JP2003110164A - 磁気抵抗効果素子、磁気メモリ及び磁気ヘッド - Google Patents

磁気抵抗効果素子、磁気メモリ及び磁気ヘッド

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小な磁気検出素子や磁気メモリセルなどに
おいて磁場検出あるいはセルに情報を書き込む際に必要
なスイッチング磁場を低減することができる磁気抵抗効
果素子を提供することを目的とする。 【解決手段】 磁性積層膜（１）と、強磁性体膜（３）
と、前記磁性積層膜と前記強磁性体膜との間に設けられ
た絶縁膜（２）と、を備え、前記絶縁膜をトンネルして
前記磁性積層膜と前記強磁性体膜との間に電流が流れる
トンネル接合型の磁気抵抗効果素子であって、前記磁性
積層膜は、第１の強磁性体層（１Ａ）と、第２の強磁性
体層（１Ｃ）と、これら第１及び第２の強磁性体層の間
に挿入された反強磁性体層（１Ｂ）と、を有する磁気抵
抗効果素子を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果素
子、磁気メモリ及び磁気ヘッドに関し、より詳細には、
強磁性トンネル接合型の構造を有し、素子サイズを微細
化しても外部磁場に対して高感度を維持できる磁気抵抗
効果素子、磁気メモリ及び磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗効果素子は、磁気ヘッドなどの
磁気検出素子や、磁気メモリなどの広範な応用分野にお
いて実用化が期待されている。
【０００３】例えば、固体磁気記憶メモリとして、巨大
磁気抵抗効果（Giant Magneto-Resistance Effect）を
示す磁気素子を用いた磁気ランダムアクセスメモリの提
案が行われており、特に、磁気素子として「強磁性トン
ネル接合」を用いた磁気メモリに注目が集まっている。
【０００４】強磁性トンネル接合は、主に、（第１の強
磁性層）／（絶縁膜）／ （第２の強磁性層）という３
層膜で構成され、絶縁膜をトンネルして電流が流れる。
この場合、接合抵抗値は、第１及び第２の強磁性層の磁
化の相対角の余弦に比例して変化する。したがって、抵
抗値は、第１及び第２の強磁性層の磁化が平行のときに
極小値、反平行のときに極大値をとる。これは、トンネ
ル磁気抵抗（Tunneling Magneto-Resistance effect：
ＴＭＲ）効果と呼ばれている。例えば、文献（Appl. Ph
ys. Lett., Vol.77、 p.283 (2000)）では、ＴＭＲ効果
による抵抗値変化は室温において ４９。７％にもなる
ことが報告されている。
【０００５】強磁性トンネル接合をメモリセルとして含
む磁気メモリ素子においては、強磁性層のひとつの磁化
を固定して「基準層」とし、他の強磁性層を「記憶層」
とする。このセルにおいて、基準層と記憶層の磁化の配
置が平行または反平行に対して２進情報「０」、「１」
を対応づけることにより、情報を記憶させることができ
る。
【０００６】記録情報の書き込みは、このセルに対して
別に設けた書き込み配線に電流を流して発生する磁場に
より記憶層の磁化を反転させる。また、読み出しは、強
磁性トンネル接合に電流を流し、ＴＭＲ効果による抵抗
変化を検出することにより行われる。磁気メモリは、こ
のようなメモリセルを多数配置することで大容量のメモ
リとして構成される。
【０００７】実際の構成については、任意のひとつのセ
ルを選択できるように、例えばＤＲＡＭ（Dynamic Rand
om Access Memory）同様に各セルに対しスイッチングト
ランジスタを配置し、周辺回路を組み込んで構成され
る。また、ワード線とビット線が交差する位置にダイオ
ードとあわせて強磁性トンネル接合を組み込む方式も提
案されている（米国特許第５、６４０、３４３号、同第
５、６５０、９５８号）。
【０００８】さて、強磁性トンネル接合をメモリセルと
して用いる磁気メモリの高集積化を考えると、メモリセ
ルの大きさは小さくなり、セルを構成する強磁性体の大
きさも必然的に小さくなる。同様の事情は、磁気記録シ
ステムにおいて、記録密度を上げて記録ビットサイズが
縮小される場合にも生ずる。
【０００９】一般に、強磁性体が小さくなると、その保
磁力は大きくなる。保磁力の大きさは磁化を反転するた
めに必要なスイッチング磁場の大きさの目安となるの
で、その増大はスイッチング磁場の増大を意味する。よ
って、ビット情報を書き込む際には、より大きな電流を
書き込み配線に流さなければならなくなり、消費電力の
増加、配線寿命の短命化など、好ましくない結果をもた
らす。従って、磁気メモリのメモリセルに用いられる強
磁性体の保磁力を低減することは高集積化磁気メモリの
実用化において重要な課題である。
【００１０】この課題を解決するために、「記憶層」と
して、少なくとも２つの強磁性層を含み、それらの間に
介在する非磁性層からなる多層膜を用い、さらに、これ
ら強磁性層の間に反強磁性結合を含むものを用いること
が提案されている（特開平９−２５１６２号公報、特願
平１１−２６３７４１号公報、米国特許第５、９５３、
２４８号）。
【００１１】この場合、「記憶層」に含まれる２つの強
磁性層は、その磁気モーメントまたは厚さが異なってお
り、反強磁性的結合により磁化が逆方向を向いている。
このため、実効的に互いに磁化が相殺し、記憶層全体と
しては、磁化容易軸方向に小さな磁化を持った強磁性体
と同等と考えることができる。この記憶層のもつ磁化容
易軸方向の小さな磁化の向きとは逆向きに磁場を印加す
ると、各強磁性層の磁化は、反強磁性結合を保ったまま
反転する。このため、磁力線が閉じていることから反磁
場の影響が小さく、記録層のスイッチング磁場は、各強
磁性層の保磁力により決まるため、小さなスイッチング
磁場で磁化の反転が可能になる。
【００１２】なお、磁性層の間に層間結合がない場合
（Ｊ＝０）には、磁性層からの洩れ磁場による静磁結合
による相互作用が存在するが、この場合については、上
記の結合がある場合と同様に、スイッチング磁場が低減
することが知られている（第２４回日本応用磁気学会学
