界の変化に対してより線形性
をもって抵抗値が変化することになる。
【0017】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、AM
R素子100及びGMR素子101においては、バイア
ス磁界を印加することによって、センス電流に対する抵
抗値が外部磁界の変化に対して線形性よく変化してい
た。
R素子100及びGMR素子101においては、バイア
ス磁界を印加することによって、センス電流に対する抵
抗値が外部磁界の変化に対して線形性よく変化してい
た。
【0018】しかしながら、AMR素子100及びGM
R素子101それぞれ単独では、動作点における磁界感
度、すなわち動作点における磁気抵抗効果曲線の傾きが
素子固有のものであった。したがって、AMR素子10
0及びGMR素子101では、外部磁界に応じた制御す
ることができないといった問題点があった。
R素子101それぞれ単独では、動作点における磁界感
度、すなわち動作点における磁気抵抗効果曲線の傾きが
素子固有のものであった。したがって、AMR素子10
0及びGMR素子101では、外部磁界に応じた制御す
ることができないといった問題点があった。
【0019】以上のことから、本発明は、外部磁界の種
類に応じて磁界感度等の磁気抵抗効果特性を自在に制御
することを可能とする磁気抵抗効果素子を提供すること
を目的に提案されたものである。
類に応じて磁界感度等の磁気抵抗効果特性を自在に制御
することを可能とする磁気抵抗効果素子を提供すること
を目的に提案されたものである。
【0020】
【課題を解決するための手段】この目的を達成した本発
明に係る磁気抵抗効果素子は、巨大磁気抵抗効果を示す
巨大磁気抵抗効果素子と、この巨大磁気抵抗効果素子に
対向して配される異方性磁気抵抗効果素子と、巨大磁気
抵抗効果素子と異方性磁気抵抗効果素子との間に配さ
れ、巨大磁気抵抗効果素子と異方性磁気抵抗効果素子と
に対して所定のバイアス磁界を付与するバイアス導体と
を備える。
明に係る磁気抵抗効果素子は、巨大磁気抵抗効果を示す
巨大磁気抵抗効果素子と、この巨大磁気抵抗効果素子に
対向して配される異方性磁気抵抗効果素子と、巨大磁気
抵抗効果素子と異方性磁気抵抗効果素子との間に配さ
れ、巨大磁気抵抗効果素子と異方性磁気抵抗効果素子と
に対して所定のバイアス磁界を付与するバイアス導体と
を備える。
【0021】以上のように構成された本発明に係る磁気
抵抗効果素子において、バイアス磁界は、巨大磁気抵抗
効果素子と異方性磁気抵抗効果素子とに対してそれぞれ
逆方向に印加されることとなる。このとき、磁気抵抗効
果素子全体の磁気抵抗効果は、バイアス磁界が印加され
た巨大磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果と異方性磁気抵
抗効果素子の磁気抵抗効果とを合成したものとなる。
抵抗効果素子において、バイアス磁界は、巨大磁気抵抗
効果素子と異方性磁気抵抗効果素子とに対してそれぞれ
逆方向に印加されることとなる。このとき、磁気抵抗効
果素子全体の磁気抵抗効果は、バイアス磁界が印加され
た巨大磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果と異方性磁気抵
抗効果素子の磁気抵抗効果とを合成したものとなる。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる磁気抵抗効
果素子の具体的な実施の形態について図1乃至図8を参
照して詳細に説明する。
果素子の具体的な実施の形態について図1乃至図8を参
照して詳細に説明する。
【0023】実施の形態として示す磁気抵抗効果素子1
(以下、MR素子1と称す。)は、図1及び図2に示す
ように、巨大磁気抵抗効果素子2(以下、GMR素子2
と称す。)と、異方性磁気抵抗効果素子3(以下、AM
R素子3と称す。)と、バイアス導体4とを有して構成
されている。このMR素子1は、GMR素子2とAMR
素子3との間にバイアス導体4が配されており、全体と
して3層構造を有している。そして、このMR素子1
は、GMR素子2とAMR素子3とが外部磁界に対する
感磁部となり、外部磁界を検出する。
(以下、MR素子1と称す。)は、図1及び図2に示す
ように、巨大磁気抵抗効果素子2(以下、GMR素子2
