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CN1044044C - 基于波动磁阻的磁阻传感器及磁阻感测系统 - Google Patents

基于波动磁阻的磁阻传感器及磁阻感测系统 Download PDF

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Abstract

一种由在基片上形成的多层结构组成的磁阻(MR)传感器，包括交替的铁磁材料层和非磁性金属材料层。铁磁材料和非磁性材料构成双层，它显示了这样的特性，即多层结构的磁阻作为非磁性材料层厚度的函数而波动。产生一个流经MR传感器的电流，并且检测作为被测磁场函数的MR传感器的电阻率的变化情况。

Description

基于波动磁阻的磁阻传感器及磁阻感测系统
本发明一般涉及用于从磁介质中读出信息信号的磁传感器，特别是经改进的磁阻读出传感器。
先有技术揭示了一种磁传感器，称作磁阻(MR)敏感器或读出头，它能以极大的线性密度从磁表面读出数据。MR读出器通过由磁性材料制成的读出部件的电阻变化探测磁场信号，该变化量是读出部件检测的磁通的大小和方向的函数。这些先有技术的MR敏感器的工作原理是以异向磁阻效应为基础的，其中电阻分量随磁化和电流方向之间夹角的余弦的平方变化。这些MR读出器的工作原理以AMR效应为基础，即使该效应只产生非常小的电阻变化百分比。
最近，出版了有关得到增强了的MR效应的技术报道。其中有一份出版物(“叠层磁结构中反铁磁夹层互换增强磁阻“G.Bi-nasch等，见《物理评论》第39卷第4828页，1989年)描述了一种叠层磁结构，它增强了由磁化的逆平行排列引起的MR效应。然而，得到这些电阻变化所需的磁饱和太高了，结果太非线性了，因此不适用于生产实际的MR读出器。
另一份出版物(“叠层磁结构：横穿夹层的铁磁层的互换耦合“P.Gurnberg等MRS Intl.Adv.Mats，第10卷第255页，1989年)以及追溯到二十世纪60年代的研究都揭示了在这种系统中的铁磁耦合，这些系统随着系统在范围的磁层分离的增加而逐渐淘汰了。
先有技术并没有显示这样的一种多层系统，其中磁阻高并且磁场强度足够低，因此它能用作MR读出器。
因此，本发明的主要目的是提供一种具有大的磁阻值的MR传感器。
根据本发明，MR传感器由一个在基片上形成的多层结构组成，包括交替的铁磁材料层和非磁性金属材料层，铁磁材料和非磁性材料形成双层，显示出这样的特性，即多层结构的磁阻作为非磁性材料层的厚度的函数而变化。产生一个流经MR传感器的电流，并且MR传感器电阻率的变化作为正在检测的磁场的函数被检测到。
通过选择非磁性层的厚度使其对应磁阻的峰值，就可以得到极大的饱和磁阻，在室温下超过65％，在4.2K时超过110％，这比任何先前观察到的数值都大。
通过以下对本发明的附图所示的最佳实施例的更具体的描述，本发明上述的和其它的目的、特征及优点将变得非常清楚。
图1表示根据先有技术的作为非磁性隔层厚度函数的饱儿磁阻，在这种结构中包括由非磁性隔层分开的铁磁层。
图2表示根据本发明的作为一组有关的多层结构中的非磁性层厚度函数的饱和磁阻。
图3表示根据本发明的具有双层结构的磁阻传感器的一个具体实施例的端面。
图4表示根据本发明的作为具有双层结构的一个具体实施例的非磁性层厚度函数的饱和磁阻。
图5表示根据本发明的具有四层结构的磁阻读出器的一个具体实施例的端面。
图6表示根据本发明的作为具有四层结构的一个具体实施例的非磁性层厚度函数的饱和磁阻。
图7表示根据本发明的具有双层结构的磁阻读出器的另一个实施例的端面。
图8表示作为四个类似于图7所示结构的平面磁场强度的函数的磁阻。
图9表示作为图2所示的一组结构中的非磁性层厚度函数的饱和磁阻。
图10表示根据本发明的具有四层结构的磁阻读出器的另一个实施例的端面。
