JP2003531476A - 改善された磁気抵抗比を有する磁気素子 - Google Patents
改善された磁気抵抗比を有する磁気素子Info
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Abstract
Description
よびその製造方法に関する。本発明は、特に磁気抵抗比を改善するために磁気素
子を製造し、形成するための方法に関する。
同一譲受人に譲渡され、引用により本明細書の記載に援用される、「磁気ランダ
ム・アクセス・メモリおよびその製造方法」(MAGNETIC RANDOM
ACCESS MEMORY AND FABRICATING METHO
D THEREOF)と題された、1998年8月31日に出願された米国特許
出願第09/144,686号、およびモトローラ整理番号CR97−158で
ある同時係属出願であり、および同一譲受人に譲渡され、引用により本明細書の
記載に援用される、「磁気フィルムのパターン形成プロセス」(PROCESS
OF PATTERNING MAGNETIC FILMS)と題された、
1997年12月8日に出願された米国特許出願第08/986,764号、お
よび同一譲受人に譲渡され、引用により本明細書の記載に援用される「絶縁層お
よび導電層を含む多重層を有する磁気デバイス」(MAGNETIC DEVI
CE HAVING MULTI−LAYER WITH INSULATIN
G AND CONDUCTIVE LAYERS)と題された1998年6月
16日に出願された米国特許第5,768,181号に関連する。
磁性層を含む構造を有する。情報は、磁気層内に磁化ベクトルの方向として記憶
される。例えば、ある1つの磁気層における磁気ベクトルは、磁気的に固定(f
ixed)または固着(pinned)されており、一方、他方の磁気層の磁化
方向は、それぞれ、「平行」状態および「逆平行」状態と呼ばれる同一方向また
は反対方向の間で自由に切り替わる。平行状態および逆平行状態の場合、磁気メ
モリ素子は、2つの異なる抵抗を示す。2つの磁気層の点における磁化ベクトル
が、それぞれ、ほぼ同一方向および反対方向を向いている場合には、抵抗値は最
小および最大になる。従って、抵抗の変化に検知により、MRAMデバイスのよ
うなデバイスが磁気メモリ素子内に記憶している情報を供給することが可能にな
る。最小抵抗値と最大抵抗値との差を最小抵抗値で除したものは、磁気抵抗比(
MR)と呼ばれる。
磁気メモリ素子用の制御回路、磁気メモリ素子内の状態を検出するためのコンパ
レータ、入出力回路等のような他の回路とを集積したものである。これらの回路
は、デバイスの消費電力を少なくするために、CMOS(相補形金属酸化膜半導
体)技術により製造される。
さは、数十オングストロームである。磁気素子の製造性スループットおよび性能
は、使用する磁気構造およびその複雑さにより左右される。従って、簡単構造を
追及した磁気デバイスを製造する必要がある。標準磁気素子よりも層の数が少な
く、ターゲットも少ない磁気素子構造の開発が望まれている。さらに、中央に位
置するR−H(1)ループが、数百万から数千万の各ビット上に対する正確な重
畳に依存しないデバイスの開発も待望されている。
蒸発、またはエピタキシ技術により金属フィルムの成長が行われる。このような
磁気素子構造体としては、基板、基部電極多重層スタック、合成反強磁性(SA
F)構造体、絶縁トンネル・バリヤ層、および頂部電極スタックがある。基部電
極層スタックは、基板の上に形成され、かつ基板上に蒸着された第1のシード層
、シード層上に形成されたテンプレート強磁性層、テンプレート層上の反強磁性
材料層、および下に位置する反強磁性層上に形成され、該反強磁性層と交換結合
している固着強磁性層を含む。強磁性層が固着層と呼ばれるのは、その磁気モー
メント(磁化方向)は、印加磁界が存在する場合に、回転を阻止されているため
である。合成反強磁性構造体は、ルテニウム層等により分離されている、固着強
磁性層および固定強磁性層を含む。頂部電極スタックは、自由強磁性層およびこ
