JP2003505873A - 磁気トンネル接合装置を製造する方法 - Google Patents
磁気トンネル接合装置を製造する方法Info
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-
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Abstract
(57)【要約】
磁気トンネル接合装置を製造する方法では2層の磁気層(3,7)及びこれら層の間に延在する障壁層(5)を有する積層体(1)が形成される。一方の磁気層はエッチングを手段として構築され、エッチング中この層の一部はレスト層(7r)が残るまで材料が除去されることで薄くされる。このレスト層は、化学転化によって不活性化される。関連する方法では、構築されるべきでない磁気層が他方の磁気層の構築中に悪影響をもたらされることが防止される。
Description
【0001】
本発明は、2層の磁気層とこれら磁気層の間に延在する障壁層とを有する積層
体が形成される磁気トンネル接合装置を製造する方法に関する。
体が形成される磁気トンネル接合装置を製造する方法に関する。
【0002】
本発明は、このような方法を用いて得ることができる磁気トンネル接合装置、
このような装置を具備する磁場センサ、及び、このような装置を具備する磁気メ
モリに関する。
このような装置を具備する磁場センサ、及び、このような装置を具備する磁気メ
モリに関する。
【0003】
上述の装置は、WO−A99/22368に開示される。上記特許出願から公
知の磁気トンネル接合装置は、第1及び第2の磁気層を有し、これら第1及び第
2の磁気層は絶縁中間層を間に挟み、電極層として機能する。変換素子としての
この装置は、磁気ヨークが設けられる磁場センサの一部を形成し、第1の磁気層
はヨークの一部と直接的に接触される。ヨークと同様に第1の磁気層は、軟磁性
材料から形成される。第2の磁気層は合成層であり強磁性サブ層及びピンニング
構造を有し、絶縁中間層はトンネル障壁を構築する。
知の磁気トンネル接合装置は、第1及び第2の磁気層を有し、これら第1及び第
2の磁気層は絶縁中間層を間に挟み、電極層として機能する。変換素子としての
この装置は、磁気ヨークが設けられる磁場センサの一部を形成し、第1の磁気層
はヨークの一部と直接的に接触される。ヨークと同様に第1の磁気層は、軟磁性
材料から形成される。第2の磁気層は合成層であり強磁性サブ層及びピンニング
構造を有し、絶縁中間層はトンネル障壁を構築する。
【0004】
公知の磁気トンネル接合装置では、従って、一方の磁気層、即ち、軟磁性の層
が磁束案内としても機能する。トンネル障壁に面した軟磁性の層の表面中の不規
則性による磁区壁の形成のような、この軟磁性の層の磁気特性に対する悪い影響
を防止するために、他方の磁気層、即ち、第2の磁気層だけ及び可能であれば障
壁を形成する中間層が構築されることが望ましい。
が磁束案内としても機能する。トンネル障壁に面した軟磁性の層の表面中の不規
則性による磁区壁の形成のような、この軟磁性の層の磁気特性に対する悪い影響
を防止するために、他方の磁気層、即ち、第2の磁気層だけ及び可能であれば障
壁を形成する中間層が構築されることが望ましい。
【0005】
本発明は、一方の磁気層を構築し、他方の磁気層に到達する前に確実に停止さ
れるプロセスを有する、冒頭段落で説明したタイプの方法を提供することを目的
とする。
れるプロセスを有する、冒頭段落で説明したタイプの方法を提供することを目的
とする。
【0006】
上記目的を実現するためには、本発明による方法は、一方の磁気層がエッチン
グを手段として構築され、エッチング中にレスト層が残るまで材料を除去するこ
とで関連する層の一部が薄くされ、その後レスト層の電気抵抗が化学転化によっ
て増加されることを特徴とする。本発明による方法の実施後、一方の磁気層が構
築され、得られる構造層中の望ましくない電流が使用中に抑制されるよう処理さ
れる磁気トンネル接合装置が得られる。原則的に他方の磁気層は破壊されないま
まである。
グを手段として構築され、エッチング中にレスト層が残るまで材料を除去するこ
とで関連する層の一部が薄くされ、その後レスト層の電気抵抗が化学転化によっ
て増加されることを特徴とする。本発明による方法の実施後、一方の磁気層が構
築され、得られる構造層中の望ましくない電流が使用中に抑制されるよう処理さ