图11表示作为图10所示结构的非磁性层厚度函数的饱和磁场。
图12是一组图(a)～(f)，表示作为图7所示类型的六个有代表性结构的平面磁场强度的函数的磁阻。
图13表示作为图7所示结构中的非磁性层厚度函数的磁阻。
图14表示作为图7所示结构的磁场强度的函数的磁阻，该图显示在低场强时高磁阻的情况。
图15表示作为图7所示类型的三个结构的平面磁场强度的函数的磁阻，但是铁磁层的厚度是变化的。
根据本发明，提供了一种多金属层结构，该结构由交替的磁性材料层和非磁性材料层组成。与先有技术的结构相比，这种多金属层结构能产生意想不到的、相当高的饱和磁阻值，并且对某些材料来说，还发现这些结构中的磁阻是非磁性层厚度的函数。
如图1所示，先有技术中叠层结构的饱和磁阻随着非磁性层厚度的增加而单调减小。与先有技术相反，例如对图2所示的某些材料组合来说，我们发现饱和磁阻随着非磁性层厚度的增加而变动，磁阻随着非磁性层厚度的增加而发生波动，在这一个具体的实施例中，第一峰值出现在9和10之间，第二峰值出现在大约19A或20A处，第三峰值出现在刚过30A处。
通过采用显示这种波动特性的材料，选择与例如图2所示的其中一个峰值对应的非磁性金属层的厚度，就有可能制成磁阻变化大的MR读出器。
磁性层和非磁性层的材料组合的饱和磁阻的幅值作为非磁性层厚度的函数波动，这种材料组合可以通过考虑例如由它们的整体侧面图揭示的特性加以选择。通常这些材料组合不相互形成混合物，它们之间存在着很大的混溶裂隙。
现有给出这些材料体系的具体例子。图3表示磁阻(MR)读出器的一个具体实施例。MR读出器10包括一个在适当的基片11上形成的多层金属结构，具有交替的铁磁材料层12和非磁性金属材料层14。选择层12和14的材料组合数N，组合件的上面是顶层16，它对读出器10起保护层的作用。
图3所示的本发明的一个具体实施例由以下材料的双层结构组成：
    Si/48Cu〔9Co/Cu(tcu)〕n/50Cu在某些具有20组双层的样品中采用了这种结构，而其它则有16组双层，它们的磁阻如图4所示。具有16组双层结构的磁阻要小一些，但16组双层结构和20组双层结构的磁阻的波动方式相同，峰值出现在铜的大约10、20和刚过30处。通过缓冲层和顶层的电流分流减小了磁阻的幅值，但是通过选择具有高电阻率的缓冲层和顶层，以及通过选择大的材料层组合数N(例如40～60)，就可以使磁阻的幅值最大。
图5所示的本发明的具体实施例由淀积在基片11上的四层结构组成，包括第一层铁磁材料12，第一层非磁性金属材料14，第二层铁磁材料13，以及第二层非磁性金属材料15。选择层12、13、14和15的材料组合数N，组合件的上面是顶层16。
根据本发明的具有四层结构的一个具体实施例由以下材料构成：
    Si/〔Co10/Cu(tcu)/Ni11.5/Cu(tcu)〕n/如图6所示，该结构所引起的磁阻随厚度波动，峰值出现在刚刚不到10和20处。
还可以发现在上述叠层结构中观察到的巨大的磁阻效应基本上可以通过在一定的缓冲层上进行淀积得到。除了在基片11上形成第一铁磁层12之前先形成缓冲层18之外，图7所表示的双层结构与图3的类似。淀积顶层16之后，紧接着是引线20和22，以便在MR读出器、电流源24和检测装置26之间形成电路。
图8画出了双层结构的四幅图，该结构中Co和Cu层的数目相同，但缓冲层18和顶层16具有不同的Fe和Cu组合。这些图所表示的饱和磁阻的变化大于三倍。这些差别是由于减小了通过缓冲层的分流和改变结构中的薄膜的生长形态的结果。
为了得到最佳的磁阻，必须选择缓冲层的材料。首先要考虑的是这种材料不与基片材料发生反应，其次要考虑的是这种材料的平整性，因为这看起来很重要，特别对薄的非磁性隔层而言(即在第一峰值附近)。此外，缓冲层应尽可能地薄，以便将分流效应减到最小，而在同时又必须保证缓冲层是一连续不断的层。缓冲层可以由例如Fe、Ru、Cu、Rh、Ir、Re或Cr组成，并且Fe的适合的厚度在15A至50的范围之间。
