JP2020145376A - 磁気抵抗効果デバイス及び磁気アレイ - Google Patents

Abstract

【課題】温度依存性の少ない磁気抵抗効果デバイス及び磁気アレイを提供する。【解決手段】本実施形態にかかる磁気抵抗効果デバイスは、第１強磁性層と、前記第１強磁性層に対向する第２強磁性層と、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層との間に位置する第１スペーサ層と、を備える第１磁気抵抗効果部と、第３強磁性層と、前記第３強磁性層に対向する第４強磁性層又は前記第２強磁性層と、前記第３強磁性層と前記第４強磁性層又は前記第２強磁性層との間に位置する第２スペーサ層と、を備える第２磁気抵抗効果部と、を備え、前記第１磁気抵抗効果部と前記第２磁気抵抗効果部とは、電気的に直列または並列に接続されており、前記第１磁気抵抗効果部は、第１温度域においてＭＲ比が正の温度係数を示し、前記第２磁気抵抗効果部は、前記第１温度域においてＭＲ比が負の温度係数を示す。【選択図】図１

Description

本発明は、磁気抵抗効果デバイス及び磁気アレイに関する。

強磁性層と非磁性層の多層膜からなる巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）素子、及び、非磁性層に絶縁層（トンネルバリア層、バリア層）を用いたトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子が磁気抵抗効果素子として知られている。一般に、ＴＭＲ素子は、ＧＭＲ素子と比較して素子抵抗が高く、磁気抵抗（ＭＲ）比が大きい。そのため、磁気センサ、高周波部品、磁気ヘッド及び不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）用の素子として、ＴＭＲ素子に注目が集まっている。

磁気抵抗効果デバイスのＭＲ比は、温度によって特性が変化する。動作温度が高くなると磁化の安定性が低下し、磁気抵抗効果デバイスのＭＲ比は一般に低下する。一方で、例えば、非特許文献１には、動作温度が高くなると磁気抵抗効果デバイスのＭＲ比が高くなるという報告がされている。

Hari S et al., Journal of Applied Physics 110, 123914 (2011).

磁気抵抗効果を利用した素子は様々な用途で使用されており、広い温度域での動作保証が求められている。使用温度域が変化しても、温度依存性の少ない磁気抵抗効果デバイスが求められている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、温度依存性の少ない磁気抵抗効果デバイス及び磁気アレイを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。

（１）第１の態様にかかる磁気抵抗効果デバイスは、第１強磁性層と、前記第１強磁性層に対向する第２強磁性層と、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層との間に位置する第１スペーサ層と、を備える第１磁気抵抗効果部と、第３強磁性層と、前記第３強磁性層に対向する第４強磁性層又は前記第２強磁性層と、前記第３強磁性層と前記第４強磁性層又は前記第２強磁性層との間に位置する第２スペーサ層と、を備える第２磁気抵抗効果部と、を備え、前記第１磁気抵抗効果部と前記第２磁気抵抗効果部とは、電気的に直列または並列に接続されており、前記第１磁気抵抗効果部は、第１温度域においてＭＲ比が正の温度係数を示し、前記第２磁気抵抗効果部は、前記第１温度域においてＭＲ比が負の温度係数を示す。

（２）上記態様にかかる磁気抵抗効果デバイスにおいて、前記第１磁気抵抗効果部の前記第１温度域における温度係数（Ｋ１）と、前記第２磁気抵抗効果部の前記第１温度域における温度係数（Ｋ２）とが、０．５≦｜Ｋ１／Ｋ２｜≦２．０を満たしてもよい。

（３）上記態様にかかる磁気抵抗効果デバイスにおいて、前記第１磁気抵抗効果部と前記第２磁気抵抗効果部とは、電気的に直列に接続されていてもよい。

（４）上記態様にかかる磁気抵抗効果デバイスにおいて、前記第１磁気抵抗効果部と前記第２磁気抵抗効果部とは、電気的に並列に接続されていてもよい。

（５）上記態様にかかる磁気抵抗効果デバイスにおいて、前記第１スペーサ層は、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒからなる群から選択されるいずれかを含んでもよい。

（６）上記態様にかかる磁気抵抗効果デバイスにおいて、前記第１スペーサ層は磁性体を含んでもよい。

（７）上記態様にかかる磁気抵抗効果デバイスにおいて、前記磁性体は、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒからなる群から選択されるいずれかを含んでもよい。

（８）上記態様にかかる磁気抵抗効果デバイスにおいて、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層とのうち少なくとも一方は、磁性元素としてＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏからなる群から選択されるいずれかを含んでもよい。

（９）上記態様にかかる磁気抵抗効果デバイスにおいて、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層とのうち少なくとも一方は、Ｃｏ_２Ｌ_αＭ_βの化学組成をもつ金属間化合物を含んでもよく、ＬはＭｎ、Ｆｅ、Ｃｒからなる群から選択される１種または２種以上の元素であり、ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｆｅ、Ｃｒからなる群から選択される１種または２種以上の元素である。

（１０）上記態様にかかる磁気抵抗効果デバイスにおいて、前記第１強磁性層又は前記第２強磁性層は、複数の層を有し、前記複数の層は、２つの磁性層と、前記２つの磁性層の間に挟まれた中間層とを有してもよい。

（１１）第２の態様にかかる磁気アレイは、上記態様にかかる磁気抵抗効果デバイスを複数備える。

（１２）上記態様にかかる磁気アレイは、前記第１磁気抵抗効果部と前記第２磁気抵抗効果部とが電気的に直列に接続された第１デバイスを複数有し、複数の前記第１デバイスが互いに電気的に並列に接続されていてもよい。

（１３）上記態様にかかる磁気アレイは、前記第１磁気抵抗効果部と前記第２磁気抵抗効果部とが電気的に並列に接続された第２デバイスを複数有し、複数の前記第２デバイスが互いに電気的に直列に接続されていてもよい。

（１４）上記態様にかかる磁気アレイにおいて、前記第１磁気抵抗効果部と前記第２磁気抵抗効果部とが電気的に直列に接続された第１デバイスと、前記第１磁気抵抗効果部と前記第２磁気抵抗効果部とが電気的に並列に接続された第２デバイスと、を有してもよい。

（１５）上記態様にかかる磁気アレイは、磁気抵抗効果デバイスが電気的に直列に接続された複数の第１デバイス群を有し、前記第１デバイス群が互いに電気的に並列に接続されていてもよい。