の自由層上の形成された保護層を含む。自由強磁性層の磁気モーメントは、交換
結合により固着されていないので、印加磁界が存在する場合でも自由に回転する
ことができる。すでに説明したように、このタイプの磁気素子構造体は、層が非
常に複雑に配置されており、そのため、スループットを向上させることができな
い。
導電スペーサにより分離されている3つの磁気層を備える磁気素子材料スタック
がある。中央磁気層は、自由に回転できるように、すなわち、方向を自由に変え
ることができるように形成され、頂部磁気層および底部磁気層は、端部における
磁束の閉じ込め(flux closure)からの低いエネルギーのために、
逆平行配置または反強磁性方向に固定されている。動作中、構造体は、中央磁気
層の磁化方向が2つの方向のどちらを向いているかにより異なる抵抗を有する。
より優れた信号、すなわち改善された磁気抵抗比を有する磁気素子を達成するた
めには、二重のトンネル・バリヤ層を備えることが望ましい。いまのところ、ト
ンネル・バリヤを導電スペーサの代わりに使用した場合には、この構造体はうま
く動作しないことが分かっている。
気素子を提供することにある。 本発明のもう1つの目的は、より高いMR%または信号、およびより低い電圧
依存性を有する改善された磁気素子を提供することにある。
形成する方法を提供することにある。 本発明のさらにもう1つの目的は、高スループットの製造を行うことができる
、改善された磁気抵抗比を有する磁気素子を形成する方法を提供することにある
。
転する第2の磁気層、固着強磁性材料からなる第3の磁気層、および2つのトン
ネル・バリヤ層を備える磁気素子を供給することにより達成される。該構造体は
、一方のトンネル・バリヤ層が正方向を向いていて、他方のトンネル・バリヤ層
が、反対方向を向いている2つのトンネル・バリヤ層を含む構造体、または2つ
のトンネル・バリヤ層が同じタイプのものであって、さらに、両方のトンネル・
バリヤにわたって磁気抵抗比の同符号変化(same sign changi
ng magnetoresistance ratios)を可能にする、合
成反強磁性構造体を含む構造体と定義される。磁気素子が合成反強磁性構造体を
備える場合には、一般に、スペーサ層が含まれる。磁気素子は、さらに金属のリ
ードを備える。金属のリード、複数の磁気層、複数のトンネル・バリヤ層、およ
びスペーサ層は誘電体のような基板材料上に形成されている。さらに、本明細書
は、改善された磁気抵抗比を有する磁気素子の製造方法を開示している。
番号を使用している。図1および図2は、本発明の磁気素子の第1および第2の
実施形態の断面図である。より詳細に説明すると、図1は完全にパターン形成さ
れた磁気素子10の第1の実施形態である。磁気素子10は、底部固着磁気層1
2と、底部トンネル・バリヤ層14と、自由磁気層16と、頂部トンネル・バリ
ヤ層18と、頂部固着トンネル磁気層20とを構造的に備える。底部固着磁気層
12、自由磁気層16、および頂部固着磁気層20は、強磁性層を備える。底部
磁気層12は、金属リード24上に形成されている拡散バリヤ層22上に形成さ
れる。拡散バリヤ層22は、通常、窒化タンタル(TaN)上に形成され、磁気
素子10の熱安定性を助長する。金属リード24は、通常、ある種の誘電材料(
図示せず)上に形成される。
その磁気モーメントの回転が阻止されるので、固着または固定されていると表現
される。強磁性層12,16,20は、通常、以下の金属、すなわち、ニッケル
(Ni)、鉄(Fe)およびコバルト(Co)の中の1つまたはそれ以上の合金
により形成され、各層は、それぞれ頂面13,17,21、およびそれぞれ底面
11,15,19を含む。磁気層16は、自由強磁性層と呼ばれる。従って、自
由強磁性層16の磁気モーメントは、磁束の閉じ込め内の交換結合または静磁気
結合により、固定されたり固着されたりしないで、印加磁界内においても自由に
回転する。自由強磁性層16は、固着磁気層12,20と、共線的に並んで形成
