JP5674297B2 - Tmr素子およびその形成方法 - Google Patents
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Description
(a)基体の上に、シード層と、反強磁性層と、AP2層\結合層\AP1層からなる積層構造を有し、AP2層が反強磁性層に接するシンセティック反平行ピンド層とを順に含む積層体を形成する工程。
(b)一方の面がシンセティック反平行ピンド層におけるAP1層と接するようにトンネルバリア層を形成する工程。
(c)トンネルバリア層の上に、CoFe,CoFeM,またはCoFeLMからなり第1の厚みを有する複数の層と、CoFeB,CoFeBM,CoB,CoBM,またはCoBLMからなり第1の厚みよりも大きな第2の厚みを有する1以上の層(但し、Mは、タンタル(Ta),チタン(Ti),タングステン(W),ジルコニウム(Zr),ハフニウム(Hf),テルビウム(Tb)およびニオブ(Nb)のうちのいずれか1種を表し、Lは、ニッケル,タンタル,チタン,タングステン,ジルコニウム,ハフニウム,テルビウムおよびニオブのうちのいずれか1種を表す。MとLとは互いに異なる元素である。)とを積層することにより、CoFeM,CoFeLM,CoFeBM,CoBM,またはCoBLMの少なくとも一つを含むように複合フリー層を形成する工程。
(d)複合フリー層の上にキャップ層を形成する工程。
フリー層18は上記の構成に限定されるものではない。例えば、(CoFe\CoB)n ,(CoFeM\CoB)n ,(CoFeLM\CoB)n ,(CoFe\CoBM)n ,(CoFeM\CoBM)n ,(CoFeLM\CoBM)n ,(CoFe\CoBLM)n ,(CoFeM\CoBLM)n ,または(CoFeLM\CoBLM)n によって表される積層構造としてもよい。すなわち、BC層18b(18b1〜18bn)を、CoB,CoBMまたはCoBLMによって構成することもできる。ここで、CoB,CoBMまたはCoBLMとしては、硼素の含有率が5〜30原子%である低磁歪のものを用いることが望ましい。なお、MおよびLは、ニッケル,タンタル,チタン,タングステン,ジルコニウム,ハフニウム,テルビウムおよびニオブのうちのいずれか1種の元素を表す。但し、MとLとは互いに異なる元素である。また、nは2以上の整数である。この第1の変形例においても、CoB,CoBMまたはCoBLMからなるBC層18bは、CoFe,CoFeMまたはCoFeLMからなるNBC層18aよりも大きな厚みを有していることが望ましい。
また、フリー層は以下の構成であってもよい。具体的には、(CoFe\CoFeB)n \CoFe,(CoFeM\CoFeB)n \CoFeM,(CoFe\CoFeBM)n \CoFe,(CoFeM\CoFeBM)n \CoFeM,(CoFeLM\CoFeB)n \CoFeLM,または(CoFeLM\CoFeBM)n \CoFeLMによって表される積層構造としてもよい。ここで、MおよびLは、ニッケル,タンタル,チタン,タングステン,ジルコニウム,ハフニウム,テルビウムおよびニオブのうちのいずれか1種を表す。MとLとは互いに異なる元素である。nは1以上の整数である。CoFeBおよびCoFeBMからなる層は、CoFe,CoFeMもしくはCoFeLMからなる層よりも大きな厚みを有する。本変形例では、NBC層がBC層よりも1層多く含まれるので、最上層および最下層がいずれもNBC層となる。
また、フリー層は以下の構成であってもよい。具体的には、(CoFe\CoB)n \CoFe,(CoFeM\CoB)n \CoFeM,(CoFeLM\CoB)n \CoBLM,(CoFe\CoBM)n \CoFe,(CoFeM\CoBM)n \CoFeM,(CoFeLM\CoBM)n \CoFeLM,(CoFe\CoBLM)n \CoFe,(CoFeM\CoBLM)n \CoFeM,または(CoFeLM\CoBLM)n \CoFeLMによって表される積層構造としてもよい。本変形例は、BC層をCoB,CoBMまたはCoBLMによって構成したことを除き、他は上記第2の変形例と同様の構成を有する。ここで、CoB,CoBMまたはCoBLMとしては、硼素の含有率が5〜30原子%である低磁歪のものを用いることが望ましい。
「シード層\AFM層\AP2層\Ru層\AP1層\MgO層\フリー層\キャップ層」
シード層;Ta(2)\Ru(2)
AFM層;IrMn(7)
AP2層\Ru層\AP1層(8)(=ピンド層);CoFe(2.5)\Ru(0.75)/CoFe(2.0)
MgOx(=トンネルバリア層);Mg(0.7)\NOX\Mg(0.4)
キャップ層;Ru(5)
なお、括弧内の数値は膜厚(nm)を表す。以下、同様である。本実験では、上記の積層構造をNiFeからなる下部シールド層の上に形成したのち、2段階のアニール処理を行った。具体的には、第1のステップでは、8000×103 /4π[A/m]の磁界を印加しながら真空中において250℃で3時間にわたりアニール処理を行い、第2のステップでは、同じ強度の磁場中において280℃で1.5時間にわたりアニール処理をおこなった。
Claims (20)
- シンセティック反平行(SyAP)ピンド層と、