（１６）第２の態様にかかる磁気抵抗効果デバイスは、第１強磁性層と、前記第１強磁性層に対向する第２強磁性層と、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層との間に位置する第１スペーサ層と、を備える第１磁気抵抗効果部と、第３強磁性層と、前記第３強磁性層に対向する第４強磁性層又は前記第２強磁性層と、前記第３強磁性層と前記第４強磁性層又は前記第２強磁性層との間に位置する第２スペーサ層と、を備える第２磁気抵抗効果部と、を備え、前記第１スペーサ層は、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒからなる群から選択されるいずれかと磁性体とを含み、前記第１強磁性層と前記第２強磁性層とのうち少なくとも一方は、Ｃｏ_２Ｌ_αＭ_βの化学組成をもつ金属間化合物を含み、ＬはＭｎ、Ｆｅ、Ｃｒからなる群から選択されるいずれかであり、ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｆｅ、Ｃｒからなる群から選択されるいずれかであり、前記第２スペーサ層は、非磁性体である。

上記態様にかかる磁気抵抗効果デバイスによれば、温度依存性を少なくできる。

第１実施形態に係る磁気抵抗効果デバイスの模式図である。 第１磁気抵抗効果部のＭＲ比の温度依存性を示す図である。 第２磁気抵抗効果部のＭＲ比の温度依存性を示す図である。 第１実施形態に係る第１磁気抵抗効果部の磁化の挙動を模式的に示した図である。 第１実施形態に係る磁気抵抗効果デバイス全体のＭＲ比の温度依存性を示す図である。 第２実施形態に係る磁気抵抗効果デバイスの模式図である。 第２実施形態に係る第１磁気抵抗効果部の磁化の挙動を模式的に示した図である。 第１変形例にかかる磁気抵抗効果デバイスの模式図である。 第２変形例にかかる磁気抵抗効果デバイスの模式図である。 第３変形例にかかる磁気抵抗効果デバイスの模式図である。 第３実施形態にかかる磁気アレイの模式図である。 第４変形例にかかる磁気アレイの模式図である。 第５変形例にかかる磁気アレイの模式図である。 第６変形例にかかる磁気アレイの模式図である。 第６変形例にかかる磁気アレイの別の例の模式図である。

以下、本実施形態について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。

「第１実施形態」
（磁気抵抗効果デバイス）
図１は、第１実施形態にかかる磁気抵抗効果デバイス１００の模式図である。磁気抵抗効果デバイス１００は、第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０とを備える。

第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０とは、配線ｗで電気的に直列に接続されている。第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０とは、同一の読み出し経路に位置する。同一の読み出し経路に位置するとは、配線ｗの第１端ｗ１と第２端ｗ２との間の抵抗値を測定した際に、磁気抵抗効果デバイス１００が一つの抵抗体として機能することを意味する。例えば、第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０との間の配線がグラウンドに分岐している場合は、第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０とが一つの抵抗体として機能しない。

第１磁気抵抗効果部１０は、第１強磁性層１１と第２強磁性層１２と第１スペーサ層１３とを有する。第１強磁性層１１と第２強磁性層１２とは、互いに対向する。第１スペーサ層１３は、第１強磁性層１１と第２強磁性層１２との間に位置する。

第１強磁性層１１及び第２強磁性層１２は、磁化Ｍ１１、Ｍ１２を有する。第１強磁性層１１の磁化Ｍ１１は、第２強磁性層１２の磁化Ｍ１２より動きにくく、所定の磁場環境下では一方向に固定される。第１強磁性層１１は磁化固定層と呼ばれ、第２強磁性層１２は磁化自由層と呼ばれる。

第１強磁性層１１及び第２強磁性層１２は、強磁性体である。第１強磁性層１１及び第２強磁性層１２は、例えば、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉからなる群から選択される金属、これらの金属を１種以上含む合金、これらの金属とＢ、Ｃ、及びＮの少なくとも１種以上の元素とが含まれる合金等である。第１強磁性層１１及び第２強磁性層１２は、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ、Ｎｉ−Ｆｅである。

第１強磁性層１１と第２強磁性層１２とのうち少なくとも一方は、磁性元素としてＭｎ、Ｃｏ、Ｆｅからなる群から選択されるいずれかを含むことが好ましく、磁性元素としてＭｎを含むことが特に好ましい。第１強磁性層１１と第２強磁性層１２とのうち少なくとも一方に含まれる磁性元素は、第１スペーサ層１３に拡散する場合があり、第１磁気抵抗効果部１０のＭＲ比が、特定の温度域で、正の温度係数を示しやすくなる。「正の温度係数」については、後述する。ＭＲ比は、磁場に依存して変化する磁気抵抗効果素子の最大の抵抗値と最小の抵抗値の比であり、ＭＲ比＝（「最大の抵抗値」−「最小の抵抗値」）／「最小の抵抗値」である。

第１強磁性層１１と第２強磁性層１２とのうち少なくとも一方は、Ｃｏ_２Ｌ_αＭ_βの化学組成をもつ金属間化合物を含むことが好ましい。Ｌは、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｒからなる群から選択される１種または２種以上の元素であり、ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｇｅからなる群から選択される１種または２種以上の元素である。α及びβはＣо_２に対する組成比率である。αは、０．７＜α＜１．６を満たすことが好ましい。βは、０．６５＜β＜１．３５を満たすことが好ましい。α＋βは、１．４＜α＋β＜２．６を満たすことが好ましく、さらに、２．０＜α＋β＜２．６を満たすことが特に好ましい。Ｃｏ_２Ｌ_αＭ_βの化学組成をもつ金属間化合物は、例えば、ホイスラー合金である。第１強磁性層１１と第２強磁性層１２とのうち少なくとも一方は、例えば、Ｃｏ_２ＭｎＳｉ合金、Ｃｏ_２Ｍｎ_１−ａＦｅ_ａＡｌ_ｂＳｉ_１−ｂ合金（ａ、ｂは組成比率） 、Ｃｏ_２ＭｎＧｅ_１−ｃＧａ_ｃ合金（ｃは組成比率）、Ｃｏ_２ＦｅＧｅ_１−ｃＧａ_ｃ合金（ｃは組成比率）である。Ｌ元素が第１スペーサ層１３に作用することで、第１磁気抵抗効果部１０のＭＲ比が、特定の温度域で、正の温度係数を示しやすくなる。