術講演会１２ａＢ−３、１２ａＢ−７、第２４回日本応
用磁気学会学術講演概要集ｐ。２６、２７）。
【００１３】しかし、磁性層間の層間結合がなく、静磁
結合のみが存在する場合には、前記に記載した磁化のつ
くる磁気的構造が不安定であり、また、ヒステリシス曲
線または磁気抵抗曲線における角型比が小さく、大きな
磁気抵抗比を得ることが困難であり、磁気抵抗効果素子
として用いるのは好ましくない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
「記録層」の磁化を反転するために必要なスイッチング
磁場を低減することは、高密度磁気記録システムや磁気
メモリの実現において必要不可欠な要素であり、非磁性
金属層を介した反強磁性結合を含む多層膜を用いること
が提案されている。
【００１５】しかしながら、高密度磁気記録システムや
高集積化磁気メモリに用いられるような小さな磁気抵抗
効果素子が有する微小な強磁性体においては、例えばそ
の短軸の幅が数ミクロンからサブミクロン程度になる
と、磁化領域の端部においては「反磁場」の影響によ
り、磁性体の中央部分の磁気的構造とは異なる磁気的構
造が生じることが知られている。このような端部の磁気
的構造は、「エッジドメイン」と呼ばれている（例え
ば、J. App. Phys., 81, p.5471 (1997) 参照）。
【００１６】図１５は、このようなエッジドメインを有
する磁気構造を例示する模式図である。同図（ａ）及び
（ｂ）に表したいずれの磁気構造においても、磁化領域
の中央部分においては磁気異方性にしたがった方向に磁
化Ｍ１が生じるが、両端部においては、中央部分と異な
る方向に磁化Ｍ２〜Ｍ５が生じる。ここで、図１５
（ａ）に例示したような磁区構造を「Ｓ型構造」、図１
５（ｂ）に例示したような磁区構造を「Ｃ型構造」と称
する。
【００１７】高密度磁気記録システムや高集積化磁気メ
モリのセルに用いられるような微小な磁性体において
は、その端部に生ずるエッジドメインの影響が大きく、
磁化反転における磁気的構造パターンの変化が複雑にな
る。その結果、保磁力が大きくなり、またスイッチング
磁場が増大するという問題がある。
【００１８】このような複雑な磁気的構造の変化が生じ
ることをできるだけ防ぐ方法として、エッジドメインを
固定することが考えられている（米国特許第５、７４
８、５２４、特開２０００−１００１５３号公報）。こ
れにより、磁化反転の際の挙動が制御できるが、実質的
にスイッチング磁場の低減ははかれない。また、エッジ
ドメインを固定するために、別の構造を付加する必要が
あり、高密度化には適さない。
【００１９】本発明は、かかる課題の認識に基づいてな
されたものであり、その目的は、あらたに構造を付加す
ることなく、上述の如き微小な磁気検出素子や磁気メモ
リセルなどにおいて安定な磁気的構造をもつ磁気抵抗効
果素子を提供することにより、磁場検出あるいはセルに
情報を書き込む際に必要なスイッチング磁場を低減する
ことができる磁気抵抗効果素子を提供することにある。
【００２０】さらに本発明は、そのような磁気抵抗効果
素子を用いたランダムアクセス可能な非破壊磁気メモリ
や磁気ヘッドを提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明においては、強磁性トンネル接合型の磁気抵
抗効果素子の磁化自由層あるいは記憶層として用いる強
磁性層について、強磁性体層と反強磁性体層とを含む積
層膜とする。そして、反強磁性体層と隣接するかまたは
非磁性金属層を介して最近接に置かれた強磁性体層との
間に交換結合により相互作用させることにより、スイッ
チング磁場の小さな磁気抵抗効果素子を提供する。
【００２１】このような磁性積層膜の構造としては、強
磁性体層／反強磁性体層／強磁性体層、または、強磁性
体層／非磁性金属層／反強磁性体層／非磁性金属層／強
磁性体層という積層構造がある。強磁性体層／反強磁性
体層／強磁性体層という構造の場合には、反強磁性体層
と強磁性体層との間の交換結合の大きさを制御するため
に、弱い反強磁性体を用いるとよい。
【００２２】また、強磁性体層／非磁性金属層／反強磁
性体層／非磁性金属層／強磁性体層という構造の場合に
は、反強磁性体層と強磁性体層との間におかれた非磁性
金属層の厚さを適当に設定することによって交換結合を
制御できる。
【００２３】すなわち、本発明の第１の磁気抵抗効果素
子は、磁性積層膜と、強磁性体膜と、前記磁性積層膜と
前記強磁性体膜との間に設けられた絶縁膜と、を備え、
前記絶縁膜をトンネルして前記磁性積層膜と前記強磁性
体膜との間に電流が流れるトンネル接合型の磁気抵抗効
果素子であって、前記磁性積層膜は、第１の強磁性体層
と、第２の強磁性体層と、これら第１及び第２の強磁性
体層の間に挿入された反強磁性体層と、を有することを
特徴とする。
【００２４】また、本発明の第２の磁気抵抗効果素子
は、磁性積層膜と、強磁性体膜と、前記磁性積層膜と前
記強磁性体膜との間に設けられた絶縁膜と、を備え、前
記絶縁膜をトンネルして前記磁性積層膜と前記強磁性体
膜との間に電流が流れるトンネル接合型の磁気抵抗効果
素子であって、前記磁性積層膜は、第１の強磁性体層
と、第１の非磁性金属層と、反強磁性体層と、第２の非
磁性金属層と、第２の強磁性体層と、をこの順に積層し
てなることを特徴とする。
【００２５】この第２の磁気抵抗効果素子においては、
前記非磁性金属層の層厚は、０．１ｎｍ以上で１０ｎｍ
以下であるものとすると、強磁性体層と反強磁性体層と
の交換結合を適度に緩和することができる。
【００２６】すなわち、非磁性金属層の層厚がこれより
も厚くなると交換結合が抑制されるが、逆に層厚がこれ
よりも薄くなると交換結合を緩和する作用が不十分とな
る。
【００２７】また、第１及び第２の磁気抵抗効果素子に
おいて、前記第１及び第２の強磁性体層と前記反強磁性
体層との間に作用する交換結合の大きさは、１０００エ
ルステッド以下であるものとすれば、磁性積層膜全体と
しての保持力を低く維持できる。
【００２８】また、前記反強磁性体層は、イリジウム・
