CN1835084A - 磁阻元件、磁头及磁存储装置 - Google Patents

磁阻元件、磁头及磁存储装置 Download PDF

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CN1835084A CNA2005100836601A CN200510083660A CN1835084A CN 1835084 A CN1835084 A CN 1835084A CN A2005100836601 A CNA2005100836601 A CN A2005100836601A CN 200510083660 A CN200510083660 A CN 200510083660A CN 1835084 A CN1835084 A CN 1835084A
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Abstract

本发明公开了一种具有CPP型结构的磁阻元件，包括固定磁化层、第一非磁层、自由磁化层和第二非磁层。该磁阻元件包括：第一界面磁层，位于该自由磁化层与该第一非磁层之间；以及第二界面层，位于该自由磁化层与该第二非磁层之间。第一界面层和第二界面层包括主要为CoNiFe的材料。

Description

磁阻元件、磁头及磁存储装置
技术领域
本发明主要涉及一种磁阻元件、磁头及磁存储装置，特别涉及一种具有CPP(电流方向垂直于平面，Current-Perpendicular-To Plane)结构的磁阻元件、磁头及其磁存储器，该CPP结构允许检测电流以垂直于旋阀(spin valve)膜的方向流动。
背景技术
近年来，磁阻元件被用于磁记录装置的磁头中，作为用于再现记录于磁记录介质中的信息的再现(reproduction)元件。磁阻元件主要配备了具有高磁场灵敏度的旋阀膜，以提高记录密度。旋阀膜由多层组成，包括：固定磁化层，其中磁化方向被固定在预定方向上；非磁层；以及自由磁化层，其中磁化方向随着磁记录介质的漏磁场的方向或强度而变化。旋阀膜的电阻值随着由固定磁化层的磁化和自由磁化层的磁化形成的角度而变化。磁阻元件通过在旋阀膜上应用具有预定值的检测电流并检测电阻的变化(电压的变化)，而再现记录于磁记录介质的位。
通常，CIP(电流方向在平面内，Current-In-Plane)结构被用于磁阻元件，该CIP结构允许检测电流在旋阀膜平面内的方向上流动。然而，为了以更高的记录密度进行记录，需要增加磁记录介质的线性记录密度和磁道密度。因而，需要减小相应于磁记录介质的磁道宽度的磁阻元件的宽度和磁阻元件的高度(磁阻元件的深度)，也就是说，要减小磁阻元件的横截面面积。这种情况下，当CIP结构被用于磁阻元件时，检测电流的电流密度就会变得很大。由于例如包含于旋阀膜中的材料的迁移，而导致磁阻元件的性能恶化。为了防止这样的性能恶化，检测电流量将被减少。然而，检测电流的这种减少引起相应于磁阻变化的测得电压变化量的减少，也就是再现输出的减少，从而导致S/N比例的恶化(信号噪声比)。
因而，作为下一代的再现元件，人们对采用了允许检测电流以垂直于旋阀膜的方向流动的CPP(电流方向垂直于平面)结构的磁阻元件进行了充分的研究。
在磁阻元件采用CPP结构的情况下，由于旋阀膜的厚度薄，因而元件电阻值降低。从而，由于磁阻的变化量很小
Figure A20051008366000061
仅仅通过使用与具有CIP结构的磁阻元件相同的材料不能获得足够大的再现输出。因而，对于具有CPP结构的磁阻元件，为了能够获得的足够大的记录输出，需要向旋阀膜提供每单位面积上的较大的磁阻变化量
Figure A20051008366000062
为了增加
Figure A20051008366000063
提出了在自由磁化层和非磁层之间设置具有薄插入层(例如，Co-Fe合金或Co-Ni合金)的磁阻元件(例如，日本特开专利申请号2003-60263)。在该磁阻元件中，通过产生自由磁化层的自旋相关体散射(spin dependent bulk scattering)和薄插入层的自旋相关界面散射(spindependent interface scattering)。
然而，使用如日本特开专利申请号2003-60263所述的薄插入层的材料和旋阀膜的结构，
Figure A20051008366000064
的增加仍不够。
而且，在获得更高的记录密度中，在与自由磁化层的低抗磁力特性维持平衡的同时，难以增加 也就是，存在一个问题，即随着自由磁化层的抗磁力的增加，磁阻元件的灵敏度降低。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种磁阻元件、磁头和磁存储装置，其实质上克服了由相关技术的局限和缺陷导致的一个或多个问题。
本发明的特征和优点将会在后面的说明中阐明，并通过说明和附图在一定程度上变得更清楚，或者也可以通过根据说明中提供的指导而实施本发明的过程中得知。通过完整、清楚、精炼和准确的用语以使本领域的普通技术人员能够实施本发明的说明书所特别指出的磁阻元件、磁头和磁存储装置，将实现和达到本发明的目的和其他特征及优点。
为了获得这些及其他优点并根据本发明的目的，如其中实施和广泛说明的，本发明提供了一种具有CPP型结构的磁阻元件，包括固定磁化层、第一非磁层、自由磁化层和第二非磁层，该磁阻元件包括：第一界面层，位于该自由磁化层与该第一非磁层之间；以及第二界面层，位于该自由磁化层与该第二非磁层之间；其中，该第一界面层和该第二界面层均包括主要为CoNiFe的材料。
此外，本发明提供一种具有CPP型结构的磁阻元件，包括固定磁化层、第一非磁层、自由磁性分层体和第二非磁层，该磁阻元件包括：非磁耦合层，位于该自由磁性分层体中的两个铁磁分层体之间；其中，所述两个铁磁分层体彼此铁磁交换耦合；其中，每个铁磁分层体包括第一界面磁层、自由磁化层和第二界面磁层；其中，该第一界面层和该第二界面层均包括主要为CoNiFe的材料。
此外，本发明提供一种具有CPP型结构的磁阻元件，包括固定磁化层、第一非磁层、自由磁性分层体和第二非磁层，该磁阻元件包括：第一界面层，位于该自由磁性分层体与该第一非磁层之间；第二界面层，位于该自由磁性分层体与该第二非磁层之间；其中，该自由磁性分层体包括位于一对自由磁化层之间的铁磁层；其中，该第一界面层和该第二界面层均包括主要为CoNiFe的材料。
