JP2000299517A

JP2000299517A - 磁気抵抗素子及び磁気メモリ素子

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Publication number: JP2000299517A
Application number: JP11109572A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ikeda; 貴司池田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-04-16
Filing date: 1999-04-16
Publication date: 2000-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】強磁性層の保磁力の調整、小型化、安定性、
記録密度等に優れ、高い磁気抵抗変化率を有する磁気メ
モリ素子等に有用な磁気抵抗素子を提供する。【解決手段】第１の反強磁性層２、第１の強磁性層
３、非磁性層４、第２の強磁性層５、第２の反強磁性層
６が順に積層され、層２、３および層５、６がそれぞれ
交換結合しており、かつ、層２、３からなる交換結合膜
と、層５、６からなる交換結合膜の二つのうちどちらか
一方が、反強磁性層の一方向異方性の向きと強磁性層の
磁化方向とが平行であることを特徴とする磁気抵抗素
子；並びにこれを用いた磁気メモリ素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、優れた磁化安定性
と高い磁気抵抗変化率を示す磁気抵抗素子、及びこれを
用いた磁気メモリ素子（不揮発性メモリ素子）に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】磁気抵抗効果型メモリ素子は、磁性層の
磁化方向をディジタル情報に対応させ記録を行うもので
ある。従って、記録の保持に外部からのエネルギー供給
を必要とせず、また半導体メモリと比較して製造工程が
簡素であり、特に基板材料を限定しないので、安価な大
容量不揮発性メモリとして期待されている。

【０００３】磁気抵抗効果型メモリ素子は、図６に示す
ように、基本的に二層の強磁性層５１、５３の間に非磁
性層５２を有したサンドイッチ構造である。記録検出方
法には大別して二つあり、それによってそれぞれの強磁
性層５１、５３の役割が異なる。

【０００４】まず、一つの方法においては、二つの強磁
性層５１、５３の保磁力が異なるように構成し、保磁力
の比較的小さな層を検出層、保磁力の比較的大きな層を
メモリ層とする。強磁性層５１、５３に異なる保磁力を
持たせるには、異なる元素あるいは組成を用いるか、異
なる膜厚を用いる方法が一般的である。

【０００５】記録は、メモリ層の保磁力よりも大きな記
録磁界（Ｈｗ）を印加し、この記録磁界（Ｈｗ）の方向
にメモリ層の磁化を平行に向けることで達成される。例
えば図７に示すように、非磁性層６２の下側のメモリ層
６１の磁化が左向きの場合を『０』、右向きの場合を
『１』とする。ただし、検出層６３の保磁力はメモリ層
６１の保磁力よりも小さいので、記録直後は両層の磁化
方向は平行である。

【０００６】検出は、メモリ素子に一定の大きさの直流
電流を流すと共に、検出層６３の保磁力よりも大きく、
メモリ層６１の保磁力よりも小さな磁界（Ｈａ）を印加
し、検出層６３の磁化反転に伴う電位の変化を調べるこ
とにより行われる。両磁性層の磁化方向が平行である場
合、そのメモリ素子の抵抗率は、磁化方向が反平行であ
る場合と比べて小さい。例えば、図８に示すように、
『０』が記録されたメモリ素子に＋Ｈａの検出磁界を印
加すると両磁性層（メモリ層６１、検出層６３）の磁化
方向は反平行となって電位は高くなり、次いで−Ｈａを
印加すると両磁性層の磁化方向は平行となって電位は低
くなる。同様に『１』が記録されたメモリ素子では、逆
に＋Ｈａの検出磁界を印加すると両磁性層の磁化方向は
平行となって電位は低くなり、次いで−Ｈａを印加する
と両磁性層の磁化方向は反平行となって電位は高くな
る。この検出方式では、検出された信号が、検出前の検
出層の磁化方向に無関係である。

【０００７】他の一つの方法は、図９に示すように、非
磁性層７２を介して、二つ強磁性層の内どちらか一方を
磁化方向が固定された磁化固定層７１とし、他の一方を
メモリ層７３とし、記録磁界を印加することによりメモ
リ層７３の磁化方向をその印加された磁界の方向に向か
せるものである。磁化固定層７１は、記録磁界よりも大
きな保磁力を強磁性層に持たせることで形成されるが、
反強磁性層と交換結合させることにより、磁化固定方向
での磁化反転磁界を大きくすることも可能である。