マンガン（ＩｒＭｎ）、白金マンガン（ＰｔＭｎ）、鉄
マンガン（ＦｅＭｎ）、ルテニウム・マンガン（ＲｕＭ
ｎ）、ニッケル・マンガン（ＮｉＭｎ）及びパラジウム
白金マンガン（ＰｄＰｔＭｎ）よりなる群から選択され
たいずれかの合金からなり、前記反強磁性体層の層厚
は、０．１ｎｍ以上で５０ｎｍ以下であるものとすれ
ば、適度な交換結合が得られ、保持力を下げることがで
きる。
【００２９】また、上記した本発明の磁気抵抗効果にお
いて、端部の幅が中央部の幅よりも広い形状を有するも
のすると、端部における「エッジドメイン」を安定化す
ることができ、結果としてスイッチング磁場をさらに小
さくすることができる。
【００３０】一方、本発明の磁気メモリは、上記のいず
れかの磁気抵抗効果素子を備え、前記磁気抵抗効果素子
の前記強磁性体膜の磁化方向は固定され、前記磁性積層
膜の全体としての磁化方向は書き換え可能とされたこと
を特徴とする。
【００３１】上記構成によれば、素子を微細化しても書
き込みが確実且つ容易に行えるので従来よりも大幅に高
密度の集積型の磁気メモリを実現できる。
【００３２】または、本発明の磁気メモリは、請求項１
〜５のいずれか１つに記載の磁気抵抗効果素子と、前記
磁気抵抗効果素子に電流を供給する電流配線と、前記磁
気抵抗効果素子に対する前記電流の供給を制御するスイ
ッチング素子と、を備え、前記磁気抵抗効果素子の前記
強磁性体膜の磁化方向はを固定され、前記磁性積層膜の
全体としての磁化方向は、前記電流配線に電流を供給す
ることにより生ずる磁場によって書き換え可能とされた
ことを特徴とする。
【００３３】上記構成によっても、素子を微細化しても
書き込みが確実且つ容易に行えるので従来よりも大幅に
高密度の集積型の磁気メモリを実現できる。
【００３４】一方、本発明の磁気ヘッドは、上記のいず
れかの磁気抵抗効果素子を備えたことを特徴とし、高密
度記録に対応して素子サイズを微細化しても再生感度を
高く維持できる。
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
実施の形態について説明する。
【００３５】図１は、本発明の第１の実施の形態にかか
る磁気抵抗効果素子の要部断面構造を例示する模式図で
ある。
【００３６】すなわち、本発明の磁気抵抗効果素子は、
磁性積層膜１と強磁性体膜３との間に絶縁膜２が挿入さ
れた強磁性トンネル接合構造を有する。磁性積層膜１
は、それ全体として、強磁性的な特性を有し、従来の強
磁性トンネル接合構造においては、単一の強磁性体膜と
して設けられていたものに対応する。つまり、絶縁膜２
をトンネルして磁性積層膜１と強磁性体膜３との間を電
流が流れ、接合抵抗値は、磁性積層膜１と強磁性体膜３
の磁化の相対角度の余弦に比例して変化する。
【００３７】後に詳述するように、例えば、磁気検出素
子として用いる場合には、磁性積層膜１を「磁化自由
層」、強磁性体膜３を「磁化固着層」とすることができ
る。また、磁気メモリ素子として用いる場合には、磁性
積層膜１を「記憶層」、強磁性体膜３を「基準層」とす
ることができる。
【００３８】さて、本発明の第１の実施形態において
は、このような強磁性トンネル接合素子の磁性積層膜１
を、強磁性体層１Ａ／反強磁性体層１Ｂ／強磁性体層１
Ｃという積層構造にする。但し、図１の積層構造は、上
下を反転させたものでもよい。つまり、絶縁膜２の下側
に磁性積層膜１を設け、上側に強磁性体膜３を設けても
よい。
【００３９】図２は、磁性積層膜１の積層構造を拡大し
て表す模式図である。本発明者は、このような積層構造
の磁気特性について詳細に検討し、独自の知見を得た。
【００４０】まず、その強磁性体層１Ａ、１Ｃの材料と
してＣｏ９０Ｆｅ１０を用い、それらの間に介在する反
強磁性体層１ＢとしてＩｒＭｎを用いた。また，強磁性
体層１Ａ、１Ｃの厚さはそれぞれ２ｎｍと３ｎｍとし、
反強磁性層１Ｂの厚さは１ｎｍとした。また，この積層
膜は、幅Ｗが０．１μｍ、長さＬが０．３μｍであり、
アスペクト比１：３の長方形である。また、強磁性体層
１Ａ、１Ｃと反強磁性体層１Ｂとの間の交換結合とし
て、３０ Ｏｅ（エルステッド）の大きさを想定した。
【００４１】図３は、図２に表した磁性積層膜１の磁気
ヒステリシスを表すグラフ図である。すなわち、同図の
横軸は印加される磁場強度、縦軸は飽和磁化Ｍｓに対す
る磁化の割合をそれぞれ表す。
【００４２】図３において、保磁力はヒステリシス曲線
の幅に対応する磁場強度として定義される。図２に例示
した磁性積層膜１においては、強磁性体層１Ａ及び１Ｃ
には反強磁性体層１Ｂの交換結合による相互作用が働い
ているために、Ｘ軸の正側と負側とで保磁力の値が異な
る。そこで、これらをそれぞれ、「右保磁力」（正
側）、「左保磁力」（負側）と称することにする。本具
体例の場合は、交換結合がそれほど大きくないために、
左右の差はほとんどなく、右保磁力は２２９ Ｏｅ、左
保磁力は２３１ Ｏｅとなっている。
【００４３】図４は、比較例として、単一の強磁性体層
についての磁気ヒステリシスを表すグラフ図である。す
なわち、同図は、図２のような反強磁性体層を介する積
層構造体ではなく、単一の強磁性体層の磁気特性を表
す。
【００４４】図４においては、ヒステリシス曲線に図３
に見られるシフト（図３において符号Ａ、Ｂにより例示
した）は見られず、左右の保磁力は一致し、２９４ Ｏ
ｅと図３よりも高い。つまり、図１乃至図２に表した磁
性積層膜１は、単一の強磁性体層よりも保磁力が低減さ
れていることが分かる。
【００４５】同様の効果は、前述した具体例には限ら
ず、例えば、強磁性体層１Ａ、１Ｃの材料としては 鉄
（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）や、そ
れらの積層体、合金など、通常用いられる磁性材料を同
様に用いることができる。
【００４６】また、反強磁性体層１Ｂの材料としても
白金マンガン（ＰｔＭｎ）、鉄マンガン（ＦｅＭｎ）、
ルテニウム・マンガン（ＲｕＭｎ）、ニッケル・マンガ
ン（ＮｉＭｎ）、パラジウム白金マンガン（ＰｄＰｔＭ
ｎ）などのマンガン系の反強磁性体をはじめとする各種