在根据本发明实施例的磁阻元件中，该铁磁层包括铁磁材料，所述铁磁材料为Co、Ni、Fe及包含Co、Ni、Fe至少其中之一的合金的至少其中之一。
在根据本发明实施例的磁阻元件中，该铁磁层包括主要为CoNiFe的材料。
在磁阻元件中，该固定磁化层包括第一固定磁化层、非磁耦合层和第二固定磁化层，其中该第一固定磁化层和该第二固定磁化层彼此铁磁交换耦合。
在根据本发明实施例的磁阻元件中，该磁阻元件还包括位于该第二非磁层上的另一固定磁化层。
在根据本发明实施例的磁阻元件中，该另一固定磁化层包括另一第一固定磁化层、另一非磁耦合层和另一第二固定磁化层，其中该另一第一固定磁化层和该另一第二固定磁化层彼此铁磁交换耦合。
在根据本发明实施例的磁阻元件中，该第一界面磁层和该第二界面磁层中的膜厚均不小于0.5nm且不大于2.0nm。
在根据本发明实施例的磁阻元件中，该第一界面磁层和该第二界面磁层均实质上只包含CoNiFe，其中CoNiFe的各个成分在以(Co含量，Ni含量，Fe含量)为坐标的三维状态图中表示时，CoNiFe的构成落入区域ABCDA中，其中用直线连接点A(10，55，35)、点B(10，5，85)、点C(80，5，15)、点D(80，15，5)和点A来描绘区域ABCDA，其中成分值以原子％表示。
在根据本发明实施例的磁阻元件中，该第一界面磁层和该第二界面磁层均实质上只包含CoNiFe，其中CoNiFe的各个成分在以(Co含量，Ni含量，Fe含量)为坐标的三维状态图中表示时，CoNiFe的构成落入区域AEFCDA中，其中用直线连接点A(10，55，35)、点E(10，27.5，62.5)、点F(50，5，45)、点C(80，5，15)、点D(80，15，5)和点A来描绘区域AEFCDA，其中成分值以原子％表示。
在根据本发明实施例的磁阻元件中，各自由磁化层可包括铁磁材料，所述铁磁材料为Co、Ni、Fe以及包含Co、Ni、Fe至少其中之一的合金的至少其中之一。
在根据本发明实施例的磁阻元件中，该自由磁化层可包括主要为NiFe的铁磁材料。
在根据本发明实施例的磁阻元件中，该第一界面磁层和该第二界面磁层具有实质上相同的构成。
此外，本发明提供一种具有CPP型结构的磁阻元件，包括反铁磁层、固定磁化层、第一非磁层、自由磁化层和第二非磁层，该磁阻元件包括：第一界面层，位于该自由磁化层与该第一非磁层之间；第二界面层，位于该自由磁化层与该第二非磁层之间；其中，该第一界面层和该第二界面层均包括主要为CoNiFe的材料。
此外，本发明提供一种具有CPP型结构的磁阻元件，包括反铁磁层、固定磁化层、第一非磁层、自由磁化层、第二非磁层、另一固定磁化层和另一反铁磁层，该磁阻元件包括：第一界面层，位于该自由磁化层与该第一非磁层之间；
第二界面层，位于该自由磁化层与该第二非磁层之间；其中，该第一界面层和该第二界面层均包括主要为CoNiFe的材料。
此外，本发明提供一种具有CPP型结构的磁阻元件，包括反铁磁层、第一固定磁化层、非磁耦合层、第二固定磁化层、第一非磁层、自由磁化层、第二非磁层、另一第二固定磁化层、另一非磁耦合层、另一第一固定磁化层和另一反铁磁层，该磁阻元件包括：第一界面层，位于该自由磁化层与该第一非磁层之间；第二界面层，位于该自由磁化层与该第二非磁层之间；其中，该第一界面层和该第二界面层均包括主要为CoNiFe的材料；其中，该第一固定磁化层和该第二固定磁化层彼此反铁磁交换耦合，并且另一第一固定磁化层和另一第二固定磁化层彼此反铁磁交换耦合。
此外，本发明提供一种磁头，包括：记录元件；以及根据本发明实施例的磁阻元件。
此外，本发明提供一种磁存储装置，包括：磁记录介质；以及根据本发明实施例的磁头。
当结合附图阅读下面的详细说明时，本发明的其他目的和进一步的特征将会更加清楚。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的面向介质的复合磁头的平面部分图；
图2是根据本发明第一实施例的磁阻元件中的GMR膜的第一实例的剖面图；
图3是说明第一界面磁层和第二界面磁层中的CoNiFe构成的图表。
图4是根据本发明第一实施例的磁阻元件中的GMR膜的第二实例的剖面图；
图5是根据本发明第一实施例的磁阻元件中的GMR膜的第三实例的剖面图；
图6是根据本发明第一实施例的磁阻元件中的GMR膜的第四实例的剖面图；
图7是根据本发明第一实施例的磁阻元件中的GMR膜的第五实例的剖面图；
图8是根据本发明第一实施例的磁阻元件中的GMR膜的第六实例的剖面图；
图9是根据本发明第一实施例的磁阻元件中的GMR膜的第七实例的剖面图；
图10是示出了根据本发明的第一到第七实例的磁阻元件的自由磁化层的磁阻抗变化和抗磁力的数量的表格；
图11是说明第一界面磁层和第二界面磁层中的CoNiFe构成的图表；
图12示出根据本发明第二实施例的磁存储装置的部分平面图。
具体实施方式
下面，将参考附图说明本发明的实施例。应该注意，为了方便，后面将“每单位面积上的磁阻变化量
Figure A20051008366000101
”称为“磁阻变化 ”或者简称为“
Figure A20051008366000103
Figure A20051008366000104
”(除非另有定义)。
(第一实施例)
首先，根据本发明的第一实施例，复合型磁头包括磁阻元件和感应型记录元件。
图1是根据本发明第一实施例的面向介质的复合磁头的平面部分图。图1中箭头X的方向表示磁记录介质的移动方向。
在图1中，复合型磁头10包括：例如，磁阻元件20，形成在作为磁头滑动(head slider)基板的平面陶瓷基板11(例如由A2O3-TiC形成)上；以及感应型记录元件13，形成在磁阻元件20上。
感应型记录元件13包括：例如，上磁极14，位于面向磁记录介质的平面上，并且其宽度与磁记录介质的磁道宽度相等；下磁极16，经过由非磁材料形成的记录间隔层15而面向上磁极14；磁轭(未示出)，用于磁性连接上磁极14和下磁极16；线圈(未示出)，缠绕在磁轭上以感应记录磁场。上磁极14、下磁极16和磁轭由一种软磁材料形成，该材料具有较大的饱和磁通密度以取得记录磁场，且例如为包含Ni80Fe20、CoZrNb、FeN、FeSiN、FeCo的合金。请注意，感应型记录元件13并不限于前述结构，而且可以选则使用已知的记录元件结构。