【０００８】図１０は、強磁性層と反強磁性層を交換結
合させた『強磁性層／反強磁性層』膜構成のシフトした
磁化ループの様子を示す図である。この図では、右にＨ
ｅｘ（交換結合磁界）だけシフトした状態を表してい
る。図から容易に分かるように、強磁性層の保磁力をＨ
ｃとすると、磁化反転磁界はＨｅｘ±Ｈｃとなり、磁化
ループのシフト方向に磁界を印加し、磁化を反転しよう
とすると、強磁性層単層膜の場合よりも大きな磁界が必
要となる。

【０００９】さらに、磁化ループのシフト量が保磁力よ
りも大きい場合、すなわちＨｅｘ＞Ｈｃの場合は、図１
１に示すように、零磁界のときは常に決まった方向に磁
化が向くことになる。このようにすると、何らかの原因
で磁化が反転しても、磁化方向は元に戻るので、初期化
する必要が無い。

【００１０】検出は、磁界を印加していない状態から、
メモリ層７３の磁化を反転し得る大きさの磁界をどちら
か決めた一方向に印加し、出力電圧の変化を読み取るこ
とで行われる。例えば、図１２に示すように、固定され
た磁化は右向きで、メモリ層７３の磁化方向が『０』の
場合は右向き、『１』の場合は左向き、検出磁界印加方
向を右向きとすると、『０』が記録されたメモリ層７３
の磁化方向は、検出磁界を印加しても変化しないので、
出力電圧の変化は無い。一方、『１』が記録されている
と、検出磁界印加時に二つの強磁性層の磁化が反平行か
ら平行になるので、磁気抵抗が減少し、検出電圧は低く
なる。しかし、このような検出方法は、記録された情報
を消去してしまうことになるので、情報を保持するに
は、再書き込みが必要になってしまう。そこで、情報の
消去や再書き込みを避けるためには磁界を印加せずに検
出を行う必要があり、その場合、『０』が記録されてい
るときの出力電圧の値と、『１』が記録されているとき
の出力電圧の値を予め知っておく必要がある。

【００１１】高いＳ／Ｎを得るためには、磁気抵抗変化
率は大きいことが好ましい。磁気抵抗変化率は、磁性層
の材料や各層の界面形状等によって異なるが、スピン散
乱型の膜構成の場合は、磁性層間の非磁性層の膜厚にも
依存する。これはシャント効果と呼ばれ、非磁性層の膜
厚が厚くなると、非磁性層中を流れ磁気抵抗変化に関わ
らない電子数の割合が増加するため、磁気抵抗変化率は
低下する。従って、シャント効果の観点から考えると非
磁性層の膜厚は薄い方が好ましい。

【００１２】また、磁気抵抗変化を利用したメモリをモ
バイル情報機器に用いる場合などにおいては、高密度な
メモリが要求される。そのようなメモリでは、セル面積
を小さくする必要がある。微細加工の方法として、半導
体プロセスに用いられるフォトリソグラフィーやＦＩＢ
が使用可能である。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、スピ
ン散乱型の磁気抵抗効果型メモリ素子において、強磁性
層に挟まれた非磁性層の膜厚は、シャント効果の観点か
ら薄い方が好ましい。ところが、非磁性層の膜厚が薄く
なると、強磁性層間に働く静磁結合力が大きくなる。こ
の静磁結合力は、二つの強磁性層の磁化を平行にする向
きに働く。従ってこの静磁結合力が大きくなると、磁化
が反平行にならず、磁気抵抗変化が生じなくなる。

【００１４】また、強磁性体の反磁界の大きさは、その
形状に依存しており、膜厚に対する磁化容易方向の長さ
の比が小さくなると、反磁界の大きさは大きくなるとい
う特徴がある。つまり、磁気抵抗効果型メモリ素子の磁
性層の膜厚を変えずにメモリセルの面積を小さくする
と、反磁界が増大して磁化が不安定となり、情報の保持
や検出が不可能となる。また、磁性層の膜厚を薄くする
にしても、均一な膜厚の磁性層薄膜を作成するには限界
があり、高密度メモリを作成するのに十分薄い膜厚は得
られない。

【００１５】従って、高密度メモリの強磁性層に使用さ
れる材料は、一軸磁気異方性が大きく、十分大きな保磁
力を有する材料が好ましい。しかし、そのような材料は
いまだ提案されていないのが現状である。