と称す。)と、異方性磁気抵抗効果素子3(以下、AM
R素子3と称す。)と、バイアス導体4とを有して構成
されている。このMR素子1は、GMR素子2とAMR
素子3との間にバイアス導体4が配されており、全体と
して3層構造を有している。そして、このMR素子1
は、GMR素子2とAMR素子3とが外部磁界に対する
感磁部となり、外部磁界を検出する。
【0024】GMR素子2は、外部磁界に対して、いわ
ゆる巨大磁気抵抗効果を示すものである。GMR素子2
は、略矩形に形成されており、その長手方向の一方端部
に電極5が配されている。また、GMR素子2は、長手
方向の他方端部が後述するAMR素子3と電気的に接続
されている。
ゆる巨大磁気抵抗効果を示すものである。GMR素子2
は、略矩形に形成されており、その長手方向の一方端部
に電極5が配されている。また、GMR素子2は、長手
方向の他方端部が後述するAMR素子3と電気的に接続
されている。
【0025】このGMR素子2は、例えば複数の磁性層
と複数の非磁性層とを積層してなる、いわゆる超格子巨
大磁気抵抗効果素子である。このGMR素子2は、非磁
性層を介して磁性層が積層され、隣合う磁性層間に反強
磁性結合を形成している。これにより、磁性層は、その
磁化方向が隣合う磁性層の磁化方向に対して正反対の方
向となっている。
と複数の非磁性層とを積層してなる、いわゆる超格子巨
大磁気抵抗効果素子である。このGMR素子2は、非磁
性層を介して磁性層が積層され、隣合う磁性層間に反強
磁性結合を形成している。これにより、磁性層は、その
磁化方向が隣合う磁性層の磁化方向に対して正反対の方
向となっている。
【0026】GMR素子2の磁性層の磁化方向は、外部
磁界がないとき、上述したように、交互に逆方向とされ
ている。これに対して、GMR素子2では、外部磁界が
あるとき、この外部磁界の影響によって、複数の磁性層
の磁化方向が変化する。
磁界がないとき、上述したように、交互に逆方向とされ
ている。これに対して、GMR素子2では、外部磁界が
あるとき、この外部磁界の影響によって、複数の磁性層
の磁化方向が変化する。
【0027】AMR素子3は、外部磁界に対して、いわ
ゆる異方性磁気抵抗効果を示すものである。AMR素子
3は、上述したGMR素子2と略同形の略矩形に形成さ
れており、GMR素子2と対向する位置に配されるとと
もにGMR素子2の長手方向とAMR素子3の長手方向
とが平行になるように配されている。また、AMR素子
3には、その長手方向の一方端部に電極6が配されてお
り、他方端部が上述したGMR素子2と電気的に接続さ
れている。
ゆる異方性磁気抵抗効果を示すものである。AMR素子
3は、上述したGMR素子2と略同形の略矩形に形成さ
れており、GMR素子2と対向する位置に配されるとと
もにGMR素子2の長手方向とAMR素子3の長手方向
とが平行になるように配されている。また、AMR素子
3には、その長手方向の一方端部に電極6が配されてお
り、他方端部が上述したGMR素子2と電気的に接続さ
れている。
【0028】このAMR素子3は、所定の方向を磁化容
易軸とする軟磁性体を有している。なお、AMR素子3
は、単層からなるものであってもよいし、下地層や磁化
安定化層等を備えた多層からなるものであってもよい。
易軸とする軟磁性体を有している。なお、AMR素子3
は、単層からなるものであってもよいし、下地層や磁化
安定化層等を備えた多層からなるものであってもよい。
【0029】AMR素子3は、外部磁界がないとき、軟
磁性体の磁化が上述した方向に向いている。これに対し
て、AMR素子3は、外部磁界があるとき、軟磁性体の
磁化方向が変化する。
磁性体の磁化が上述した方向に向いている。これに対し
て、AMR素子3は、外部磁界があるとき、軟磁性体の
磁化方向が変化する。
【0030】バイアス導体4は、良導体からなり、上述
したGMR素子2とAMR素子3との間に、GMR素子
2及びAMR素子3の長手方向に対して垂直な方向に配
されている。このバイアス導体4は、図示しない電源か
ら電流が供給される。これにより、バイアス導体4は、
GMR素子2及びAMR素子3に対して、いわゆる右ネ
ジの法則に従ってバイアス磁界を印加する。
したGMR素子2とAMR素子3との間に、GMR素子
2及びAMR素子3の長手方向に対して垂直な方向に配