磁阻元件20包括在氧化铝膜12上分层形成的下电极21、GMR膜30、氧化铝膜25、上电极22，其中该氧化铝膜12形成于陶瓷基板11的表面上。上电极22被设置为接触GMR膜30的表面。而且，磁畴控制膜24经过绝缘膜23而被设置于GMR膜30的两侧。磁畴控制膜24可形成为，例如包含CR膜和铁磁CoCrPt膜的分层体。磁畴控制膜24用于将GMR膜30中的固定磁化层和自由磁化层分为单个磁畴，并防止巴克豪森(barkhausen)噪声的产生。
下电极21和上电极22不仅提供一条使检测电流Is通过的路径，而且提供磁屏蔽功能。因而，例如，下电极21和上电极22可由如NiFe或者CoFe等软磁材料形成。而且，例如，下电极21和GMR膜30之间的界面可由如Cu膜、Ta膜或者Ti膜等导电薄膜形成。
此外，磁阻元件20和感应型记录元件13被例如氧化铝膜或碳氢化物膜覆盖，以防止例如侵蚀的问题。
检测电流以实际上垂直于GMR 30表面的方式流过GMR 30，例如，从上电极22流向下电极21。在GMR膜30中，电阻值，或者所谓的磁阻值随着从磁记录介质泄漏的磁场的强度和方向而变化。通过磁阻元件20，GMR膜30的磁阻变化被检测为电压变化。从而，磁阻元件20再现记录于磁记录介质中记录的信息。应该注意，检测电流Is的流动方向并未限制于图1所示的方向，而可选择以相反的方向流动。此外，磁记录介质可选择以相反方向移动。
图2是根据本发明第一实施例的磁阻元件中的GMR膜的第一实例的剖面图。
参考图2，第一实例的GMR膜30具有单旋阀结构。GMR膜30包括基板层31、反铁磁层32、固定磁化层33、非磁中间层34、第一界面磁层35、自由磁化层36、第二界面磁层37和保护层38，他们按该顺序分层形成。
通过使用例如溅射法，在下电极21(图1所示)的表面上形成基板层31。例如，基板层31可以形成为NiCr膜或者包括Ta膜(例如，5nm膜厚)和NiFe膜(例如，5nm膜厚)的分层结构。优选的，NiFe膜中含有的Fe在17原子％到25原子％的范围内。通过使用具有这种组成的NiFe膜，能够在(111)晶面上(为NiFe膜的结晶生成方向上)以及该面的结晶等效面的表面上外延生成反铁磁层32。从而，能够提高反铁磁层32的结晶性(crystallinity)。
反铁磁层32包括，例如，具有5nm-30nm(优选的，10nm-20nm)膜厚的Mn-TM合金(TM包含Pt、Pd、Ni、Ir至少其中之一)。反铁磁层32被制造成有序(ordered)合金，并通过对反铁磁层32进行加热处理(后面说明)而使其具有反铁磁特性。反铁磁层32用于提供与固定磁化层33的交换相互作用，并将固定磁化层33的磁化固定在预定方向。
固定磁化层33具有例如1nm-30nm的膜厚。固定磁化层33由铁磁材料形成，包括例如Co、Ni、Fe或者包含这些元素的材料。作为用于固定磁化层33的优选铁磁材料有，例如有CoFe、CoFeB、NiFe和FeCoCu。应注意，固定磁化层33并未限制于单层结构，也可以是具有两层或更多层的分层结构。分层结构的各层可以使用元素相同但构成比例不同的材料的组合物，或者元素不同的材料的组合物。
此外，在固定磁化层33和反铁磁层32之间可以设置铁磁接合层(未示出)，其由具有比固定磁化层33更高的饱和磁通密度的铁磁材料形成。通过设置铁磁接合层，能增加固定磁化层33和反铁磁层32之间的交换相互作用，并防止例如固定磁化层33磁化方向的转移或倒置问题。
非磁中间层34具有例如1.5nm-30nm的膜厚。非磁中间层34由非磁性导电材料(优选的，例如Cu、Al)形成。
第一界面磁层35和第二界面磁层37由以CoNiFe为主要组成的铁磁材料形成。第一界面磁层35和第二界面磁层37可能只由CoNiFe形成，或者可能由加入了例如V和/或B的CoNiFe形成。
此外，第一界面磁层35和第二界面磁层37被设置为具有优选在0.5nm-2.0nm范围内的膜厚。尽管对于第一界面磁层35和第二界面磁层37优选具有大的膜厚以便增加自旋相关体散射，但是膜厚超过2.0nm会增加第一界面磁层35和第二界面磁层37的抗磁力，从而导致关于自由磁化层36的整个分层结构的增加。
此外，第一界面磁层35和第二界面磁层37可以使用元素相同但构成比例不同的材料的组合物，或者元素不同的材料的组合物。
图3是说明第一界面磁层35和第二界面磁层37中CoNiFe的构成的图示。图3是三元图(三角形坐标)，其用三角形的三条边表示Co、Ni、Fe的含量(原子％)。
参考图2和图3，CoNiFe的结构是体心立方结构(bcc结构)还是面心立方结构(fcc结构)取决于CoNiFe的构成。bcc结构和fcc结构的分界线QR是一条连接逼近CoFe一侧的点Q(77，0，23)和逼近NiFe一侧的点R(0，35，65)的曲线(基本上是直线)。当Ni的含量高于边界线QR或者Fe的含量低于边界线QR时，CoNiFe结构是fcc结构。当Ni的含量低于边界线QR或者Fe的含量高于边界线QR时，CoNiFe结构是bcc结构。室温下的CoNiFe的等温图来自于Osaka等人(Nature，392卷，1998，796-798页)。该等温图说明了通过电镀方法制成的CoNiFe膜。然而，由于假设对于基本上相同的构成，边界线QR以相同的方式定位，因而可以使用图3的等温图来说明通过溅射法制造的CoNiFe膜。
第一界面磁层35和第二界面磁层37优选具有在图3中的区域ABCDA范围内的构成。区域ABCDA是通过以A、B、C、D和A的顺序用直线连接点A(10，55，35)、点B(10，5，85)、点C(80、5、15)和点D(80，15，5)的方式而描绘的区域。区域ABCDA基本上包含bcc结构和fcc结构的边界线QR。
本发明的发明人发现，当将具有接近于fcc结构和bcc结构的边界线QR的组成的CoNiFe膜应用于第一界面磁层35和第二界面磁层37时，磁阻变化 增加。本发明的发明人发现，在将CoNiFe膜用于第一界面磁层35和第二界面磁层37，并且使用第一实例的GMR膜结构的情况下，通过使构成落入ABCDA区域可以获得较大的磁阻变化
Figure A20051008366000132
在区域ABCDA中，当与具有较高Ni含量(逼近AD边)的构成相比时，具有较低Ni含量(逼近BC边)的构成呈现更高的磁阻变化 假定具有bcc晶体结构的CoNiFe膜的自旋相关体散射比具有fcc晶体结构的CoNiFe膜更大。应该注意，在具有高于区域ABCDA的AD边的Ni含量的构成的情况下，自旋相关体散射和自旋相关界面散射都有所下降。