され、以下の金属、すなわち、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)およびコバルト(
Co)のうちの1つまたはそれ以上の合金により形成されている。固着強磁性層
12,20は、5〜5000Åの範囲内の厚さを有する。自由強磁性層16の厚
さは、通常、500Åより薄い。第2の拡散バリヤ層26は、頂部固着磁気層2
0の一番上の面21上に形成される。金属リード28は、第2の拡散バリヤ層2
6の表面上に形成される。
Ta)と酸素(O)から形成される。より詳細に説明すると、底部トンネル・バ
リヤ層14は、TaOYという一般式を有する材料から形成される。前記式中、
1<Y<2.5である。頂部トンネル・バリヤ層18は、通常、AlOxという
式を有する酸化アルミニウム(Al)から形成される。前記式中、x≦1.5で
ある。
ル接合が、逆平行整列磁極に対して最大抵抗(R)を有し、平行整列磁極に対し
て最小抵抗(R)を有するような正のトンネル・バリヤ(normal tun
nel barrier)として記載されている。より詳細に説明すると、自由
強磁性層16が底部固着磁気層12に平行に整列しており、頂部固着磁気層20
に対して逆平行に整列している場合には、抵抗は最大になる。自由強磁性層16
が、底部固着磁気層12に逆平行に整列しており、頂部固着磁気層20に対して
平行に整列している場合には、抵抗は最小になる。底部トンネル・バリヤ層14
は、磁気トンネル接合部が平行整列磁極に対して最大抵抗(R)を有し、逆平行
整列磁極に対して最小抵抗(R)を有するような逆のトンネル・バリヤ(rev
erse tunnel barrier)として記載されている。このタイプ
の構造体は、より高い磁気抵抗比(MR%)またはより強力な信号、およびより
低い電圧依存性を有する。通常、MR%は、バイアス電圧が増大するにつれて小
さくなる。従って、それぞれにバイアス電圧の半分が掛かる、二重のトンネル・
バリヤ層16,18を内蔵させることにより、バイアス電圧が増大するにつれて
、磁気抵抗比の低減率が少なくなる。さらに、4つのターゲットを必要とするだ
けで、正確に重畳させる必要はない。動作中、底部から頂部への自由磁気層16
のすべてのトポロジー的な正(陽)の結合(positive couplin
g)は打ち消される。このタイプの構造体は、MRAM用途用に設計される。磁
気素子10の動作中、磁気層12,20は、特に高密度のMRAMに対する小型
のメモリ・セルに対する磁束の閉じ込めおよび磁気エネルギーの低減により、逆
平行方向を向き、この方向に固定される。磁気層16は、MRAM用途のような
メモリ・デバイスで使用された場合に、依然として自由に方向を変えることがで
きる。これに代わって、大型のMRAMセルにおいて、反強磁性層からピンニン
グを用いて、底部磁気層12および頂部磁気層20を固着することが可能である
。
10’で示す完全にパターン形成された磁気素子構造体のもう1つの実施形態で
ある。第2の実施形態の構成部材に類似の第1の実施形態のすべての構成部材は
、異なる実施形態であることを示すプライム記号が付されている同一の番号で表
されていることに留意されたい。図1のところで説明した構造体と同様に、この
構造体も、底部固着磁気層12’、底部トンネル・バリヤ層14’、自由磁気層
16’、頂部トンネル・バリヤ層18’および頂部固着磁気層20’を備える。
底部固着層12’,自由磁気層16’、および頂部固着磁気層20’は、強磁性
層を含む。底部磁気層12’は、金属リード24’上に形成されている拡散バリ
ヤ層22’上に形成される。拡散バリヤ層22’は、通常、窒化タンタル(Ta
N)から形成されており、磁気素子10’の熱安定性を助長する。金属リード2
4’は、通常、ある種の誘電材料(図示せず)から形成される。
る場合には、磁気モーメントが回転できないように、固着されているか、または
固定されている。強磁性層12’,16’,20’は、通常、下記の金属、すな
わち、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)およびコバルト(Co)の中の1つまたは