の反強磁性材料を用いることができ、特に導電性の高い
ものであるとなお良い。
【００４７】また、素子サイズも用途に応じて適宜決定
することができ、その幅は１μｍ程度より小さいものと
した場合に、単一の強磁性体層と比較して保持力の低減
が顕著となる。アスペクト比についても、図１５に関し
て前述したような「エッジドメイン」が生ずるような場
合に、特に顕著な効果がえられ、例えばアスペクト比と
して、１：１．５〜１：１０のような場合に効果が大き
い。
【００４８】またさらに、本発明者が先に出願した特願
２００１−０７６６１４号において詳述したように、磁
気抵抗効果素子の平面形状を、その端部の幅が中央部の
幅よりも広いものとすると、端部における「エッジドメ
イン」を安定化させ、スイッチング磁場、すなわち書き
込みのための磁場をさらに小さくすることができる。こ
の場合、磁気抵抗効果素子の理想的な平面形状は、例え
ば、「蝶ネクタイ」のように両端に向けて幅が拡がる形
状である。また、このような「蝶ネクタイ」形状を、そ
の一対の対角線のうちの一方に沿って引き延ばしたよう
な形状とすると、対称性を抑制することにより、さらに
スイッチング磁場を小さくすることが可能となる。
【００４９】一方、強磁性体層１Ａ、１Ｃの厚さは、１
０ｎｍ以下がよく、５ｎｍ以下とするとさらに好まし
い。
【００５０】ところで、反強磁性体層１Ｂを介した交換
結合については、保磁力が大きくならないようにするた
めに、またヒステリシスの原点からのシフトが大きくな
りすぎないように、大きさの範囲を限定する必要があ
る。
【００５１】図５は、交換結合の大きさＨｅｘと保磁力
Ｈｃとの関係を表すグラフ図である。同図においては、
図２に表した本発明の磁性積層膜１を実線で表し、比較
例として単一の強磁性体層の場合を破線でそれぞれ表し
た。
【００５２】同図から分かるように、単一の強磁性体層
の場合（破線）は、保持力Ｈｃが３００ Ｏｅで一定と
なる。これに対して、本発明の磁性積層膜においては、
交換結合の大きさＨｅｘがゼロ近傍において保磁力Ｈｃ
の最小値があり、Ｈｅｘが３００ Ｏｅ程度までは、保
磁力Ｈｃが十分小さい。そして、さらにＨｅｘが大きく
なると保持力Ｈｃは増加し、Ｈｅｘがおよそ１ｋＯｅを
超えると単一層（破線）よりも大きい値を示すようにな
る。
【００５３】従って、磁気抵抗効果素子における磁性積
層膜１の反転磁化、すなわちスイッチング磁場の低減を
はかるには、交換結合の大きさとして１ｋＯｅ以下であ
ることが必要であり、望ましくは４００ Ｏｅ以下、さ
らに望ましくは１００ Ｏｅとするとよい。
【００５４】また、磁性積層膜１のスイッチング磁場の
大きさは、２つの強磁性体層１Ａ、１Ｃの厚さがそれぞ
れ ２．０ｎｍ、３．０ｎｍの場合よりも１．０ｎｍの
場合の方が小さくなるので、強磁性体層１Ａ、１Ｃの厚
さは薄いことが望ましく、３ｎｍ以下が特に好適であ
る。
【００５５】本発明者は、本実施形態の磁性積層膜１に
ついて、強磁性体層１Ａ、１Ｃにおける磁化のつくる磁
気構造（磁区パターン）についても調べた。
【００５６】図６（ａ）は、交換結合の大きさＨｅｘが
３０Ｏｅの場合の強磁性体層１Ａ、１Ｃにおける磁区パ
ターンを表す模式図である。
【００５７】同図から分かるように、強磁性体層１Ａ、
１Ｃの磁化は全体としてほぼ一方向を向いており、端部
のエッジドメインはそれほど広い領域を占めていない。
【００５８】一方、図６（ｂ）は、比較例としての単一
の強磁性体層における磁区パターンを表す模式図であ
る。この場合には、中央部分と異なる磁化方向が端部に
はっきりと見られ、明瞭な「エッジドメイン」が存在す
ることが分かる。
【００５９】一般的に、エッジドメインの存在によって
ＴＭＲ（トンネリング磁気抵抗）効果は低下するため、
エッジドメインは小さいほうがよい。本発明によれば、
単一の強磁性体層と比べて、エッジドメインのサイズを
十分に小さくすることができる。次に、本発明の第２の
実施の形態について説明する。
【００６０】図７は、本発明の第２の実施の形態にかか
る磁気抵抗効果素子の要部断面構造を表す模式図であ
る。
【００６１】本実施形態の磁気抵抗効果素子も、磁性積
層膜１’と強磁性体膜３との間に絶縁膜２が挿入された
強磁性トンネル接合構造を有する。絶縁膜２をトンネル
して磁性積層膜１’と強磁性体膜３との間を電流が流
れ、接合抵抗値は、磁性積層膜１’と強磁性体膜３の磁
化の相対角度の余弦に比例して変化する。第１実施形態
に関して前述したように、磁性積層膜１’を磁気検出素
子の「磁化自由層」や磁気メモリの「記憶層」などとし
て用いることができる。ここで、本実施形態において
は、磁性積層膜１’の構成が異なる。すなわち、本実施
形態の磁性積層膜１’においては、強磁性体層１Ａ、１
Ｃと反強磁性体層１Ｂとの間に、非磁性金属層１Ｄ、１
Ｅがそれぞれ設けられている。
【００６２】非磁性金属層１Ｄ、１Ｅは、強磁性体層１
Ａ、１Ｃと反強磁性体層１Ｂとの磁気結合を適度に緩和
する役割を有する。非磁性金属層１Ｄ、１Ｅの材料とし
ては、例えば、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、
レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、ルテニウム
（Ｒｕ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、
クロム（Ｃｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム
（Ａｌ）、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）などを用い
ることができる。その膜厚は、強磁性体層１Ａ、１Ｃと
反強磁性体層１Ｂとの間の磁気結合が適度に緩和できる
程度の厚みが望ましい。
【００６３】本発明者は、本実施形態の磁性積層膜１’
を、スパッタ装置を用いて試作し、その磁気特性を評価
した。
【００６４】ここで、強磁性体層１Ａ、１Ｃとしては
Ｃｏ９０Ｆｅ１０、または、Ｃｏ９ ０Ｆｅ１０／ＮｉＦ
