JP2002217471A - 強磁性トンネル接合素子及びその製造方法 - Google Patents
強磁性トンネル接合素子及びその製造方法Info
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- JP2002217471A JP2002217471A JP2001010770A JP2001010770A JP2002217471A JP 2002217471 A JP2002217471 A JP 2002217471A JP 2001010770 A JP2001010770 A JP 2001010770A JP 2001010770 A JP2001010770 A JP 2001010770A JP 2002217471 A JP2002217471 A JP 2002217471A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 強磁性トンネル接合素子及びその製造方法に
関し、強磁性トンネル接合の電流路に簡単な改変を施す
ことで、トンネル抵抗値が低い強磁性トンネル接合素子
を実現しようとする。 【解決手段】 下部強磁性層１Ａ／絶縁層１Ｂ／上部強
磁性層１Ｃからなる積層構造をもつ強磁性トンネル接合
素子に於いて、該強磁性層１Ａ及び１Ｃに挟まれた絶縁
層１Ｄからなるトンネル電流路及び該トンネル電流路に
並列に形成された電流路である並列直流抵抗２を備え
る。
関し、強磁性トンネル接合の電流路に簡単な改変を施す
ことで、トンネル抵抗値が低い強磁性トンネル接合素子
を実現しようとする。 【解決手段】 下部強磁性層１Ａ／絶縁層１Ｂ／上部強
磁性層１Ｃからなる積層構造をもつ強磁性トンネル接合
素子に於いて、該強磁性層１Ａ及び１Ｃに挟まれた絶縁
層１Ｄからなるトンネル電流路及び該トンネル電流路に
並列に形成された電流路である並列直流抵抗２を備え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高密度磁気記録の
読み出しヘッド、磁場感知用のセンサ、磁気メモリなど
として有用な強磁性トンネル接合素子及びその製造方法
に関する。
読み出しヘッド、磁場感知用のセンサ、磁気メモリなど
として有用な強磁性トンネル接合素子及びその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属層／絶縁体層／金属層からなる積層
構造をもつ接合に於いて、絶縁体層が２〜３〔Å〕乃至
２０〜３０〔Å〕程度の薄層である場合、上下両面の金
属層間に電圧を印加すると僅かな電流が流れる。
構造をもつ接合に於いて、絶縁体層が２〜３〔Å〕乃至
２０〜３０〔Å〕程度の薄層である場合、上下両面の金
属層間に電圧を印加すると僅かな電流が流れる。
【０００３】この電流はトンネル電流と呼ばれ、また、
その現象は、トンネル効果と呼ばれていて、量子力学的
に説明される。
その現象は、トンネル効果と呼ばれていて、量子力学的
に説明される。
【０００４】前記積層構造に於いて、上下両面の金属層
を強磁性体に代替し、強磁性層／絶縁層／強磁性層から
なる積層構造をもつ接合を強磁性トンネル接合と呼び、
その積層構造は周知であるから図示しないが、要すれ
ば、「日経エレクトロニクス２０００年６月５日号 第
１６８頁乃至第１７２頁」、を参照されるとよい。
を強磁性体に代替し、強磁性層／絶縁層／強磁性層から
なる積層構造をもつ接合を強磁性トンネル接合と呼び、
その積層構造は周知であるから図示しないが、要すれ
ば、「日経エレクトロニクス２０００年６月５日号 第
１６８頁乃至第１７２頁」、を参照されるとよい。
【０００５】その強磁性トンネル接合に於けるトンネル
電流の大きさは、上下両面の強磁性層に於ける磁化状態
に依存することが知られ、両強磁性層に於ける磁化の方
向が同じ向きである場合に最も大きいトンネル電流が流
れ、そして、前記磁化の方向が反対の向きである場合に
トンネル電流は最も小さくなる。
電流の大きさは、上下両面の強磁性層に於ける磁化状態
に依存することが知られ、両強磁性層に於ける磁化の方