れる磁気トンネル接合装置が得られる。原則的に他方の磁気層は破壊されないま
まである。
【0007】
本発明による方法では、構築されるべき磁気層が上記エッチング処理中完全に
エッチングオフされないため他方の磁気層が到達されないことは確実であり、上
記エッチング処理は、軟磁性である又は軟磁性でもよい構築されるべき磁気層の
一部を遮蔽するよう公知の方法において使用される。エッチング後に残留するこ
の層の残りのエッチング部分はレスト層と称され、このレスト層は、化学反応を
用いて導通が乏しくされ、その後構造磁気層並びに他方の磁気層が磁気電極とし
て使用され得る。エッチングは、レスト層が1mm乃至5mmの厚さに到達され
ることで好ましくは行なわれ、この処理では例えば、レスト層がいつ到達された
かを抵抗の尺度が決定する。上述の測定が上記他方の磁気層に対して悪影響を与
えないことが分かり、特に、この磁気層の磁気特性に対して悪影響を与えない。
本発明による方法は、非選択的なエッチング技法を使用するとき製造限界ががか
なり広いといった利点を利用する。最後に述べた層が軟磁性材料から形成される
、又は、この層も軟磁性から形成される場合、この層は磁束案内層として特に適
している。
エッチングオフされないため他方の磁気層が到達されないことは確実であり、上
記エッチング処理は、軟磁性である又は軟磁性でもよい構築されるべき磁気層の
一部を遮蔽するよう公知の方法において使用される。エッチング後に残留するこ
の層の残りのエッチング部分はレスト層と称され、このレスト層は、化学反応を
用いて導通が乏しくされ、その後構造磁気層並びに他方の磁気層が磁気電極とし
て使用され得る。エッチングは、レスト層が1mm乃至5mmの厚さに到達され
ることで好ましくは行なわれ、この処理では例えば、レスト層がいつ到達された
かを抵抗の尺度が決定する。上述の測定が上記他方の磁気層に対して悪影響を与
えないことが分かり、特に、この磁気層の磁気特性に対して悪影響を与えない。
本発明による方法は、非選択的なエッチング技法を使用するとき製造限界ががか
なり広いといった利点を利用する。最後に述べた層が軟磁性材料から形成される
、又は、この層も軟磁性から形成される場合、この層は磁束案内層として特に適
している。
【0008】
本発明による実施例は、化学転化が酸化及び/又は窒化によって行なわれるこ
とを特徴とする。本実施例では、レスト層は公知の処理を利用して簡単な方法で
不活性化され得る。レスト層の材料が酸化物に変換されるレスト層の酸化は、熱
酸化、プラズマ酸化、又は、UV支援酸化によって実現されることが好ましい。
レスト層の材料が窒化物に変換されるレスト層の窒化は、熱窒化又はプラズマ窒
化によって実現されることが好ましい。前述の公知の化学処理では、レスト層の
磁気材料の所望の酸化又は窒化は比較的短時間内に得られ得る。多くの場合にみ
られるように障壁層が酸化物層であり、酸化処理の実施中、所与の瞬間にレスト
層における酸化を停止又は減少させる。
とを特徴とする。本実施例では、レスト層は公知の処理を利用して簡単な方法で
不活性化され得る。レスト層の材料が酸化物に変換されるレスト層の酸化は、熱
酸化、プラズマ酸化、又は、UV支援酸化によって実現されることが好ましい。
レスト層の材料が窒化物に変換されるレスト層の窒化は、熱窒化又はプラズマ窒
化によって実現されることが好ましい。前述の公知の化学処理では、レスト層の
磁気材料の所望の酸化又は窒化は比較的短時間内に得られ得る。多くの場合にみ
られるように障壁層が酸化物層であり、酸化処理の実施中、所与の瞬間にレスト
層における酸化を停止又は減少させる。
【0009】
本発明による方法の実施例は、物理的なエッチングが実施されることを特徴と
する。物理的なエッチングは、スパッタエッチング、イオンミリング、及び、イ
オンビームエッチングのような電気的な荷電粒子のビームを用いてエッチングす
ることを意味すると理解される。これらエッチング方法は、本発明による方法に
対して著しく適切であることが証明された。
する。物理的なエッチングは、スパッタエッチング、イオンミリング、及び、イ
オンビームエッチングのような電気的な荷電粒子のビームを用いてエッチングす
ることを意味すると理解される。これらエッチング方法は、本発明による方法に
対して著しく適切であることが証明された。
【0010】