第１スペーサ層１３は、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌからなる群から選択されるいずれかを含む。第１スペーサ層１３は、主の構成元素としてＡｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌからなる群から選択されるいずれかを含むことが好ましい。主の構成元素とは、化学量論組成式において、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌが占める割合が５０％以上となることを意味する。第１スペーサ層１３は、Ａｇを含むことが好ましく、主の構成元素としてＡｇを含むことが好ましい。

また第１スペーサ層は、磁性体を含んでもよい。磁性体は、例えば、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒからなる群から選択されるいずれかである。なお、第１スペーサ層１３の主構成がＣｒの場合、磁性体はＣｒ以外の材料が選択される。

磁性体は、例えば、第１スペーサ層１３内に点在する。第１スペーサ層１３は、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌからなる群から選択されるいずれかを主構成とする層に、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒからなる群から選択されるいずれかの磁性体が点在したものである。第１スペーサ層１３は、例えば、Ａｇ層にＭｎが点在するもの、Ａｇ_３Ｍｇ層にＭｎとＦｅとのうち少なくとも一方が点在したもの、Ａｇ層にＦｅが点在したものである。

磁性体は、例えば、第１スペーサ層１３内に層を形成する。第１スペーサ層は、例えば、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌからなる群から選択されるいずれかを主構成とする層の内部に、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒからなる群から選択されるいずれかの磁性体の層を有する。第１スペーサ層１３は、例えば、Ａｇ層にＦｅ層が挟まれたもの、Ａｌ層にＦｅ層が挟まれたものである。

第２磁気抵抗効果部２０は、第３強磁性層２１と第４強磁性層２２と第２スペーサ層２３とを有する。第３強磁性層２１と第４強磁性層２２とは、互いに対向する。第２スペーサ層２３は、第３強磁性層２１と第４強磁性層２２との間に位置する。

第３強磁性層２１及び第４強磁性層２２は、磁化Ｍ２１、Ｍ２２を有する。第３強磁性層２１の磁化Ｍ２１は、第４強磁性層２２の磁化Ｍ２２より動きにくく、所定の磁場環境下では一方向に固定される。第３強磁性層２１は磁化固定層と呼ばれ、第４強磁性層２２は磁化自由層と呼ばれる。

第３強磁性層２１及び第４強磁性層２２は、強磁性体である。第３強磁性層２１及び第４強磁性層２２は、例えば、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉからなる群から選択される金属、これらの金属を１種以上含む合金、これらの金属とＢ、Ｃ、及びＮの少なくとも１種以上の元素とが含まれる合金等である。第３強磁性層２１及び第４強磁性層２２は、例えば、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ、Ｎｉ−Ｆｅである。第３強磁性層２１及び第４強磁性層２２は、ホイスラー合金でもよい。

第２スペーサ層２３は、非磁性層である。第２スペーサ層２３は、非磁性の絶縁体、半導体又は金属からなる。非磁性の絶縁体は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４、およびこれらのＡｌ、Ｓｉ、Ｍｇの一部がＺｎ、Ｂｅ等に置換された材料である。第２スペーサ層２３が非磁性の絶縁体からなる場合、第２スペーサ層２３はトンネルバリア層である。非磁性の金属は、例えば、Ｃｕ、Ａｕ等である。さらに、非磁性の半導体は、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＣｕＩｎＳｅ_２、ＣｕＧａＳｅ_２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ_２等である。

第１磁気抵抗効果部１０は、第１温度域においてＭＲ比が正の温度係数を示す。第２磁気抵抗効果部２０は、第１温度域においてＭＲ比が負の温度係数を示す。図２は、第１磁気抵抗効果部１０のＭＲ比の温度依存性を示す図である。図３は、第２磁気抵抗効果部２０のＭＲ比の温度依存性を示す図である。

第１磁気抵抗効果部１０は、温度Ｔ１から温度Ｔ２の第１温度域において、温度が高くなるとＭＲ比が大きくなっている。温度係数は、絶対温度が１度上がるたびに物質の性質が変化する割合である。第１磁気抵抗効果部１０は、温度上昇に従いＭＲ比が増加しており、温度係数は正の値を示す。これに対し、第２磁気抵抗効果部２０は、温度Ｔ１から温度Ｔ２の第１温度域において、温度が高くなるとＭＲ比が小さくなっている。第２磁気抵抗効果部２０は、温度上昇に従いＭＲ比が増加しており、温度係数は負の値を示す。

温度係数の正負は、例えば、温度とＭＲ比との関係をプロットしたグラフの漸近線によって判断する。例えば３００度の温度幅において、温度を１０度変化させる毎にＭＲ比を測定し、温度とＭＲ比の関係をプロットする。プロットしたグラフの漸近線の傾きによって、温度係数の正負が確認される。すなわち、測定誤差等によりわずかな温度幅で温度係数の正負が逆転していたとしても、考慮されない。

第１温度域は、任意の温度幅を有する温度域である。第１温度域の温度幅は、例えば、−４０℃以上８５℃以下である。第１温度域の温度幅は、少なくとも０℃以上３５℃以下の温度域を含むことが好ましい。

第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０との温度に対するＭＲ比の挙動の違いは、温度変化に対する磁化Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２の挙動の変化による。

まず第２磁気抵抗効果部２０のＭＲ比が負の温度係数を示す理由を説明する。第２磁気抵抗効果部２０は、第３強磁性層２１の磁化Ｍ２１と第４強磁性層２２の磁化Ｍ２２とが反平行の場合に最大の抵抗値を示し、第３強磁性層２１の磁化Ｍ２１と第４強磁性層２２の磁化Ｍ２２とが平行の場合に最小の抵抗値を示す。磁化Ｍ２１と磁化Ｍ２２は、温度が高くなると不安定になり、所定の方向に配向しにくくなる。磁化Ｍ２１と磁化Ｍ２２とが所定の方向に配向しにくくなると、磁化Ｍ２１と磁化Ｍ２２とが完全平行状態及び完全反平行状態を実現しにくくなる。その結果、第２磁気抵抗効果部２０は、温度が高くなると、最大の抵抗値が低くなり、最小の抵抗値が高くなる。ＭＲ比は、磁気抵抗効果素子の最大の抵抗値と最小の抵抗値とを用いて求められる比である。つまり、第２磁気抵抗効果部２０のＭＲ比は温度が高くなると小さくなっていき、第２磁気抵抗効果部２０のＭＲ比が負の温度係数を示す（図３参照）。