图2表示具有缓冲层结构的一个具体实例，材料构成如下：
    Si/Fe45/〔Co10/Cu(tcu)〕n图2中所标数据是在室温300K时测得的，同样的结构但是在氦温度(4.2K)下测得的数据如图9所示。这两幅图相似，证明磁阻的峰值与温度无关。
图10表示一个MR传感器，上类似于图5的四层结构组成，除了在基片11上形成第一铁磁层12之间先形成缓冲层18之外。具有缓冲层的四层结构的一个具体实施例的材料构成如下：
Si/Ru100/〔Co16/Ru(ts)/Ni45/Ru(is)〕10/Ru50
作为该结构的隔离层14和15厚度的函数的饱和磁场见图11所示。峰值出现在10以下，20和30附近。该图表明饱和磁场与饱和磁阻紧密相关，并且它们的幅值作为Ru隔离层厚度的函数，以大约8～10A的周期波动。饱和磁场的峰值随非磁性隔层厚度的增加而变化，其衰减速度比磁阻峰值的衰减速度要快。饱和磁场的峰值按1/(ts)P变化，其中P大约为1.7至2，而磁阻的峰值按大约1/ts变化。
图12表示与磁场曲线成函数关系的磁阻，有六个相同的Co/Cu双层结构，只是铜隔离层的厚度有所变化。结构如下：
    Si/Fe40/〔Co10/Cu(tcu)〕16可以清楚地看到，Cu层厚度为9.3时，磁阻的隔值就变大了。随着Cu层厚度的增加，磁阻的幅值从小变大，如图12所示。
还可以看到，产生磁阻响应所需的磁场强度也随Cu层厚度的变化而变化。例如，Cu层为9.3时的第一峰值对应大约55％的磁阻。然而，所需的场强是～3KOn。利用这些数据就可以选择Cu层的厚度，使其在第一峰值对应最大的磁阻，或在第二峰值对应的磁阻大而场强较低。
图13表示具有以下结构的MR传感器的一个具体实施例的数据：
    Si/Ru50/〔Co10/Cu(tcu)〕n/Ru15该数据显示了磁阻的波动情况，从铜层厚度大约60起，磁阻基本上是衰减的。在铜层较厚部分，磁阻随着厚度增加而减小。该数据也表示一直到大于400的极厚的铜层的大的磁阻值。
图14表示在更低场强下产生较小的28％磁阻的结构的一个实例。该结构包括：
    Si/50Ru/〔10Co/17.4Cu〕20/15Ru
上面已经给出了不同材料组合的多种实例，它们都显示了饱和磁阻随非磁性层厚度波动的特性。具体的材料组合包括Fe/Cr和Co/Cr。Cu通常和大部分铁磁材料组合，例如Co/Cu,NiFe/Cu,Co/Cu/Ni/Cu,Co/Cu/Fe/Cu,Co/Cu/NiFe/Cu，以及Co/Cu/NiCo/Cu。Ru通常和大部分铁磁材料组合，例如Fe/Ru,Co/Ru,Ni/Ru,NiFe/Ru,NiCo/Ru,Fe/Ru/Co/Ru,Co/Ru/Ni/Ru,Co/Ru/NiCo/Ru，以及Co/Ru/NiFe/Ru。Ir、Re和Rh也通常和大部分铁磁材料组合。
铁磁层的厚度也对磁阻有影响，并且可以表明，铁磁层应尽可能地薄。然而，图15表示三细双层结构的作为平面场强函数的横向磁阻，这种结构组成如下：
    Si/Ie40〔Co(tco)/Cu9.3A〕16/Cu19这些曲线表示磁阻和场强随铁磁层厚度变化而发生巨大变化的情况。当钴层厚度增加，达到10A以上时，饱和磁阻的幅值基本上随钴层厚度的增加而减小。
我们已经描述了采用铁磁材料和非磁性金属材料组合制成的MR传感器，这些材料组合显示了这样的特性，即多层结构的磁阻作为非磁性材料层厚度的函数而波动。通过选择对应磁阻峰值的非磁性材料的厚度，就可以得到超过60％的非常大的磁阻。
虽然参照本发明的最佳实施例对本发明进行了具体的表述，但是本领域的技术人员应该懂得，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上做各种其它的变动。