向が同じ向きである場合に最も大きいトンネル電流が流
れ、そして、前記磁化の方向が反対の向きである場合に
トンネル電流は最も小さくなる。
【０００６】この理由は、強磁性体内の伝導電子が分極
していて、電子がこの分極を維持したままトンネルする
ことに起因すると説明され、アップ（ｕｐ）方向に分極
した電子はアップ状態にしかトンネルできず、ダウン
（ｄｏｗｎ）方向に分極した電子はダウン状態にしかト
ンネルできない。
していて、電子がこの分極を維持したままトンネルする
ことに起因すると説明され、アップ（ｕｐ）方向に分極
した電子はアップ状態にしかトンネルできず、ダウン
（ｄｏｗｎ）方向に分極した電子はダウン状態にしかト
ンネルできない。
【０００７】絶縁層を挟んだ両強磁性層の磁化方向が同
じである場合、同じ状態から同じ状態にトンネルできる
為、トンネル確率が高く、大きなトンネル電流が流れる
のであるが、前記磁化方向が逆の場合、アップ電子とダ
ウン電子のトンネル先の状態に空きがなければトンネル
することができず、従って、トンネル確率は低く、トン
ネル電流は小さくなる。
じである場合、同じ状態から同じ状態にトンネルできる
為、トンネル確率が高く、大きなトンネル電流が流れる
のであるが、前記磁化方向が逆の場合、アップ電子とダ
ウン電子のトンネル先の状態に空きがなければトンネル
することができず、従って、トンネル確率は低く、トン
ネル電流は小さくなる。
【０００８】前記磁化方向に依存する現象を抵抗値で表
すと、磁化方向が同じである場合の抵抗をＲp 、反対で
ある場合の抵抗をＲapとした場合、抵抗変化率ＭＲは、 ＭＲ＝（Ｒap−Ｒp ）／Ｒp ×１００〔％〕 の式で表される。
すと、磁化方向が同じである場合の抵抗をＲp 、反対で
ある場合の抵抗をＲapとした場合、抵抗変化率ＭＲは、 ＭＲ＝（Ｒap−Ｒp ）／Ｒp ×１００〔％〕 の式で表される。
【０００９】強磁性層としてＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ等の強磁
性金属を用いた場合、抵抗変化率ＭＲとして２０〔％〕
〜６０〔％〕程度の値が得られる旨が理論的に予測さ
れ、また、実験的にもそれに近い値が得られている。
性金属を用いた場合、抵抗変化率ＭＲとして２０〔％〕
〜６０〔％〕程度の値が得られる旨が理論的に予測さ
れ、また、実験的にもそれに近い値が得られている。
【００１０】この抵抗変化率ＭＲは、従来の異方性磁気
抵抗効果（ＡＭＲ）、或いは、巨大磁気抵抗効果（ＧＭ
Ｒ）と比較して大きいことから、次世代の磁気センサと
して位置付けられ、ハードディスクドライブの読み取り
ヘッド、磁気メモリなどへの応用が期待されている。
抵抗効果（ＡＭＲ）、或いは、巨大磁気抵抗効果（ＧＭ
Ｒ）と比較して大きいことから、次世代の磁気センサと
して位置付けられ、ハードディスクドライブの読み取り
ヘッド、磁気メモリなどへの応用が期待されている。
【００１１】前記したように、強磁性トンネル接合は極
めて大きい抵抗変化を実現することができるのである
が、同時に非常に大きい抵抗値を示す。その理由は、絶
縁層を介して電子がトンネルする確率が非常に小さいこ
とに起因している。
めて大きい抵抗変化を実現することができるのである
が、同時に非常に大きい抵抗値を示す。その理由は、絶
縁層を介して電子がトンネルする確率が非常に小さいこ
とに起因している。
【００１２】このような強磁性トンネル接合を磁気セン
サとして用いた場合、抵抗値が大きいことに依ってノイ
ズが大きくなり、良好なＳＮを得ることができない。ま
た、磁気ヘッドのように高い周波数の信号を扱う場合に
は、抵抗と浮遊容量とがロー・パス・フィルタを構成し
て信号の転送に障害を与えることがある。
サとして用いた場合、抵抗値が大きいことに依ってノイ
ズが大きくなり、良好なＳＮを得ることができない。ま
た、磁気ヘッドのように高い周波数の信号を扱う場合に
は、抵抗と浮遊容量とがロー・パス・フィルタを構成し
て信号の転送に障害を与えることがある。
【００１３】従って、抵抗値が低い強磁性トンネル接合
を実現することは重要であり、その抵抗値を低くするに