(CoFeM\CoFeB)n ,(CoFe\CoFeBM)n ,(CoFeM\CoFeBM)n ,(CoFeLM\CoFeB)n ,または(CoFeLM\CoFeBM)nによって表される積層構造(但し、Mは、タンタル(Ta),チタン(Ti),タングステン(W),ジルコニウム(Zr),ハフニウム(Hf),テルビウム(Tb)およびニオブ(Nb)のうちのいずれか1種を表し、Lは、ニッケル(Ni),タンタル(Ta),チタン(Ti),タングステン(W),ジルコニウム(Zr),ハフニウム(Hf),テルビウム(Tb)およびニオブ(Nb)のうちのいずれか1種を表す。MとLとは互いに異なる元素である。nは2以上の整数である。CoFeBおよびCoFeBMからなる層は、CoFe,CoFeMもしくはCoFeLMからなる層よりも厚い。)からなるフリー層と、
一方の面が前記シンセティック反平行ピンド層と接すると共に他方の面が前記フリー層におけるCoFe,CoFeMもしくはCoFeLMからなる層と接するように、前記シンセティック反平行ピンド層と前記フリー層との間に設けられたトンネルバリア層と
を備えたTMR素子。 - 前記フリー層を構成するCoFeBからなる層におけるボロン含有率は、10原子%以上40原子%以下であり、
前記フリー層を構成するCoFeBMからなる層におけるボロン含有率は、5原子%以上40原子%以下である
請求項1記載のTMR素子。 - 前記フリー層におけるCoFe,CoFeMもしくはCoFeLMからなる層は、0.2nm(2Å)以上0.8nm(8Å)以下の厚みを有し、
前記フリー層におけるCoFeBおよびCoFeBMからなる層は、1nm(10Å)以上8nm(80Å)以下の厚みを有する
請求項1記載のTMR素子。 - 前記トンネルバリア層は、MgO,MgZnO,ZnO,Al2 O3 ,TiOx ,AlTiO,HfOx およびZrOx のいずれか、またはこれらを2種以上混合した材料からなる
請求項1記載のTMR素子。 - シンセティック反平行(SyAP)ピンド層と、
(CoFeM\CoFeB)n \CoFeM,(CoFe\CoFeBM)n \CoFe,(CoFeM\CoFeBM)n \CoFeM,(CoFeLM\CoFeB)n \CoFeLM,または(CoFeLM\CoFeBM)n \CoFeLMによって表される積層構造(但し、Mは、タンタル(Ta),チタン(Ti),タングステン(W),ジルコニウム(Zr),ハフニウム(Hf),テルビウム(Tb)およびニオブ(Nb)のうちのいずれか1種を表し、Lは、ニッケル(Ni),タンタル(Ta),チタン(Ti),タングステン(W),ジルコニウム(Zr),ハフニウム(Hf),テルビウム(Tb)およびニオブ(Nb)のうちのいずれか1種を表す。MとLとは互いに異なる元素である。nは1以上の整数である。CoFeBおよびCoFeBMからなる層は、CoFe,CoFeMもしくはCoFeLMからなる層よりも厚い。)からなるフリー層と、
一方の面が前記シンセティック反平行ピンド層と接すると共に他方の面が前記フリー層におけるCoFe,CoFeMもしくはCoFeLMからなる層と接するように、前記シンセティック反平行ピンド層と前記フリー層との間に設けられたトンネルバリア層と
を備えたTMR素子。 - 前記フリー層を構成するCoFeBからなる層におけるボロン含有率は、10原子%以上40原子%以下であり、
前記フリー層を構成するCoFeBMからなる層におけるボロン含有率は、5原子%以上40原子%以下である
請求項5記載のTMR素子。 - 前記フリー層におけるCoFe,CoFeMもしくはCoFeLMからなる層は、0.2nm(2Å)以上0.8nm(8Å)以下の厚みを有し、
前記フリー層におけるCoFeBおよびCoFeBMからなる層は、1nm(10Å)以上8nm(80Å)以下の厚みを有する
請求項5記載のTMR素子。 - 前記フリー層のCoFeMにおける元素Mの含有率、ならびに前記フリー層のCoFeLMにおける元素Lおよび元素Mの合計の含有率は、いずれも10原子%未満である
請求項5記載のTMR素子。 - シンセティック反平行(SyAP)ピンド層と、
(CoFeM\CoB)n ,(CoFeLM\CoB)n ,(CoFe\CoBM)n ,(CoFeM\CoBM)n ,(CoFeLM\CoBM)n ,(CoFe\CoBLM)n ,(CoFeM\CoBLM)n ,または(CoFeLM\CoBLM)n によって表される積層構造(但し、Mは、タンタル(Ta),チタン(Ti),タングステン(W),ジルコニウム(Zr),ハフニウム(Hf),テルビウム(Tb)およびニオブ(Nb)のうちのいずれか1種を表し、Lは、ニッケル(Ni),タンタル(Ta),チタン(Ti),タングステン(W),ジルコニウム(Zr),ハフニウム(Hf),テルビウム(Tb)およびニオブ(Nb)のうちのいずれか1種を表す。MとLとは互いに異なる元素である。nは2以上の整数である。CoB,CoBM,およびCoBLMからなる層は、CoFe,CoFeMもしくはCoFeLMからなる層よりも厚い。)からなるフリー層と、
一方の面が前記シンセティック反平行ピンド層と接すると共に他方の面が前記フリー層におけるCoFe,CoFeMもしくはCoFeLMからなる層と接するように、前記シンセティック反平行ピンド層と前記フリー層との間に設けられたトンネルバリア層と
を備えたTMR素子。 - 前記フリー層を構成するCoBからなる層におけるボロン含有率は、5原子%以上30原子%以下である
請求項9記載のTMR素子。 - 前記フリー層におけるCoFe,CoFeMもしくはCoFeLMからなる層は、0.2nm(2Å)以上0.8nm(8Å)以下の厚みを有し、
前記フリー層におけるCoB,CoBMおよびCoBLMからなる層は、1nm(10Å)以上8nm(80Å)以下の厚みを有する
請求項9記載のTMR素子。 - 前記トンネルバリア層は、MgO,MgZnO,ZnO,Al2 O3 ,TiOx ,AlTiO,HfOx およびZrOx のいずれか、またはこれらを2種以上混合した材料からなる