【００１６】本発明の目的は、強磁性層の保磁力を容易
に調整することが可能であり、サイズを小さくしても磁
化方向を安定して保持することが可能であり、記録密度
の高い磁気メモリ素子及びこれに有用な磁気抵抗素子を
提供することにある。

【００１７】また、本発明のさらなる目的は、強磁性層
の間に形成された非磁性層の膜厚を薄くすることが可能
であり、高い磁気抵抗変化率を有する磁気メモリ素子及
びこれに有用な磁気抵抗素子を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気抵抗素子
は、少なくとも、第１の反強磁性層、第１の強磁性層、
非磁性層、第２の強磁性層、第２の反強磁性層が順に積
層され、該第１の反強磁性層と該第１の強磁性層および
該第２の反強磁性層と該第２の強磁性層がそれぞれ交換
結合しており、かつ、該第１の強磁性層と該第１の反強
磁性層からなる交換結合膜と、該第２の強磁性層と該第
２の反強磁性層からなる交換結合膜の二つのうちどちら
か一方が、反強磁性層の一方向異方性の向きと強磁性層
の磁化方向とが平行であることを特徴とする磁気抵抗素
子である。

【００１９】また、本発明の磁気メモリ素子は、上記磁
気抵抗素子を用いた磁気メモリ素子であって、反強磁性
層の一方向異方性の向きと強磁性層の磁化方向とが平行
である交換結合膜における該強磁性層をメモリ層とする
磁気メモリ素子である。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて説明する。

【００２１】図１は、本発明の磁気メモリ素子の基本膜
構成を例示する模式的断面図である。図中、１は基板、
２は第１の反強磁性層、３は第１の強磁性層、４は非磁
性層、５は第２の強磁性層、６は第２の反強磁性層であ
る。

【００２２】基板１には、一般にＳｉやガラス等が用い
られるが、平坦性と耐久性が高い材料であればよく、そ
の材料に特に制限は無い。

【００２３】反強磁性層（第１の反強磁性層２、第２の
反強磁性層６）には、ＭｎＦｅ、ＭｎＩｒ、ＭｎＰｔ、
ＭｎＰｔＣｒ、ＡｌＣｒ等のＭｎ系あるいはＣｒ系反強
磁性体や、ＮｉＯ、α−Ｆｅ₂Ｏ₃等の酸化物反強磁性体
が使用できる。特に、ネール点が動作温度より高いもの
が好ましい。また特に、酸化物反強磁性体を用いた磁気
メモリ素子は絶縁性が高いので、反強磁性体中の電子の
分流が無くなり、高い磁気抵抗変化率が期待できる。

【００２４】強磁性層（第１の強磁性層３、第２の強磁
性層５）には、Ｃｏ、ＣｏＦｅ、Ｆｅ、ＮｉＦｅ等が使
用できる。

【００２５】非磁性層４には、ＣｕやＡｌ₂Ｏ₃等の非磁
性金属層が使用できる。

【００２６】反強磁性層２、６の一方向異方性の反転
は、交換結合している強磁性層３、５の磁化を介して行
われる。すなわち、反強磁性層２、６の一方向異方性の
方向と強磁性層３、５の磁化方向が平行である状態で、
これらの方向と反平行に外部磁界を印加すると、強磁性
層３、５の磁化が反転し、これと交換結合している反強
磁性層２、６の原子の磁気モーメントも反転し、さらに
相互作用によって反強磁性層２、６内の原子の磁気モー
メントが順次反転することにより反強磁性層２、６の一
方向異方性が反転する。

【００２７】本発明における強磁性層３、５の保磁力
は、強磁性層３、５の膜厚、強磁性層３、５と反強磁性
層２、６の間の交換結合力、あるいは反強磁性層２、６
の膜厚によって変化する。特に、強磁性層３、５あるい
は反強磁性層２、６の膜厚を適当に選ぶことにより、容
易に保磁力を調節することが可能である。

【００２８】図２は、強磁性層の膜厚による保磁力の変
化を示すグラフである。この測定に用いたサンプルは、
ガラス基板上に反強磁性層として１０ｎｍ厚のＮｉＯ
層、強磁性層としてＣｏＦｅ層、保護層として１０ｎｍ
厚のＳｉＮ層を順次積層した膜構成である。このグラフ
から分かるように、強磁性層３、５の保磁力は膜厚にほ
ぼ反比例している。