本発明による方法の実施例は、構築されるべき磁気層が連続的に基本層及び基
本層の磁気ピンニングのために少なくとも更なる層を有する層構造から構築され
ることを特徴とする。基本層は、NiFe合金又はCo合金特に、Co−Fe合
金のような強磁性層でもよい一方でピンニング層構造は、FeMn合金又はIr
Mn合金のような反強磁性層、Co合金のような硬質磁気強磁性層、金属中間層
によって分離される2層の平行でない磁気層を有する人工的な反強磁性構造の可
能性のうち一つを有してもよい。このような構造は、例えば、FeMn合金の反
強磁性層に結合されてもよい。このような構築されるべき磁気層が形成される場
合、層構造を選択的にエッチングする、特に、基本層が到達されるまでエッチン
グ特に物理的なエッチングが行なわれる前にこの構造を選択的に化学的エッチン
グすることが好ましい。上記選択的なエッチングの一部を使用することにより、
本発明による構築処理はより短い時間内に実施され得る。選択的な化学エッチン
グは公知のエッチング技法である。
本層の磁気ピンニングのために少なくとも更なる層を有する層構造から構築され
ることを特徴とする。基本層は、NiFe合金又はCo合金特に、Co−Fe合
金のような強磁性層でもよい一方でピンニング層構造は、FeMn合金又はIr
Mn合金のような反強磁性層、Co合金のような硬質磁気強磁性層、金属中間層
によって分離される2層の平行でない磁気層を有する人工的な反強磁性構造の可
能性のうち一つを有してもよい。このような構造は、例えば、FeMn合金の反
強磁性層に結合されてもよい。このような構築されるべき磁気層が形成される場
合、層構造を選択的にエッチングする、特に、基本層が到達されるまでエッチン
グ特に物理的なエッチングが行なわれる前にこの構造を選択的に化学的エッチン
グすることが好ましい。上記選択的なエッチングの一部を使用することにより、
本発明による構築処理はより短い時間内に実施され得る。選択的な化学エッチン
グは公知のエッチング技法である。
【0011】
本発明による方法は、磁気トンネル接合装置の半製造品の磁気電極層を構築す
る方法を示し、半製造品は上記電極層、障壁層、及び、更なる磁気電極層の組立
体を有する。最後に述べた方法では、該層の構造は少なくとも悪影響といった点
では磁気トンネル接合装置の他方の磁気電極層の磁気特性に影響を及ぼさない。
エッチングが使用される本発明の特定の面は、エッチングが磁気トンネル接合装
置の障壁層ほど遠くまで行なわれないが、レスト層が障壁層上に残留する早い瞬
間にエッチング処理が停止されることである。従って、エッチング方法の層の厚
さの変化及び変更に関わらず構築されるべきでない磁気電極層がエッチングされ
ないことが確実とされる。絶縁層、低い導電率を有する層、又は、電気層である
障壁層は、通常約1nmだけの厚さを有する。
る方法を示し、半製造品は上記電極層、障壁層、及び、更なる磁気電極層の組立
体を有する。最後に述べた方法では、該層の構造は少なくとも悪影響といった点
では磁気トンネル接合装置の他方の磁気電極層の磁気特性に影響を及ぼさない。
エッチングが使用される本発明の特定の面は、エッチングが磁気トンネル接合装
置の障壁層ほど遠くまで行なわれないが、レスト層が障壁層上に残留する早い瞬
間にエッチング処理が停止されることである。従って、エッチング方法の層の厚
さの変化及び変更に関わらず構築されるべきでない磁気電極層がエッチングされ
ないことが確実とされる。絶縁層、低い導電率を有する層、又は、電気層である
障壁層は、通常約1nmだけの厚さを有する。
【0012】
本発明による方法によって製造される本発明による磁気トンネル接合装置は、
この方法を用いて構築される磁気層、及び、磁束案内として使用可能であり軟磁
性でもよく軟磁性を有してもよい別の磁気層を有する。このような軟磁性の層は
、例えば、NiFe合金又はCo−Fe合金のようなCo合金から形成されても
よい。軟磁性の層は、幾つかのサブ層からも構築されてもよい。
この方法を用いて構築される磁気層、及び、磁束案内として使用可能であり軟磁
性でもよく軟磁性を有してもよい別の磁気層を有する。このような軟磁性の層は
、例えば、NiFe合金又はCo−Fe合金のようなCo合金から形成されても
よい。軟磁性の層は、幾つかのサブ層からも構築されてもよい。
【0013】
本発明による磁場センサには本発明による磁気トンネル接合装置が設けられる