それ以上の合金により形成されており、それぞれ、頂面13’,17’,21’
およびそれぞれ、底面11’,15’,19’を含む。磁気層16’は、自由強
磁性層である。自由強磁性層16’の磁気モーメントは、磁束の閉じ込めを通る
交換結合または静磁気結合により、固定されてもいないし、固着されてもいない
。自由強磁性層16’は、通常、下記の金属、すなわち、ニッケル(Ni)、鉄
(Fe)およびコバルト(Co)の中の1つまたはそれ以上の合金から形成され
る。図1の実施形態とは対照的に、この特定の実施形態の場合には、自由強磁性
層16’は、固着強磁性層12’,20’に対して直交して整列している。固着
強磁性層12’,20’は、5〜5000Åの範囲内の厚さを有する。自由強磁
性層16’の厚さは、通常、500Åより薄い。第2の拡散バリヤ層26’は、
頂部固着磁気層20’の一番上の面21’上に形成される。金属リード28’は
、第2の拡散バリヤ層26’の表面上に形成される。
(Ta)と酸素(O)から形成される。より詳細に説明すると、底部トンネル・
バリヤ層14’は、TaOYという一般式を有する材料から形成される。ここで
、1<Y<2.5である。頂部トンネル・バリヤ層18’は、通常、AlOxと
いう式を有するアルミニウムから形成される。ここで、x≦1.5である。
ル接合部が、逆平行整列磁極に対して最大抵抗(R)を有し、平行整列磁極に対
して最小抵抗(R)を有するような正のトンネル・バリヤとして記載されている
。トンネル・バリヤ層14’は、図1のところですでに説明したように、逆のト
ンネル・バリヤである。図1の実施形態とは対照的に、自由強磁性層16’は、
底部固着磁気層12’、および頂部固着磁気層20’に対して直交して整列され
ている。このタイプの構造体は、より高い磁気抵抗比(MR%)またはより強力
な信号、およびより低い電圧依存性を有する。通常、磁気抵抗比は、バイアス電
圧が増大するにつれて小さくなる。図1の実施形態と同様に、それぞれにバイア
ス電圧の半分が掛かる、二重のトンネル・バリヤ層16’,18’を内蔵させる
ことにより、バイアス電圧が増大するにつれ、磁気抵抗比の低減率が少なくなる
。さらに、4つのターゲットを必要とするだけで、正確に重畳させる必要はない
。動作中、底部から頂部へのすべてのトポロジー的な正の結合は打ち消される。
このタイプの構造体は、読取ヘッドおよび磁気センサ用に形成される。磁気素子
10’の動作中、磁気層12’,20’は、小型のデバイスに対する磁束の閉じ
込めおよび磁気エネルギーの低減により逆平行方向を向き、この方向に固定され
る。磁気層16’は、依然として磁気層12’,20’に対して垂直方向に自由
に回転することができ、そのため、読取ヘッド、または磁界センサ・デバイスで
の使用に適している。これに代わって、大型のMRAMセルにおいては、反強磁
性層からのピンニングを用いて、底部磁気層12’および頂部磁気層20’を固
着することが可能である。
単な断面図である。より詳細に説明すると、この図は、その一部として、(今説
明している)合成反強磁性(SAF)構造体を含む磁気素子30である。磁気素
子30は、底部固着磁気層32と、底部トンネル・バリヤ層34と、合成反強磁
性構造体36と、頂部トンネル・バリヤ層38と、頂部固着磁気層40とを含む
。底部固着磁気層32、合成反強磁性構造体36、および頂部固着磁気層40は
、強磁性層を含む。底部磁気層32は、金属リード44上に形成されている拡散
バリヤ層42上に形成される。拡散バリヤ層42は、通常、窒化タンタル(Ta
N)上に形成され、磁気素子30の熱安定性を助長する。金属リード44は、通
常、同じタイプの誘電材料(図示せず)上に形成される。
、その磁気モーメントの回転が防止されるので、固着されている、または固定さ
れていると表現される。強磁性層32,40は、通常、下記の金属、すなわち、
ニッケル(Ni)、鉄(Fe)およびコバルト(Co)の中の1つまたはそれ以
上の合金により形成され、各層は、それぞれ、頂面33,41と、底面31,3
