JP2006237094A - 磁気検出素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第2固定磁性層14c及びフリー磁性層16内部において、元素Zの原子%を非磁性材料層15に近い領域で小さくする。これにより、前記固定磁性層と前記固定磁性層間の静磁結合(トポロジカルカップリング)による強磁性結合磁界Hinを小さくすることができる。同時に、第2固定磁性層14c及びフリー磁性層16内部の非磁性材料層15から離れた領域で、前記元素Zの原子%を大きくしてスピン依存性バルク散乱係数βを高くし、磁気検出素子の磁気抵抗変化量ΔRと素子面積Aの積ΔRAを高く維持することができる。
【選択図】図1
Description
前記フリー磁性層は、組成式が、(X0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)またはXdYeZf(d,e,fは原子%であり、d+e+f=100原子%)で表される金属化合物からなる層を有し、
前記フリー磁性層には、前記非磁性材料層側に向かうにしたがって、前記金属化合物中の元素Zの原子%が減少する領域が存在していることを特徴とするものである。ただし前記XはCu、Co、Ni、Rh、Pt、Au、Pd、Ir、Ru、Ag、Zn、Cd、Feのうち1種または2種以上の元素であり、前記YはMn、Fe、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Ta、Cr、Co、Niのうち1種または2種以上の元素であり、前記ZはAl、Sn、In、Sb、Ga、Si、Ge、Pb、Znのうち1種または2種以上の元素である。
前記固定磁性層は、組成式が、(X0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)またはXdYeZf(d,e,fは原子%であり、d+e+f=100原子%)で表される金属化合物からなる層を有し、
前記固定磁性層には、前記非磁性材料層側に向かうにしたがって、前記金属化合物中の元素Zの原子%が減少する領域が存在していることを特徴とするものである。ただし前記XはCu、Co、Ni、Rh、Pt、Au、Pd、Ir、Ru、Ag、Zn、Cd、Feのうち1種または2種以上の元素であり、前記YはMn、Fe、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Ta、Cr、Co、Niのうち1種または2種以上の元素であり、前記ZはAl、Sn、In、Sb、Ga、Si、Ge、Pb、Znのうち1種または2種以上の元素である。
1.組成式が(Co0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)で表される金属化合物。ただし、前記YはMn、Fe、Crのうち1種または2種以上の元素であり、前記ZはAl、Ga、Si、Geのうち1種または2種以上の元素である。
前記フリー磁性層を、前記非磁性材料層と接する第1のフリー磁性層、及び前記第1のフリー磁性層に重ねられる第2のフリー磁性層の積層体として形成し、
前記第1のフリー磁性層及び第2のフリー磁性層を(X0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)またはXdYeZf(d,e,fは原子%であり、d+e+f=100原子%)で表される金属化合物によって形成し、
前記第1のフリー磁性層を形成する金属化合物中の元素Zの原子%を、前記第2のフリー磁性層を形成する金属化合物中の原子Zの原子%より小さくすることを特徴とするものである。ただし前記XはCu、Co、Ni、Rh、Pt、Au、Pd、Ir、Ru、Ag、Zn、Cd、Feのうち1種または2種以上の元素であり、前記YはMn、Fe、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Ta、Cr、Co、Niのうち1種または2種以上の元素であり、前記ZはAl、Sn、In、Sb、Ga、Si、Ge、Pb、Znのうち1種または2種以上の元素である。
前記固定磁性層を、前記非磁性材料層と接する第1の固定磁性層、及び前記第1の固定磁性層に重ねられる第2の固定磁性層の積層体として形成し、
前記第1の固定磁性層及び第2の固定磁性層を(X0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)またはXdYeZf(d,e,fは原子%であり、d+e+f=100原子%)で表される金属化合物によって形成し、
前記第1の固定磁性層を形成する金属化合物中の元素Zの原子%を、前記第2の固定磁性層を形成する金属化合物中の原子Zの原子%より小さくすることを特徴とするものである。ただし前記XはCu、Co、Ni、Rh、Pt、Au、Pd、Ir、Ru、Ag、Zn、Cd、Feのうち1種または2種以上の元素であり、前記YはMn、Fe、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Ta、Cr、Co、Niのうち1種または2種以上の元素であり、前記ZはAl、Sn、In、Sb、Ga、Si、Ge、Pb、Znのうち1種または2種以上の元素である。