は、絶縁障壁を小さくすれば良いのであるが、然しなが
ら、絶縁層を薄くすると、絶縁層に依る下部磁性層のカ
バレッジが悪くなり、上部磁性層と下部磁性層との間で
短絡を生ずる。
を実現することは重要であり、その抵抗値を低くするに
は、絶縁障壁を小さくすれば良いのであるが、然しなが
ら、絶縁層を薄くすると、絶縁層に依る下部磁性層のカ
バレッジが悪くなり、上部磁性層と下部磁性層との間で
短絡を生ずる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、強磁性トン
ネル接合の電流路に簡単な改変を施すことで、トンネル
抵抗値が低い強磁性トンネル接合素子を実現しようとす
る。
ネル接合の電流路に簡単な改変を施すことで、トンネル
抵抗値が低い強磁性トンネル接合素子を実現しようとす
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明では、強磁性層／
絶縁層／強磁性層からなる積層構造をもつ強磁性トンネ
ル接合と並列に電流パスを付加して綜合的に抵抗値を低
減させることが基本になっている。
絶縁層／強磁性層からなる積層構造をもつ強磁性トンネ
ル接合と並列に電流パスを付加して綜合的に抵抗値を低
減させることが基本になっている。
【００１６】具体的には強磁性トンネル接合に外部回路
を並設するか、或いは、強磁性トンネル接合に於ける絶
縁層に故意にピンホールを形成する。
を並設するか、或いは、強磁性トンネル接合に於ける絶
縁層に故意にピンホールを形成する。
【００１７】前記手段を採ることに依り、強磁性トンネ
ル接合素子の抵抗値を実質的に低減させることが可能と
なり、従って、ノイズは低減されて良好なＳＮを実現す
ることができ、また、高周波信号の転送速度を充分に高
く維持することができ、更にまた、ピンホール部分に巨
大磁気抵抗効果を生成させることもできるので抵抗変化
自体の減少は小さい。
ル接合素子の抵抗値を実質的に低減させることが可能と
なり、従って、ノイズは低減されて良好なＳＮを実現す
ることができ、また、高周波信号の転送速度を充分に高
く維持することができ、更にまた、ピンホール部分に巨
大磁気抵抗効果を生成させることもできるので抵抗変化
自体の減少は小さい。
【００１８】
【発明の実施の形態】実施の形態１ 図１は本発明に依る強磁性トンネル接合素子を表す要部
説明図であり、図に於いて、１は強磁性トンネル接合、
２は並列直流抵抗をそれぞれ示している。
説明図であり、図に於いて、１は強磁性トンネル接合、
２は並列直流抵抗をそれぞれ示している。
【００１９】強磁性トンネル接合１は下部強磁性層１
Ａ、絶縁層１Ｂ、上部強磁性層１Ｃで構成され、また、
並列直流抵抗２は可変抵抗になっている。
Ａ、絶縁層１Ｂ、上部強磁性層１Ｃで構成され、また、
並列直流抵抗２は可変抵抗になっている。
【００２０】図示の強磁性トンネル接合素子に於ける素
子抵抗Ｒは、強磁性トンネル接合１のトンネル抵抗をＲ
t 、並列直流抵抗２の抵抗をＲP として、 Ｒ＝Ｒt ×ＲP ／（Ｒt ＋ＲP ） で与えられるので、抵抗ＲP を接続することで強磁性ト
ンネル接合素子の抵抗値は低減される。
子抵抗Ｒは、強磁性トンネル接合１のトンネル抵抗をＲ
t 、並列直流抵抗２の抵抗をＲP として、 Ｒ＝Ｒt ×ＲP ／（Ｒt ＋ＲP ） で与えられるので、抵抗ＲP を接続することで強磁性ト
ンネル接合素子の抵抗値は低減される。
【００２１】強磁性トンネル接合１に於けるトンネル抵
抗の値は、絶縁層１Ｂの特性に依って決まり、その厚さ
が１原子層程度変化しただけでも大きな影響を受けるの
で、並列直流抵抗２を可変にすることで、トンネル抵抗
値のばらつきを補正することが可能である。
抗の値は、絶縁層１Ｂの特性に依って決まり、その厚さ
が１原子層程度変化しただけでも大きな影響を受けるの
で、並列直流抵抗２を可変にすることで、トンネル抵抗
値のばらつきを補正することが可能である。
【００２２】実施の形態１の強磁性トンネル接合素子に
於けるノイズについて考察すると、強磁性トンネル接合
１に於いては、熱雑音であるジョンソン・ノイズ及び量