【００２９】図３は、上記膜構成のサンプルにおいて、
強磁性層であるＦｅＣｏ層の膜厚を５ｎｍ一定とし、反
強磁性層であるＮｉＯ層の膜厚を変えた場合の強磁性層
の保磁力の変化を示すグラフである。ＮｉＯ層の膜厚が
厚くなるに従って、強磁性層の保磁力が大きくなり、Ｎ
ｉＯ層の膜厚を変えることによっても強磁性層の保磁力
を調節できることが分かる。ただし、ＮｉＯ層の膜厚が
厚くなると、ＮｉＯ層の一方向異方性が反転せず、磁化
曲線や磁気抵抗曲線において磁界方向のシフトが見られ
る。

【００３０】図４は、この磁界方向のシフト量、すなわ
ち交換結合磁界と反強磁性層であるＮｉＯ膜厚の関係を
示すグラフである。この測定に用いたサンプルの強磁性
層であるＣｏＦｅ層の膜厚は５ｎｍ一定とした。

【００３１】反強磁性層の一方向異方性を反転させるた
めには、反強磁性層内に交換エネルギーを蓄積し得ない
ように反強磁性層の膜厚を選ぶことが必要である。ただ
し、そのような膜厚は、反強磁性層の材料や構造により
異なる。

【００３２】図５は、本発明の磁気抵抗素子における印
加磁界と磁気抵抗変化率の関係を示すグラフ、および、
強磁性層３、５の磁化方向と反強磁性層２、６の一方向
異方性の方向の変化の様子を併せて示し、二つの強磁性
層３、５の内、第１の強磁性層３の磁化ループがシフト
した状態を示す図である。

【００３３】印加磁界ＨがＨ＜Ｈ₃である場合を初期状
態とする。このときの各層２、３、５、６の磁化および
一方向異方性の方向は、図５に示すように、すべて印加
磁界の方向と平行である。この状態から印加磁界をＨ₅
＜Ｈ＜Ｈ₆とすると、第２の強磁性層５の磁化および第
２の反強磁性層６の一方向異方性が反転し、第１の強磁
性層３と第２の強磁性層５の磁化方向が反平行となり抵
抗率が高くなる。

【００３４】第２の強磁性層５の本来の保磁力をＨ
ｃ₂、第２の強磁性層５と第２の反強磁性層６の間に働
く交換結合磁界をＨｅｘ₂、第１の強磁性層３と第２の
強磁性層５の間に働く静磁結合力をＨｓとすると、Ｈ₅
はＨｃ₂＋Ｈｅｘ₂＋Ｈｓで表される。ただし、ここで
は、Ｈｓは第１の強磁性層３の磁化と第２の強磁性層５
の磁化を平行に向けるように働くものとする。

【００３５】さらに、印加磁界を大きくしＨ₆＜Ｈとす
ると、第１の強磁性層３の磁化が反転し、抵抗率は再び
小さくなる。第１の強磁性層３の本来の保磁力をＨ
ｃ₁、第１の強磁性層３と第１の反強磁性層２の間に働
く交換結合磁界をＨｅｘ₁とすると、Ｈ₆はＨｃ₁＋Ｈｅ
ｘ₁−Ｈｓで表される。さらに、印加磁界をＨ₃＜Ｈ＜Ｈ
₄に弱めると第１強磁性層３の磁化と第１反強磁性層２
の一方向異方性が反転し、さらに印加磁界をＨ＜Ｈ₃と
することで初期状態に戻る。Ｈ₄は−Ｈｃ₁＋Ｈｅｘ₁−
Ｈｓで表され、Ｈ₃は第２の強磁性層の磁化と第２の反
強磁性層の一方向異方性が反転する磁界で、−Ｈｃ₂＋
Ｈｅｘ₂＋Ｈｓで表される。

【００３６】図５においては、Ｈ₃＜Ｈ＜Ｈ₄の磁界範囲
で磁化が反平行になる様子を示したが、必ずそうなるわ
けではなく、強磁性層３、５の磁化がどちらも右を向い
た状態から、ある印加磁界において両磁化が一斉に反転
することもある。従って、そのような場合には、Ｈ₃＜
Ｈ＜Ｈ₄の磁界範囲で磁気抵抗変化が現れない。磁化が
一斉に反転するかしないかは、エネルギーバランスによ
って異なる。

【００３７】本発明の磁気抵抗素子をメモリ素子として
応用する場合、第１の強磁性層３を磁化反転させず、第
２の強磁性層５の磁化方向により『０』、『１』のデー
タを記録する。このため、メモリ素子の場合では、図５
において、Ｈ＜Ｈ₃の初期状態からＨ₅で磁気抵抗が上昇
した後、Ｈ₆より小さい磁界で磁界を減少させ、Ｈ₃で再
び初期状態へ戻るループとなる。