9とを含む。
場合には、静止している場合に、底部固着強磁性層32、および頂部固着強磁性
層40に対して、共線的に整列している、底部自由磁気層46および頂部自由磁
気層48を含む。底部自由磁気層46および頂部自由磁気層48は、通常、ルテ
ニウム(Ru)層等から形成されている交換スペーサ50により分離されている
。自由磁気層46と自由磁気層48との間の逆平行整列は、底部自由磁気層46
と頂部自由磁気層48との間で反強磁性結合を行う交換スペーサ層50により、
または静磁気結合、またはその他の手段により達成される。
、すなわち、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)およびコバルト(Co)の中の1つ
またはそれ以上の合金により形成される。固着強磁性層32,40は、5〜50
00Åの範囲内の厚さを有する。自由強磁性層46,48の厚さは、一般に、そ
れぞれ、500Åより薄い。第2の拡散バリヤ層52は、頂部固着磁気層40の
一番上の面41上に形成される。金属リード54は、第2の拡散バリヤ層52の
表面上に形成される。
ネル・バリヤ層38は、両方とも、通常、AlOxという式を有する酸化アルミ
ニウムから形成される。ここで、x≦1.5である。合成反強磁性構造体36を
含むこの実施形態の場合には、底部トンネル・バリヤ層34および頂部トンネル
・バリヤ層38は同じタイプのものである。より詳細に説明すると、底部トンネ
ル・バリヤ層34および頂部トンネル・バリヤ層38は、磁気トンネル接合が、
逆平行整列磁極に対して最大抵抗(R)を有し、平行整列磁極に対して最小抵抗
(R)を有するような正のトンネル・バリヤ層である。より詳細に説明すると、
自由強磁性層46,48が対向して向き合っている場合には、底部自由磁気層4
6が固着磁気層32に逆平行であり、頂部自由磁気層48が固着磁気層40に逆
平行になっている場合、抵抗は最大になる。底部自由磁気層46が底部固着磁気
層32に平行になっており、頂部自由磁気層48が固着磁気層40に対して平行
になっている場合には、抵抗は最小になる。合成反強磁性構造体を含むこの磁気
素子は、トンネル・バリヤ層34,38を形成するために、同じタイプの材料を
内蔵させ、より大きな磁気抵抗比(MR%)またはより強力な信号を供給し、電
圧依存性が小さくなる。通常、磁気抵抗比は、バイアス電圧が増大するにつれて
小さくなる。従って、それぞれにバイアス電圧の半分が掛かる、二重のトンネル
・バリヤ層34,38を内蔵させることによりバイアス電圧が増大した場合に、
磁気抵抗比の低減率が少なくなる。動作中、底部および頂部からのすべてのトポ
ロジー的な正の結合は打ち消される。このタイプの構造体は、MRAM用途用に
形成される。磁気素子30の動作中、磁気層32,40は、小型のデバイスに対
する磁束の閉じ込めおよび磁気エネルギーの低減により逆平行方向を向き、この
方向に固定される。磁気層46,48は、磁気層32,40に対する2つの共線
的に並んだ状態のうちの一方に留まるために、依然として自由に回転することが
できる。そのため、この構造体は、MRAM用途のようなメモリ・デバイスで使
用するのに適している。これに代わって、大型のMRAMセルにおいては、反強
磁性層からのピンニングを用いて、底部磁気層12’および頂部磁気層20’を
固着することが可能である。
ンネル・バリヤ層34,38の間に形成することもできるし、または別な方法と
しては、底部トンネル・バリヤ層34の下に形成することもできるし、頂部トン
ネル・バリヤ層38の表面39の上に形成することも予想できることを理解され
たい。開示を容易にするために、底部トンネル・バリヤ層34および頂部トンネ
ル・バリヤ層38の間への合成反強磁性構造体36の形成については、図3に関
して説明する。
単な断面図である。第4の実施形態の構成部材に類似している、図3の第3の実
施形態のすべての構成部材には、異なる実施形態であることを示すためのプライ
ム記号を含む類似の参照番号がついていることに留意されたい。図3のところで