Claims (32)

1．一种磁阻感测系统，该系统包括：
一个磁阻传感器，包含有一个基片和在该基片上形成的多层结构物；
电流产生装置，产生流经所述的磁阻传感器的电流；以及
感测装置，响应上述电流，并响应由该传感器截取的磁场，感测上述传感器内电阻的变化，
其特征在于：
所述的多层结构物包括至少两个双层，每个双层包括一层铁磁材料和一层非磁性金属材料，这两层都具有预定的厚度，上述多层结构物的磁阻值是非磁性金属材料层的厚度的函数，上述非磁性金属材料层的厚度选择在对应于所述磁阻函数的峰值处。
2．如权利要求1所述的磁阻感测系统，其特征在于，所述的磁阻作为所述的非磁性材料层厚度的函数，至少包括一个第一峰值和一个第二峰值。
3．如权利要求2所述的磁阻感测系统，其特征在于，选择所述的非磁性材料层的厚度，以使磁阻传感器工作在作为所述的非磁性材料层厚度的函数的所述的磁阻的第一峰值。
4．如权利要求2所述的磁阻感测系统，其特征在于，选择所述的非磁性材料层的厚度，以便磁阻传感器工作在作为所述的非磁性材料层厚度的函数的所述的磁阻的第二峰值。
5．如权利要求1所述的磁阻感测系统，其特征在于，所述的非磁性材料层由从包括Cu、Cr、Ru、Ir、Re和Rh的一组材料中选出的材料构成。
6．如权利要求5所述的磁阻感测系统，其特征在于，所述的非磁性材料层是铜。
7．如权利要求6所述的磁阻感测系统，其特征在于，所述的铁磁材料层由从包括钴、NiFe和NiCo的一组材料中选出的材料构成。
8．如权利要求5所述的磁阻感测系统，其特征在于，所述的非磁性材料层是Ru。
9．如权利要求8所述的磁阻感测系统，其特征在于，所述的铁磁材料层由从包括Fe、Co、Ni、NiFe和NiCo的一组材料中选出的材料构成。
10．如权利要求1所述的磁阻感测系统，其特征在于，所述的基片和所述的铁磁材料层之间有一层缓冲层。
11．如权利要求10所述的磁阻感测系统，其特征在于，所述的缓冲层由从包括Fe、Cu、Cr、Ru、Rh、Ir和Re的一组材料中选出的材料构成。
12．一种磁阻感测系统，包括：
一个磁阻传感器，包括一个基片和在该基片上形成的多层结构物；
电流产生装置，产生流经所述的磁阻传感器的电流；
感测装置，响应上述电流，并响应上述多层结构拦截的磁场，感测上述多层结构中电阻的变化，
其特征在于：
所述的多层结构包括至少两个四层，每个四层都包括一层第一铁磁材料层，一层第一非磁性金属材料层，一层第二铁磁材料层和一层第二非磁性金属材料层，上述第一和第二非磁性金属材料层具有预定的厚度，上述非磁性金属材料层厚度选择在相对应于所述磁阻函数的峰值处。
13．如权利要求12所述的磁阻感测系统，其特征在于，所述的磁阻作为所说的多层结构的非磁性材料层厚度的函数，至少包括一个第一峰值和一个第二峰值。
14．如权利要求13所述的磁阻感测系统，其特征在于，选择所述的非磁性材料层的厚度，以便磁阻传感器工作在作为所述的非磁性材料层厚度的函数的所述的磁阻的第一峰值。
15．如权利要求13所述的磁阻感测系统，其特征在于，选择所述的非磁性材料层的厚度，以使磁阻传感器工作在作为所述的非磁性材料层厚度的函数的所述的磁阻的第二峰值。
16．如权利要求12所述的磁阻感测系统，其特征在于，所述的非磁性材料层由从包括Cu、Cr、Ru、Ir、Re和Rh的一组材料中选出的材料构成。
17．如权利要求16所述的磁阻感测系统，其特征在于，所述的非磁性材料层是铜。
18．如权利要求17所述的磁阻感测系统，其特征在于，所述的第一和第二铁磁材料层由从包括Co和Ni,Co和Fe,Co和NiFe，以及Co和NiCo的材料组件选出的材料构成。
19．如权利要求16所述的磁阻感测系统，其特征在于，所述的非磁性材料层由从包括Ru、Ir、Re和Rh的一组材料中选出的材料构成。