前記フリー磁性層を、(X0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)またはXdYeZf(d,e,fは原子%であり、d+e+f=100原子%)で表される金属化合物をターゲットとしたスパッタ工程によって形成し、
このとき前記非磁性材料層側に向かうにしたがって、前記金属化合物中の元素Zの原子%が減少するように前記フリー磁性層を成膜することを特徴とするものである。なお、前記XはCu、Co、Ni、Rh、Pt、Au、Pd、Ir、Ru、Ag、Zn、Cd、Feのうち1種または2種以上の元素であり、前記YはMn、Fe、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Ta、Cr、Co、Niのうち1種または2種以上の元素であり、前記ZはAl、Sn、In、Sb、Ga、Si、Ge、Pb、Znのうち1種または2種以上の元素である。
前記固定磁性層を、(X0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)またはXdYeZf(d,e,fは原子%であり、d+e+f=100原子%)で表される金属化合物をターゲットとしたスパッタ工程によって形成し、
このとき前記非磁性材料層側に向かうにしたがって、前記金属化合物中の元素Zの原子%が減少するように前記固定磁性層を成膜することを特徴とするものである。なお、前記XはCu、Co、Ni、Rh、Pt、Au、Pd、Ir、Ru、Ag、Zn、Cd、Feのうち1種または2種以上の元素であり、前記YはMn、Fe、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Ta、Cr、Co、Niのうち1種または2種以上の元素であり、前記ZはAl、Sn、In、Sb、Ga、Si、Ge、Pb、Znのうち1種または2種以上の元素である。
1.組成式が(Co0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)で表される金属化合物。ただし、前記YはMn、Fe、Crのうち1種または2種以上の元素であり、前記ZはAl、Ga、Si、Geのうち1種または2種以上の元素である。
図1に示される状態の磁気検出素子では、第2固定磁性層14cを、非磁性材料層15と接する第1層14c1(第1の固定磁性層)、及び第1層14c1に重ねられる第2層14c2(第2の固定磁性層)の積層体として成膜している。第2固定磁性層14cの第1層14c1及び第2層1c2は(X0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)またはXdYeZf(d,e,fは原子%であり、d+e+f=100原子%)で表される金属化合物によって形成され、第1層14c1を形成する金属化合物中の元素Zの原子%は、第2層14c2を形成する金属化合物中の原子Zの原子%より小さくなっている。
図3に示すスピンバルブ型薄膜素子では、下地層11から保護層17を積層後、熱処理を施し、これによって前記反強磁性層13と固定磁性層14との界面に交換結合磁界を発生させる。このとき磁場を図示Y方向と平行な方向に向けることで、前記固定磁性層14の磁化は図示Y方向と平行な方向に向けられ固定される。なお図1に示す実施形態では前記固定磁性層14は積層フェリ構造であるため、第1固定磁性層14aが例えば図示Y方向に磁化されると、第2固定磁性層14c及び磁性層23は図示Y方向と逆方向に磁化される。
図3に示される状態の磁気検出素子では、第2固定磁性層14cを、非磁性材料層15と接する第1層14c1(第1の固定磁性層)、及び第1層14c1に重ねられる第2層14c2(第2の固定磁性層)の積層体として成膜している。第2固定磁性層14cの第1層14c1及び第2層14c2は(X0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)またはXdYeZf(d,e,fは原子%であり、d+e+f=100原子%)で表される金属化合物によって形成され、第1層14c1を形成する金属化合物中の元素Zの原子%は、第2層14c2を形成する金属化合物中の原子Zの原子%より小さくなっている。
図5に示すスピンバルブ型薄膜素子では、下地層11から保護層17を積層後、熱処理を施し、これによって前記反強磁性層13と固定磁性層14との界面に交換結合磁界を発生させる。このとき磁場を図示Y方向と平行な方向に向けることで、前記固定磁性層14の磁化は図示Y方向と平行な方向に向けられ固定される。なお図5に示す実施形態では前記固定磁性層14は積層フェリ構造であるため、第1固定磁性層14aが例えば図示Y方向に磁化されると、第2固定磁性層14c及び磁性層23は図示Y方向と逆方向に磁化される。
12 シード層
13 反強磁性層
14 固定磁性層
15 非磁性材料層
16 フリー磁性層
17 保護層
18 ハードバイアス層
19 絶縁層
20 電極層
Claims (36)
- 磁化方向が一方向に固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性材料層を介して形成されたフリー磁性層を有する磁気検出素子において、