此外，本发明的发明人发现，在将薄CoNiFe膜用于第一界面磁层35和第二界面磁层37的情况下，包括第一界面磁层35、自由磁化层36和第二界面磁层37的分层结构能够保持较低的抗磁力。CoNiFe膜反映出，具有较低Ni含量(逼近BC边)的构成比具有较高Ni含量(逼近AD边)的构成倾向于具有高的抗磁力。在将CoNiFe膜用于第一界面磁层35和第二界面磁层37的情况下，CoNiFe膜的抗磁力依赖于第一和第二界面磁层35、37各层的膜厚。抗磁力随着层变薄而减小。因而，对于具有较低Ni含量的构成，通过设置膜厚为例如0.5nm的第一界面磁层35和第二界面磁层37，可以获得保持低抗磁力的分层结构。分层结构的各层可以使用元素相同但构成比例不同的材料的组合物，或者元素不同的材料的组合物。
自由磁化层36被设置在第一界面磁层35的表面上。自由磁化层36具有1nm-30nm的膜厚，并且由铁磁材料形成，包括例如Co、Ni、Fe或包含这些元素的材料。例如，自由磁化层36可以是NiFe膜、FeCo膜、FeCoB膜或者包含这些膜的分层结构。
由于包含第一界面磁层35和第二界面磁层37的分层结构能够获得低抗磁力，优选的将NiFe膜用于自由磁化层36。此外，在将NiFe膜用于自由磁化层36，并将Cu膜用于非磁中间层34和/或保护层38的情况下，Cu扩散到NiFe膜将变得更容易。从而，在NiFe膜和Cu膜之间的界面处形成了固溶体。固溶体的形成引起了例如界面处的自旋相关界面散射和NiFe膜的自旋相关体散射都下降的问题。通过在NiFe膜和Cu膜(非磁中间层34和/或保护层38)之间设置第一界面磁层35和/或第二界面磁层37，可以防止Cu扩散到NiFe膜并防止磁阻变化
Figure A20051008366000141
降低。
保护层38由非磁性导电材料形成。例如，保护层38可以是包括例如Ru、Cu、Ta、Au、Al或W材料中任意一个的金属膜。保护层并不限于单层结构，可以是分层结构。在使用分层结构的情况下，优选在朝向第二界面磁层37一侧设置Cu膜或Al膜。这样，就能增加第二界面磁层37和保护层38之间的自旋相关界面散射。
此外，通过使用例如溅射法形成保护层38。保护层38能够防止第二界面磁层37和自由磁化层36在加热处理期间被氧化，该热处理用于获得反铁磁层32中的反铁磁特性。
下面，说明形成GMR膜30的第一实例的方法。首先，使用上述材料，通过执行例如溅射法、汽相沉积法或CVD法而形成GMR膜30的各层(从基板层31到保护层38)。然后，生成的分层结构在磁场中接受加热处理(热处理)。加热处理在真空环境中于以下条件下进行，例如，加热温度为250℃-280℃、加热时间约为3小时以及施加的磁场为1592kA/m。通过执行该加热处理，反铁磁层32的Mn-TM合金就形成为具有反铁磁特性的有序合金。此外，通过在预定方向上向分层结构施加磁场，由于反铁磁层32和固定磁化层33之间的交换相互作用，而使固定磁化层的磁化方向固定在预定方向。然后，GMR膜30的分层结构被图案化成图1所示的预定形状。从而，完成了GMR膜30的形成。应注意，下面的GMR膜(40、45、50、60、70、80)的实例(第二实例-第七实例)基本上采用与上述的GMR膜30的第一实例相同的方式而形成。
通过设置将CoNiFe作为主要组成的第一界面磁层35和第二界面磁层37，并在其间插入自由磁化层36，能够增加GMR膜30的第一实例的磁阻变化
Figure A20051008366000151
并且包括第一界面磁层35、自由磁化层36和第二界面磁层37的分层结构能够保持低抗磁力。特别的，通过向第一界面磁层35和第二界面磁层37提供薄膜和/或CoNiFe化合物，能够降低包括第一界面磁层35、自由磁化层36和第二界面磁层37的分层结构的抗磁力。从而，能够获得具有较大磁阻变化 和极好灵敏度的磁阻元件。应注意，下面说明的GMR膜40的第二实例可被用于替换GMR膜30第一实例。
图4是根据本发明第一实施例的磁阻元件中的GMR膜40的第二实例的剖面图。GMR膜40的第二实例是GMR膜30的第一实例的修改实例。在图4中，相同的组件用上述附图中的相同标号注释，并且不再进一步说明。
参考图4，第二实例的GMR膜40具有单旋阀结构。GMR膜40包括基板层31、反铁磁层32、固定磁化层33、非磁中间层34、自由磁性分层结构41以及保护层38，并按照该顺序分层形成。从朝向非磁中间层34的一侧开始，自由磁性分层结构41分层为第一界面磁层35a、自由磁化层36a、第二界面磁层37a、非磁耦合层42、第一界面磁层35b、自由磁化层36b以及第二界面磁层37b，他们按照该顺序分层形成。在GMR膜40中，包括第一界面磁层35a、自由磁化层36a和第二界面磁层37a的分层结构与包括第一界面磁层35b、自由磁化层36b和第二界面磁层37b的分层结构通过非磁耦合层42而处于铁磁交换耦合状态。除了自由磁性分层结构41外，GMR膜40与GMR膜30的第一实例基本上以相同的方式配置。
用于图2所示的第一界面磁层35和第二界面磁层37的材料也可用于第一界面磁层35a、35b和第二界面磁层37a、37b，并且图2所示的第一界面磁层35和第二界面磁层37的膜厚也可用于第一界面磁层35a、35b和第二界面磁层37a、37b。此外，用于图2所示的第一自由磁化层36的材料也可用于自由磁化层36a、36b，并且自由磁化层36的膜厚也可用于自由磁化层36a、36b。第一界面磁层35a、35b和第二界面磁层37a、37b优选将膜厚设置在从0.5nm到2.0nm的范围内。为了进一步降低自由磁性分层结构41的抗磁力，更优选的将第一界面磁层35a、35b和第二界面磁层37a、37b的膜厚设置在从0.5nm到1.0nm的范围内。
非磁耦合层42的膜厚被设置为能够实现包括第一界面磁层35a、自由磁化层36a和第二界面磁层37a的分层结构的磁化与包括第一界面磁层35b、自由磁化层36b和第二界面磁层37b的分层结构的磁化之间的铁磁连接。非磁耦合层42的膜厚选自例如0.2nm到0.5nm的范围内。非磁耦合层42包括非磁材料，例如Ru、Rh、Ir、Ru族合金、Rh族合金或者Ir族合金。