されている。このバイアス導体4は、図示しない電源か
ら電流が供給される。これにより、バイアス導体4は、
GMR素子2及びAMR素子3に対して、いわゆる右ネ
ジの法則に従ってバイアス磁界を印加する。
【0031】以上のように構成されたMR素子1では、
外部磁界がGMR素子2及びAMR素子3の長手方向に
印加され、GMR素子2及びAMR素子3が電気的に接
続された側から外部磁界を検出する。このとき、MR素
子1では、電気的に直列に接続されたGMR素子2とA
MR素子3とに対して、一定のセンス電流が供給され
る。
外部磁界がGMR素子2及びAMR素子3の長手方向に
印加され、GMR素子2及びAMR素子3が電気的に接
続された側から外部磁界を検出する。このとき、MR素
子1では、電気的に直列に接続されたGMR素子2とA
MR素子3とに対して、一定のセンス電流が供給され
る。
【0032】GMR素子2は、上述したように外部磁界
がなく、隣合う磁性層の磁化方向が互いに正反対の方向
を向いているとき、非磁性層を介して隣合う磁性層間を
移動する電子が電子散乱を受ける。したがって、GMR
素子2では、センス電流に対する抵抗値が最大となる。
がなく、隣合う磁性層の磁化方向が互いに正反対の方向
を向いているとき、非磁性層を介して隣合う磁性層間を
移動する電子が電子散乱を受ける。したがって、GMR
素子2では、センス電流に対する抵抗値が最大となる。
【0033】一方、GMR素子2は、外部磁界が印加さ
れているときは、上述した磁性層の磁化方向が変化す
る。GMR素子2では、磁性層の磁化方向が上述のよう
に変化すると、非磁性層を介して流れるセンス電流の電
子散乱が減少する。これにより、GMR素子2では、セ
ンス電流に対する抵抗値が減少する。そして、GMR素
子2は、外部磁界の影響により、隣合う磁性層の磁化方
向が同一の方向を向いたとき、電子散乱がほぼ起こらな
い。これにより、GMR素子2は、センス電流に対する
抵抗値が最小となる。
れているときは、上述した磁性層の磁化方向が変化す
る。GMR素子2では、磁性層の磁化方向が上述のよう
に変化すると、非磁性層を介して流れるセンス電流の電
子散乱が減少する。これにより、GMR素子2では、セ
ンス電流に対する抵抗値が減少する。そして、GMR素
子2は、外部磁界の影響により、隣合う磁性層の磁化方
向が同一の方向を向いたとき、電子散乱がほぼ起こらな
い。これにより、GMR素子2は、センス電流に対する
抵抗値が最小となる。
【0034】上述したようなセンス電流に対するGMR
素子の抵抗値と外部磁界との関係は、図3に示すような
上に凸の磁気抵抗効果曲線を示している。なお、図3に
示す特性図は、横軸が外部磁界の大きさを示し、縦軸が
センス電流に対する抵抗値の大きさを示している。
素子の抵抗値と外部磁界との関係は、図3に示すような
上に凸の磁気抵抗効果曲線を示している。なお、図3に
示す特性図は、横軸が外部磁界の大きさを示し、縦軸が
センス電流に対する抵抗値の大きさを示している。
【0035】AMR素子3では、上述したように軟磁性
体の磁化方向が長手方向に対して垂直の方向に磁化され
ている。このAMR素子3において、センス電流は、軟
磁性体の磁化容易軸方向に対して垂直の方向に供給され
ることになる。したがって、AMR素子3は、外部磁界
がないとき、センス電流が供給される方向と軟磁性体の
磁化方向とが垂直に交わるようになる。このとき、AM
R素子3では、センス電流に対する抵抗値が最小とな
る。
体の磁化方向が長手方向に対して垂直の方向に磁化され
ている。このAMR素子3において、センス電流は、軟
磁性体の磁化容易軸方向に対して垂直の方向に供給され
ることになる。したがって、AMR素子3は、外部磁界
がないとき、センス電流が供給される方向と軟磁性体の
磁化方向とが垂直に交わるようになる。このとき、AM
R素子3では、センス電流に対する抵抗値が最小とな
る。
【0036】また、AMR素子3では、外部磁界の影響
によって、その軟磁性体の磁化方向が外部磁界の磁化方
向と平行となるように変化される。このとき、AMR素
子3では、センス電流に対する抵抗値が増大する。そし
て、AMR素子で3は、外部磁界の影響により、軟磁性
体の磁化方向とセンス電流が供給される方向とが平行に
なると、センス電流に対する抵抗値が最大となる。