20．如权利要求19所述的磁阻感测系统，其特征在于，所述的第一和第二铁磁材料层由从包括Fe和Co,Co和Ni,Co和NiCo,Co和NiFe，以及Ni和Fe的材料组中选出的材料构成。
21．如权利要求12所述的磁阻感测系统，其特征在于，所述的基片和所述的铁磁材料层之间有一层缓冲层。
22．如权利要求21所述的磁阻感测系统，其特征在于，所述的缓冲层由从包括Fe、Cu、Cr、Ru、Rh、Ir和Re的一组材料中选出的材料构成。
23．一种磁阻传感器，其特征在于：
一个基片；以及
在该基片上形成的多层结构物，上述多层结构物包括至少两个双层，每个双层包括一层铁磁材料层和一层非磁性金属材料层，所述的两层具有预定的厚度，所述的多层结构物是所述的非磁性金属材料层厚度的函数，所述的非磁性金属材料层厚度选择在对应于所述磁阻函数的峰值处。
24．如权利要求23所述的磁阻传感器，其特征在于，在上述基片上，在上述基片与上述多层结构之间形成一层缓冲层。
25．如权利要求24所述的磁阻传感器，其特征在于，所述的缓冲层是由铁、铜、铬、钌、铑、铱和铼中选取的一种材料形成的。
26．如权利要求23所述的磁阻传感器，其特征在于，一顶层叠置和敷盖上述的多层结构物．
27．如权利要求26所述的磁阻传感器，其特征在于，所述的顶层是由具有相当高的电阻率的材料形成的。
28．一种磁阻传感器，其特征在于包括：
一基片；
一缓冲层，在上述的基片上形成；
一多层结构物，在上述的缓冲层上形成，所述的多层结构物包括多个(N个)双层，每个双层包括一个铁磁材料层和一非磁性金属材料层，这两层都具有预定的厚度，所述的多层结构物的磁阻值是上述的非磁性金属材料层厚度的函数，所述的非磁性金属材料层厚度选择相对应于所述的磁阻函数的峰值处。
29．如权利要求28所述的磁阻传感器，其特征在于，一顶层叠置和复盖上述的多层结构物。
30．如权利要求29所述的磁阻传感器，其特征在于，所述的顶层是由具有相当高的电阻率的材料形成的。
31．如权利要求28所述的磁阻传感器，其特征在于，上述双层的个数N是在40～60的范围内。
32．如权利要求28所述的磁阻传感器，其特征在于，所述的多层结构物包括20个在上述缓冲层上形成的双层。
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Families Citing this family (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5341261A (en) * 1991-08-26 1994-08-23 International Business Machines Corporation Magnetoresistive sensor having multilayer thin film structure
JPH06220609A (ja) * 1992-07-31 1994-08-09 Sony Corp 磁気抵抗効果膜及びその製造方法並びにそれを用いた磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型磁気ヘッド
US5549978A (en) * 1992-10-30 1996-08-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element
FR2698965B1 (fr) * 1992-12-03 1995-01-06 Commissariat Energie Atomique Structure et capteur magnétiques multicouches à forte magnétorésistance et procédé de fabrication de la structure.