ｅ／Ｃｏ９０Ｆｅ１０なる積層構造を用いた。また、２
つの強磁性体層１Ａ、１Ｃは、どちらも１．５ｎｍで同
じ厚さとした。
【００６５】但し、スパッタによる場合も、強磁性体層
１Ａ、１Ｃの材料は、この具体例に限定されるものでは
なく、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎ
ｉ）、またはそれらの積層膜や合金などを用いることが
できる。
【００６６】２つの強磁性体層１Ａ、１Ｃの間には、反
強磁性体であるイリジウム・マンガン（ＩｒＭｎ）の層
１Ｂを設けた。またここで、強磁性体層１Ａ、１Ｃと反
強磁性体層１Ｂとの間に働く交換相互作用の大きさを適
度に制御するために、ＩｒＭｎの組成について、Ｉｒの
成分比を２２原子％から２６原子％の範囲内にならない
ようにした。これは、例えばスパッタ用のターゲットと
してＩｒ成分が１５原子％の組成をもつＩｒＭｎを用い
ることにより得られる。
【００６７】あるいは、Ｉｒ成分比が２２原子％から２
６原子％の範囲内のスパッタターゲットを用いた場合に
は、Ｉｒあるいはマンガン（Ｍｎ）の金属ターゲットを
同時スパッタすることにより組成をこの範囲からずらす
ことができる。または、イリジウムやマンガン以外の元
素を添加することにより、ＩｒＭｎの反強磁性を抑制し
てもよい。この場合の添加元素としては、例えば、銅
（Ｃｕ）や金（Ａｕ）などの非磁性金属元素を用いるこ
とが望ましい。
【００６８】一方、強磁性体層１Ａ、１Ｃと反強磁性体
層１Ｂとの間に、非磁性金属層１Ｄ、１Ｅとして、厚さ
０．８ｎｍの銅（Ｃｕ）の層を設けた。但し、本発明に
おける非磁性金属層としては、銅以外にも、金（Ａ
ｕ）、銀（Ａｇ）をはじめとする各種の非磁性の金属を
用いることができる。
【００６９】このようにしてスパッタリングにより作製
した膜を、電子ビーム描画法を用いて微細加工し、幅
０．５μｍ、アスペクト比１：４とした。ただし、これ
らサイズの具体例は、本発明の範囲を限定するものでは
ない。
【００７０】このようにして作製した積層構造体につい
て、磁化特性を測定した。
【００７１】図８（ａ）は、本具体例の積層構造体の磁
化ヒステリシスを表すグラフ図である。すなわち、同図
に表した磁化曲線は、印加する磁場（横軸）に対する磁
化（縦軸）の関係を表す。
【００７２】本具体例においては、反強磁性体層１Ｂの
形成に際して、Ｉｒ成分が２２原子％のＩｒＭｎからな
るスパッタターゲットを用いた。このため、反強磁性体
層１Ｂに隣接して強磁性体層１Ａ、１Ｃを設けると交換
結合が強くなりすぎる。
【００７３】これに対して、本具体例においては、非磁
性金属層１Ｄ、１Ｅを挿入することにより、交換結合の
大きさを制御することができる。具体的には、保磁力と
して５ Ｏｅ、スイッチング磁場として３５ Ｏｅの値
がそれぞれ得られた。一方、図８（ｂ）は、比較例とし
て、単一の強磁性体層における磁化ヒステリシスを表す
グラフ図である。図８（ａ）と比べると、保磁力は大変
に大きくなり、３００ Ｏｅ以上となっていることがわ
かる。
【００７４】つまり、本実施形態においては、非磁性金
属層１Ｄ、１Ｅを挿入することにより、反強磁性体層１
Ｂと強磁性体層１Ａ、１Ｃとの間の交換結合を適度に調
節し、磁性積層膜全体としての保持力を低減できる。
【００７５】次に、本発明の磁気抵抗効果素子につい
て、微細化にともなうスイッチング磁場のスケーリング
を調べた結果として説明する。すなわち、微細加工によ
り、強磁性体層１Ａ、１Ｃの幅を、０．２μｍ、０．５
μｍ、０．８μｍ、１．２μｍとして、それぞれの保磁
力Ｈｃを測定した。
【００７６】図９は、それぞれの保持力を、強磁性体層
１Ａ、１Ｃの幅の逆数に対してプロットしたグラフ図で
ある。すなわち、同図には、本発明の第１実施形態にか
かる磁気抵抗効果素子における保持力を黒四角形で表
し、比較例として、従来の磁性体単層膜（材料はＣｏ
９０Ｆｅ１０で、厚さ３．０ｎｍ）における保磁力を×
印により表示した。
【００７７】図９から、どのサイズ幅においても、本発
明の場合のほうが、保磁力すなわちスイッチング磁場が
小さいことがわかる。
【００７８】さらに、本発明について得られた結果を幅
０．１μｍまで外挿すると、弱い反強磁性結合がある場
合に最小のスイッチング磁場として約８４ Ｏｅが得ら
れる。これに対して、従来技術である単一の強磁性体層
を用いた場合には、幅０．５μｍの時にスイッチング磁
場が１００ Ｏｅ以上になり、さらに幅が狭くなると急
激にスイッチング磁場が大きくなり、実用が困難である
ことが明らかである。
【００７９】ここで、磁気抵抗効果素子に設ける電流配
線による磁場の大きさを計算機シミュレーションにより
求めた結果の一例について併せて説明する。電流配線
は、断面が長方形で、幅０．１μｍ、アスペクト比１：
２とし、銅（Ｃｕ）またはタングステン（Ｗ）を材料と
する。そして、配線の周囲の全部または一部に、ニッケ
ル鉄（ＮｉＦｅ）合金などの高透磁率材料によるシール
ドを設ける。
【００８０】この配線に、５．８×１０６Ａ／ｃｍ２の
電流を流した場合、配線から５０ｎｍ離れた位置におけ
る磁場の大きさは約９０ Ｏｅとなる。従って、強磁性
体層１Ａ、１Ｃの幅が０．１μｍの場合においても、本
発明の磁気抵抗効果素子に対しては、磁化反転が可能と
なることがわかる。つまり、本発明の磁気抵抗効果素子
を用いて磁気メモリ素子を形成した場合には、強磁性体
層１Ａ、１Ｃのサイズを０．１μｍ程度まで微細化して
も電流配線により発生する磁界により磁化反転すなわち
「書き込み」が可能となる。
【００８１】次に、本発明の磁気抵抗効果素子を磁気ラ
ンダムアクセスメモリのセルとして応用した実施の形態
について説明する。
【００８２】本発明の磁気磁気抵抗効果素子を磁気メモ
リ素子として用いた場合、スイッチング磁場が十分に小
さいので、大容量の磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲ
ＡＭ）のセルとして用いて高速且つ確実な書き込みが可
能となる。
【００８３】図１０は、本発明によるＭＲＡＭセルの要
部構成を例示する模式図である。