。磁気トンネル接合装置は、本発明による磁場センサの一つ又は磁場センサの変
換要素を形成する。このセンサは、とりわけ、磁気テープ又は磁気ディスクのよ
うな磁気情報媒体から生じる磁束を復号化する磁気ヘッドとして、アースの磁場
を検出するコンパス中のセンサ、例えば、自動車の使用における位置、角、又は
、速度等を検出するセンサ、医療スキャナにおける場のセンサ、又は、電流検出
器として使用されてもよい。更に、本発明による磁気メモリ、特にMRAMは本
発明による磁気トンネル接合装置が設けられる。
。磁気トンネル接合装置は、本発明による磁場センサの一つ又は磁場センサの変
換要素を形成する。このセンサは、とりわけ、磁気テープ又は磁気ディスクのよ
うな磁気情報媒体から生じる磁束を復号化する磁気ヘッドとして、アースの磁場
を検出するコンパス中のセンサ、例えば、自動車の使用における位置、角、又は
、速度等を検出するセンサ、医療スキャナにおける場のセンサ、又は、電流検出
器として使用されてもよい。更に、本発明による磁気メモリ、特にMRAMは本
発明による磁気トンネル接合装置が設けられる。
【0014】
特許請求の範囲に関して、従属項に記載される実施例の様々な組み合わせが可
能であることに注意する。
能であることに注意する。
【0015】
本発明の上記及び他の面は以下に説明する実施例を参照して明らかになり明確
にされる。
にされる。
【0016】
図1Aは、本例ではNiFe合金のような軟磁性材料の第1磁気層3と、本特
許では例えば、Al2O3の障壁層として参照される絶縁の、導通性が乏しい又
は誘電体の層5と、本例ではNiFe合金である軟磁性材料の基本層7a及びF
eMn合金のような反強磁性材料の更なる層を少なくとも有する層構造7bから
構築される第2の磁気層7とを有する層の積層体1を示す図である。選択的に、
基本層7a及び層構造7bを有する層構造のための第2の磁気層として硬質磁気
層が使用されてもよい。本発明による方法の実施中、例えば、図1Bに示すよう
にフォトレジストの遮蔽層9が示される積層体1上に設けられる。その後、エッ
チング処理が使用され、図1Cに示すように基本層7aが到達されるまで層構造
7bが選択的にエッチング、特に化学的にエッチングされる。その後、図1Dに
示すように軟磁性材料のレスト層7rが残るまで基本層7aがエッチングされ、
特に物理的にエッチングされる。選択的に、2つのエッチング処理の代わりに、
スパッタエッチングのような物理的なエッチングだけを使用することが十分とな
り得る。物理的なエッチングは、第2の磁気層7が硬質強磁性層である場合に使
用されることが好ましい。
許では例えば、Al2O3の障壁層として参照される絶縁の、導通性が乏しい又
は誘電体の層5と、本例ではNiFe合金である軟磁性材料の基本層7a及びF
eMn合金のような反強磁性材料の更なる層を少なくとも有する層構造7bから
構築される第2の磁気層7とを有する層の積層体1を示す図である。選択的に、
基本層7a及び層構造7bを有する層構造のための第2の磁気層として硬質磁気
層が使用されてもよい。本発明による方法の実施中、例えば、図1Bに示すよう
にフォトレジストの遮蔽層9が示される積層体1上に設けられる。その後、エッ
チング処理が使用され、図1Cに示すように基本層7aが到達されるまで層構造
7bが選択的にエッチング、特に化学的にエッチングされる。その後、図1Dに
示すように軟磁性材料のレスト層7rが残るまで基本層7aがエッチングされ、
特に物理的にエッチングされる。選択的に、2つのエッチング処理の代わりに、
スパッタエッチングのような物理的なエッチングだけを使用することが十分とな
り得る。物理的なエッチングは、第2の磁気層7が硬質強磁性層である場合に使
用されることが好ましい。
【0017】
上記方法の一つにおいて得られるレスト層7rは、最大5nmの厚さを有する
ことが好ましい。本発明による方法の実施中、レスト層7rは関連する層の電気
抵抗を増加させるよう本実施例において酸化に曝される。レスト層7rは、図1
Eに示されるように本例ではNi及びFe酸化物を有する酸化層7Rに変化され
る。窒化を使用するとき、窒化物層7Rが得られる。本例では、この変化のため
に熱酸化又はプラズマ酸化が使用されることが好ましい。SiO2のような絶縁
材料が堆積されることにより、保護層11が酸化物層7R上に形成されてもよい
。遮蔽層9が除去されてもよい。