請求項9記載のTMR素子。 - シンセティック反平行(SyAP)ピンド層と、
(CoFeM\CoB)n \CoFeM,(CoFeLM\CoB)n \CoBLM,(CoFe\CoBM)n \CoFe,(CoFeM\CoBM)n \CoFeM,(CoFeLM\CoBM)n \CoFeLM,(CoFe\CoBLM)n \CoFe,(CoFeM\CoBLM)n \CoFeM,または(CoFeLM\CoBLM)n \CoFeLMによって表される積層構造(但し、Mは、タンタル(Ta),チタン(Ti),タングステン(W),ジルコニウム(Zr),ハフニウム(Hf),テルビウム(Tb)およびニオブ(Nb)のうちのいずれか1種を表し、Lは、ニッケル(Ni),タンタル(Ta),チタン(Ti),タングステン(W),ジルコニウム(Zr),ハフニウム(Hf),テルビウム(Tb)およびニオブ(Nb)のうちのいずれか1種を表す。MとLとは互いに異なる元素である。nは1以上の整数である。CoB,CoBMおよびCoBLMからなる層は、CoFe,CoFeMもしくはCoFeLMからなる層よりも厚い。)からなるフリー層と、
一方の面が前記シンセティック反平行ピンド層と接すると共に他方の面が前記フリー層におけるCoFe,CoFeMもしくはCoFeLMからなる層と接するように、前記シンセティック反平行ピンド層と前記フリー層との間に設けられたトンネルバリア層と
を備えたTMR素子。 - 前記フリー層を構成するCoBからなる層におけるボロン含有率は、5原子%以上30原子%以下である
請求項13記載のTMR素子。 - 前記フリー層におけるCoFe,CoFeMもしくはCoFeLMからなる層は、0.2nm(2Å)以上0.8nm(8Å)以下の厚みを有し、
前記フリー層におけるCoB,CoBMおよびCoBLMからなる層は、1nm(10Å)以上8nm(80Å)以下の厚みを有する
請求項13記載のTMR素子。 - 前記フリー層のCoFeMにおける元素Mの含有率、ならびに前記フリー層のCoFeLMにおける元素Lおよび元素Mの合計の含有率は、いずれも10原子%未満である
請求項13記載のTMR素子。 - (a)基体の上に、シード層と、反強磁性層と、AP2層\結合層\AP1層からなる積層構造を有し、前記AP2層が前記反強磁性層に接するシンセティック反平行ピンド層とを順に含む積層体を形成する工程と、
(b)一方の面が前記シンセティック反平行ピンド層におけるAP1層と接するようにトンネルバリア層を形成する工程と、
(c)前記トンネルバリア層の上に、CoFe,CoFeM,またはCoFeLMからなり第1の厚みを有する複数の層と、CoFeB,CoFeBM,CoB,CoBM,またはCoBLMからなり前記第1の厚みよりも大きな第2の厚みを有する1以上の層(但し、Mは、タンタル(Ta),チタン(Ti),タングステン(W),ジルコニウム(Zr),ハフニウム(Hf),テルビウム(Tb)およびニオブ(Nb)のうちのいずれか1種を表し、Lは、ニッケル(Ni),タンタル(Ta),チタン(Ti),タングステン(W),ジルコニウム(Zr),ハフニウム(Hf),テルビウム(Tb)およびニオブ(Nb)のうちのいずれか1種を表す。MとLとは互いに異なる元素である。)とを積層することにより、CoFeM,CoFeLM,CoFeBM,CoBM,またはCoBLMの少なくとも一つを含むように複合フリー層を形成する工程と、
(d)前記複合フリー層の上にキャップ層を形成する工程と
を含むTMR素子の形成方法。 - 前記第2の厚みを1nm(10Å)以上8nm(80Å)以下とし、
前記第1の厚みを0.2nm(2Å)以上0.8nm(8Å)以下とする
請求項17記載のTMR素子の形成方法。 - 前記トンネルバリア層を、MgO,MgZnO,ZnO,Al2 O3 ,TiOx ,AlTiO,HfOx およびZrOx のいずれか、またはこれらを2種以上混合した材料により形成する
請求項17記載のTMR素子の形成方法。 - DCスパッタリング法により第1のMg層を成膜したのち、この第1のMg層に対して自然酸化処理を行うことによりMgO層を生成し、さらにこのMgO層の上に第2のMg層をDCスパッタリング法により成膜することにより、MgOを含む前記トンネルバリア層を形成する
請求項19記載のTMR素子の形成方法。
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US7695761B1 (en) | 2006-12-21 | 2010-04-13 | Western Digital (Fremont), Llc | Method and system for providing a spin tunneling magnetic element having a crystalline barrier layer |
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US9040178B2 (en) * | 2008-09-22 | 2015-05-26 | Headway Technologies, Inc. | TMR device with novel free layer structure |
US8747629B2 (en) | 2008-09-22 | 2014-06-10 | Headway Technologies, Inc. | TMR device with novel free layer |
US8325450B2 (en) * | 2008-12-10 | 2012-12-04 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Low resistance tunnel magnetoresistance (TMR) structure |