前記フリー磁性層は、組成式が、(X0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)またはXdYeZf(d,e,fは原子%であり、d+e+f=100原子%)で表される金属化合物からなる層を有し、
前記フリー磁性層には、前記非磁性材料層側に向かうにしたがって、前記金属化合物中の元素Zの原子%が減少する領域が存在していることを特徴とする磁気検出素子、
ただし前記XはCu、Co、Ni、Rh、Pt、Au、Pd、Ir、Ru、Ag、Zn、Cd、Feのうち1種または2種以上の元素であり、前記YはMn、Fe、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Ta、Cr、Co、Niのうち1種または2種以上の元素であり、前記ZはAl、Sn、In、Sb、Ga、Si、Ge、Pb、Znのうち1種または2種以上の元素である。 - 前記フリー磁性層の膜厚内で、前記フリー磁性層と前記非磁性材料層の界面と平行な方向に仮想境界を設定したとき、前記仮想境界から前記界面までを第1の領域とし、前記仮想境界から前記界面と反対側の面までの領域を第2の領域としたときに、前記仮想境界を挟む領域で、前記第2の領域から第1の領域に向けて、前記金属化合物中の元素Zの原子%が連続的にあるいは不連続に減少する請求項1に記載の磁気検出素子。
- 磁化方向が一方向に固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性材料層を介して形成されたフリー磁性層を有する磁気検出素子において、
前記固定磁性層は、組成式が、(X0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)またはXdYeZf(d,e,fは原子%であり、d+e+f=100原子%)で表される金属化合物からなる層を有し、
前記固定磁性層には、前記非磁性材料層側に向かうにしたがって、前記金属化合物中の元素Zの原子%が減少する領域が存在していることを特徴とする磁気検出素子、
ただし前記XはCu、Co、Ni、Rh、Pt、Au、Pd、Ir、Ru、Ag、Zn、Cd、Feのうち1種または2種以上の元素であり、前記YはMn、Fe、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Ta、Cr、Co、Niのうち1種または2種以上の元素であり、前記ZはAl、Sn、In、Sb、Ga、Si、Ge、Pb、Znのうち1種または2種以上の元素である。 - 前記固定磁性層の膜厚内で、前記固定磁性層と前記非磁性材料層の界面と平行な方向に仮想境界を設定したとき、前記仮想境界から前記界面までを第1の領域とし、前記仮想境界から前記界面と反対側の面までの領域を第2の領域としたときに、前記仮想境界を挟む領域で、前記第2の領域から第1の領域に向けて、前記金属化合物中の元素Zの原子%が連続的にあるいは不連続に減少する請求項3記載の磁気検出素子。
- 前記フリー磁性層又は固定磁性層の中心近傍における前記金属化合物中の元素Zの原子%は24原子%より大きく26原子%以下である請求項1ないし4のいずれかに記載の磁気検出素子。
- 前記フリー磁性層又は固定磁性層の前記非磁性材料層との界面近傍における前記金属化合物中の元素Zの原子%は19原子%以上24原子%以下である請求項1ないし5のいずれかに記載の磁気検出素子。
- 前記フリー磁性層又は固定磁性層の前記非磁性材料層との界面近傍における前記金属化合物中の元素Zの原子%は22原子%以下である請求項6記載の磁気検出素子。
- 前記フリー磁性層又は固定磁性層の中心近傍における前記金属化合物中の元素Zの原子%と、前記前記フリー磁性層又は固定磁性層の前記非磁性材料層との界面近傍における前記金属化合物中の元素Zの原子%の差が3原子%以上である請求項1ないし7のいずれかに記載の磁気検出素子。
- 前記金属化合物は、組成式が(Co0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)で表される金属化合物によって形成される請求項1ないし8のいずれかに記載の磁気検出素子、
ただし、前記YはMn、Fe、Crのうち1種または2種以上の元素であり、前記ZはAl、Ga、Si、Geのうち1種または2種以上の元素である。 - 前記金属化合物は、組成式が(Co0.67Mn0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)で表される金属化合物によって形成される請求項9記載の磁気検出素子、
ただし前記ZはSi又はGeである。 - 前記金属化合物は、組成式が(Co0.67Mn0.33)aGeb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)で表される金属化合物によって形成されている請求項10記載の磁気検出素子。
- 前記非磁性材料層の膜厚が18Å以上50Å以下である請求項1ないし11のいずれかに記載の磁気検出素子。