【００３８】このとき、第１の強磁性層３と第２の強磁
性層５との間に磁気的相互作用が存在すると、記録に必
要な磁界との絶対値に差が生じる場合がある。しかし、
このような場合においても、第２の反強磁性層６はその
一方向異方性の向きが情報を記録する第２の強磁性層５
の磁化の向きと常に平行であるため、きわめて安定した
状態で磁化が保存される。

【００３９】すなわち本発明においては、強磁性層と反
強磁性層からなる二つ交換結合膜のうち、メモリ層とし
て用いる側の強磁性層の磁化方向と、これに対応する反
強磁性層の一方向異方性の向きとが平行なので、きわめ
て安定した状態で磁化が保存されるのである。ここで、
強磁性層の磁化方向と反強磁性層の一方向異方性の向き
とが平行であるとは、記録、再生、及びその他の通常の
使用条件下において平行を保つことをいう。

【００４０】本発明の磁気抵抗素子は、その用途に特に
限定は無いが、図５に示したような方法で使用する磁気
メモリ素子、特にスピン散乱型やスピントンネル型の磁
気抵抗効果型メモリ素子として非常に有用である。

【００４１】

【実施例】以下、本発明を実施例により更に詳細に説明
する。

【００４２】＜実施例１＞ガラス基板上に第１の反強磁
性層として２０ｎｍ厚のＩｒ₃₀Ｍｎ₇₀層、第１の強磁性
層として１０ｎｍ厚のＣｏ₉₀Ｆｅ₁₀層、２ｎｍ厚のＡｌ
層を順次積層し、その後チャンバー内に酸素ガスを導入
し、Ａｌ層を酸化させ非磁性酸化物層とした。再びチャ
ンバー内を十分に真空引きした後、第２の強磁性層とし
て１０ｎｍ厚のＣｏ₉₀Ｆｅ₁₀層、第２の反強磁性層とし
て３ｎｍ厚のＩｒ₃₀Ｍｎ₇₀層を形成した。

【００４３】また、強磁性層の磁化反転を急峻にするた
めに、各層成膜中に、検出および記録磁界印加方向に平
行に約６ｋＡ／ｍの直流磁界を印加し、面内一軸磁気異
方性を誘起させた。

【００４４】このようにして得たスピントンネル膜を、
フォーカスイオンビーム加工装置によって０.８μｍ角
の大きさに加工した。その後、第１磁性層と第２磁性層
間に電流を流して電圧が測定できるように電極を作成
し、磁気メモリ素子とした。

【００４５】＜実施例２＞ガラス基板上に第１の反強磁
性層として５０ｎｍ厚のＮｉ₅₀Ｏ₅₀層、第１の強磁性層
として２ｎｍ厚のＣｏ₉₀Ｆｅ₁₀層、非磁性層として２.
２ｎｍ厚のＣｕ層、第２の強磁性層として４ｎｍ厚のＣ
ｏ₉₀Ｆｅ₁₀層、第２の反強磁性層として８ｎｍ厚のＮｉ
₅₀Ｏ₅₀層を、真空を破ることなくスパッタリングによっ
て順次積層した。また各層成膜中には、実施例１と同様
にして直流磁界を印加し、面内一軸磁気異方性を誘起さ
せた。このようにして得たスピントンネル膜を用い、実
施例１と同様にして磁気メモリ素子を作成した。

【００４６】＜比較例１＞ガラス基板上に第１の反強磁
性層として４０ｎｍ厚のＭｎ₅₀Ｆｅ₅₀層、第１の強磁性
層として３ｎｍ厚のＣｏ₉₀Ｆｅ₁₀層、非磁性層として５
ｎｍ厚のＣｕ層、第２の強磁性層として３ｎｍ厚のＮｉ
₈₀Ｆｅ₂₀層を、真空を破ることなくスパッタリングによ
って順次積層した。また各層成膜中には、実施例１と同
様にして直流磁界を印加し、面内一軸磁気異方性を誘起
させた。このようにして得たスピントンネル膜を用い、
実施例１と同様にして磁気メモリ素子を作成した。