次いで、第１磁気抵抗効果部１０のＭＲ比が正の温度係数を示す理由を説明する。第１磁気抵抗効果部１０は、第１強磁性層１１の磁化Ｍ１１と第２強磁性層１２の磁化Ｍ１２とが、温度変化に応じて大きく分けて３つの状態になる。図４は、第１磁気抵抗効果部１０の磁化の挙動を模式的に示した図である。図４（ａ）は、第１の状態であり、磁化Ｍ１１と磁化Ｍ１２とが反平行である。第１磁気抵抗効果部１０は第１の状態で最大の抵抗値を示す。図４（ｂ）は、第２の状態であり、磁化Ｍ１１と磁化Ｍ１２とが平行である。第１磁気抵抗効果部１０は第２の状態で最小の抵抗値を示す。図４（ｃ）は、第３の状態であり、磁化Ｍ１１と磁化Ｍ１２とが９０°傾いてカップリング（９０°カップリング）している。第１磁気抵抗効果部１０は第３の状態で最大の抵抗値と最小の抵抗値の間の抵抗値を示す。第１磁気抵抗効果部１０は、第３の状態を形成することで、温度とＭＲ比との関係をプロットしたグラフの中に正の温度係数を示す領域を有する。

第３の状態は低温下で生じやすく、高温下では生じにくい。つまり低温下において、第１磁気抵抗効果部１０は第１の状態（反平行状態）、第２の状態（平行状態）を実現しにくくなり、第３の状態（９０°カップリングの状態）になりやすくなるので、第１磁気抵抗効果部１０の最大の抵抗値と最小の抵抗値との差が小さくなる。温度が高くなると、第１磁気抵抗効果部１０は第３の状態（９０°カップリングの状態）から第１の状態（反平行状態）や第２の状態（平行状態）になりやすくなるので、第１磁気抵抗効果部１０の最大の抵抗値と最小の抵抗値との差が大きくなる。したがって、ＭＲ比は温度が高くなると大きくなり、第１磁気抵抗効果部１０のＭＲ比は正の温度係数を示す（図２参照）。

第３の状態は、第１スペーサ層１３を構成するＡｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒのいずれかが磁性元素と作用することで生じる。ＡｇとＭｎとは特に作用しやすく、第１スペーサ層１３がＡｇを含み、第１強磁性層１１又は第２強磁性層１２がＭｎを含む場合には、第３の状態が発現する。また第１スペーサ層１３が磁性体を有する場合、第３の状態は発現しやすくなる。

第３の状態は、例えば、第１強磁性層１１又は第２強磁性層１２がＣｏ_２ＭｎＳｉ、Ｃｏ_２Ｍｎ（Ｇｅ_０．５Ｇａ_０．５）又はＣｏ_２Ｆｅ（Ｇｅ_０．５Ｇａ_０．５）であり、第１スペーサ層１３がＡｇの場合には発現する。第３の状態は、例えば、第１強磁性層１１又は第２強磁性層１２がＣｏ_２Ｆｅ_０．４Ｍｎ_０．６Ｓｉであり、第１スペーサ層１３がＡｇ_３Ｍｇの場合にも発現する。第３の状態は、例えば、第１スペーサ層１３がＡｇとＦｅとＡｇとが積層された積層体又はＡｌとＦｅとＡｌとが積層された積層体の場合にも発現する。

第１実施形態にかかる磁気抵抗効果デバイス１００全体が示すＭＲ比は、第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０との足し合わせである。図５は、第１実施形態に係る磁気抵抗効果デバイス１００全体のＭＲ比の温度依存性を示す図である。第１磁気抵抗効果部１０のＭＲ比の温度に対する正の相関と、第２磁気抵抗効果部２０のＭＲ比の温度に対する負の相関とが、互いに中和することで、磁気抵抗効果デバイス１００全体の第１温度域におけるＭＲ比の変化幅は減少する。したがって、磁気抵抗効果デバイス１００全体のＭＲ比の温度依存性は小さくなる。

また第１磁気抵抗効果部１０の第１温度域における温度係数（Ｋ１）と、第２磁気抵抗効果部２０の第１温度域における温度係数（Ｋ２）とが、０．５≦｜Ｋ１／Ｋ２｜≦２．０を満たすことが好ましい。ここで第１温度域における温度係数とは、第１温度域における各温度係数の平均値であり、各温度係数は第１温度域を１０分割した各温度域における温度係数の平均値である。

第１磁気抵抗効果部１０の温度係数（Ｋ１）と第２磁気抵抗効果部２０の温度係数（Ｋ２）とが上記関係にあると、磁気抵抗効果デバイス１００のＭＲ比の温度依存性はより小さくなる。

以上、第１実施形態の一例について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

「第２実施形態」
（磁気抵抗効果デバイス）
図６は、第２実施形態にかかる磁気抵抗効果デバイス９００の模式図である。磁気抵抗効果デバイス９００は、第１磁気抵抗部９０の構成が、図１に示す磁気抵抗効果デバイス１００と異なる。図６において、図１と同一の構成については、同一の符号を付す。

磁気抵抗効果デバイス１００は、第１磁気抵抗効果部９０と第２磁気抵抗効果部２０とを備える。第１磁気抵抗効果部９０と第２磁気抵抗効果部２０とは、配線ｗで電気的に直列に接続されている。第１磁気抵抗効果部９０と第２磁気抵抗効果部２０とは、同一の読み出し経路に位置する。

第１磁気抵抗効果部９０は、第１強磁性層１１とマルチレイヤ９２と第３スペーサ層９３とを有する。マルチレイヤ９２は、第２強磁性層の一例である。第１強磁性層１１とマルチレイヤ９２とは、互いに対向する。第３スペーサ層９３は、第１強磁性層１１とマルチレイヤ９２との間に位置する。マルチレイヤ９２は、第５強磁性層９４、中間層９６、第６強磁性層９５を有する。

第１強磁性層１１、第５強磁性層９４、第６強磁性層９５は、磁化Ｍ１１、Ｍ９４、Ｍ９５をそれぞれ有する。第１強磁性層１１の磁化Ｍ１１は、第５強磁性層９４の磁化Ｍ９４より動きにくく、所定の磁場環境下では一方向に固定される。第１強磁性層１１は磁化固定層と呼ばれ、第５強磁性層９４は磁化自由層と呼ばれる。

第５強磁性層９４及び第６強磁性層９５は、強磁性体である。第５強磁性層９４及び第６強磁性層９５は、例えば、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉからなる群から選択される金属、これらの金属を１種以上含む合金、これらの金属とＢ、Ｃ、及びＮの少なくとも１種以上の元素とが含まれる合金等である。第５強磁性層９４及び第６強磁性層９５は、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｂ、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｆｅ−Ｓｉである。第５強磁性層９４及び第６強磁性層９５は同じ材料、組成で構成されていてもよいし、異なる材料、組成で構成されていてもよい。