説明した構造体のように、この構造体も、その一部として合成反強磁性(SAF
)構造体を含む磁気素子30’を含む。磁気素子30’は、底部固着磁気層32
’と、底部トンネル・バリヤ層34’と、合成反強磁性構造体36’と、頂部ト
ンネル・バリヤ層38’と、頂部固着磁気層40’を含む。底部固着磁気層32
’、合成反強磁性構造体36’および頂部固着磁気層40’は、強磁性層を含む
。底部磁気層32’は、金属リード44’上に形成されている拡散バリヤ層42
’上に形成される。拡散バリヤ層42’は、通常、窒化タンタル(TaN)から
形成されており、磁気素子30の熱安定性を助長する。金属リード44’は、通
常、ある種の誘電材料(図示せず)上に形成される。
る場合に、その磁気モーメントの回転が防止されるので、固着されている、また
は固定されていると表現される。強磁性層32’,40’は、通常、下記の金属
、すなわち、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)およびコバルト(Co)の中の1つ
またはそれ以上の合金からできていて、各層は、それぞれ頂面33’,41’と
、それぞれ底面31’,39’とを含む。
れており、底部固着強磁性層32’および頂部固着強磁性層40’に対して垂直
方向に整列している頂部自由磁気層48’を含む。底部自由磁気層46’および
頂部自由磁気層48’は、通常、ルテニウム(Ru)等の層で形成される交換ス
ペーサ層50’により分離されている。自由磁気層46’と自由磁気層48’と
の間の逆平行整列は、底部自由磁気層46’と頂部自由磁気層48’との間の反
強磁性結合による交換スペーサ層50’により、または端部静磁気結合により、
または他の手段により行われる。
記の金属、すなわち、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)およびコバルト(Co)の
中の1つまたはそれ以上の合金から形成される。固着強磁性層32’,40’は
、5〜5000Åの範囲内の厚さを有する。自由強磁性層46’,48’の厚さ
は、一般に、それぞれ、500Åより薄い。第2の拡散バリヤ層52’は、頂部
固着磁気層40’の一番上の面41’上に形成される。金属リード54’は、第
2の拡散バリヤ層52’の表面上に形成される。
ンネル・バリヤ層38’は、通常、AlOxという式を有する酸化アルミニウム
から形成される。ここで、x≦1.5である。合成反強磁性構造体36’を含む
この実施形態の場合には、底部トンネル・バリヤ層34’および頂部トンネル・
バリヤ層38’は同じタイプのものである。より詳細に説明すると、底部トンネ
ル・バリヤ層34’および頂部トンネル・バリヤ層38’は、磁気トンネル接合
が、逆平行整列磁極に対して最大抵抗(R)を有し、平行整列磁極に対して最小
抵抗(R)を有するような正のトンネル・バリヤ層である。より詳細に説明する
と、自由強磁性層46’,48’が対向して向き合っている場合で、底部自由磁
気層46’が回転して固着磁気層32’に対して逆平行となり、頂部自由磁気層
48’が回転して固着磁気層40’に対して逆平行となる場合に、抵抗は最大に
なる。底部自由磁気層46’が回転して、底部固着磁気層32’に対して平行に
なり、頂部自由磁気層48’が回転して、固着磁気層40’に対して平行になる
場合に、抵抗は最小になる。このタイプの構造体は、トンネル・バリヤ層34’
および38’を形成するために、同じタイプの材料を内蔵させ、より大きな磁気
抵抗比(MR%)またはより強力な信号を供給し、電圧依存性が小さくなる。通
常、磁気抵抗比は、バイアス電圧が増大するにつれて小さくなる。従って、それ
ぞれにバイアス電圧の半分が掛かる、二重のトンネル・バリヤ層34’,38’
を内蔵させることにより、バイアス電圧が増大した場合、磁気抵抗比の低減率が
少なくなる。動作中、底部および頂部からのすべてのトポロジー的な正の結合は
打ち消される。このタイプの構造体は、読取ヘッドおよび磁気センサ用に設計さ
れる。磁気素子30’の動作中、磁気層32’,40’は、磁束の閉じ込めおよ