优选将自由磁性分层结构41的总膜厚设置为不超过8nm。在自由磁性分层结构41的膜厚超过8nm的情况下，GMR膜40的总膜厚将增加，并且读取间隔(gap)长度将极大地增加。
与GMR膜30的第一实例相比，GMR膜40的第二实例在第二界面磁层37a和非磁耦合层42之间，以及在第一界面磁层35b和非磁耦合层42之间进一步配置了铁磁层/非磁层的界面。从而，由于自旋相关界面散射随着界面的增加而增加，GMR膜40的第二实例比GMR膜30的第一实例能获得更大的磁阻变化
Figure A20051008366000161
此外，由于通过设置第一界面磁层35a、35b和第二界面磁层37a、37b具有与GMR膜30的第一实例的膜厚基本上相同的总膜厚，能够减少第一界面磁层35a、35b和第二界面磁层37a、37b各层的膜厚，从而能够减小各层的抗磁力。因而，与包括第一界面磁层35、自由磁化层36和第二界面磁层37的GMR膜30的第一实例的分层结构相比，对于自由磁性分层结构41能够获得更低的抗磁力。
因而，GMR膜40的第二实例不仅能够获得与GMR膜30的第一实例相同的效果，而且也能够获得比GMR膜30的第一实例更大的磁阻变化 此外，自由磁性分层结构41的抗磁力比GMR膜30第一实例的抗磁力更低。从而，可以得到具有更大磁阻变化
Figure A20051008366000163
和更高灵敏度的优秀的磁阻元件。
请注意自由磁性分层结构41并未限制于具有两个分层结构，其中每个分层结构包括第一界面磁层、自由磁化层和第二界面磁层的。可选的，自由磁性分层结构41可以具有三个或更多的分层结构。然而，分层结构的数目优选为不会使得多个层的厚度超出上述膜厚范围的数目。请注意下面的GMR膜45的第三实例可作为GMR膜40第二实例的替换物而用于磁阻元件。
图5是根据本发明第一实施例的磁阻元件中的GMR膜45的第三实例的剖面图。GMR膜45的第三实例是GMR膜30的第一实例的修改实例。在图5中，相同的组件用上述附图中的相同标号注释，不再进一步说明。
参考图5，第三实例的GMR膜45具有单旋阀结构。GMR膜45包括基板层31、反铁磁层32、固定磁化层33、非磁中间层34、自由磁性分层结构46以及保护层38，他们按照该顺序分层形成。从朝向非磁中间层34的一侧开始，自由磁性分层结构46由第一界面磁层35、自由磁化层36a、铁磁接合层47、自由磁化层36b以及第二界面磁层37按此顺序分层形成。在自由磁性分层结构46中，自由磁化层36a和自由磁化层36b通过铁磁接合层47而处于铁磁交换耦合状态。除了自由磁性分层结构46外，GMR膜45与GMR膜30的第一实例基本上以相同的方式配置。
铁磁接合层47由铁磁材料形成，包括Co、Ni、Fe或这些材料的合金中的至少一种。例如，为了获得较大的自旋相关体散射，CoFe、CoFeB、CoNiFe是用于铁磁接合层47的优选铁磁材料。从而，能够增加磁阻变化
Figure A20051008366000171
优选将主要由CoNiFe组成的铁磁材料用于铁磁接合层47，并且优选具有与第一界面磁层35和第二界面磁层37相同的组成。从而，能够进一步增加磁阻变化
铁磁接合层47优选具有例如0.5nm到2.0nm范围内的膜厚。特别在铁磁接合层47由CoNiFe形成的情况下，铁磁接合层47优选具有从0.5nm到1.0nm范围内的膜厚。从而，自由磁性分层结构46能够保持低抗磁力。
对于GMR膜45的第三实例，通过进一步设置铁磁接合层47能够提高自旋相关体散射。此外，通过将CoNiFe膜用于铁磁接合层47，能够减少第一界面磁层35和第二界面磁层37的膜厚，而不会减少磁阻变化
Figure A20051008366000173
从而，自由磁性分层结构46能够获得比GMR膜30的第一实例更低的抗磁力。此外，可以增加铁磁结合层47和自由磁化层36a、36b的层数。这允许进一步提高磁阻变化 从而，能够获得具有更大磁阻变化 和更高灵敏度的优秀的磁阻元件。请注意，下面的GMR膜50的第四实例可作为GMR膜45的第三实例的替换物而被用于磁阻元件。
参考图6，第四实例的GMR膜45具有单旋阀结构。GMR膜50包括基板层31、反铁磁层32、固定磁性分层结构54、非磁中间层34、第一界面磁层35、自由磁化层36、第二界面磁层37以及保护层38，其按此顺序分层形成。从朝向反铁磁层32的一侧开始，固定磁性分层结构54分层为第一固定磁化层51、非磁耦合层52和第二固定磁化层53，其按此顺序分层形成。在固定磁性分层结构54中，第一固定磁化层51和第二固定磁化层53经由非磁耦合层52处于反铁磁交换耦合状态。也就是，固定磁性分层结构54具有所谓的分层含铁结构(ferri-structure)。除了固定磁性分层结构54外，GMR膜50与GMR膜30的第一实例以相同的方式配置。
用于图2所示固定磁化层33的材料也能用于第一固定磁化层51和第二固定磁化层53，并且图2所示固定磁化层33的膜厚也能用于第一固定磁化层51和第二固定磁化层53。
此外，非磁耦合层52的膜厚范围被设置为使得第一固定磁化层51和第二固定磁化层53之间实现反铁磁耦合。范围从0.4nm到1.5nm(优选从0.4nm到0.9nm)。非磁耦合层52由非磁性材料形成，包括，例如Ru、Rh、Ir、Ru族合金、Rh族合金或者Ir族合金。具有Ru和Co、Cr、Fe、Ni和Mn或者其合金的任何一个的非磁性材料是Ru族合金的优选实例。
由于在第一固定磁化层51和第二固定磁化层53之间的磁化是非平行(anti-parrallel)的，从第一固定磁化层51和第二固定磁化层53泄漏的漏磁场的净磁场强度降低。这防止了自由磁化层36的磁化方向受到不利影响，例如被漏磁场转移。从而，由于自由磁化层36的磁化与来自磁记录介质的漏磁场恰好作用，磁阻元件的灵敏度和S/N比提高
GMR膜50的第四实例不仅获得了与GMR膜30的第一实例相同的效果，而且包含具有分层含铁结构的固定磁性分层结构54。从而，能够获得具有更高灵敏度和S/N比的良好的磁阻元件。请注意，下面的GMR膜60的第五实例可作为GMR膜50的第四实例的替换物而被用于磁阻元件。
图7是根据本发明第一实施例的磁阻元件中的GMR膜60的第五实例的剖面图。GMR膜60的第五实例是GMR膜30的第一实例的修改实例。在图7中，相同的组件用上述附图中的相同标号注释，并且不再进一步说明。