ことが好ましい。本発明による方法の実施中、レスト層7rは関連する層の電気
抵抗を増加させるよう本実施例において酸化に曝される。レスト層7rは、図1
Eに示されるように本例ではNi及びFe酸化物を有する酸化層7Rに変化され
る。窒化を使用するとき、窒化物層7Rが得られる。本例では、この変化のため
に熱酸化又はプラズマ酸化が使用されることが好ましい。SiO2のような絶縁
材料が堆積されることにより、保護層11が酸化物層7R上に形成されてもよい
。遮蔽層9が除去されてもよい。
【0018】
図2には、本発明による磁場センサが示され、この磁場センサは図1Eに示さ
れるタイプの磁気トンネル接合装置20を有する。本実施例では、センサは、ブ
ッリジされた中断部22aを有しトンネル接合装置20と磁気接触される磁気ヨ
ーク22を有する。磁気ヨーク22は、NiFe合金のような軟磁性材料から形
成される。センサは、非磁性の変換ギャップ26に隣接するセンサ面24を有す
る。中断部22a及びギャップ26は、例えば、SiO2又はAl2O3の絶縁
層によって形成される。
れるタイプの磁気トンネル接合装置20を有する。本実施例では、センサは、ブ
ッリジされた中断部22aを有しトンネル接合装置20と磁気接触される磁気ヨ
ーク22を有する。磁気ヨーク22は、NiFe合金のような軟磁性材料から形
成される。センサは、非磁性の変換ギャップ26に隣接するセンサ面24を有す
る。中断部22a及びギャップ26は、例えば、SiO2又はAl2O3の絶縁
層によって形成される。
【0019】
本発明は、示される実施例に制限されないことに注意する。例えば、本発明の
範囲内で方法の幾つかの段階の変形例が可能である。更に、示されるセンサは、
磁気記録媒体を走査する磁気ヘッドとして形成されてもよい。このような構造は
、組み合わされた読取り/書き込みヘッドの一部として形成されてもよい。本発
明の方法に従って得られる磁気トンネル接合装置は、磁気メモリの一部を形成し
てもよい。
範囲内で方法の幾つかの段階の変形例が可能である。更に、示されるセンサは、
磁気記録媒体を走査する磁気ヘッドとして形成されてもよい。このような構造は
、組み合わされた読取り/書き込みヘッドの一部として形成されてもよい。本発
明の方法に従って得られる磁気トンネル接合装置は、磁気メモリの一部を形成し
てもよい。
【図1A】
本発明による方法の実施例から得られる第1の中間物を示す図である。
【図1B】
本発明による方法の上記実施例から得られる第2の中間物を示す図である。
【図1C】
本発明による方法の実施例から得られる第3の中間物を示す図である。
【図1D】
第4の中間物を示す図である。
【図1E】
本発明による方法の説明された実施例に従って形成される本発明による磁気ト
ンネル接合装置の実施例を示す図である。
ンネル接合装置の実施例を示す図である。
【図2】
本発明による磁場センサの実施例を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
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)
H01F 41/32 H01L 43/08 Z
H01L 27/105 27/10 447
43/08 G01R 33/06 R
(72)発明者 クーホールン,レインデル
オランダ国,5656 アーアー アインドー
フェン,プロフ・ホルストラーン 6
(72)発明者 ファン ゾン,ヨアネス ベー アー デ
ー
オランダ国,5656 アーアー アインドー
フェン,プロフ・ホルストラーン 6
Fターム(参考) 2G017 AA01 AD55 AD65
5D034 AA02 BA03 DA07
5E049 BA16 CB01
5F083 FZ10 PR03
Claims (12)
- 【請求項1】 2層の磁気層と上記磁気層の間に延在する障壁層とを有する
積層体が形成される磁気トンネル接合装置を製造する方法であって、 一方の上記磁気層はエッチングを用いて形成され、 上記エッチング中、上記一方の磁気層はレスト層が残るまで材料を除去するこ
とで薄くされ、その後上記レスト層の電気抵抗が化学転化によって増加されるこ
とを特徴とする方法。 - 【請求項2】 上記化学転化は酸化及び/又は窒化によって行なわれること
を特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 物理的なエッチングが実施されることを特徴とする請求項1