び磁気エネルギーの低減により逆平行方向を向き、この方向に固定される。磁気
層46’,48’は、磁気層32’,40’に対して直交方向を中心として依然
として自由に回転することができる。これら磁気層が磁界を検出した場合には、
それが検出する磁界に比例する直線的な電圧の変化が起こり、この構造体は、読
取ヘッド・デバイスおよび磁気センサで使用するのに適したものになる。
体36’を2つのトンネル・バリヤ層34’とトンネル・バリヤ層38’との間
に形成できること、または別な方法としては、底部トンネル・バリヤ層34’の
下に形成できること、または頂部トンネル・バリヤ層38’の表面39’上に形
成できることを理解されたい。底部トンネル・バリヤ層34’および頂部トンネ
ル・バリヤ層38’の間への合成反強磁性構造体36’の内蔵については、説明
の都合上図4に関して説明する。
のトンネル・バリヤ層を内蔵させることにより磁気抵抗比が改善されるその製造
方法に関する。すでに説明したように、この技術は、磁気センサ、磁気記録ヘッ
ド、磁気記録媒体等のようなパターン形成された磁気素子を使用するデバイスに
適用することができる。それ故、上記例は本発明の範囲内に含まれる。
態の断面図。
態の断面図。
態の断面図。
態の断面図。
Claims (4)
- 【請求項1】 頂面および底面を有し、かつ印加磁界が存在する場合に、そ
の磁化の方向が好適な方向に固定される底部固着強磁性層と、 頂面および底面を有し、かつ印加磁界が存在する場合に、その磁化の方向が好
適な方向に固着される頂部固着強磁性層と、前記底部固着強磁性層および前記頂
部固着強磁性層が、相互に逆平行に形成されていることと、 前記底部固着強磁性層と前記頂部固着強磁性層との間に形成されている底部ト
ンネル・バリヤ層と、自由強磁性層と、頂部トンネル・バリヤ層とを備える磁気
素子。 - 【請求項2】 頂面および底面を有し、かつ印加磁界が存在する場合に、そ
の磁化の方向が好適な方向に固定される底部固着強磁性層と、 前記底部固着強磁性層の頂面上に形成されている底部トンネル・バリヤ層と、 前記底部トンネル・バリヤ層の頂面上に形成された自由強磁性層と、該自由強
磁性は頂面および底面を有し、かつ印加磁界が存在する場合に、その磁化方向が
自由に回転することと、 前記自由強磁性層の頂面上に形成されている頂部トンネル・バリヤ層と、 前記頂部トンネル・バリヤ層の頂面上に形成されており、印加磁界が存在する
場合に、磁化方向が好適な方向に固定される頂部固着強磁性層とを備え、 それにより、前記自由強磁性層が、前記底部固着強磁性層および前記頂部固着
強磁性層と共線的に整列されているか、または前記底部固着強磁性層および前記
頂部固着強磁性層と直交して整列されている磁気素子。 - 【請求項3】 頂面および底面を有し、かつ印加磁界が存在する場合に、そ
の磁化の方向が好適な方向に固定される底部固着強磁性層と、 頂面および底面を有し、かつ印加磁界が存在する場合に、その磁化の方向が好
適な方向に固着される頂部固着強磁性層と、前記底部固着強磁性層および頂部固
着強磁性層が相互に逆平行に形成されることと、 前記底部固着強磁性層と前記頂部固着強磁性層との間に形成されている底部ト
ンネル・バリヤ層、自由強磁性層を含む合成反強磁性(SAF)構造体、および
頂部トンネル・バリヤ層を備える磁気素子。 - 【請求項4】 磁気素子を製造するための方法であって、 頂面と底面と厚さを有し、かつ印加磁界が存在する場合に、その磁化の方向が
好適な方向に固着される底部固着強磁性層を形成するステップと、 頂面および底面を有し、かつ印加磁界が存在する場合に、その磁化の方向が好
適な方向に固着されている頂部固着強磁性層を形成するステップと、前記底部固
着強磁性層と前記頂部固着強磁性層とが相互に逆平行に形成されることと、 前記底部固着強磁性層と前記頂部固着強磁性層との間に、底部トンネル・バリ
ヤ層、自由強磁性層、および頂部トンネル・バリヤ層を形成するステップとを含
む方法。
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