JP5956793B2 - 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ、磁気記録再生装置及び磁気メモリ - Google Patents
磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ、磁気記録再生装置及び磁気メモリ Download PDFInfo
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Description
また、磁気抵抗効果素子を応用した磁気メモリが検討されている。高密度の磁気メモリを実現するために、磁気抵抗効果素子のMR変化率の向上が望まれている。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1は、第1の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の構成を例示する模式的断面図である。
図1に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子110は、第1電極11と、第2電極20と、第1磁性層14と、第2磁性層18と、非磁性層16と、酸化物層21と、を含む。
本願明細書において、「積層」は、接して重ねられる状態の他に、他の要素が挿入されて重ねられる場合も含む。ここで、第1電極11と第2電極20との積層方向をZ軸方向とする。Z軸方向に対して垂直な1つの軸をX軸方向とする。Z軸方向とX軸方向とに対して垂直な方向をY軸方向とする。第2電極20は、Z軸方向(積層方向)に沿って第1電極11と積層されている。
図2に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子111においては、上記の第1電極11と、第2電極20と、第1磁性層14と、第2磁性層18と、非磁性層16と、酸化物層21と、が設けられている。
非磁性層16の上に、酸化物層21が設けられる。
キャップ層19の上に、第2電極20が設けられる。
図3は、酸化物層21のウスタイト結晶粒21sの構成を例示している。図3に表したように、ウスタイト結晶粒21sは、NaCl構造を有している。ウスタイト結晶粒21sは、Fe原子22aと、酸素原子22bと、を含んでおり、ウスタイト結晶粒21sは、NaCl構造のうちの1つであるウスタイト構造を有している。
これらの図は、Me0.95O1(すなわち、Fe0.95O1)の[111]方向の原子層構造を示している。図4(a)は、[−1−12]方向に対して垂直な平面で切断した断面図である。図4(b)は、[1−10]方向に対して垂直な平面で切断した断面図である。
下地層12:Ta(1nm)/Ru(2nm)
ピニング層13:Ir22Mn78(7nm)
第1磁性層14:Co75Fe25(4.4nm)/Ru(0.9nm)/Fe50Co50(6nm)
非磁性層16:Cu(1.5nm)
酸化物層21:Zn−Fe−O(1.5nm)
第2磁性層18:Fe50Co50(6nm)
キャップ層19:Cu(1nm)/Ta(2nm)/Ru(5nm)
基板上に設けられた第1電極11の上に上記の積層体を形成した後、280℃で5時間のアニール処理を行った。この後、第2電極20を形成した。
図5(a)及び図5(b)は、試料E1−3及び試料C1−4の断面TEM像をそれぞれ示す。図5(a)図5(b)に表したように、試料E1−3及び試料C1−4の両方において、非磁性層16と第2磁性層18との間に、1.5nm程度の厚さの酸化物層21が形成されている。酸化物層21は、実質的に均一なZn−Fe酸化物の層である。試料C1−4及び試料E1−3の両方において、酸化物層21は結晶構造を有している。酸化物層21の結晶構造を詳細に調べるために、FFT解析を行った。
図6(a)及び図6(b)は、図5(a)及び図5(b)にそれぞれ示した円で囲んだ領域R1及びR2に関してFFT解析を行い、その結果から算出した回折パターンを示している。
図7は、試料E1−3についての結晶配向分散のプロファイルを例示している。図7に例示した結晶配向分散は、図6(a)に例示した断面TEM像のFFT解析を複数箇所実施し、膜面垂直方向に対して(111)面配向面の方位の分散をプロットすることにより得られる。横軸は、分散角度ωであり、縦軸は、各分散角度に(111)面が存在したFFT解析の領域数(任意目盛)である。分散角度ωは、膜面垂直方向と(111)面配向方向とのなす角度に対応する。