によって、その軟磁性体の磁化方向が外部磁界の磁化方
向と平行となるように変化される。このとき、AMR素
子3では、センス電流に対する抵抗値が増大する。そし
て、AMR素子で3は、外部磁界の影響により、軟磁性
体の磁化方向とセンス電流が供給される方向とが平行に
なると、センス電流に対する抵抗値が最大となる。
【0037】上述したようなAMR素子3のセンス電流
に対する抵抗値と外部磁界との関係は、図4に示すよう
に、下に凸の磁気抵抗効果曲線を示している。なお、図
4に示す特性図は、横軸が外部磁界の大きさを示し、縦
軸がセンス電流に対する抵抗値の大きさを示すものであ
る。
に対する抵抗値と外部磁界との関係は、図4に示すよう
に、下に凸の磁気抵抗効果曲線を示している。なお、図
4に示す特性図は、横軸が外部磁界の大きさを示し、縦
軸がセンス電流に対する抵抗値の大きさを示すものであ
る。
【0038】一方、バイアス導体4は、所定の電流が供
給されると、図2中矢印Hb1及びHb2で示すように、
GMR素子2AMR素子3とに対して互いに逆方向にバ
イアス磁界を発生する。このバイアス磁界は、GMR素
子2及びAMR素子3が外部磁界を検出する際の動作点
を移動することにより、動作点をより線形性の良い点に
移動することができる。GMR素子2は、このバイアス
磁界(Hb1)が印加されることにより、図5に示すよ
うに、磁気抵抗効果曲線が移動する。これに対して、A
MR素子3は、GMR素子2に対して逆方向のバイアス
磁界(Hb2)が印加されるために、図6に示すように
その磁気抵抗効果曲線が移動する。
給されると、図2中矢印Hb1及びHb2で示すように、
GMR素子2AMR素子3とに対して互いに逆方向にバ
イアス磁界を発生する。このバイアス磁界は、GMR素
子2及びAMR素子3が外部磁界を検出する際の動作点
を移動することにより、動作点をより線形性の良い点に
移動することができる。GMR素子2は、このバイアス
磁界(Hb1)が印加されることにより、図5に示すよ
うに、磁気抵抗効果曲線が移動する。これに対して、A
MR素子3は、GMR素子2に対して逆方向のバイアス
磁界(Hb2)が印加されるために、図6に示すように
その磁気抵抗効果曲線が移動する。
【0039】MR素子1は、外部磁界を検出する際、上
述したようにバイアス磁界が印加されたGMR素子2及
びAMR素子3に対して直列にセンス電流が供給される
ために、センス電流に対する素子全体の抵抗値がGMR
素子2の抵抗値とAMR素子3の抵抗値の和となる。す
なわち、MR素子1は、図7に実線Aで示すように、そ
の全体の磁気抵抗効果曲線が図7に点線Bで示すGMR
素子2の磁気抵抗効果曲線と図7に点線Cで示すAMR
素子3の磁気抵抗効果曲線との和となっている。
述したようにバイアス磁界が印加されたGMR素子2及
びAMR素子3に対して直列にセンス電流が供給される
ために、センス電流に対する素子全体の抵抗値がGMR
素子2の抵抗値とAMR素子3の抵抗値の和となる。す
なわち、MR素子1は、図7に実線Aで示すように、そ
の全体の磁気抵抗効果曲線が図7に点線Bで示すGMR
素子2の磁気抵抗効果曲線と図7に点線Cで示すAMR
素子3の磁気抵抗効果曲線との和となっている。
【0040】また、MR素子1は、外部磁界の変化にと
もなって、抵抗値が変化する。MR素子1では、センス
電流が一定であるため、抵抗値が変化するとセンス電流
を供給する電圧が変化する。したがって、MR素子1で
は、外部磁界の変化をセンス電流の電圧変化として検出
することができる。
もなって、抵抗値が変化する。MR素子1では、センス
電流が一定であるため、抵抗値が変化するとセンス電流
を供給する電圧が変化する。したがって、MR素子1で
は、外部磁界の変化をセンス電流の電圧変化として検出
することができる。
【0041】上述したように、MR素子1は、GMR素
子2の抵抗値とAMR素子3の抵抗値との和がセンス電
流に対する全体としての抵抗値となる。
子2の抵抗値とAMR素子3の抵抗値との和がセンス電
流に対する全体としての抵抗値となる。
【0042】一方、MR素子1は、バイアス導体4に対
して供給する電流を変化させることによって、バイアス
磁界の大きさを変化させることができる。これにより、
MR素子1は、GMR素子2及びAMR素子3の磁気抵