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JP5535316B2 (ja) * | 2010-06-10 | 2014-07-02 | キヤノンアネルバ株式会社 | 発振素子および発振素子の製造方法 |
US8427791B2 (en) | 2010-11-23 | 2013-04-23 | HGST Netherlands B.V. | Magnetic tunnel junction having a magnetic insertion layer and methods of producing the same |
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US8947835B2 (en) * | 2011-12-22 | 2015-02-03 | HGST Netherlands B.V. | Tunneling magnetoresistance (TMR) read sensor with a long diffusion path and ex-situ interfaces in a sense layer structure |
JP6039697B2 (ja) * | 2013-02-04 | 2016-12-07 | アルプス電気株式会社 | 巨大磁気抵抗効果素子およびそれを用いた電流センサ |
US9070381B1 (en) | 2013-04-12 | 2015-06-30 | Western Digital (Fremont), Llc | Magnetic recording read transducer having a laminated free layer |
US20150069554A1 (en) * | 2013-09-06 | 2015-03-12 | Masahiko Nakayama | Magnetic memory and method of manufacturing the same |
US8988835B1 (en) * | 2013-10-14 | 2015-03-24 | International Business Machines Corporation | Contact recording tunnel magnetoresistive sensor with layer of refractory metal |
US9293159B2 (en) * | 2014-01-31 | 2016-03-22 | Seagate Technology Llc | Positive and negative magnetostriction ultrahigh linear density sensor |
US20150333254A1 (en) * | 2014-05-15 | 2015-11-19 | Headway Technologies, Inc. | Reduction of Barrier Resistance X Area (RA) Product and Protection of Perpendicular Magnetic Anisotropy (PMA) for Magnetic Device Applications |
US9508922B2 (en) * | 2014-09-08 | 2016-11-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic memory device and method of manufacturing the same |
US9177575B1 (en) * | 2014-12-05 | 2015-11-03 | HGST Netherlands B.V. | Tunneling magnetoresistive (TMR) read head with reduced gap thickness |
US9461240B2 (en) * | 2015-02-26 | 2016-10-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive memory device |
US9391266B1 (en) * | 2015-03-26 | 2016-07-12 | International Business Machines Corporation | Perpendicular magnetic anisotropy BCC multilayers |
US9831419B2 (en) * | 2015-07-13 | 2017-11-28 | Western Digital Technologies, Inc. | Magnetoresistive device with laminate insertion layer in the free layer |
US9842988B2 (en) * | 2015-07-20 | 2017-12-12 | Headway Technologies, Inc. | Magnetic tunnel junction with low defect rate after high temperature anneal for magnetic device applications |