酸化物層21を設けた試料C1−6及び試料E2−1〜E2−4においては、酸化物層21を設けない試料C1−1に比べて、MR変化率が大きい。これは、酸化物層21を設けることの効果である。酸化物層21におけるFeに対するZn濃度を高めた試料E2−1〜E2−4では、試料C1−6に比べて、MR変化率が向上する。なお、試料C1−6及び試料E2−1〜E2−4において、面積抵抗RAは、約0.2Ωμm2であり、実質的に同じである。なお、試料C1−7においては、NaCl(111)の結晶粒が観察されなかった。
図8は、磁気抵抗効果素子の特性を例示する断面TEM像である。
図8は、試料E2の断面TEM像を示している。
図9(a)及び図9(b)は、磁気抵抗効果素子の特性を例示するFFT解析像である。図9(a)及び図9(b)は、図8に示した円で囲んだ領域R3及び領域R4に関してFFT解析を行い、その結果から算出した回折パターンを示している。
図10(a)は、バルクのウスタイトの[111]方向の原子層構造を例示している。図10(b)は、バルクのウルツァイトの[002]方向の原子層構造を例示している。図10(a)に表したように、バルクのウスタイトの(111)配向面の面間隔dは、0.25nmである。図10(b)に表したように、バルクのウルツァイトの(002)配向面の面間隔dは、0.26nmである。
図11は、ウスタイト結晶粒21sとウルツァイト結晶粒21rとの間の領域(界面)における面内結晶テンプレート効果を例示している。
図11に表したように、ウスタイト結晶粒21sとウルツァイト結晶粒21rとの間の領域(例えば界面)において、ウルツァイト結晶粒21rにおいて、膜面垂直方向の面間隔dは、0.26nm(バルクのZnOのウルツァイトにおける面間隔)であるとする。ウスタイト結晶粒21sにおいて膜面垂直方向の面間隔dは、0.25nm(バルクのウスタイトにおける面間隔)であるとする。このようなウスタイト結晶粒21sとウルツァイト結晶粒21rとが同じ膜面内で混在した際に、面内結晶テンプレート効果が生じ、ウスタイトの(111)配向面の面間隔dがウルツァイト(002)面の面間隔dの影響を受け、0.26nmに向けて、伸びると考えられる。
また、試料E2−1、E2−3、E2−4においても、表2に示すようにウスタイト結晶粒21sの面間隔dが膜面垂直方向に延びていることが確認された。
このように、この例でも、膜面垂直方向に伸張したウスタイト結晶粒21sを含む酸化物層21を用いることで、大きいMR変化率が得られることが分かった。
この実験では、酸化物層21の形成において、イオンビームを用いたIAOを行い、その後に、Arプラズマ処理を行った。
上記のように、酸化物層21に含まれるウスタイト結晶粒21sは、Feに加え、コバルト(Co)及びニッケル(Ni)の少なくともいずれかをさらに含んでも良い。
図12(a)〜図12(j)は、第1の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の構成を例示する模式的断面図である。
図12(a)に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子110aにおいては、酸化物層21は、非磁性層16と第2磁性層18との間に配置される。
図13に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子114においては、酸化物層21は、第1磁性層14と非磁性層16との間に設けられている。これ以外は、磁気抵抗効果素子111と同様なので説明を省略する。
下地層12:Ta(1nm)/Ru(2nm)
ピニング層13:Ir22Mn78(7nm)
第1磁性層14:Co75Fe25(4.4nm)/Ru(0.9nm)/Fe50Co50(4nm)
酸化物層21:Zn−Fe−O(1.5nm)
非磁性層16:Cu(1.5nm)
第2磁性層18:Fe50Co50(4nm)
キャップ層19:Cu(1nm)/Ta(2nm)/Ru(5nm)