抗効果曲線重ね合わせ量、つまり動作点での合成曲線の
傾きを自在に変化させることができる。すなわち、この
MR素子1では、外部磁界の大きさに応じて素子の磁界
感度を自在に設定することが可能である。
して供給する電流を変化させることによって、バイアス
磁界の大きさを変化させることができる。これにより、
MR素子1は、GMR素子2及びAMR素子3の磁気抵
抗効果曲線重ね合わせ量、つまり動作点での合成曲線の
傾きを自在に変化させることができる。すなわち、この
MR素子1では、外部磁界の大きさに応じて素子の磁界
感度を自在に設定することが可能である。
【0043】上述した実施の形態にかかるMR素子1
は、GMR素子2とAMR素子3とを電気的に直列に接
続した。しかしながら、本発明にかかる実施の形態は、
このMR素子1に限定されるものでなく、図8に示すよ
うな磁気抵抗効果素子11(以下、MR素子11と称
す。)であってもよい。なお、本実施の形態にかかるM
R素子11において、上述したMR素子1と同一の部材
は、同一の符号を付することでその構成及び動作の詳細
な説明は省略する。
は、GMR素子2とAMR素子3とを電気的に直列に接
続した。しかしながら、本発明にかかる実施の形態は、
このMR素子1に限定されるものでなく、図8に示すよ
うな磁気抵抗効果素子11(以下、MR素子11と称
す。)であってもよい。なお、本実施の形態にかかるM
R素子11において、上述したMR素子1と同一の部材
は、同一の符号を付することでその構成及び動作の詳細
な説明は省略する。
【0044】このMR素子11は、図8に示すように、
GMR素子2と、AMR素子3と、バイアス導体4とを
有して構成されている。このMR素子11は、GMR素
子2とAMR素子3との間にバイアス導体4が配されて
おり、全体として3層構造を有している。そして、この
MR素子1は、GMR素子2とAMR素子3とが外部磁
界に対する感磁部となり、外部磁界を検出する。
GMR素子2と、AMR素子3と、バイアス導体4とを
有して構成されている。このMR素子11は、GMR素
子2とAMR素子3との間にバイアス導体4が配されて
おり、全体として3層構造を有している。そして、この
MR素子1は、GMR素子2とAMR素子3とが外部磁
界に対する感磁部となり、外部磁界を検出する。
【0045】このMR素子11では、GMR素子2の長
手方向の両端部とAMR素子3の長手方向の両端部とが
それぞれ電気的に接続されることによって、GMR素子
2とAMR素子3とが並列に接続されている。
手方向の両端部とAMR素子3の長手方向の両端部とが
それぞれ電気的に接続されることによって、GMR素子
2とAMR素子3とが並列に接続されている。
【0046】以上のように構成されたMR素子11で
は、外部磁界を検出する際、バイアス導体に対して所定
の電流が供給される。これにより、GMR素子2及びA
MR素子3には、互いに逆方向のバイアス磁界が印加さ
れる。そして、GMR素子2及びAMR素子3では、動
作点がそれぞれ移動することによって、抵抗値が外部磁
界の変化に対してより線形性を有して変化する。
は、外部磁界を検出する際、バイアス導体に対して所定
の電流が供給される。これにより、GMR素子2及びA
MR素子3には、互いに逆方向のバイアス磁界が印加さ
れる。そして、GMR素子2及びAMR素子3では、動
作点がそれぞれ移動することによって、抵抗値が外部磁
界の変化に対してより線形性を有して変化する。
【0047】また、MR素子11は、センス電流がキル
ヒホフの第1法則に従ってGMR素子2及びAMR素子
3に対して供給される。これにより、MR素子11で
は、所定の外部磁界に対するGMR素子2の抵抗値をR
1とし、AMR素子3の抵抗値をR2とすると、その全体
の抵抗値が(R1×R2)/(R1+R2)となる。
ヒホフの第1法則に従ってGMR素子2及びAMR素子
3に対して供給される。これにより、MR素子11で
は、所定の外部磁界に対するGMR素子2の抵抗値をR
1とし、AMR素子3の抵抗値をR2とすると、その全体
の抵抗値が(R1×R2)/(R1+R2)となる。
【0048】一方、MR素子11は、バイアス導体4に
対して供給する電流を変化させることによって、バイア
ス磁界の大きさを変化させることができる。これによ
り、MR素子1は、GMR素子2及びAMR素子3の磁