子雑音であるショット・ノイズが存在し、その大きさ
は、 ジョンソン・ノイズ：ｖ2 ＝４ｋB ＴＲＢ ｋB ：ボルツマン定数 Ｔ：温度 Ｒ：強磁性トンネル接合素子の抵抗 Ｂ：周波数帯域（バンド幅） ショット・ノイズ：ｖ2 ＝２ｅＲＶＢ Ｖ：強磁性トンネル接合に加わる電圧 で表される。
於けるノイズについて考察すると、強磁性トンネル接合
１に於いては、熱雑音であるジョンソン・ノイズ及び量
子雑音であるショット・ノイズが存在し、その大きさ
は、 ジョンソン・ノイズ：ｖ2 ＝４ｋB ＴＲＢ ｋB ：ボルツマン定数 Ｔ：温度 Ｒ：強磁性トンネル接合素子の抵抗 Ｂ：周波数帯域（バンド幅） ショット・ノイズ：ｖ2 ＝２ｅＲＶＢ Ｖ：強磁性トンネル接合に加わる電圧 で表される。
【００２３】並列直流抵抗２に於いては、熱雑音である
ジョンソン・ノイズのみである為、強磁性トンネル接合
素子全体から見たノイズは、強磁性トンネル接合１のみ
の場合に比較して小さくなる。
ジョンソン・ノイズのみである為、強磁性トンネル接合
素子全体から見たノイズは、強磁性トンネル接合１のみ
の場合に比較して小さくなる。
【００２４】次に、転送速度について考察すると、強磁
性トンネル接合素子から伝送路を介して信号が伝わる場
合、そこには必ず浮遊容量が存在し、磁気ヘッドの場
合、浮遊容量は１〔ｐＦ〕〜１０〔ｐＦ〕程度と考えら
れる。
性トンネル接合素子から伝送路を介して信号が伝わる場
合、そこには必ず浮遊容量が存在し、磁気ヘッドの場
合、浮遊容量は１〔ｐＦ〕〜１０〔ｐＦ〕程度と考えら
れる。
【００２５】強磁性トンネル接合素子に於ける素子抵抗
Ｒ及び浮遊容量Ｃの関係から、この伝送路のカット・オ
フ周波数ｆは、 ｆ＝１／２πＲＣ で与えられ、素子抵抗Ｒが例えば１００〔Ω〕〜２００
〔Ω〕、そして、浮遊容量が例えば５〔ｐＦ〕であれ
ば、カット・オフ周波数は３２０〔ＭＨｚ〕〜１６０
〔ＭＨｚ〕程度となる為、ハード・ディスクのように高
速転送を必要とする場合には、浮遊容量Ｃ或いは素子抵
抗Ｒを低減させることが重要であり、本発明の場合は、
素子抵抗Ｒを小さくすることができるので、転送速度を
大きくすることができる。
Ｒ及び浮遊容量Ｃの関係から、この伝送路のカット・オ
フ周波数ｆは、 ｆ＝１／２πＲＣ で与えられ、素子抵抗Ｒが例えば１００〔Ω〕〜２００
〔Ω〕、そして、浮遊容量が例えば５〔ｐＦ〕であれ
ば、カット・オフ周波数は３２０〔ＭＨｚ〕〜１６０
〔ＭＨｚ〕程度となる為、ハード・ディスクのように高
速転送を必要とする場合には、浮遊容量Ｃ或いは素子抵
抗Ｒを低減させることが重要であり、本発明の場合は、
素子抵抗Ｒを小さくすることができるので、転送速度を
大きくすることができる。
【００２６】実施の形態２ 図２は実施の形態２である強磁性トンネル接合素子を表
す要部切断側面図であり、図１に於いて用いた記号と同
記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとし、
１Ｄは非磁性導電層からなるピンホールを示している。
す要部切断側面図であり、図１に於いて用いた記号と同
記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとし、
１Ｄは非磁性導電層からなるピンホールを示している。
【００２７】実施の形態２では、絶縁層１Ｂに意図的に
ピンホール１Ｄを生成させ、実施の形態１に於ける並列
直流抵抗２と同等の役割を果たすようにしているもので
あるが、前記したように、ピンホール１Ｄの実態は非磁
性導電層であって、実際の針孔ではなく、下部強磁性層
１Ａ及び上部強磁性層１Ｃは非磁性導電層に依って磁気
的には切り離されているので、下部強磁性層１Ａ及び上
部強磁性層１Ｃの磁気特性が干渉することはない。
ピンホール１Ｄを生成させ、実施の形態１に於ける並列
直流抵抗２と同等の役割を果たすようにしているもので
あるが、前記したように、ピンホール１Ｄの実態は非磁
性導電層であって、実際の針孔ではなく、下部強磁性層
１Ａ及び上部強磁性層１Ｃは非磁性導電層に依って磁気
的には切り離されているので、下部強磁性層１Ａ及び上
部強磁性層１Ｃの磁気特性が干渉することはない。