【００４７】＜比較例２＞ガラス基板上に、第１の反強
磁性層として５０ｎｍ厚のＮｉ₅₀Ｏ₅₀層、第１の強磁性
層として１０ｎｍ厚のＣｏ₉₀Ｆｅ₁₀層、２ｎｍ厚のＡｌ
層を順次積層し、その後チャンバー内に酸素ガスを導入
し、Ａｌ層を酸化させ非磁性酸化物層とした。再びチャ
ンバー内を十分に真空引きした後、第２の強磁性層とし
て１０ｎｍ厚のＮｉ₈₀Ｆｅ₂₀層を形成した。また各層成
膜中には、実施例１と同様にして直流磁界を印加し、面
内一軸磁気異方性を誘起させた。このようにして得たス
ピントンネル膜を用い、実施例１と同様にして磁気メモ
リ素子を作成した。

【００４８】＜比較例３＞ガラス基板上に第１の反強磁
性層として５０ｎｍ厚のＮｉ₅₀Ｏ₅₀層、第１の強磁性層
として２ｎｍ厚のＣｏ₉₀Ｆｅ₁₀層、非磁性層として２.
２ｎｍ厚のＣｕ層、第２の強磁性層として４ｎｍ厚のＣ
ｏ₉₀Ｆｅ₁₀層を真空を破ることなくスパッタリングによ
って順次積層した。また各層成膜中には、実施例１と同
様にして直流磁界を印加し、面内一軸磁気異方性を誘起
させた。このようにして得たスピントンネル膜を用い、
実施例１と同様にして磁気メモリ素子を作成した。

【００４９】実施例１、２および比較例１〜３の磁気メ
モリ素子について、磁化が反平行となる磁界範囲と磁気
抵抗変化率を表１にまとめた。ここで、磁気抵抗変化率
は四端子法によって測定した。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気メモ
リ素子は、強磁性層の保磁力を容易に調整することが可
能であり、磁気メモリ素子のサイズを小さくしても磁化
方向を安定して保持することが可能であり、記録密度の
高い磁気メモリを提供できる。また、強磁性層の間に形
成された非磁性金属層の膜厚を薄くすることが可能であ
り、高い磁気抵抗変化率を有する磁気メモリ素子を得る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気メモリ素子の基本膜構成を例示す
る模式的断面図である。

【図２】強磁性層の膜厚による保磁力の変化を示すグラ
フである。

【図３】反強磁性層の膜厚に対する強磁性層の保磁力の
変化を示すグラフである。

【図４】反強磁性体の膜厚に対する交換結合磁界の変化
を示すグラフである。

【図５】本発明の磁気抵抗素子における印加磁界と磁気
抵抗変化率の関係を示すグラフおよび、強磁性層の磁化
方向と反強磁性層の一方向異方性の方向の変化の様子を
併せて示す図である。

【図６】従来の磁気メモリ素子の基本膜構成を例示する
断面図である。

【図７】従来の磁気メモリ素子の記録後の磁化方向を例
示する図である。

【図８】従来の磁気メモリ素子の検出方法を例示する図
である。

【図９】従来の磁気メモリ素子の記録後の磁化方向を例
示する図である。

【図１０】強磁性層と反強磁性層の交換結合膜の磁化ル
ープを例示する図である。

【図１１】強磁性層と反強磁性層の交換結合膜の磁化ル
ープを例示する図である。

【図１２】従来の磁気メモリ素子の検出方法をを例示す
る図である。

【符号の説明】

１基板２第１の反強磁性層３第１の強磁性層４非磁性層５第２の強磁性層６第２の反強磁性層５１、５３強磁性層５２非磁性層６１メモリ層６２非磁性層６３検出層７１磁化固定層７２非磁性層７３メモリ層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、第１の反強磁性層、第１の
強磁性層、非磁性層、第２の強磁性層、第２の反強磁性
層が順に積層され、該第１の反強磁性層と該第１の強磁
性層および該第２の反強磁性層と該第２の強磁性層がそ
れぞれ交換結合しており、かつ、該第１の強磁性層と該
第１の反強磁性層からなる交換結合膜と、該第２の強磁
性層と該第２の反強磁性層からなる交換結合膜の二つの
うちどちらか一方が、反強磁性層の一方向異方性の向き
と強磁性層の磁化方向とが平行であることを特徴とする
磁気抵抗素子。
【請求項２】請求項１記載の磁気抵抗素子を用いた磁
気メモリ素子であって、反強磁性層の一方向異方性の向
きと強磁性層の磁化方向とが平行である交換結合膜にお
ける該強磁性層をメモリ層とする磁気メモリ素子。