中間層９６は第５強磁性層９４と第６強磁性層９５との間に位置する。中間層９６はＣｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｓｉからなる群から選択されるいずれかを含む。中間層９６は例えば、Ｃｕ−Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ−Ｓｉ、Ｓｉである。第５強磁性層９４又は第６強磁性層９５に含まれる磁性元素が中間層９６に拡散することで、中間層９６にその磁性元素が含まれていてもよい。

マルチレイヤ９２は、例えば、Ｃｏ層とＣｕＭｎ層とＣｏ層、Ｆｅ層とＣｒ層とＦｅ層、Ｆｅ層とＦｅＳｉ層とＦｅ層、Ｆｅ層とＳｉ層とＦｅ層である。また、マルチレイヤ９２は上記の３層のみでもよいし、上記３層が周期的に繰り返される構成であってもよい。

マルチレイヤ９２に含まれる第５強磁性層９４は、第３スペーサ層９３と接することが好ましい。この場合、第３磁気抵抗効果部９０の磁気抵抗変化率が大きくなる。

第３スペーサ層９３は、非磁性層である。第３スペーサ層９３は、非磁性の絶縁体、半導体又は金属からなる。非磁性の絶縁体は、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ_２Ｏ_４、およびこれらのＡｌ、Ｓｉ、Ｍｇの一部がＺｎ、Ｂｅ等に置換された材料である。第３スペーサ層９３が非磁性の絶縁体からなる場合、第３スペーサ層９３はトンネルバリア層である。非磁性の金属は、例えば、Ｃｕ、Ａｕ等である。さらに、非磁性の半導体は、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＣｕＩｎＳｅ_２、ＣｕＧａＳｅ_２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ_２等である。

第１磁気抵抗効果部９０は、第１温度域においてＭＲ比が正の温度係数を示す。第１磁気抵抗効果部９０のＭＲ比は、図２と同様の温度依存性を示す。第１磁気抵抗効果部９０は、温度Ｔ１から温度Ｔ２の第１温度域において、温度が高くなるとＭＲ比が大きくなる。

第１磁気抵抗効果部９０と第２磁気抵抗効果部２０との温度に対するＭＲ比の挙動の違いは、温度変化に対する磁化Ｍ１１、Ｍ９４、Ｍ９５、Ｍ２１、Ｍ２２の挙動の変化による。

図７は、第１磁気抵抗効果部９０の磁化の挙動を模式的に示した図である。図７を基に、第３磁気抵抗効果部９０のＭＲ比が正の温度係数を示す理由を説明する。第３磁気抵抗効果部９０のＭＲ比は、第３スペーサ層９３を挟む２つの強磁性層（第１強磁性層１１及び第５強磁性層９４）の磁化Ｍ１１，Ｍ９４の相対角の違いによって生じる。第１磁気抵抗効果部９０は、第１強磁性層１１の磁化Ｍ１１と第５強磁性層９４の磁化Ｍ９４とが、温度変化に応じて大きく分けて３つの状態になる。図７（ａ）は、第１の状態である。第１の状態では、マルチレイヤ９２を構成する第５強磁性層９４と第６強磁性層９５の磁化Ｍ９４，Ｍ９５は同一方向に配向し、磁化Ｍ１１と磁化Ｍ９４とが反平行となる。第１磁気抵抗効果部９０は第１の状態で最大の抵抗値を示す。図７（ｂ）は、第２の状態である。第２の状態では、マルチレイヤ９２を構成する第５強磁性層９４と第６強磁性層９５の磁化Ｍ９４，Ｍ９５は同一方向に配向し、磁化Ｍ１１と磁化Ｍ９４とが平行である。第１磁気抵抗効果部９０は第２の状態で最小の抵抗値を示す。図７（ｃ）は、第３の状態である。第３の状態では、第５強磁性層９４の磁化Ｍ９４と第６強磁性層９５の磁化Ｍ９５とが、互いに影響し９０°傾いてカップリング（９０°カップリング）する。第５強磁性層９４の磁化Ｍ９４と第６強磁性層９５の磁化Ｍ９５とが９０°カップリングすることで、第１強磁性層１１の磁化Ｍ１１と第５強磁性層９４の磁化Ｍ９４とが９０°傾いて配向する。第１磁気抵抗効果部９０は第３の状態で最大の抵抗値と最小の抵抗値の間の抵抗値を示す。第１磁気抵抗効果部９０は、第３の状態を形成することで、温度とＭＲ比との関係をプロットしたグラフの中に正の温度係数を示す領域を有する。

第３の状態は低温下で生じやすく、高温下では生じにくい。つまり低温下において、第１磁気抵抗効果部９０は第１の状態（磁化Ｍ１１と磁化Ｍ９４が反平行状態）、第２の状態（磁化Ｍ１１と磁化Ｍ９４が平行状態）を実現しにくくなり、第３の状態（磁化Ｍ１１と磁化Ｍ９４が９０°で配向する状態）になりやすくなるので、第１磁気抵抗効果部９０の最大の抵抗値と最小の抵抗値との差が小さくなる。温度が高くなると、第１磁気抵抗効果部９０は第３の状態（磁化Ｍ１１と磁化Ｍ９４が９０°で配向する状態）から第１の状態（磁化Ｍ１１と磁化Ｍ９４が反平行状態）や第２の状態（磁化Ｍ１１と磁化Ｍ９４が平行状態）になりやすくなるので、第１磁気抵抗効果部９０の最大の抵抗値と最小の抵抗値との差が大きくなる。したがって、ＭＲ比は温度が高くなると大きくなり、第１磁気抵抗効果部９０のＭＲ比は正の温度係数を示す（図２参照）。

第３の状態は、第５強磁性層９４の磁化Ｍ９４が中間層９６を構成するＣｕ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｓｉのいずれかの磁性元素と作用すると生じやすい。また中間層９６が磁性体を有する場合、第３の状態は発現しやすくなる。

第２実施形態にかかる磁気抵抗効果デバイス９００全体が示すＭＲ比は、第１磁気抵抗効果部９０と第２磁気抵抗効果部２０との足し合わせである。磁気抵抗効果デバイス９００全体のＭＲ比の温度依存性は、図５と同様である。第１磁気抵抗効果部９０のＭＲ比の温度に対する正の相関と、第２磁気抵抗効果部２０のＭＲ比の温度に対する負の相関とが、互いに中和することで、磁気抵抗効果デバイス９００全体の第１温度域におけるＭＲ比の変化幅は減少する。したがって、磁気抵抗効果デバイス９００全体のＭＲ比の温度依存性は小さくなる。