- 反強磁性層と、この反強磁性層と接して形成され、前記反強磁性層との交換異方性磁界により磁化方向が固定される前記固定磁性層と、前記固定磁性層に前記非磁性材料層を介して形成された前記フリー磁性層とを有する請求項1ないし12のいずれかに記載の磁気検出素子。
- 前記フリー磁性層の上下に積層された非磁性材料層と、一方の前記非磁性材料層の上および他方の前記非磁性材料層の下に位置する前記固定磁性層を有する請求項1ないし12のいずれかに記載の磁気検出素子。
- 一方の前記固定磁性層の上および他方の前記固定磁性層の下に位置して、交換異方性磁界によりそれぞれの前記固定磁性層の磁化方向を一定の方向に固定する反強磁性層を有する請求項14に記載の磁気検出素子。
- 前記固定磁性層、非磁性材料層、及びフリー磁性層の膜面に対して垂直方向にセンス電流が流される請求項1ないし15のいずれかに記載の磁気検出素子。
- 磁化方向が一方向に固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性材料層を介して形成されたフリー磁性層を有する磁気検出素子の製造方法において、
前記フリー磁性層を、前記非磁性材料層と接する第1のフリー磁性層、及び前記第1のフリー磁性層に重ねられる第2のフリー磁性層の積層体として形成し、
前記第1のフリー磁性層及び第2のフリー磁性層を(X0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)またはXdYeZf(d,e,fは原子%であり、d+e+f=100原子%)で表される金属化合物によって形成し、
前記第1のフリー磁性層を形成する金属化合物中の元素Zの原子%を、前記第2のフリー磁性層を形成する金属化合物中の原子Zの原子%より小さくすることを特徴とする磁気検出素子の製造方法、
ただし前記XはCu、Co、Ni、Rh、Pt、Au、Pd、Ir、Ru、Ag、Zn、Cd、Feのうち1種または2種以上の元素であり、前記YはMn、Fe、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Ta、Cr、Co、Niのうち1種または2種以上の元素であり、前記ZはAl、Sn、In、Sb、Ga、Si、Ge、Pb、Znのうち1種または2種以上の元素である。 - 前記第2のフリー磁性層の前記金属化合物中の元素Zの原子%を24原子%より大きく26原子%以下にする請求項17記載の磁気検出素子。
- 前記第1のフリー磁性層の前記金属化合物中の元素Zの原子%を19原子%以上24原子%以下にする請求項17または18に記載の磁気検出素子。
- 前記第1のフリー磁性層の前記金属化合物中の元素Zの原子%を22原子%以下にする請求項19記載の磁気検出素子。
- 前記第2のフリー磁性層の前記金属化合物中の元素Zの原子%と、前記第1のフリー磁性層の金属化合物中の元素Zの原子%の差を3原子%以上にする請求項17ないし20のいずれかに記載の磁気検出素子。
- 磁化方向が一方向に固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性材料層を介して形成されたフリー磁性層を有する磁気検出素子の製造方法において、
前記固定磁性層を、前記非磁性材料層と接する第1の固定磁性層、及び前記第1の固定磁性層に重ねられる第2の固定磁性層の積層体として形成し、
前記第1の固定磁性層及び第2の固定磁性層を(X0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)またはXdYeZf(d,e,fは原子%であり、d+e+f=100原子%)で表される金属化合物によって形成し、
前記第1の固定磁性層を形成する金属化合物中の元素Zの原子%を、前記第2の固定磁性層を形成する金属化合物中の原子Zの原子%より小さくすることを特徴とする磁気検出素子の製造方法、
ただし前記XはCu、Co、Ni、Rh、Pt、Au、Pd、Ir、Ru、Ag、Zn、Cd、Feのうち1種または2種以上の元素であり、前記YはMn、Fe、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Ta、Cr、Co、Niのうち1種または2種以上の元素であり、前記ZはAl、Sn、In、Sb、Ga、Si、Ge、Pb、Znのうち1種または2種以上の元素である。 - 前記第2の固定磁性層の前記金属化合物中の元素Zの原子%を24原子%より大きく26原子%以下にする請求項22記載の磁気検出素子。
- 前記第1の固定磁性層の前記金属化合物中の元素Zの原子%を19原子%以上24原子%以下にする請求項22または23記載の磁気検出素子。
- 前記第1の固定磁性層の前記金属化合物中の元素Zの原子%を22原子%以下にする請求項24記載の磁気検出素子。
- 前記第2の固定磁性層の前記金属化合物中の元素Zの原子%と、前記第1の固定磁性層の金属化合物中の元素Zの原子%の差を3原子%以上にする請求項22ないし25のいずれかに記載の磁気検出素子。
- 磁化方向が一方向に固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性材料層を介して形成されたフリー磁性層を有する磁気検出素子の製造方法において、