US9401162B1 (en) | 2015-08-14 | 2016-07-26 | Seagate Technology Llc | Read sensor with free layers of different widths sandwiching a SAF structure for extremely high resolution |
KR102460468B1 (ko) * | 2015-12-24 | 2022-10-31 | 인텔 코포레이션 | 향상된 터널링 자기저항 비를 갖는 메모리 셀, 이를 포함하는 메모리 디바이스 및 시스템 |
US10833253B2 (en) | 2016-02-05 | 2020-11-10 | International Business Machines Corporation | Low magnetic moment materials for spin transfer torque magnetoresistive random access memory devices |
US9893273B2 (en) | 2016-04-08 | 2018-02-13 | International Business Machines Corporation | Light element doped low magnetic moment material spin torque transfer MRAM |
US9830935B1 (en) | 2016-08-10 | 2017-11-28 | Seagate Technology Llc | Read sensor capable of providing multiple effective read widths |
US11031545B2 (en) | 2016-09-30 | 2021-06-08 | Intel Corporation | High stability free layer for perpendicular spin torque transfer memory |
US9876164B1 (en) | 2016-10-01 | 2018-01-23 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and system for providing a low moment free layer magnetic junction usable in spin transfer torque applications |
US10319903B2 (en) * | 2016-11-29 | 2019-06-11 | Micron Technology, Inc. | Multiferroic magnetic tunnel junction devices |
EP3640942B1 (en) * | 2017-06-14 | 2022-09-14 | National Institute for Materials Science | Ferromagnetic tunnel junction, spintronics device using same, and method for manufacturing ferromagnetic tunnel junction |
JP2019057636A (ja) | 2017-09-21 | 2019-04-11 | 東芝メモリ株式会社 | 磁気記憶装置 |
US10249329B1 (en) | 2017-11-21 | 2019-04-02 | Western Digital Technologies, Inc. | Current-perpendicular-to-the-plane (CPP) magnetoresistive (MR) sensor with wedge shaped free layer |
CN108118194B (zh) * | 2017-11-22 | 2020-09-01 | 包头稀土研究院 | Fe-Co基磁致伸缩合金丝的制备方法 |
US10557726B2 (en) * | 2018-01-31 | 2020-02-11 | Allegro Microsystems, Llc | Systems and methods for reducing angle error for magnetic field angle sensors |
US11199424B2 (en) | 2018-01-31 | 2021-12-14 | Allegro Microsystems, Llc | Reducing angle error in a magnetic field angle sensor |
CN111224120A (zh) * | 2018-11-27 | 2020-06-02 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种C/NbxC/Nb复合涂层改性的金属双极板及其制备方法与应用 |
US10971176B2 (en) | 2019-02-21 | 2021-04-06 | International Business Machines Corporation | Tunnel magnetoresistive sensor with adjacent gap having chromium alloy seed layer and refractory material layer |
US11175359B2 (en) | 2019-08-28 | 2021-11-16 | Allegro Microsystems, Llc | Reducing voltage non-linearity in a bridge having tunneling magnetoresistance (TMR) elements |