参考图7，第五实例的GMR膜60包括基板层31、下层固定磁化层33、下层非磁中间层34、第一界面磁层35、自由磁化层36、第二界面磁层37、上层非磁中间层64、上层固定磁化层63、上层反铁磁层62以及保护层38，他们按照该顺序分层形成。也就是，GMR膜60具有这样一种结构，即在图2所示的GMR膜30的第一实例的自由磁化层36上设置上层非磁中间层64、上层固定磁化层63和上层反铁磁层62。用于下层非磁中间层34、下层固定磁化层33和下层反铁磁层32的材料也可被用于上层非磁中间层64、上层固定磁化层63和上层反铁磁层62，并且下层非磁中间层34、下层固定磁化层33和下层反铁磁层32的膜厚也可应用于上层非磁中间层64、上层固定磁化层63和上层反铁磁层62。请注意，由于下层非磁中间层34、下层固定磁化层33和下层反铁磁层32的材料和膜厚与GMR膜30(图2所示)的第一实例的非磁中间层34、固定磁化层33和反铁磁层32相同，下层非磁中间层34、下层固定磁化层33和下层反铁磁层32就用与GMR膜30的第一实例的非磁中间层34、固定磁化层33和反铁磁层32相同的标号注释。
GMR膜70具有双旋阀结构，包括含有下层固定磁化层33、下层非磁中间层34、第一界面磁层35、自由磁化层36和第二界面磁层37的旋阀结构与含有另一第一界面磁层35、另一自由磁化层36、另一第二界面磁层37、上层非磁中间层64和上层固定磁化层63的另一旋阀结构。从而，能够将磁阻变化 约增大为GMR膜30的第一实例的磁阻变化 量的两倍。
此外，通过用NiFe膜形成自由磁化层36并用Cu膜形成上层非磁中间层64，第二界面磁层37能够防止从自由磁化层36和上层非磁中间层64之间的接触中产生的Cu扩散到NiFe膜，并且从而防止了固溶体的形成。因而，第二界面磁层37防止了自由磁化层36和上层非磁中间层64之间的自旋相关界面散射的降低甚至是升高。
通过设置双旋阀结构，GMR膜60的第五实例不仅能够获得与GMR膜30的第一实例相同的效果，而且能够基本上将磁阻变化
Figure A20051008366000193
的量变成两倍。从而，能够获得具有更高磁阻变化
Figure A20051008366000194
量的磁阻元件。请注意，下面的GMR膜70的第六实例可作为GMR膜60的第五实例的替换物而被用于磁阻元件。
图8是根据本发明第一实施例的磁阻元件中的GMR膜70的第六实例的剖面图。GMR膜70的第六实例是GMR膜30的第一实例的修改实例。在图8中，相同的组件用上述附图中的相同标号注释，并且不再进一步说明。
参考图8，GMR膜70的第六实例包括基板层31、下层反铁磁层32、下层固定磁化层33、下层非磁中间层34、自由磁性分层结构41、上层非磁中间层64、上层固定磁化层63、上层反铁磁层62以及保护层38，他们按照该顺序分层形成。自由磁性分层结构41具有与图4所示GMR膜40的第二实例的自由磁性分层结构41相同的结构。也就是，自由磁性分层结构41从朝向非磁中间层34的一侧开始，分层为第一界面磁层35a、自由磁化层36a、第二界面磁层37a、非磁耦合层42、第一界面磁层35b、自由磁化层36b以及第二界面磁层37b，他们按照该顺序分层形成。也就是，在GMR膜70中，第二实例的自由磁性分层结构41被应用到了第五实施例的GMR膜60。
从而，GMR膜70的第六实例能够达到GMR膜60的第五实例和GMR膜40的第二实例所达到的效果。也就是，GMR膜70的第六实例能够获得增加的自旋相关界面散射并为自由磁性分层结构41提供低抗磁力。从而，能够获得具有更高磁阻变化 和更高灵敏度的良好的磁阻元件。请注意，下面的GMR膜80的第七实例可作为GMR膜70的第六实例的替换物而被用于磁阻元件。
图9是根据本发明第一实施例的磁阻元件中的GMR膜80的第七实例的剖面图。GMR膜80的第七实例是GMR膜30的第一实例的修改实例。在图9中，相同的组件用上述附图中的相同标号注释，并且不再进一步说明。
参考图9，GMR膜80的第七实例包括基板层31、下层反铁磁层32、下层固定磁性分层结构54、下层非磁中间层34、第一界面磁层35、自由磁化层36、第二界面磁层37、上层非磁中间层64、上层固定磁性分层结构84、上层反铁磁层62以及保护层38，他们按照该顺序分层形成。
下层固定磁性分层结构54从朝向反铁磁层32的一侧开始，分层为下层第一固定磁化层51、下层非磁耦合层52和下层第二固定磁化层53，他们按照该顺序分层以形成分层含铁结构。上层固定磁性分层结构84从朝向上层非磁中间层64的一侧开始，分层为上层第二固定磁化层83、上层非磁分层结构82和上层第一固定磁化层81，他们按照该顺序分层以形成分层含铁结构。除了可选的使用下层固定磁性分层结构54和上层固定磁性分层结构84分别替代下层固定磁化层33和上层固定磁化层63外，GMR膜80与GMR膜60的第五实例基本上以相同的方式配置。
用于下层第一固定磁化层51、下层非磁耦合层52和下层第二固定磁化层53的材料能用于上层第一固定磁化层81、上层非磁分层结构82和上层第二固定磁化层83，并且下层第一固定磁化层51、下层非磁耦合层52和下层第二固定磁化层53的膜厚也能应用于上层第一固定磁化层81、上层非磁分层结构82和上层第二固定磁化层83。请注意，由于下层第一固定磁化层51、下层非磁耦合层52和下层第二固定磁化层53的材料和膜厚与图6所示GMR膜50的第四实例的下层第一固定磁化层51、非磁耦合层52和下层第二固定磁化层53的材料和膜厚相同，下层第一固定磁化层51、下层非磁耦合层52和下层第二固定磁化层53可使用与GMR膜50的第四实例的下层第一固定磁化层51、非磁耦合层52和下层第二固定磁化层53相同的标号来注释。
这种结构使得GMR膜80的第七实例能够达到与GMR膜60的第五实例相同的结果。此外，由于下层固定磁性分层结构54和上层固定磁性分层结构84配置为分层含铁结构，因此GMR膜80的第七实例能够达到与GMR膜50的第四实例相同的效果。也就是，能够减少从上层和下层固定磁性分层结构54、84泄漏的漏磁场强度，并防止对自由磁化层36的不利影响。从而，能够获得具有更大的磁阻变化 和更高灵敏度的良好的磁阻元件。
请注意，铁磁结合层(未示出)可设置于例如下层反铁磁层32和下层固定磁性分层结构54之间和/或上层固定磁性分层结构84和上层反铁磁层62之间。下面，将说明根据本发明的实施例具有GMR膜的磁阻元件的制造实例。