前記フリー磁性層を、(X0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)またはXdYeZf(d,e,fは原子%であり、d+e+f=100原子%)で表される金属化合物をターゲットとしたスパッタ工程によって形成し、
このとき前記非磁性材料層側に向かうにしたがって、前記金属化合物中の元素Zの原子%が減少するように前記フリー磁性層を成膜することを特徴とする磁気検出素子の製造方法、
なお、前記XはCu、Co、Ni、Rh、Pt、Au、Pd、Ir、Ru、Ag、Zn、Cd、Feのうち1種または2種以上の元素であり、前記YはMn、Fe、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Ta、Cr、Co、Niのうち1種または2種以上の元素であり、前記ZはAl、Sn、In、Sb、Ga、Si、Ge、Pb、Znのうち1種または2種以上の元素である。 - 磁化方向が一方向に固定される固定磁性層と、前記固定磁性層に非磁性材料層を介して形成されたフリー磁性層を有する磁気検出素子の製造方法において、
前記固定磁性層を、(X0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)またはXdYeZf(d,e,fは原子%であり、d+e+f=100原子%)で表される金属化合物をターゲットとしたスパッタ工程によって形成し、
このとき前記非磁性材料層側に向かうにしたがって、前記金属化合物中の元素Zの原子%が減少するように前記固定磁性層を成膜することを特徴とする磁気検出素子の製造方法、
なお、前記XはCu、Co、Ni、Rh、Pt、Au、Pd、Ir、Ru、Ag、Zn、Cd、Feのうち1種または2種以上の元素であり、前記YはMn、Fe、Ti、V、Zr、Nb、Hf、Ta、Cr、Co、Niのうち1種または2種以上の元素であり、前記ZはAl、Sn、In、Sb、Ga、Si、Ge、Pb、Znのうち1種または2種以上の元素である。 - 前記フリー磁性層又は固定磁性層の中心近傍における前記金属化合物中の元素Zの原子%を24原子%より大きく26原子%以下にする請求項27または28記載の磁気検出素子。
- 前記フリー磁性層又は固定磁性層の前記非磁性材料層との界面近傍における前記金属化合物中の元素Zの原子%を19原子%以上24原子%以下にする請求項27ないし29のいずれかに記載の磁気検出素子。
- 前記フリー磁性層又は固定磁性層の前記非磁性材料層との界面近傍における前記金属化合物中の元素Zの原子%を22原子%以下にする請求項30記載の磁気検出素子。
- 前記フリー磁性層又は固定磁性層の中心近傍における前記金属化合物中の元素Zの原子%と、前記前記フリー磁性層又は固定磁性層の前記非磁性材料層との界面近傍における前記金属化合物中の元素Zの原子%の差を3原子%以上にする請求項27ないし31のいずれかに記載の磁気検出素子。
- 前記金属化合物は、組成式が(Co0.67Y0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)で表される金属化合物によって形成される請求項17ないし32のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方法、
ただし、前記YはMn、Fe、Crのうち1種または2種以上の元素であり、前記ZはAl、Ga、Si、Geのうち1種または2種以上の元素である。 - 前記金属化合物は、組成式が(Co0.67Mn0.33)aZb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)で表される金属化合物によって形成される請求項33記載の磁気検出素子の製造方法、
ただし前記ZはSi又はGeである。 - 前記金属化合物は、組成式が(Co0.67Mn0.33)aGeb(a,bは原子%であり、a+b=100原子%)で表される金属化合物によって形成されている請求項34記載の磁気検出素子の製造方法。
- 前記非磁性材料層の膜厚が18Å以上50Å以下である請求項17ないし35のいずれかに記載の磁気検出素子。
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---|---|---|---|---|
JP2017027647A (ja) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 磁気抵抗素子、その用途及び製造方法、並びにホイスラー合金の製造方法 |
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---|---|---|---|---|
JP2007299880A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果素子,および磁気抵抗効果素子の製造方法 |
US7791845B2 (en) * | 2006-12-26 | 2010-09-07 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Tunneling magnetoresistive sensor having a high iron concentration free layer and an oxides of magnesium barrier layer |