JP2871990B2 (ja) * 1993-02-16 1999-03-17 日本電気株式会社 磁気抵抗効果素子薄膜
US5736921A (en) * 1994-03-23 1998-04-07 Sanyo Electric Co., Ltd. Magnetoresistive element
US5585198A (en) * 1993-10-20 1996-12-17 Sanyo Electric Co., Ltd. Magnetorsistance effect element
JP2629583B2 (ja) * 1993-05-13 1997-07-09 日本電気株式会社 磁気抵抗効果膜およびその製造方法
DE4425356C2 (de) * 1993-09-29 1998-07-02 Siemens Ag Magnetoresistiver Sensor unter Verwendung eines Sensormaterials mit perowskitähnlicher Kristallstruktur
US5475304A (en) * 1993-10-01 1995-12-12 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Magnetoresistive linear displacement sensor, angular displacement sensor, and variable resistor using a moving domain wall
US5549977A (en) * 1993-11-18 1996-08-27 Lucent Technologies Inc. Article comprising magnetoresistive material
DE69511145T2 (de) * 1994-03-09 2000-02-03 Eastman Kodak Co., Rochester Magnetoresistiver Wiedergabekopf mit doppeltem Spin-Ventilelement
US5695858A (en) * 1994-03-23 1997-12-09 Sanyo Electric Co., Ltd. Magnetoresistive element
JP2616561B2 (ja) * 1994-07-05 1997-06-04 日本電気株式会社 磁気抵抗効果素子薄膜及びそれを用いた磁気抵抗効果素子
JPH0849062A (ja) * 1994-08-04 1996-02-20 Sanyo Electric Co Ltd 磁気抵抗効果膜
JPH08130337A (ja) * 1994-09-09 1996-05-21 Sanyo Electric Co Ltd 磁気抵抗素子及びその製造方法
US5434826A (en) * 1994-09-26 1995-07-18 Read-Rite Corporation Multilayer hard bias films for longitudinal biasing in magnetoresistive transducer
US5552778A (en) * 1994-11-23 1996-09-03 International Business Machines Corporation Multibit bimorph magnetic tags using acoustic or magnetic interrogation for identification of an object coupled thereto
US5585986A (en) * 1995-05-15 1996-12-17 International Business Machines Corporation Digital magnetoresistive sensor based on the giant magnetoresistance effect
JPH0950613A (ja) * 1995-08-03 1997-02-18 Sony Corp 磁気抵抗効果素子及び磁界検出装置
US7002475B2 (en) * 1997-12-31 2006-02-21 Intermec Ip Corp. Combination radio frequency identification transponder (RFID tag) and magnetic electronic article surveillance (EAS) tag
US5812065A (en) 1995-08-14 1998-09-22 International Business Machines Corporation Modulation of the resonant frequency of a circuit using an energy field
US7123129B1 (en) 1995-08-14 2006-10-17 Intermec Ip Corp. Modulation of the resonant frequency of a circuit using an energy field
US5657191A (en) * 1995-09-18 1997-08-12 Read-Rite Corporation Stabilization of giant magnetoresistive transducers
JPH09205234A (ja) * 1996-01-26 1997-08-05 Nec Corp 磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果センサ
US5627704A (en) * 1996-02-12 1997-05-06 Read-Rite Corporation Thin film giant magnetoresistive CPP transducer with flux guide yoke structure
US6590750B2 (en) 1996-03-18 2003-07-08 International Business Machines Corporation Limiting magnetoresistive electrical interaction to a preferred portion of a magnetic region in magnetic devices
US6166539A (en) * 1996-10-30 2000-12-26 Regents Of The University Of Minnesota Magnetoresistance sensor having minimal hysteresis problems
US5747997A (en) * 1996-06-05 1998-05-05 Regents Of The University Of Minnesota Spin-valve magnetoresistance sensor having minimal hysteresis problems
US5945904A (en) * 1996-09-06 1999-08-31 Ford Motor Company Giant magnetoresistors with high sensitivity and reduced hysteresis and thin layers
US5666248A (en) * 1996-09-13 1997-09-09 International Business Machines Corporation Magnetizations of pinned and free layers of a spin valve sensor set by sense current fields