【００８４】すなわち、本発明のＭＲＡＭは、上述した
本発明の磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ）１０の一端がビッ
ト線２０に接続され、他端が配線３０を介してＭＯＳＦ
ＥＴなどのスイッチング素子４０に接続されている。
【００８５】ＭＯＳＦＥＴ４０は、半導体層にソース４
４、ドレイン４６が形成され、ゲート４２に印加する電
圧によりオン・オフを制御できる。
【００８６】またこれらとは別に、書き込み用ワード線
５０がビット線２０と直交する方向に配線されている。
【００８７】磁気抵抗効果素子１０においては、図１乃
至図９に関して前述したいずれかの磁性積層膜１、１’
を「記憶層」とし、これと絶縁膜２をはさんで対向する
強磁性体膜３を「固定層」とし、絶縁膜２を介してトン
ネル電流が流れる。
【００８８】このようなセルをアレイ状に集積すること
により、磁気ランダムアクセスメモリが形成される。ス
イッチング素子４０は、これらのうちの任意のセルを選
択可能とするために設けられている。スイッチング素子
４０としては、ＭＯＳＦＥＴのかわりに、ダイオードあ
るいはその他のスイッチング作用を有する素子を同様に
用いることができる。すなわち、ダイオードと本発明の
磁気抵抗効果素子からなるセルを積層して形成し、磁気
抵抗効果素子上にビット線２０を接続し、さらに、この
セルを多数個アレイ状に集積してもよい。
【００８９】図１０のセルの動作について説明すると、
まず、読み出しの際には、ゲート４２に所定の電圧を印
加してＭＯＳＦＥＴ４０をオンにし、ビット線２０を介
して磁気抵抗効果素子１０にセンス電流を供給すること
によりデータの読み出しを行う。
【００９０】一方、書き込みの際には、ＭＯＳＦＥＴ４
０はオフにし、ビット線２０とワード線５０とにそれぞ
れ書き込み用電流を流す。すると、これらそれぞれにお
いて電流に応じた磁場が発生する。そして、ビット線２
０とワード線５０とが交差した部分において得られるこ
れらの合成磁場により、その箇所に設けられたセルの記
憶層の磁場を反転させることができる。この場合、ビッ
ト線２０及びワード線５０に流す電流の方向により、磁
場を反転させて２値情報のいずれか一方を任意に記憶さ
せることができる。
【００９１】また、これとは別の方式として、書き込み
のために、ＭＯＳＦＥＴ４０をオンにし、ビット線２０
を介して磁気抵抗効果素子１０に書き込み用電流を流す
方法もある。つまり、素子１０を流れる電流により発生
する電流磁界により、素子１０の記憶層の磁化を反転さ
せる。この場合には、ワード線５０は不要となる。
【００９２】本発明によれば、記憶層として図１乃至図
９に関して前述した磁性積層膜１、１’を用いることに
より、素子サイズを微細化しても保持力を低く維持でき
る。すなわち、「記録層」に対する書き込みを容易に実
行することができるという効果が得られる。
【００９３】次に、本発明の磁気抵抗効果素子を磁気ヘ
ッドに応用した実施の形態について説明する。
【００９４】図１１及び図１２は、本発明の実施の形態
にかかる磁気ヘッドの要部構成を模式的に表す概念図で
ある。すなわち、図１１は、磁気記録媒体（図示せず）
に対向する媒体対向面Ｐに対して略平行な方向に磁気抵
抗効果素子を切断した断面図である。また、図１２は、
この磁気抵抗効果素子を媒体対向面Ｐに対して垂直な方
向に切断した断面図である。
【００９５】図１乃至図９に関して前述した本発明の磁
気抵抗効果素子１０の上下には、下部電極７０と上部電
極６０とがそれぞれ設けられ、また、図１１において、
磁気抵抗効果素子１０の両側の側面には、絶縁膜９０が
設けられている。さらに、図２に例示したように、絶縁
膜９０は、磁気抵抗効果膜１０の背面側も設けられてい
る。
【００９６】磁気抵抗効果素子１０に対するセンス電流
は、その上下に配置された電極６０、７０によって、積
層膜の膜面に対して略垂直方向に通電される。
【００９７】本発明によれば、磁気抵抗効果素子１０の
磁化自由層として、磁性積層膜１、１’を用いることに
より、微細化した場合でも反転磁化を低く維持できるた
め、超高密度磁気記録システムにおいて磁気抵抗効果素
子のサイズを微細化しても高感度な磁気再生が可能とな
る。
【００９８】このような磁気ヘッドは、例えば、記録再
生一体型の磁気ヘッドアセンブリに組み込まれ、磁気記
録再生装置に搭載することができる。
【００９９】図１３は、このような磁気記録再生装置の
概略構成を例示する要部斜視図である。すなわち、本発
明の磁気記録再生装置１５０は、ロータリーアクチュエ
ータを用いた形式の装置である。同図において、記録用
媒体ディスク２００は、スピンドル１５２に装着され、
図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図
示しないモータにより矢印Ａの方向に回転する。本発明
の磁気記録再生装置１５０は、複数の媒体ディスク２０
０を備えたものとしてもよい。
【０１００】媒体ディスク２００に格納する情報の記録
再生を行うヘッドスライダ１５３は、薄膜状のサスペン
ション１５４の先端に取り付けられている。ここで、ヘ
ッドスライダ１５３は、例えば、前述したいずれかの実
施の形態にかかる磁気抵抗効果素子あるいは磁気ヘッド
をその先端付近に搭載している。
【０１０１】媒体ディスク２００が回転すると、ヘッド
スライダ１５３の媒体対向面（ＡＢＳ）は媒体ディスク
２００の表面から所定の浮上量をもって保持される。あ
るいはスライダが媒体ディスク２００と接触するいわゆ
る「接触走行型」であってもよい。
【０１０２】サスペンション１５４は、図示しない駆動
コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータ
アーム１５５の一端に接続されている。アクチュエータ
アーム１５５の他端には、リニアモータの一種であるボ
イスコイルモータ１５６が設けられている。ボイスコイ
ルモータ１５６は、アクチュエータアーム１５５のボビ
ン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコ
イルを挟み込むように対向して配置された永久磁石およ
び対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。
【０１０３】アクチュエータアーム１５５は、スピンド
ル１５７の上下２箇所に設けられた図示しないボールベ
アリングによって保持され、ボイスコイルモータ１５６
により回転摺動が自在にできるようになっている。
【０１０４】図１４は、アクチュエータアーム１５５か
ら先の磁気ヘッドアセンブリをディスク側から眺めた拡
大斜視図である。すなわち、磁気ヘッドアッセンブリ１
６０は、例えば駆動コイルを保持するボビン部などを有
するアクチュエータアーム１５５を有し、アクチュエー
タアーム１５５の一端にはサスペンション１５４が接続
されている。
【０１０５】サスペンション１５４の先端には、図１乃
至図９に関して前述したいずれかの磁気抵抗効果素子あ
るいは磁気ヘッドを具備するヘッドスライダ１５３が取
り付けられている。サスペンション１５４は信号の書き
込みおよび読み取り用のリード線１６４を有し、このリ
ード線１６４とヘッドスライダ１５３に組み込まれた磁
気ヘッドの各電極とが電気的に接続されている。図中１
６５は磁気ヘッドアッセンブリ１６０の電極パッドであ
る。
【０１０６】本発明によれば、図１乃至図９に関して前
述したいずれかの磁気抵抗効果素子を具備することによ
り、特に素子サイズを微細化した場合において、従来よ
りも高い記録密度で媒体ディスク２００に磁気的に記録
された情報を高感度で確実に読みとることが可能とな
る。
【０１０７】以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施
の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの
具体例に限定されるものではない。例えば、磁気抵抗効
果素子を構成する強磁性体層、絶縁膜、反強磁性体層、
非磁性金属層、電極などの具体的な材料や、膜厚、形
状、寸法などに関しては、当業者が適宜選択することに
より本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることがで
きるものも本発明の範囲に包含される。
【０１０８】同様に、本発明の磁気メモリ、磁気ヘッド
についても、当業者が適宜選択することにより本発明を
同様に実施し、同様の効果を得ることができるものも本
発明の範囲に包含される。
【０１０９】また、本発明は、長手磁気記録方式のみな
らず垂直磁気記録方式の磁気ヘッドあるいは磁気再生装
置についても同様に適用して同様の効果を得ることがで
きる。
【０１１０】さらに、本発明を用いる磁気再生装置は、
特定の記録媒体を定常的に備えたいわゆる固定式のもの
でも良く、一方、記録媒体が差し替え可能ないわゆる
「リムーバブル」方式のものでも良い。
【０１１１】その他、本発明の実施の形態として上述し
た磁気抵抗効果素子、磁気メモリ及び磁気ヘッドを基に
して、当業者が適宜設計変更して実施しうるすべての磁
気抵抗効果素子、磁気メモリ及び磁気ヘッドも同様に本
発明の範囲に属する。
【０１１２】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
保磁力が小さく、したがってスイッチング磁場が小さい
磁気抵抗効果素子を提供することができる。
【０１１３】すなわち、本発明によれば、磁性積層膜
と、強磁性体膜と、前記磁性積層膜と前記強磁性体膜と
の間に設けられた絶縁膜と、を備え、前記絶縁膜をトン
ネルして前記磁性積層膜と前記強磁性体膜との間に電流
が流れるトンネル接合型の磁気抵抗効果素子であって、
前記磁性積層膜は、第１の強磁性体層と、第２の強磁性
体層と、これら第１及び第２の強磁性体層の間に挿入さ
れた反強磁性体層と、を有することを特徴とする磁気抵
抗効果素子を提供することにより、保磁力が小さく、し
たがってスイッチング磁場が小さい磁気抵抗効果素子を
提供することができる。
【０１１４】またさらに、上記した本発明の磁気抵抗効
果において、端部の幅が中央部の幅よりも広い形状を有
するものすると、端部における「エッジドメイン」を安
定化することができ、結果としてスイッチング磁場すな
わち書き込みのために必要とされる磁場をさらに小さく
することができる。
【０１１５】一方、本発明の磁気抵抗効果素子を磁気メ
モリのメモリセルに用いた場合、磁化反転に必要な磁場
を生成するための書き込み電流を小さくすることができ
る。従って、本発明の素子をメモリセルとした磁気メモ
リは、消費電力が少なく、高集積化が可能であり、か
つ、スイッチング速度をはやくすることが可能となる。
【０１１６】また、本発明の磁気抵抗効果素子を磁気記
録システムにおける再生用の磁気検出素子として用いた
場合には、記録密度の高密度化に対応して検出素子のサ
イズを微細化しても高い再生感度を確保でき、超記録密
度の磁気記録システムを実現可能とすることができる。
【０１１７】すなわち、磁気抵抗効果素子を用いた高集
積度の磁気メモリや、超高密度磁気記録システムを実現
することができ、産業上のメリットは多大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる磁気抵抗効
果素子の要部断面構造を例示する模式図である。
【図２】磁性積層膜１の積層構造を拡大して表す模式図
である。
【図３】図２に表した磁性積層膜１の磁気ヒステリシス
を表すグラフ図である。
【図４】比較例として、単一の強磁性体層についての磁
気ヒステリシスを表すグラフ図である。
【図５】交換結合の大きさＨｅｘと保磁力Ｈｃとの関係
を表すグラフ図である。
【図６】（ａ）は、交換結合の大きさＨｅｘが３０Ｏｅ
の場合の強磁性体層１Ａ、１Ｃにおける磁区パターンを
表す模式図であり、（ｂ）は、比較例としての単一の強
磁性体層における磁区パターンを表す模式図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態にかかる磁気抵抗効
果素子の要部断面構造を表す模式図である。
【図８】（ａ）は、第２実施形態の積層構造体の磁化ヒ