在该实例中，说明具有第七实例的GMR膜的磁阻元件。通过设置具有不同构成的CoNiFe的第一界面磁层和第二界面磁层可制造出第一到第七实例的GMR膜(见图10所示表格)。以下面的方式制造从朝向基板一侧开始的磁阻元件的各层。
首先，通过形成分层(从朝向硅基板的一侧开始)为Cu(250nm)/Ti(30nm)/Ta(10nm)/NiFe(10nm)的分层膜而在硅基板上形成下层电极。后面，将用“/”(斜线)分开各层，并且括号内的值表示膜厚。然后，通过使用溅射装置形成具有下面的构成和膜厚的分层结构(从基板层开始到保护层)的各层膜。请注意，在图10的表格中示出了第一界面磁层和第二界面磁层(第一到第七实例)的CoNiFe膜的构成。
然后，执行加热处理，以为反铁磁层提供反铁磁特性。加热处理的执行条件为加热温度为280℃、处理时间为3小时以及施加的磁场为1952kA/m。
然后，通过离子研磨方式研磨得到的分层结构，从而得到具有从0.2μm(长)×0.2μm(宽)到1.0μm(长)×1.0μm(宽)范围内的9种接合区的分层结构。请注意，所得到的各接合区具有20种分层结构。
然后，用二氧化硅膜覆盖得到的分层结构。然后，对覆盖有二氧化硅膜的分层结构进行干蚀刻，从而露出保护层，并使得由Au形成的上层电极与保护层接触。
下面示出获得的分层结构的构成和膜厚。
基板层：NiCr(4nm)
下层反铁磁层：IrMn(5nm)
下层第一固定磁化层：Co60Fe40(2.24nm)/Co81Fe9Ru10(2.5nm)/Co60Fe40(1nm)
下层非磁耦合层：Ru(0.70nm)
下层第二固定磁化层：Fe45Co45Cu10(3.75nm)/Fe60Co40(0.5nm)
下层非磁中间层：Cu(3.5nm)
第一界面磁层：CoNiFe(1.25nm)
自由磁化层：Ni80Fe20(2.5nm)
第二界面磁层：CoNiFe(1.25nm)
上层非磁中间层：Cu(3.5nm)
上层第二固定磁化层：Fe60Co40(0.5nm)/Fe45Co45Cu10(3.75nm)
上层非磁耦合层：Ru(0.70nm)
上层第一固定磁化层：Co60Fe40(1nm)/Co81Fe9Ru10(2.5nm)/Co60Fe40(2.24nm)
上层反铁磁层：IrMn(5nm)
保护层：Ru(5nm)
参考图10，测量出第一到第七实例的磁阻元件的磁阻变化
Figure A20051008366000221
并得到具有基本上同样大小的接合区A的各磁阻元件的平均磁阻变化
Figure A20051008366000222
然后，从获得的平均磁阻变化 和接合区A得到单位面积的磁阻变化 此外，在确认具有不同大小接合区A的9种磁阻元件具有基本上相同的磁阻变化
Figure A20051008366000231
后，磁阻变化
Figure A20051008366000232
的平均值被确定为磁阻变化
Figure A20051008366000233
的最终值。
请注意，磁阻变化
Figure A20051008366000234
的测量在下面的条件下进行，即检测电流的电流值为2mA，外部磁场在与上层和下层第二固定磁化层的磁化方向平行的方向上从-79kA/m到79kA/m的范围内扫频(sweep)，并且通过数字伏特计测量上层和下层电极之间的电压。
图10所示表格示出了第一到第七实例的磁阻元件的磁阻变化 和抗磁力。该抗磁力是自由磁化层(包括第一界面磁层和第二界面磁层)的抗磁力。
参考图10，包括Ni含量为20原子％的第一界面磁层和Ni含量为30原子％的第二界面磁层的第一到第五实例，具有较大的磁阻变化。本发明的发明人发现，在参考磁阻元件(参考实例)除了没有第一和第二界面磁层，具有与上述实例基本上相同的结构，并且形成有5nm厚的Ni80Fe20膜的自由磁化层的情况下，磁阻变化约为1mΩ·μm2或更少。相反，第一到第五实例的磁阻变化范围从2.4到2.8，这超过参考实例的变化量的两倍。此外，第一到第五实例的抗磁力远远低于10Oe或更小，其中10Oe或更小的范围是实际应用的优选范围。
第六和第七实例也具有与第一到第五实例基本上相等的磁阻变化。然而，第六实例具有150Oe的抗磁力，其远远超过了10Oe或更小的范围。然而，由于第一界面磁层和第二界面磁层具有1.25nm的膜厚，因此可通过将膜厚降到例如0.5nm而得到10Oe或更小的抗磁力。
图11是说明第一界面磁层和第二界面磁层中的CoNiFe的构成的另一图示。在图11中，第一到第七实例的第一和第二界面磁层的构成分别用“O”标记。此外，参考标号(点)P1-P7分别对应第一到第七实例。此外，图3所示的构成范围也示于图11中。
如上所述，第一到第五实例和第七实例具有较大的磁阻变化 和较低的抗磁力。从而，如图11所示，当构成落入区域P1P3P7P5P2P1中，即通过连接点P1(30，30，40)，点P3(30，20，50)，点P7(50，10，40)，点P5(50，20，30)，点P2(40，30，30)和P1的连线描绘的区域时，能够获得较大的磁阻变化
Figure A20051008366000237
和具有较低抗磁力的包括第一界面磁层和第二界面磁层的自由磁化层。
此外，本发明的发明人发现，抗磁力几乎不会沿着CoNiFe结构的bcc结构和fcc结构之间的边界线QR的方向改变。从而，可以假设在面向高Ni含量和低Fe含量的一侧，关于基本上平行于边界线QR并且连接点E(10，27.5，62.5)和点F(50，5，45)且不经过点P6(40，10，50)的直线，在逼近高Ni含量和低Fe含量的一侧，能够获得较大的磁阻变化
Figure A20051008366000241
和具有较低抗磁力的包括第一界面磁层和第二界面磁层的自由磁化层。也就是，当构成落入区域AEFCDA，即通过连接点A(10，55，35)、点E(10，27.5，62.5)、点F(50，5，45)、点C(80，5，15)、点D(80，15，5)和点A描绘的区域时能够得到较大的磁阻变化
Figure A20051008366000242
和具有较低抗磁力的包括第一界面磁层和第二界面磁层的自由磁化层。从而，通过将落入该范围内的构成应用于第一界面磁层和第二界面磁层，能够获得具有较大磁阻变化和较高灵敏度的良好的磁阻元件。
[第二实施例]