気抵抗効果曲線重ね合わせ量、つまり動作点での合成曲
線の傾きを自在に変化させることができる。すなわち、
このMR素子1では、外部磁界の大きさに応じて素子の
磁界感度を自在に設定することが可能である。
対して供給する電流を変化させることによって、バイア
ス磁界の大きさを変化させることができる。これによ
り、MR素子1は、GMR素子2及びAMR素子3の磁
気抵抗効果曲線重ね合わせ量、つまり動作点での合成曲
線の傾きを自在に変化させることができる。すなわち、
このMR素子1では、外部磁界の大きさに応じて素子の
磁界感度を自在に設定することが可能である。
【0049】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる磁気抵抗効果素子は、巨大磁気抵抗効果素子と異方
性磁気抵抗効果素子に対して同一のバイアス磁界を印加
し、巨大磁気抵抗効果素子に抵抗値と異方性磁気抵抗効
果素子の抵抗値とで全体の抵抗値を検出することによっ
て、外部磁界に対して磁気抵抗効果特性を自在に制御す
ることができる。
かる磁気抵抗効果素子は、巨大磁気抵抗効果素子と異方
性磁気抵抗効果素子に対して同一のバイアス磁界を印加
し、巨大磁気抵抗効果素子に抵抗値と異方性磁気抵抗効
果素子の抵抗値とで全体の抵抗値を検出することによっ
て、外部磁界に対して磁気抵抗効果特性を自在に制御す
ることができる。
【図1】本発明にかかる磁気抵抗効果素子の構成を示す
模式図である。
模式図である。
【図2】同磁気抵抗効果素子を模式的に示す平面図であ
る。
る。
【図3】巨大磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果曲線を示
す特性図である。
す特性図である。
【図4】異方性磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果曲線を
示す特性図である。
示す特性図である。
【図5】バイアス磁界(Hb1)が印加された巨大磁気
抵抗効果素子の磁気抵抗効果曲線を示す特性図である。
抵抗効果素子の磁気抵抗効果曲線を示す特性図である。
【図6】バイアス磁界(Hb2)が印加された異方性磁
気抵抗効果素子の磁気抵抗効果曲線を示す特性図であ
る。
気抵抗効果素子の磁気抵抗効果曲線を示す特性図であ
る。
【図7】本発明にかかる磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効
果曲線を示す特性図である。
果曲線を示す特性図である。
【図8】本発明にかかる他の磁気抵抗効果素子を模式的
に示す平面図である。
に示す平面図である。
【図9】従来の磁気抵抗効果素子である異方性磁気抵抗
効果素子の斜視図である。
効果素子の斜視図である。
【図10】同異方性磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果曲
線を示す特性図である。
線を示す特性図である。
【図11】従来の磁気抵抗効果素子である巨大磁気抵抗
効果素子の斜視図である。
効果素子の斜視図である。
【図12】同巨大磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果曲線
を示す特性図である。
を示す特性図である。
【図13】図10に示す磁気抵抗効果曲線と図12に示
す磁気抵抗効果曲線とを合成した磁気抵抗効果曲線を示
す特性図である。
す磁気抵抗効果曲線とを合成した磁気抵抗効果曲線を示
す特性図である。
1 磁気抵抗効果素子(MR素子)、2 巨大磁気抵抗
効果素子(GMR素子)、3 異方性磁気抵抗効果素子
(AMR素子)、4 バイアス導体
効果素子(GMR素子)、3 異方性磁気抵抗効果素子
(AMR素子)、4 バイアス導体
Claims (4)
- 【請求項1】 巨大磁気抵抗効果を示す巨大磁気抵抗効
果素子と、 上記巨大磁気抵抗効果素子に対向して配される異方性磁
気抵抗効果素子と、 上記巨大磁気抵抗効果素子と上記異方性磁気抵抗効果素
子との間に配され、上記巨大磁気抵抗効果素子と上記異
方性磁気抵抗効果素子とに対して所定のバイアス磁界を
付与するバイアス導体と、 を備えることを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項2】 上記磁気抵抗効果素子に対して供給され