【００２８】実施の形態２に於ける絶縁層１Ｂの構造
は、絶縁材料に導電材料を混入することで実現すること
ができ、例えば、酸化アルミニウムとＣｕを混合して作
製したターゲットを用いるスパッタリング法を適用して
絶縁層１Ｂを成膜することで実現される。
は、絶縁材料に導電材料を混入することで実現すること
ができ、例えば、酸化アルミニウムとＣｕを混合して作
製したターゲットを用いるスパッタリング法を適用して
絶縁層１Ｂを成膜することで実現される。
【００２９】この場合、材料として酸化アルミニウムと
Ｃｕに限られることなく、ピンホール材料（導電性材
料）としてはＡｕ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ａｇなどの遷移金属
を、そして、絶縁材料としては、Ｈｆ、Ｔａなどをそれ
ぞれ用いて良い。
Ｃｕに限られることなく、ピンホール材料（導電性材
料）としてはＡｕ、Ｒｕ、Ｐｔ、Ａｇなどの遷移金属
を、そして、絶縁材料としては、Ｈｆ、Ｔａなどをそれ
ぞれ用いて良い。
【００３０】実施の形態３ Ａｌのように酸化したときに絶縁化する材料、及び、Ｃ
ｕのように酸化しても導電性を示す材料の混合物をター
ゲットとしてスパッタリング法を適用することに依って
前記混合物層を成膜し、次いで、酸化性雰囲気中に於い
て混合物層を表面酸化してピンホール１Ｄを含んだ絶縁
層１Ｂを生成させる。
ｕのように酸化しても導電性を示す材料の混合物をター
ゲットとしてスパッタリング法を適用することに依って
前記混合物層を成膜し、次いで、酸化性雰囲気中に於い
て混合物層を表面酸化してピンホール１Ｄを含んだ絶縁
層１Ｂを生成させる。
【００３１】前記酸化の手段としては、酸素中で自然酸
化させたり、酸素プラズマで酸化させるなどの方法を採
ることができ、必要に応じて適切な手段を選択すれば良
く、また、この場合も酸化することで絶縁化する材料と
してＡｌの他にＨｆ、Ｔａなどを用いることができ、ま
た、導電性を示す材料としてＣｕの他にＡｕ、Ｒｕ、Ｐ
ｔ、Ａｇを用いることができる。
化させたり、酸素プラズマで酸化させるなどの方法を採
ることができ、必要に応じて適切な手段を選択すれば良
く、また、この場合も酸化することで絶縁化する材料と
してＡｌの他にＨｆ、Ｔａなどを用いることができ、ま
た、導電性を示す材料としてＣｕの他にＡｕ、Ｒｕ、Ｐ
ｔ、Ａｇを用いることができる。
【００３２】実施の形態４ 通常、ピンホール１Ｄは下部強磁性層１Ａ及び上部強磁
性層１Ｃの磁化方向に依存することなく一定の抵抗値を
もつ為、強磁性トンネル効果に依る抵抗変化は全体とし
て見た場合には小さくなってしまう。
性層１Ｃの磁化方向に依存することなく一定の抵抗値を
もつ為、強磁性トンネル効果に依る抵抗変化は全体とし
て見た場合には小さくなってしまう。
【００３３】然しながら、実施の形態２及び３に於い
て、導電性材料に特にＣｕ或いはＡｕなど、いわゆる巨
大磁気抵抗効果（ｇｉａｎｔ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉ
ｓｔａｎｃｅ：ＧＭＲ）を示す材料を用いることで、ピ
ンホール１Ｄの部分でも抵抗変化を発生させることがで
きる。
て、導電性材料に特にＣｕ或いはＡｕなど、いわゆる巨
大磁気抵抗効果（ｇｉａｎｔ ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉ
ｓｔａｎｃｅ：ＧＭＲ）を示す材料を用いることで、ピ
ンホール１Ｄの部分でも抵抗変化を発生させることがで
きる。
【００３４】その場合、電流が垂直方向に流れる、いわ
ゆるＣＰＰ（ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌ
ａｒ ｔｏ ｔｈｅ ｐｌａｎｅ）モードによるＧＭＲ
であることから、面内の抵抗変化はより大きく、１０
〔％〕以上の変化を得ることができ、従って、ピンホー
ル１Ｄをもつにも拘わらず、抵抗変化が大きい素子を実
現することができる。
ゆるＣＰＰ（ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌ
ａｒ ｔｏ ｔｈｅ ｐｌａｎｅ）モードによるＧＭＲ
であることから、面内の抵抗変化はより大きく、１０
〔％〕以上の変化を得ることができ、従って、ピンホー
ル１Ｄをもつにも拘わらず、抵抗変化が大きい素子を実
現することができる。
【００３５】（付記１）強磁性層／絶縁層／強磁性層か
らなる積層構造をもつ強磁性トンネル接合素子に於い
て、該強磁性層に挟まれた該絶縁層からなるトンネル電
流路及び該トンネル電流路に並列に形成された電流路を
備えてなることを特徴とする強磁性トンネル接合素子。
らなる積層構造をもつ強磁性トンネル接合素子に於い
て、該強磁性層に挟まれた該絶縁層からなるトンネル電
流路及び該トンネル電流路に並列に形成された電流路を
備えてなることを特徴とする強磁性トンネル接合素子。
【００３６】（付記２）前記絶縁層からなるトンネル電
流路に並列に形成された電流路が直流抵抗を含む回路で
あることを特徴とする（付記１）記載の強磁性トンネル
接合素子。
流路に並列に形成された電流路が直流抵抗を含む回路で
あることを特徴とする（付記１）記載の強磁性トンネル
接合素子。
【００３７】（付記３）前記絶縁層からなるトンネル電
流路の抵抗と前記直流抵抗との抵抗比が可変であること
を特徴とする（付記１）或いは（付記２）記載の強磁性
トンネル接合素子。
流路の抵抗と前記直流抵抗との抵抗比が可変であること
を特徴とする（付記１）或いは（付記２）記載の強磁性
トンネル接合素子。
【００３８】（付記４）前記絶縁層からなるトンネル電
流路に並列に形成された電流路が前記絶縁層に形成され
たピンホールであることを特徴とする（付記１）記載の
強磁性トンネル接合素子。
流路に並列に形成された電流路が前記絶縁層に形成され
たピンホールであることを特徴とする（付記１）記載の
強磁性トンネル接合素子。
【００３９】（付記５）前記絶縁層に非磁性導電材料か
らなるピンホールが分布してなることを特徴とする（付
記４）記載の強磁性トンネル接合素子。
らなるピンホールが分布してなることを特徴とする（付
記４）記載の強磁性トンネル接合素子。
【００４０】（付記６）非磁性導電材料が巨大磁気抵抗
効果を生成する材料であることを特徴とする（付記５）
記載の強磁性トンネル接合素子。
効果を生成する材料であることを特徴とする（付記５）
記載の強磁性トンネル接合素子。
【００４１】（付記７）酸化することで絶縁物となる材
料及び酸化しても導電性を失わない材料の混合物からな
る層を下部強磁性層上に成膜する工程と、該混合物から
なる層を酸化処理して該導電材料からなるピンホールを
含む絶縁層に変換する工程とが含まれてなることを特徴
とする強磁性トンネル接合素子の製造方法。
料及び酸化しても導電性を失わない材料の混合物からな
る層を下部強磁性層上に成膜する工程と、該混合物から
なる層を酸化処理して該導電材料からなるピンホールを
含む絶縁層に変換する工程とが含まれてなることを特徴
とする強磁性トンネル接合素子の製造方法。
【００４２】（付記８）酸化することに依って絶縁物と
なる材料と容易に酸化しない導電性材料との混合物から
なる層を下部強磁性層上に成膜する工程と、該混合物か
らなる層を酸化処理して該導電材料からなるピンホール
を含む絶縁層に変換する工程とが含まれてなることを特
徴とする強磁性トンネル接合素子の製造方法。
なる材料と容易に酸化しない導電性材料との混合物から
なる層を下部強磁性層上に成膜する工程と、該混合物か
らなる層を酸化処理して該導電材料からなるピンホール
を含む絶縁層に変換する工程とが含まれてなることを特
徴とする強磁性トンネル接合素子の製造方法。
【００４３】
【発明の効果】本発明に依る強磁性トンネル接合素子及
びその製造方法に於いては、強磁性層（例えば下部強磁
性層１Ａ）／絶縁層（例えば絶縁層１Ｂ）／強磁性層
（例えば上部強磁性層１Ｃ）からなる積層構造をもつ強
磁性トンネル接合素子に於いて、該強磁性層に挟まれた
該絶縁層からなるトンネル電流路及び該トンネル電流路
に並列に形成された電流路（例えば並列直流抵抗２、或
いは、ピンホール１Ｄ）を備える。