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JP5032429B2 (ja) * | 2008-09-26 | 2012-09-26 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置 |
JP5032430B2 (ja) * | 2008-09-26 | 2012-09-26 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置 |
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CN111512455B (zh) * | 2017-12-26 | 2024-04-02 | 阿尔卑斯阿尔派株式会社 | 隧道磁阻效应膜以及使用其的磁装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003218428A (ja) * | 2002-01-24 | 2003-07-31 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002050011A (ja) * | 2000-08-03 | 2002-02-15 | Nec Corp | 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド、磁気抵抗変換システム及び磁気記録システム |
JP2003338644A (ja) | 2001-11-19 | 2003-11-28 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子及びその製造方法 |
JP2003309305A (ja) | 2002-04-17 | 2003-10-31 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
JP3974587B2 (ja) * | 2003-04-18 | 2007-09-12 | アルプス電気株式会社 | Cpp型巨大磁気抵抗効果ヘッド |
JP4002909B2 (ja) * | 2004-06-04 | 2007-11-07 | アルプス電気株式会社 | Cpp型巨大磁気抵抗効果ヘッド |
JP4951864B2 (ja) * | 2005-03-02 | 2012-06-13 | Tdk株式会社 | 磁気検出素子 |
US7777261B2 (en) * | 2005-09-20 | 2010-08-17 | Grandis Inc. | Magnetic device having stabilized free ferromagnetic layer |
JP2007180470A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-07-12 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記憶装置、および磁気メモリ装置 |
US7430135B2 (en) * | 2005-12-23 | 2008-09-30 | Grandis Inc. | Current-switched spin-transfer magnetic devices with reduced spin-transfer switching current density |
-
2005
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-
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- 2006-02-13 US US11/352,958 patent/US7564661B2/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003218428A (ja) * | 2002-01-24 | 2003-07-31 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017027647A (ja) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 磁気抵抗素子、その用途及び製造方法、並びにホイスラー合金の製造方法 |
WO2017017978A1 (ja) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 | 磁気抵抗素子、その用途及び製造方法、並びにホイスラー合金の製造方法 |
JP2019153769A (ja) * | 2018-03-02 | 2019-09-12 | Tdk株式会社 | 磁気抵抗効果素子 |
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