US11125840B2 (en) | 2020-02-18 | 2021-09-21 | Western Digital Technologies, Inc. | Ultra-low RA and high TMR magnetic sensor with radiation reflective lead |
US11467233B2 (en) | 2020-03-18 | 2022-10-11 | Allegro Microsystems, Llc | Linear bridges having nonlinear elements |
US11408948B2 (en) | 2020-03-18 | 2022-08-09 | Allegro Microsystems, Llc | Linear bridge having nonlinear elements for operation in high magnetic field intensities |
US10950260B1 (en) * | 2020-04-17 | 2021-03-16 | Western Digital Technologies, Inc. | Magnetoresistive sensor with improved magnetic properties and magnetostriction control |
US11283006B1 (en) | 2020-05-05 | 2022-03-22 | Western Digital Technologies, Inc. | Methods and apparatus of high moment free layers for magnetic tunnel junctions |
GB2601390B (en) * | 2020-05-26 | 2023-01-18 | Analog Devices International Unlimited Co | Magnetoresistive element and method of manufacture |
US11698423B2 (en) * | 2020-08-12 | 2023-07-11 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Magnetic tunnel junction device and method |
US11430592B2 (en) * | 2020-09-24 | 2022-08-30 | Western Digital Technologies, Inc. | Magnetic elements of amorphous based dual free layer structures and recording devices using such elements |
Family Cites Families (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3807592B2 (ja) | 1999-06-24 | 2006-08-09 | 松下電器産業株式会社 | 記録再生ヘッドおよびそれを備えた記録再生装置 |
JP3833512B2 (ja) * | 2000-10-20 | 2006-10-11 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子 |
US6937446B2 (en) * | 2000-10-20 | 2005-08-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect element, magnetic head and magnetic recording and/or reproducing system |
JP2003069109A (ja) | 2001-08-30 | 2003-03-07 | Sony Corp | 磁気抵抗効果型磁気センサ、磁気抵抗効果型磁気ヘッド、磁気再生装置と、磁気抵抗効果型磁気センサおよび磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法 |
WO2003071300A1 (en) * | 2002-02-25 | 2003-08-28 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive spin-valve sensor and magnetic storage apparatus |
US6841395B2 (en) | 2002-11-25 | 2005-01-11 | International Business Machines Corporation | Method of forming a barrier layer of a tunneling magnetoresistive sensor |
US6888704B1 (en) * | 2003-01-22 | 2005-05-03 | Western Digital (Fremont), Inc. | Method and system for providing high sensitivity giant magnetoresistive sensors |
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 |