また第１磁気抵抗効果部９０の第１温度域における温度係数（Ｋ１）と、第２磁気抵抗効果部２０の第１温度域における温度係数（Ｋ２）とが、０．５≦｜Ｋ１／Ｋ２｜≦２．０を満たすことが好ましい。第１磁気抵抗効果部９０の温度係数（Ｋ１）と第２磁気抵抗効果部２０の温度係数（Ｋ２）とが上記関係にあると、磁気抵抗効果デバイス９００のＭＲ比の温度依存性はより小さくなる。

上記の説明では第１実施形態における磁気抵抗効果デバイス１００の第２強磁性層１２をマルチレイヤに置き換えたが、磁気抵抗効果デバイス１００の第１強磁性層１１をマルチレイヤ９２に置き換えた形態でもよい。この場合も第１磁気抵抗効果部９０は正の温度係数を示し、磁気抵抗効果デバイス９００のＭＲ比の温度依存性は小さくなる。

以上、いくつかの実施形態の一例について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

（第１変形例）
図８は、第１実施形態の第１変形例にかかる磁気抵抗効果デバイス１０１の模式図である。第１変形例にかかる磁気抵抗効果デバイス１０１は、第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０とが電気的に並列に接続されている点が、磁気抵抗効果デバイス１００と異なる。その他の構成は同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、説明を省く。

第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０とは、配線ｗで電気的に並列に接続されている。第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０とは、配線ｗの第１端ｗ１と第２端ｗ２との間の抵抗値を測定した際に、磁気抵抗効果デバイス１０１が一つの抵抗体として機能するため、同一の読み出し経路に位置する。

第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０とが並列な関係にある場合、磁気抵抗効果デバイス１０１の合成抵抗は、第１磁気抵抗効果部１０の抵抗値の逆数と第２磁気抵抗効果部２０の抵抗値の逆数との足し算となる。抵抗値の逆数が足し合わされる場合でも、磁気抵抗効果デバイス１０１において、第１磁気抵抗効果部１０の温度依存性と第２磁気抵抗効果部２０の温度依存性とが互いに中和される関係は変わらない。したがって、第１変形例にかかる磁気抵抗効果デバイス１０１においても、磁気抵抗効果デバイス１０１全体のＭＲ比の温度依存性は小さくなる。

（第２変形例）
図９は、第１実施形態の第２変形例にかかる磁気抵抗効果デバイス１０２の模式図である。第２変形例にかかる磁気抵抗効果デバイス１０２は、第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０とが、配線ｗではなく中間層３０を介して一体化している点が、磁気抵抗効果デバイス１００と異なる。その他の構成は同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、説明を省く。

磁気抵抗効果デバイス１０２は、第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０と中間層３０とを有する。中間層３０は、例えば、導体である。第２変形例にかかる磁気抵抗効果デバイス１０２においても、磁気抵抗効果デバイス１０２全体のＭＲ比の温度依存性は小さくなる。

（第３変形例）
図１０は、第１実施形態の第３変形例にかかる磁気抵抗効果デバイス１０３の模式図である。第３変形例にかかる磁気抵抗効果デバイス１０２は、第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０とで第２強磁性層１２を共有している点が、磁気抵抗効果デバイス１００と異なる。その他の構成は同一であり、同一の構成については同一の符号を付し、説明を省く。

磁気抵抗効果デバイス１０３は、第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０とを有する。第１磁気抵抗効果部１０は、第１強磁性層１１と第２強磁性層１２と第１スペーサ層１３とからなる。第２磁気抵抗効果部２０は、第３強磁性層２１と第２強磁性層１２と第２スペーサ層２３とからなる。第２強磁性層１２は、第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０とで共有している。第３変形例にかかる磁気抵抗効果デバイス１０３においても、磁気抵抗効果デバイス１０２全体のＭＲ比の温度依存性は小さくなる。

また磁気抵抗効果デバイス１００、１０１、１０２において、第１強磁性層１１と第２強磁性層１２との位置関係及び第３強磁性層２１と第４強磁性層２２との位置関係は自由に変更できる。例えば、磁気抵抗効果デバイス１００において、第２磁気抵抗効果部２０に近い位置に第１強磁性層１１を配置させてもよく、第１磁気抵抗効果部１０に近い位置に第４強磁性層２２を配置させてもよい。

また各変形例にかかる磁気抵抗効果デバイス１００、１０１、１０２において、第１磁気抵抗効果部１０を第２実施形態にかかる第１磁気抵抗効果部９０に置き換えてもよい。

「第３実施形態」
（磁気アレイ）
図１１は、第３実施形態にかかる磁気アレイ２００の模式図である。磁気アレイ２００は、複数の磁気抵抗効果デバイス１００（図１参照）を備える。複数の磁気抵抗効果デバイス１００は、それぞれ第１磁気抵抗部１０と第２磁気抵抗効果部２０とが電気的に直列に接続されている。以下、第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０とが電気的に直列に接続された磁気抵抗効果デバイスを第１デバイス１００Ａという。

磁気アレイ２００は、複数の第１デバイス１００Ａを備える。図１１では、第１デバイス１００Ａが２つの場合を例示したが、３つ以上でもよい。複数の第１デバイス１００Ａは、互いに配線ｗで電気的に並列に接続されている。配線ｗの第１端ｗ１と第２端ｗ２との間の抵抗値を測定した際に、複数の第１デバイス１００Ａ（磁気アレイ２００）は一つの抵抗体として機能する。複数の第１デバイス１００Ａは、同一の読み出し経路に位置する。

第１デバイス１００Ａのそれぞれは、第１磁気抵抗効果部１０の温度依存性と第２磁気抵抗効果部２０の温度依存性とが互いに中和される関係にあり、ＭＲ比の温度依存性が小さい。また磁気アレイ２００は、これらの第１デバイス１００Ａが電気的に接続されているため、磁気アレイ２００のシグナル、ノイズはそれぞれの第１デバイス１００Ａのシグナル、ノイズの足しあわされたものとなる。それぞれの第１デバイス１００Ａのシグナルは足しあわされる際に強め合うが、ノイズは一部相殺する。したがって、磁気アレイ２００のＳ／Ｎ比は、磁気抵抗効果デバイス１００が単体の場合に対して増加する。