記載の方法。 - 【請求項4】 構築されるべき上記磁気層は、基本層及び上記基本層の磁気
ピンニングのために少なくとも更なる層を有する層構造から連続的に構築される
ことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 上記物理的なエッチングの前に上記層構造は上記基本層が到
達されるまで化学的にエッチングされることを特徴とする請求項3及び4記載の
方法。 - 【請求項6】 上記レスト層の酸化は熱酸化、プラズマ、酸化、又は、UV
支援酸化によって行なわれることを特徴とする請求項2記載の方法。 - 【請求項7】 上記レスト層の窒化は熱窒化又はプラズマ窒化によって行な
われることを特徴とする請求項2記載の方法。 - 【請求項8】 請求項1乃至7のうちいずれか一項記載の方法を用いて得ら
れる磁気トンネル接合装置。 - 【請求項9】 上記構築される磁気層以外の他方の層は磁束案内として使用
可能な軟磁性の層を有する請求項8記載の磁気トンネル接合装置。 - 【請求項10】 請求項8記載の磁気トンネル接合装置を具備する磁場セン
サ。 - 【請求項11】 上記磁気トンネル接合装置の上記軟磁性の層と磁気接触さ
れる磁気ヨークを具備する請求項9記載の磁場センサ。 - 【請求項12】 請求項8記載の磁気トンネル接合装置を具備する磁気メモ
リ。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003078185A (ja) * | 2001-09-03 | 2003-03-14 | Nec Corp | 強磁性トンネル接合構造及びその製造方法並びに該強磁性トンネル接合を用いた磁気メモリ |
JP2005209951A (ja) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Sony Corp | 磁気メモリ素子及び磁気記憶装置 |
JP2008512875A (ja) * | 2004-09-09 | 2008-04-24 | ティーガル コーポレイション | ストップ−オン−アルミニウム処理を含むウェーハ処理のためのシステム及び方法 |
US8268713B2 (en) | 2009-09-04 | 2012-09-18 | Sony Corporation | Method of manufacturing nonvolatile memory device |
JP2013187409A (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Renesas Electronics Corp | 磁気メモリセル、磁気メモリセルの製造方法 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7186571B2 (en) * | 2004-01-30 | 2007-03-06 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of fabricating a compositionally modulated electrode in a magnetic tunnel junction device |
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Family Cites Families (11)
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---|---|---|---|---|
JP3253696B2 (ja) * | 1992-09-11 | 2002-02-04 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子 |
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JP3635504B2 (ja) * | 1995-08-31 | 2005-04-06 | 富士通株式会社 | 磁気抵抗効果ヘッドとその製造方法及び磁気記録装置 |
WO1997016823A1 (en) * | 1995-10-30 | 1997-05-09 | Philips Electronics N.V. | Magnetic head having a laminated flux guide, and device provided with the magnetic head |