US5731936A (en) * 1996-09-26 1998-03-24 International Business Machines Corporation Magnetoresistive (MR) sensor with coefficient enhancing that promotes thermal stability
US5936400A (en) * 1996-12-23 1999-08-10 Federal Products Co. Magnetoresistive displacement sensor and variable resistor using a moving domain wall
US5976681A (en) * 1997-06-30 1999-11-02 Ford Global Technologies, Inc. Giant magnetoresistors with high sensitivity and reduced hysteresis
US5966012A (en) * 1997-10-07 1999-10-12 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junction device with improved fixed and free ferromagnetic layers
US6337215B1 (en) 1997-12-01 2002-01-08 International Business Machines Corporation Magnetic particles having two antiparallel ferromagnetic layers and attached affinity recognition molecules
US5920446A (en) * 1998-01-06 1999-07-06 International Business Machines Corporation Ultra high density GMR sensor
US5946228A (en) * 1998-02-10 1999-08-31 International Business Machines Corporation Limiting magnetic writing fields to a preferred portion of a changeable magnetic region in magnetic devices
US6072718A (en) * 1998-02-10 2000-06-06 International Business Machines Corporation Magnetic memory devices having multiple magnetic tunnel junctions therein
US6104633A (en) * 1998-02-10 2000-08-15 International Business Machines Corporation Intentional asymmetry imposed during fabrication and/or access of magnetic tunnel junction devices
JP2925542B1 (ja) * 1998-03-12 1999-07-28 ティーディーケイ株式会社 磁気抵抗効果膜および磁気抵抗効果型ヘッド
US6197439B1 (en) 1999-01-28 2001-03-06 International Business Machines Corporation Laminated magnetic structures with ultra-thin transition metal spacer layers
US6153320A (en) * 1999-05-05 2000-11-28 International Business Machines Corporation Magnetic devices with laminated ferromagnetic structures formed with improved antiferromagnetically coupling films
US6208491B1 (en) * 1999-05-26 2001-03-27 International Business Machines Corporation Spin valve with improved capping layer structure
US6538843B1 (en) 1999-11-09 2003-03-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetic head
US6639763B1 (en) 2000-03-15 2003-10-28 Tdk Corporation Magnetic transducer and thin film magnetic head
US6738234B1 (en) 2000-03-15 2004-05-18 Tdk Corporation Thin film magnetic head and magnetic transducer
US6603642B1 (en) 2000-03-15 2003-08-05 Tdk Corporation Magnetic transducer having a plurality of magnetic layers stacked alternately with a plurality of nonmagnetic layers and a fixed-orientation-of-magnetization layer and thin film magnetic head including the magnetic transducer
WO2001071713A1 (en) * 2000-03-22 2001-09-27 Nve Corporation Read heads in planar monolithic integrated circuit chips
JP3474523B2 (ja) 2000-06-30 2003-12-08 Ｔｄｋ株式会社 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法
US6518588B1 (en) 2001-10-17 2003-02-11 International Business Machines Corporation Magnetic random access memory with thermally stable magnetic tunnel junction cells
US6669983B2 (en) 2001-10-25 2003-12-30 Tdk Corporation Manufacturing method of thin-film magnetic head with magnetoresistive effect element
JP2003324225A (ja) * 2002-04-26 2003-11-14 Nec Corp 積層フェリ型磁性薄膜並びにそれを使用した磁気抵抗効果素子及び強磁性トンネル素子
US6775183B2 (en) * 2002-10-22 2004-08-10 Btg International Ltd. Magnetic memory device employing giant magnetoresistance effect
US6639830B1 (en) 2002-10-22 2003-10-28 Btg International Ltd. Magnetic memory device
JP3695459B2 (ja) * 2003-10-30 2005-09-14 Ｔｄｋ株式会社 薄膜磁気ヘッドの製造方法
US7221545B2 (en) * 2004-02-18 2007-05-22 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. High HC reference layer structure for self-pinned GMR heads