（第４変形例）
図１２は、第４変形例にかかる磁気アレイ２０１の模式図である。第４変形例にかかる磁気アレイ２０１は、第３実施形態に係る磁気アレイ２００の変形例である。磁気アレイ２０１は、複数の磁気抵抗効果デバイス１０１（図８参照）を備える。複数の磁気抵抗効果デバイス１０１は、それぞれ第１磁気抵抗部１０と第２磁気抵抗効果部２０とが電気的に並列に接続されている。以下、第１磁気抵抗効果部１０と第２磁気抵抗効果部２０とが電気的に並列に接続された磁気抵抗効果デバイスを第２デバイス１００Ｂという。

磁気アレイ２０１は、複数の第２デバイス１００Ｂを備える。図１２では、第２デバイス１００Ｂが２つの場合を例示したが、３つ以上でもよい。複数の第２デバイス１００Ｂは、互いに配線ｗで電気的に直列に接続されている。配線ｗの第１端ｗ１と第２端ｗ２との間の抵抗値を測定した際に、複数の第１デバイス１００Ｂ（磁気アレイ２０１）は一つの抵抗体として機能する。複数の第２デバイス１００Ｂは、同一の読み出し経路に位置する。

第２デバイス１００Ｂのそれぞれは、第１磁気抵抗効果部１０の温度依存性と第２磁気抵抗効果部２０の温度依存性とが互いに中和される関係にあり、ＭＲ比の温度依存性が小さい。また磁気アレイ２０１は、これらの第２デバイス１００Ｂが電気的に接続されているため、磁気アレイ２０１のシグナル、ノイズはそれぞれの第２デバイス１００Ｂのシグナル、ノイズの足しあわされたものとなる。それぞれの第２デバイス１００Ｂのシグナルは足しあわされる際に強め合うが、ノイズは一部相殺し合う。したがって、磁気アレイ２０１のＳ／Ｎ比は、磁気抵抗効果デバイス１０１が単体の場合に対して増加する。

（第５変形例）
図１３は、第５変形例にかかる磁気アレイ２０２の模式図である。第５変形例にかかる磁気アレイ２０２は、第３実施形態に係る磁気アレイ２００の変形例である。磁気アレイ２０２は、複数の磁気抵抗効果デバイスを備える。複数の磁気抵抗効果デバイスは第１デバイス１００Ａと第２デバイス１００Ｂとであり、磁気アレイ２０２は第１デバイス１００Ａと第２デバイス１００Ｂを有する。磁気アレイ２０２は、第１デバイス１００Ａに第１磁気抵抗効果部１０又は第２磁気抵抗効果部２０が電気的に直列に接続された群が、互いに電気的に並列に接続されているとも言える。

磁気アレイ２０２は、複数の第１デバイス１００Ａと一つの第２デバイス１００Ｂとを備える。図１３では、第１デバイス１００Ａが２つ、第２デバイス１００Ｂが一つの場合を例示したが、第１デバイス１００Ａ及び第２デバイス１００Ｂの数は問わない。第１デバイス１００Ａ及び第２デバイス１００Ｂは、互いに配線ｗで電気的に直列に接続されている。配線ｗの第１端ｗ１と第２端ｗ２との間の抵抗値を測定した際に、磁気アレイ２０２は一つの抵抗体として機能する。複数の第１デバイス１００Ａと一つの第２デバイス１００Ｂは、同一の読み出し経路に位置する。

第１デバイス１００Ａ及び第２デバイス１００Ｂのそれぞれは、第１磁気抵抗効果部１０の温度依存性と第２磁気抵抗効果部２０の温度依存性とが互いに中和される関係にあり、ＭＲ比の温度依存性が小さい。また磁気アレイ２０２は、これらの第１デバイス１００Ａ及び第２デバイス１００Ｂが電気的に接続されているため、磁気アレイ２０２のシグナル、ノイズはそれぞれの第１デバイス１００Ａ及び第２デバイス１００Ｂのシグナル、ノイズの足しあわされたものとなる。それぞれの第１デバイス１００Ａ及び第２デバイス１００Ｂのシグナルは足しあわされる際に強め合うが、ノイズは一部相殺し合う。したがって、磁気アレイ２０２のＳ／Ｎ比は、磁気抵抗効果デバイス１００もしくは磁気抵抗効果デバイス１０１が単体の場合に対して増加する。

（第６変形例）
図１４は、第６変形例にかかる磁気アレイ２０３の模式図である。第６変形例にかかる磁気アレイ２０３は、第３実施形態に係る磁気アレイ２００の変形例である。磁気アレイ２０３は、第１デバイス群Ｇ１を複数有する。第１デバイス群Ｇ１は、複数の磁気抵抗効果デバイス１００が電気的に直列に接続されたものである。磁気アレイ２０３は、複数の第１デバイス群Ｇ１が互いに電気的に並列に接続されている。

図１４では、第１デバイス群Ｇ１を構成する磁気抵抗効果デバイス１００が２つであり、２つの第１デバイス群Ｇ１が電気的に並列に接続された例を図示したが、第１デバイス群Ｇ１を構成する磁気抵抗効果デバイス１００の数、及び、第１デバイス群Ｇ１の数は問わない。図１５は、第６変形例にかかる磁気アレイの別の例の模式図である。図１５に示す磁気アレイ２０３Ａは、第１デバイス群Ｇ１を構成する磁気抵抗効果デバイス１００が３つであり、３つの第１デバイス群Ｇ１が電気的に並列に接続されている。

複数の磁気抵抗効果デバイス１００は、互いに配線ｗで電気的に直列に接続されている。配線ｗの第１端ｗ１と第２端ｗ２との間の抵抗値を測定した際に、複数の磁気抵抗効果デバイス１００（磁気アレイ２０３）は一つの抵抗体として機能する。複数の磁気抵抗効果デバイス１００は、同一の読み出し経路に位置する。

磁気抵抗効果デバイス１００のそれぞれは、第１磁気抵抗効果部１０の温度依存性と第２磁気抵抗効果部２０の温度依存性とが互いに中和される関係にあり、ＭＲ比の温度依存性が小さい。また磁気アレイ２０３、２０３Ａは、これらの磁気抵抗効果デバイス１００が電気的に接続されているため、磁気アレイ２０３、２０３Ａのシグナル、ノイズは第１デバイス１００それぞれのシグナル、ノイズの足しあわされたものとなる。第１デバイス１００それぞれのシグナルは足しあわされる際に強め合うが、ノイズは一部相殺し合う。したがって、磁気アレイ２０３、２０３ＡのＳ／Ｎ比は、磁気抵抗効果デバイス１００が単体の場合に対して増加する。