图12是根据本发明第二实施例的磁存储装置的部分平面视图。在图12中，磁存储装置90包括外壳91。外壳91包括：由轴(未示出)驱动的轮轴92；固定于轮轴92并由轮轴92旋转的磁记录介质93；传动器单元94；悬臂(arm)95和悬架96，固定在传动器单元94上并通过传动器单元94而在磁记录介质93的径向上移动；以及磁头98，由悬架96支撑。
磁记录媒体93可以是平面内磁记录型或垂直磁记录型。磁记录媒体93可以是具有斜向各向异性的记录介质。磁记录媒体93并未限制于磁盘，也可以是磁带。
如图1所示，磁头98包括形成于陶瓷基板上的磁阻元件和其上形成的感应型记录元件。感应型记录介质可包括已知的记录元件，例如，用于平面内磁记录的环形记录元件，或者用于垂直磁记录的磁性单极型记录元件。磁阻元件包括本发明第一实施例中说明的第一到第七实例的GMR膜之一。因而，磁阻元件具有较大的磁阻变化
Figure A20051008366000243
和较高的灵敏度。从而，磁记录装置90提供了良好的S/N比并能够以较高的密度记录。请注意，本发明的第二实施例的磁记录装置90的基本结构并不限于图12所示。
此外，本发明并不限于这些实施例，而是可以做出各种变化和修改，并不会脱离本发明的范围。
本申请基于2005年3月17日于日本专利局提交的日本在先申请号2005-078007，在此通过参考援引其全部内容。

Claims (19)

1.一种具有CPP型结构的磁阻元件，包括固定磁化层、第一非磁层、自由磁化层和第二非磁层，该磁阻元件包括：
第一界面层，位于该自由磁化层与该第一非磁层之间；以及
第二界面层，位于该自由磁化层与该第二非磁层之间；
其中，该第一界面层和该第二界面层均包括主要为CoNiFe的材料。
2.一种具有CPP型结构的磁阻元件，包括固定磁化层、第一非磁层、自由磁性分层体和第二非磁层，该磁阻元件包括：
非磁耦合层，位于该自由磁性分层体中的两个铁磁分层体之间；
其中，所述两个铁磁分层体彼此铁磁交换耦合；
其中，每个铁磁分层体包括第一界面磁层、自由磁化层和第二界面磁层；
其中，该第一界面层和该第二界面层均包括主要为CoNiFe的材料。
3.一种具有CPP型结构的磁阻元件，包括固定磁化层、第一非磁层、自由磁性分层体和第二非磁层，该磁阻元件包括：
第一界面层，位于该自由磁性分层体与该第一非磁层之间；
第二界面层，位于该自由磁性分层体与该第二非磁层之间；
其中，该自由磁性分层体包括位于一对自由磁化层之间的铁磁层；
其中，该第一界面层和该第二界面层均包括主要为CoNiFe的材料。
4.如权利要求3所述的磁阻元件，其中该铁磁层包括铁磁材料，所述铁磁材料为Co、Ni、Fe以及包含Co、Ni、Fe至少其中之一的合金的至少其中之一。
5.如权利要求4所述的磁阻元件，其中该铁磁层包括主要为CoNiFe的材料。
6.如权利要求1所述的磁阻元件，其中该固定磁化层包括第一固定磁化层、非磁耦合层和第二固定磁化层，其中该第一固定磁化层和该第二固定磁化层彼此铁磁交换耦合。
7.如权利要求1所述的磁阻元件，还包括位于该第二非磁层上的另一固定磁化层。
8.如权利要求7所述的磁阻元件，其中该另一固定磁化层包括另一第一固定磁化层、另一非磁耦合层和另一第二固定磁化层，其中该另一第一固定磁化层和该另一第二固定磁化层彼此铁磁交换耦合。
9.如权利要求1所述的磁阻元件，其中该第一界面磁层和该第二界面磁层的膜厚均不小于0.5nm且不大于2.0nm。
10.如权利要求1所述的磁阻元件，其中该第一界面磁层和该第二界面磁层均实质上只包含CoNiFe，其中CoNiFe的各个成分在以(Co含量，Ni含量，Fe含量)为坐标的三维状态图中表示时，CoNiFe的构成落入区域ABCDA中，其中用直线连接点A(10，55，35)、点B(10，5，85)、点C(80，5，15)、点D(80，15，5)和点A来描绘区域ABCDA，其中成分值以原子％表示。
11.如权利要求1所述的磁阻元件，其中该第一界面磁层和该第二界面磁层均实质上只包含CoNiFe，其中CoNiFe的各个成分在以(Co含量，Ni含量，Fe含量)为坐标的三维状态图中表示时，CoNiFe的构成落入区域AEFCDA中，其中用直线连接点A(10，55，35)、点E(10，27.5，62.5)、点F(50，5，45)、点C(80，5，15)、点D(80，15，5)和点A来描绘区域AEFCDA，其中成分值以原子％表示。
12.如权利要求1所述的磁阻元件，其中该自由磁化层包括铁磁材料，所述铁磁材料为Co、Ni、Fe以及包含Co、Ni、Fe至少其中之一的合金的至少其中之一。
13.如权利要求12所述的磁阻元件，其中该自由磁化层包括主要为NiFe的铁磁材料。
14.如权利要求1所述的磁阻元件，其中该第一界面磁层和该第二界面磁层基本上具有相同的构成。
15.一种具有CPP型结构的磁阻元件，包括反铁磁层、固定磁化层、第一非磁层、自由磁化层和第二非磁层，该磁阻元件包括：
第一界面层，位于该自由磁化层与该第一非磁层之间；
第二界面层，位于该自由磁化层与该第二非磁层之间；
其中，该第一界面层和该第二界面层均包括主要为CoNiFe的材料。
16.一种具有CPP型结构的磁阻元件，包括反铁磁层、固定磁化层、第一非磁层、自由磁化层、第二非磁层、另一固定磁化层和另一反铁磁层，该磁阻元件包括：
第一界面层，位于该自由磁化层与该第一非磁层之间；
第二界面层，位于该自由磁化层与该第二非磁层之间；
其中，该第一界面层和该第二界面层均包括主要为CoNiFe的材料。
17.一种具有CPP型结构的磁阻元件，包括反铁磁层、第一固定磁化层、非磁耦合层、第二固定磁化层、第一非磁层、自由磁化层、第二非磁层、另一第二固定磁化层、另一非磁耦合层、另一第一固定磁化层和另一反铁磁层，该磁阻元件包括：
第一界面层，位于该自由磁化层与该第一非磁层之间；
第二界面层，位于该自由磁化层与该第二非磁层之间；
其中，该第一界面层和该第二界面层均包括主要为CoNiFe的材料；
其中，该第一固定磁化层和该第二固定磁化层彼此反铁磁交换耦合，并且另一第一固定磁化层和另一第二固定磁化层彼此反铁磁交换耦合。
18.一种磁头，包括：
记录元件；以及
权利要求1所述的磁阻元件。
19.一种磁存储装置，包括：
磁记录介质；以及
权利要求18所述的磁头。
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