JP4160945B2 (ja) | 2004-01-30 | 2008-10-08 | Tdk株式会社 | 磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、およびハードディスク装置 |
US7333306B2 (en) * | 2005-08-23 | 2008-02-19 | Headway Technologies, Inc. | Magnetoresistive spin valve sensor with tri-layer free layer |
US7513040B2 (en) * | 2005-08-31 | 2009-04-07 | United Technologies Corporation | Manufacturable and inspectable cooling microcircuits for blade-outer-air-seals |
US7780820B2 (en) * | 2005-11-16 | 2010-08-24 | Headway Technologies, Inc. | Low resistance tunneling magnetoresistive sensor with natural oxidized double MgO barrier |
US7684161B2 (en) * | 2006-04-18 | 2010-03-23 | Everspin Technologies, Inc. | Methods and apparatus for a synthetic anti-ferromagnet structure with reduced temperature dependence |
JP4731393B2 (ja) | 2006-04-28 | 2011-07-20 | 株式会社日立製作所 | 磁気再生ヘッド |
US7746602B2 (en) | 2006-06-21 | 2010-06-29 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic read head with reduced shunting |
JP2008103662A (ja) * | 2006-09-21 | 2008-05-01 | Alps Electric Co Ltd | トンネル型磁気検出素子及びその製造方法 |
JP5143444B2 (ja) * | 2007-02-13 | 2013-02-13 | 株式会社日立製作所 | 磁気抵抗効果素子、それを用いた磁気メモリセル及び磁気ランダムアクセスメモリ |
JP2008227297A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Tdk Corp | トンネル型磁気検出素子及びその製造方法 |
US8372661B2 (en) * | 2007-10-31 | 2013-02-12 | Magic Technologies, Inc. | High performance MTJ element for conventional MRAM and for STT-RAM and a method for making the same |
US20090122450A1 (en) * | 2007-11-08 | 2009-05-14 | Headway Technologies, Inc. | TMR device with low magnetostriction free layer |
US8004881B2 (en) * | 2007-12-19 | 2011-08-23 | Qualcomm Incorporated | Magnetic tunnel junction device with separate read and write paths |
US20090168271A1 (en) * | 2007-12-27 | 2009-07-02 | Daniele Mauri | Dual-layer free layer in a tunneling magnetoresistance (tmr) element having different magnetic thicknesses |
JP2009218713A (ja) * | 2008-03-07 | 2009-09-24 | Secom Co Ltd | 複合無線通信システム |
US9021685B2 (en) | 2008-03-12 | 2015-05-05 | Headway Technologies, Inc. | Two step annealing process for TMR device with amorphous free layer |
US9040178B2 (en) * | 2008-09-22 | 2015-05-26 | Headway Technologies, Inc. | TMR device with novel free layer structure |
US8747629B2 (en) * | 2008-09-22 | 2014-06-10 | Headway Technologies, Inc. | TMR device with novel free layer |
US8059374B2 (en) * | 2009-01-14 | 2011-11-15 | Headway Technologies, Inc. | TMR device with novel free layer structure |
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