第３実施形態（各変形例を含む）における磁気アレイにおいて、磁気抵抗効果デバイス１００又は１０１に代えて、磁気抵抗効果デバイス１００、１０１、１０２、９００を用いてもよい。

１０、９０ 第１磁気抵抗効果部
１１ 第１強磁性層
１２ 第２強磁性層
１３ 第１スペーサ層
２０ 第２磁気抵抗効果部
２１ 第３強磁性層
２２ 第４強磁性層
２３ 第２スペーサ層
３０、９６ 中間層
９２ マルチレイヤ
９３ 第３スペーサ層
９４ 第５強磁性層
９５ 第６強磁性層
１００、１０１、１０２、１０３、９００ 磁気抵抗効果デバイス
１００Ａ 第１デバイス
１００Ｂ 第２デバイス
２００、２０１、２０２、２０３、２０３Ａ 磁気アレイ
Ｇ１ 第１デバイス群
Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ２１、Ｍ２２、Ｍ９４、Ｍ９５ 磁化
ｗ 配線
ｗ１ 第１端
ｗ２ 第２端

Claims (16)

1. 第１強磁性層と、
   前記第１強磁性層に対向する第２強磁性層と、
   前記第１強磁性層と前記第２強磁性層との間に位置する第１スペーサ層と、を備える第１磁気抵抗効果部と、
   第３強磁性層と、
   前記第３強磁性層に対向する第４強磁性層又は前記第２強磁性層と、
   前記第３強磁性層と前記第４強磁性層又は前記第２強磁性層との間に位置する第２スペーサ層と、を備える第２磁気抵抗効果部と、
   を備え、
   前記第１磁気抵抗効果部と前記第２磁気抵抗効果部とは、電気的に直列または並列に接続されており、
   前記第１磁気抵抗効果部は、第１温度域においてＭＲ比が正の温度係数を示し、
   前記第２磁気抵抗効果部は、前記第１温度域においてＭＲ比が負の温度係数を示す、磁気抵抗効果デバイス。
2. 前記第１磁気抵抗効果部の前記第１温度域における温度係数（Ｋ１）と、前記第２磁気抵抗効果部の前記第１温度域における温度係数（Ｋ２）とが、
   ０．５≦｜Ｋ１／Ｋ２｜≦２．０
   を満たす、請求項１に記載の磁気抵抗効果デバイス。
3. 前記第１磁気抵抗効果部と前記第２磁気抵抗効果部とは、電気的に直列に接続されている、請求項１又は２に記載の磁気抵抗効果デバイス。
4. 前記第１磁気抵抗効果部と前記第２磁気抵抗効果部とは、電気的に並列に接続されている、請求項１又は２に記載の磁気抵抗効果デバイス。
5. 前記第１スペーサ層は、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒ、Ａｌからなる群から選択されるいずれかを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の磁気抵抗効果デバイス。
6. 前記第１スペーサ層は磁性体を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の磁気抵抗効果デバイス。
7. 前記磁性体は、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒからなる群から選択されるいずれかを含む、請求項６に記載の磁気抵抗効果デバイス。
8. 前記第１強磁性層と前記第２強磁性層とのうち少なくとも一方は、磁性元素としてＭｎ、Ｆｅ、Ｃｏからなる群から選択されるいずれかを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の磁気抵抗効果デバイス。
9. 前記第１強磁性層と前記第２強磁性層とのうち少なくとも一方は、Ｃｏ_２Ｌ_αＭ_βの化学組成をもつ金属間化合物を含み、
   ＬはＭｎ、Ｆｅ、Ｃｒからなる群から選択される１種または２種以上の元素であり、ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｆｅ、Ｃｒからなる群から選択される１種または２種以上の元素である、請求項８に記載の磁気抵抗効果デバイス。
10. 前記第１強磁性層又は前記第２強磁性層は、複数の層を有し、
    前記複数の層は、２つの磁性層と、前記２つの磁性層の間に挟まれた中間層とを有する、請求項１〜９のいずれかに記載の磁気抵抗効果デバイス。
11. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の磁気抵抗効果デバイスを複数備える、磁気アレイ。
12. 前記第１磁気抵抗効果部と前記第２磁気抵抗効果部とが電気的に直列に接続された第１デバイスを複数有し、
    複数の前記第１デバイスが互いに電気的に並列に接続されている、請求項１１に記載の磁気アレイ。
13. 前記第１磁気抵抗効果部と前記第２磁気抵抗効果部とが電気的に並列に接続された第２デバイスを複数有し、
    複数の前記第２デバイスが互いに電気的に直列に接続されている、請求項１１又は１２に記載の磁気アレイ。
14. 前記第１磁気抵抗効果部と前記第２磁気抵抗効果部とが電気的に直列に接続された第１デバイスと、前記第１磁気抵抗効果部と前記第２磁気抵抗効果部とが電気的に並列に接続された第２デバイスと、を有する、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の磁気アレイ。
15. 前記磁気抵抗効果デバイスが電気的に直列に接続された複数の第１デバイス群を有し、
    前記第１デバイス群が互いに電気的に並列に接続されている、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の磁気アレイ。
16. 第１強磁性層と、
    前記第１強磁性層に対向する第２強磁性層と、
    前記第１強磁性層と前記第２強磁性層との間に位置する第１スペーサ層と、を備える第１磁気抵抗効果部と、
    第３強磁性層と、
    前記第３強磁性層に対向する第４強磁性層又は前記第２強磁性層と、
    前記第３強磁性層と前記第４強磁性層又は前記第２強磁性層との間に位置する第２スペーサ層と、を備える第２磁気抵抗効果部と、
    を備え、
    前記第１スペーサ層は、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｒからなる群から選択されるいずれかと磁性体とを含み、
    前記第１強磁性層と前記第２強磁性層とのうち少なくとも一方は、Ｃｏ２ＬαＭβの化学組成をもつ金属間化合物を含み、
    ＬはＭｎ、Ｆｅ、Ｃｒからなる群から選択される１種または２種以上の元素であり、ＭはＳｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｆｅ、Ｃｒからなる群から選択される１種または２種以上の元素であり、
    前記第２スペーサ層は、非磁性体である、磁気抵抗効果デバイス。

Images