ステリシスを表すグラフ図であり、（ｂ）は、比較例と
して、単一の強磁性体層における磁化ヒステリシスを表
すグラフ図である。
【図９】保持力を、強磁性体層１Ａ、１Ｃの幅の逆数に
対してプロットしたグラフ図である。
【図１０】本発明によるＭＲＡＭセルの要部構成を例示
する模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態にかかる磁気ヘッドの要
部構成を模式的に表す概念図である。
【図１２】本発明の実施の形態にかかる磁気ヘッドの要
部構成を模式的に表す概念図である。
【図１３】本発明の磁気抵抗効果素子を用いた磁気記録
再生装置の概略構成を例示する要部斜視図である。
【図１４】アクチュエータアーム１５５から先の磁気ヘ
ッドアセンブリをディスク側から眺めた拡大斜視図であ
る。
【図１５】エッジドメインを有する磁気構造を例示する
模式図である。
【符号の説明】
１ 磁性積層膜 １Ａ，１Ｃ 強磁性体層 １Ｂ 反強磁性体層 １Ｄ、１Ｅ 非磁性金属層 ２ 絶縁膜 ３ 強磁性体膜 １０ 磁気抵抗効果素子 ２０ ビット線 ３０ 配線 ４０ スイッチング素子 ４２ ゲート ４４ ソース ４６ ドレイン ５０ ワード線 ６０ 上部電極 ７０ 下部電極 ９０ 絶縁膜 １５０ 磁気再生装置 １５２ スピンドル １５３ ヘッドスライダ １５４ サスペンション １５５ アクチュエータアーム １５６ ボイスコイルモータ １５７ スピンドル １６４ リード線 １６５ 電極パッド ２００ 記録用媒体ディスク
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 27/105 Ｇ０１Ｒ 33/06 Ｒ (72)発明者 天野 実 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 高橋 茂樹 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 西山 勝哉 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 2G017 AA10 AD55 5D034 BA03 BA05 BA15 CA08 5E049 AA01 AA04 AA07 AC00 AC05 BA06 BA12 CB02 DB12 5F083 FZ10 GA01 GA05 GA30 JA37 JA39 PR01 PR22

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】磁性積層膜と、 強磁性体膜と、 前記磁性積層膜と前記強磁性体膜との間に設けられた絶
    縁膜と、 を備え、前記絶縁膜をトンネルして前記磁性積層膜と前
    記強磁性体膜との間に電流が流れるトンネル接合型の磁
    気抵抗効果素子であって、 前記磁性積層膜は、第１の強磁性体層と、第２の強磁性
    体層と、これら第１及び第２の強磁性体層の間に挿入さ
    れた反強磁性体層と、を有することを特徴とする磁気抵
    抗効果素子。
  2. 【請求項２】磁性積層膜と、 強磁性体膜と、 前記磁性積層膜と前記強磁性体膜との間に設けられた絶
    縁膜と、 を備え、前記絶縁膜をトンネルして前記磁性積層膜と前
    記強磁性体膜との間に電流が流れるトンネル接合型の磁
    気抵抗効果素子であって、 前記磁性積層膜は、第１の強磁性体層と、第１の非磁性
    金属層と、反強磁性体層と、第２の非磁性金属層と、第
    ２の強磁性体層と、をこの順に積層してなることを特徴
    とする磁気抵抗効果素子。
  3. 【請求項３】前記非磁性金属層の層厚は、０．１ｎｍ以
    上で１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項２記載
    の磁気抵抗効果素子。
  4. 【請求項４】前記第１及び第２の強磁性体層と前記反強
    磁性体層との間に作用する交換結合の大きさは、１００
    ０エルステッド以下であることを特徴とする請求項１〜
    ３のいずれか１つに記載の磁気抵抗効果素子。
  5. 【請求項５】前記反強磁性体層は、イリジウム・マンガ
    ン（ＩｒＭｎ）、白金マンガン（ＰｔＭｎ）、鉄マンガ
    ン（ＦｅＭｎ）、ルテニウム・マンガン（ＲｕＭｎ）、
    ニッケル・マンガン（ＮｉＭｎ）及びパラジウム白金マ
    ンガン（ＰｄＰｔＭｎ）よりなる群から選択されたいず
    れかの合金からなり、 前記反強磁性体層の層厚は、０．１ｎｍ以上で５０ｎｍ
    以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１
    つに記載の磁気抵抗効果素子。
  6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれか１つに記載の磁気
    抵抗効果素子であって、端部の幅が中央部の幅よりも広
    い形状を有することを特徴とする磁気抵抗効果素子。
  7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれか１つに記載の磁気
    抵抗効果素子を備え、 前記磁気抵抗効果素子の前記強磁性体膜の磁化方向は固
    定され、 前記磁性積層膜の全体としての磁化方向は書き換え可能
    とされたことを特徴とする磁気メモリ。
  8. 【請求項８】請求項１〜６のいずれか１つに記載の磁気
    抵抗効果素子と、 書き込み用電流配線と、 を備え、 前記磁気抵抗効果素子の前記強磁性体膜の磁化方向は固
    定され、 前記磁性積層膜の全体としての磁化方向は、前記書き込
    み用電流配線に供給された電流により生ずる磁場によっ
    て書き換え可能とされたことを特徴とする磁気メモリ。
  9. 【請求項９】請求項１〜６のいずれか１つに記載の磁気
    抵抗効果素子を備えたことを特徴とする磁気ヘッド。
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