US5650958A (en) * | 1996-03-18 | 1997-07-22 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junctions with controlled magnetic response |
JP3651104B2 (ja) * | 1996-03-29 | 2005-05-25 | ソニー株式会社 | 磁気トンネリング接合素子 |
TW367493B (en) * | 1996-04-30 | 1999-08-21 | Toshiba Corp | Reluctance component |
US5820924A (en) * | 1996-05-16 | 1998-10-13 | Honeywell Inc. | Method of fabricating a magnetoresistive sensor |
EP0948788B1 (en) * | 1997-10-29 | 2004-07-14 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Magnetic field sensor comprising a spin-tunnel junction |
US6727105B1 (en) * | 2000-02-28 | 2004-04-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method of fabricating an MRAM device including spin dependent tunneling junction memory cells |
US6544801B1 (en) * | 2000-08-21 | 2003-04-08 | Motorola, Inc. | Method of fabricating thermally stable MTJ cell and apparatus |
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- 2000-07-17 WO PCT/EP2000/006816 patent/WO2001007926A1/en active IP Right Grant
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-
2006
- 2006-01-26 US US11/341,269 patent/US20060128037A1/en not_active Abandoned
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003078185A (ja) * | 2001-09-03 | 2003-03-14 | Nec Corp | 強磁性トンネル接合構造及びその製造方法並びに該強磁性トンネル接合を用いた磁気メモリ |
JP2005209951A (ja) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Sony Corp | 磁気メモリ素子及び磁気記憶装置 |
JP2008512875A (ja) * | 2004-09-09 | 2008-04-24 | ティーガル コーポレイション | ストップ−オン−アルミニウム処理を含むウェーハ処理のためのシステム及び方法 |
US8268713B2 (en) | 2009-09-04 | 2012-09-18 | Sony Corporation | Method of manufacturing nonvolatile memory device |
JP2013187409A (ja) * | 2012-03-08 | 2013-09-19 | Renesas Electronics Corp | 磁気メモリセル、磁気メモリセルの製造方法 |
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A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20070914 |