びその製造方法に於いては、強磁性層（例えば下部強磁
性層１Ａ）／絶縁層（例えば絶縁層１Ｂ）／強磁性層
（例えば上部強磁性層１Ｃ）からなる積層構造をもつ強
磁性トンネル接合素子に於いて、該強磁性層に挟まれた
該絶縁層からなるトンネル電流路及び該トンネル電流路
に並列に形成された電流路（例えば並列直流抵抗２、或
いは、ピンホール１Ｄ）を備える。
【００４４】前記構成を採ることに依り、強磁性トンネ
ル接合素子の抵抗値を実質的に低減させることが可能と
なり、従って、ノイズは低減されて良好なＳＮを実現す
ることができ、また、高周波信号の転送速度を充分に高
く維持することができ、更にまた、ピンホール部分に巨
大磁気抵抗効果を生成させることもできるので抵抗変化
自体の減少は小さい。
ル接合素子の抵抗値を実質的に低減させることが可能と
なり、従って、ノイズは低減されて良好なＳＮを実現す
ることができ、また、高周波信号の転送速度を充分に高
く維持することができ、更にまた、ピンホール部分に巨
大磁気抵抗効果を生成させることもできるので抵抗変化
自体の減少は小さい。
【図１】強磁性トンネル接合素子を表す要部説明図であ
る。
る。
【図２】実施の形態２である強磁性トンネル接合素子を
表す要部切断側面図である。
表す要部切断側面図である。
１ 強磁性トンネル接合 １Ａ 下部強磁性層 １Ｂ 絶縁層 １Ｃ 上部強磁性層 １Ｄ ピンホール ２ 並列直流抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 和雄 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2G017 AA01 AB07 AD54 AD65 BA10 5D034 BA03 BA15 DA07 5F083 FZ10
Claims (5)
- 【請求項１】強磁性層／絶縁層／強磁性層からなる積層
構造をもつ強磁性トンネル接合素子に於いて、 該強磁性層に挟まれた該絶縁層からなるトンネル電流路
及び該トンネル電流路に並列に形成された電流路を備え
てなることを特徴とする強磁性トンネル接合素子。 - 【請求項２】前記絶縁層からなるトンネル電流路に並列
に形成された電流路が直流抵抗を含む回路であることを
特徴とする請求項１記載の強磁性トンネル接合素子。 - 【請求項３】前記絶縁層からなるトンネル電流路の抵抗
と前記直流抵抗との抵抗比が可変であることを特徴とす
る請求項１或いは２記載の強磁性トンネル接合素子。 - 【請求項４】前記絶縁層からなるトンネル電流路に並列
に形成された電流路が前記絶縁層に形成されたピンホー
ルであることを特徴とする請求項１記載の強磁性トンネ
ル接合素子。 - 【請求項５】酸化することで絶縁物となる材料及び酸化
しても導電性を失わない材料の混合物からなる層を下部
強磁性層上に成膜する工程と、 該混合物からなる層を酸化処理して該導電材料からなる
ピンホールを含む絶縁層に変換する工程とが含まれてな
ることを特徴とする強磁性トンネル接合素子の製造方
法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2001010770A JP2002217471A (ja) | 2001-01-18 | 2001-01-18 | 強磁性トンネル接合素子及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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ID=18878027
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002217471A (ja) |
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-
2001
- 2001-01-18 JP JP2001010770A patent/JP2002217471A/ja active Pending
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