るセンス電流の方向が、検出しようとする外部磁界に対
して略平行とされることを特徴とする請求項1記載の磁
気抵抗効果素子。 - 【請求項3】 上記巨大磁気抵抗効果素子と上記異方性
磁気抵抗効果素子とは、電気的に直列に接続されること
を特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項4】 上記巨大磁気抵抗効果素子と上記異方性
磁気抵抗効果素子とは、電気的に並列に接続されること
を特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8077996A JPH09270550A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 磁気抵抗効果素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8077996A JPH09270550A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 磁気抵抗効果素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09270550A true JPH09270550A (ja) | 1997-10-14 |
Family
ID=13649429
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8077996A Withdrawn JPH09270550A (ja) | 1996-03-29 | 1996-03-29 | 磁気抵抗効果素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09270550A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003110161A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Nec Tokin Corp | 磁気センサ |
CN102073023A (zh) * | 2009-11-19 | 2011-05-25 | Nxp股份有限公司 | 磁场传感器 |
WO2013161219A1 (ja) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | 株式会社デンソー | 磁気センサ |
-
1996
- 1996-03-29 JP JP8077996A patent/JPH09270550A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003110161A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Nec Tokin Corp | 磁気センサ |
CN102073023A (zh) * | 2009-11-19 | 2011-05-25 | Nxp股份有限公司 | 磁场传感器 |
EP2330432A1 (en) | 2009-11-19 | 2011-06-08 | Nxp B.V. | Magnetic field sensor |
US8587299B2 (en) | 2009-11-19 | 2013-11-19 | Nxp B.V. | Magnetic field sensor |
WO2013161219A1 (ja) * | 2012-04-23 | 2013-10-31 | 株式会社デンソー | 磁気センサ |
JP2013242299A (ja) * | 2012-04-23 | 2013-12-05 | Denso Corp | 磁気センサ |
US20150042319A1 (en) * | 2012-04-23 | 2015-02-12 | Denso Corporation | Magnetic sensor |
US9664768B2 (en) | 2012-04-23 | 2017-05-30 | Denso Corporation | Magnetic sensor |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030603 |