US7190560B2 (en) 2004-02-18 2007-03-13 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Self-pinned CPP sensor using Fe/Cr/Fe structure
US8068315B2 (en) * 2007-09-26 2011-11-29 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Current perpendicular to plane GMR and TMR sensors with improved magnetic properties using Ru/Si seed layers
TWI452319B (zh) * 2012-01-09 2014-09-11 Voltafield Technology Corp 磁阻感測元件
JP2015060970A (ja) * 2013-09-19 2015-03-30 株式会社東芝 磁気抵抗素子および磁気メモリ
US10620279B2 (en) * 2017-05-19 2020-04-14 Allegro Microsystems, Llc Magnetoresistance element with increased operational range

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0288766A2 (en) * 1987-04-28 1988-11-02 International Business Machines Corporation Magnetoresistive sensor with improved antiferromagnetic film
EP0288765A2 (en) * 1987-04-28 1988-11-02 International Business Machines Corporation Magnetoresistive sensor with mixed phase antiferromagnetic film
EP0372420A2 (en) * 1988-12-02 1990-06-13 Hitachi, Ltd. Magnetic recording-reproducing apparatus and magnetoresistive head for use therewith

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3818328A (en) * 1969-09-30 1974-06-18 Siemens Ag Ferromagnetic heterojunction diode
FR2165206A5 (zh) * 1971-12-22 1973-08-03 Cii
US3898359A (en) * 1974-01-15 1975-08-05 Precision Electronic Component Thin film magneto-resistors and methods of making same
US4141051A (en) * 1977-10-11 1979-02-20 U.S. Philips Corporation Variable dynamic range magneto-resistive head
NL8101962A (nl) * 1981-04-22 1982-11-16 Philips Nv Magnetische sensor.
US4663684A (en) * 1984-01-27 1987-05-05 Hitachi, Ltd. Magnetic transducer using magnetoresistance effect
US4604176A (en) * 1984-03-30 1986-08-05 Sperry Corporation Method of improving magnetoresistive effect in thin magnetic film
JPS60251682A (ja) * 1984-05-29 1985-12-12 Hitachi Ltd 磁気抵抗効果型素子
WO1989007746A1 (en) * 1988-02-11 1989-08-24 Garshelis Ivan J Magnetic position sensor
JPH01217283A (ja) * 1988-02-25 1989-08-30 Fujitsu Ltd 単方向磁界検出用磁気抵抗素子
US4912451A (en) * 1988-03-28 1990-03-27 Nippon Soken, Inc. Heterojunction magnetic field sensor
DE3820475C1 (zh) * 1988-06-16 1989-12-21 Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich, De
JPH0223681A (ja) * 1988-07-12 1990-01-25 Nec Corp 磁気抵抗効果素子
JPH0225777A (ja) * 1988-07-15 1990-01-29 Hitachi Ltd 感磁素子
US5206590A (en) * 1990-12-11 1993-04-27 International Business Machines Corporation Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0288766A2 (en) * 1987-04-28 1988-11-02 International Business Machines Corporation Magnetoresistive sensor with improved antiferromagnetic film
EP0288765A2 (en) * 1987-04-28 1988-11-02 International Business Machines Corporation Magnetoresistive sensor with mixed phase antiferromagnetic film
EP0372420A2 (en) * 1988-12-02 1990-06-13 Hitachi, Ltd. Magnetic recording-reproducing apparatus and magnetoresistive head for use therewith

Also Published As

Publication number Publication date
KR920017027A (ko) 1992-09-26
SG42852A1 (en) 1997-10-17
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CA2060561C (en) 1998-05-05
US5341118A (en) 1994-08-23
KR960001289B1 (ko) 1996-01-25
MY108176A (en) 1996-08-30
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JP2612988B2 (ja) 1997-05-21
BR9200322A (pt) 1992-10-13
CN1063960A (zh) 1992-08-26
EP0498640A3 (en) 1993-10-13
EP0498640A2 (en) 1992-08-12
JPH04360009A (ja) 1992-12-14

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