上記において、第1磁性層14の上部ピン層143(Fe50Co50)の厚さ、及び、第2磁性層18(Fe50Co50)の厚さtmを4nmとしたときにおいて、酸化物層21の形成条件を変えた試料を作製した。酸化物層21の形成においては、非磁性層16の上に、1nmの厚さのFe層をスパッタにより形成し、0.24nmの厚さのZn層をスパッタにより形成し、その後、IAOを行い、その後Arプラズマ処理を行った。IAOにおけるビーム電流Ibは、60mAで一定とし、加速電圧Vbを60V〜120Vで変えた。Arプラズマ処理におけるプラズマ電力Pwを20W〜100Wで変えた。これらの試料に関して、酸化物層21のウスタイト結晶粒21sの(111)面の面間隔d、MR変化率、及び、面積抵抗RAを評価した。評価結果を表4に示す。
図14に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子115においては、非磁性層16として、下部金属層15と、上部金属層17と、が設けられる。下部金属層15は、第1磁性層14と第2磁性層18との間に配置される。上部金属層17は、下部金属層15と第2磁性層18と間に配置される。酸化物層21は、下部金属層15と上部金属層17との間に配置される。非磁性層16は、下部金属層15と上部金属層17とを含むと見なすことができる。または、例えば、下部金属層15及び上部金属層17の一方を図1に例示した非磁性層16と見なし、下部金属層15及び上部金属層17の他方を、別の非磁性層と見なしても良い。これ以外は、磁気抵抗効果素子111と同様なので説明を省略する。
下地層12:Ta(1nm)/Ru(2nm)
ピニング層13:Ir22Mn78(7nm)
第1磁性層14:Co75Fe25(4.4nm)/Ru(0.9nm)/Fe50Co50(4nm)
下部金属層15:Cu(0.5nm)
酸化物層21:Zn−Fe−O(1.5nm)
上部金属層17:Cu(0.5nm)
第2磁性層18:Fe50Co50(4nm)
キャップ層19:Cu(1nm)/Ta(2nm)/Ru(5nm)
上記において、第1磁性層14の上部ピン層143(Fe50Co50)の厚さ、及び、第2磁性層18(Fe50Co50)の厚さtmを4nmとしたときにおいて、酸化物層21の形成条件を変えた試料を作製した。酸化物層21の形成においては、下部金属層15の上に、1nmの厚さのFe層をスパッタにより形成し、0.24nmの厚さのZn層をスパッタにより形成し、その後、IAOを行い、その後Arプラズマ処理を行った。IAOにおけるビーム電流Ibは、60mAで一定とし、加速電圧Vbを60V〜120Vで変えた。Arプラズマ処理におけるプラズマ電力Pwを20W〜100Wで変えた。これらの試料に関して、酸化物層21のウスタイト結晶粒21sの(111)面の面間隔d、MR変化率、及び、面積抵抗RAを評価した。評価結果を表5に示す。
図15に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子116aは、第1電極11と、第2電極20と、第1磁性層14と、第2磁性層18と、酸化物層21と、を含む。
第1磁性層14は、第1電極11と第2電極20との間に設けられ、第2磁性層18は、第1磁性層14と第2電極20との間に設けられる。酸化物層21は、第1磁性層14と第2磁性層18との間に設けられる。
図16に表したように、磁気抵抗効果素子116は、磁気抵抗効果素子116aと同様の構成を有する。磁気抵抗効果素子116は、例えば、以下の構成を有する。
下地層12:Ta(1nm)/Ru(2nm)
ピニング層13:Ir22Mn78(7nm)
第1磁性層14:Co75Fe25(4.4nm)/Ru(0.9nm)/Fe50Co50(4nm)
酸化物層21:Zn−Fe−O(1.5nm)
第2磁性層18:Fe50Co50(4nm)
キャップ層19:Cu(1nm)/Ta(2nm)/Ru(5nm)
上記において、第1磁性層14の上部ピン層143(Fe50Co50)の厚さ、及び、第2磁性層18(Fe50Co50)の厚さtmを4nmとしたときにおいて、酸化物層21の形成条件を変えた試料を作製した。酸化物層21の形成においては、第1磁性層14の上に、1nmの厚さのFe層をスパッタにより形成し、0.24nmの厚さのZn層をスパッタにより形成し、その後、IAOを行い、その後Arプラズマ処理を行った。IAOにおけるビーム電流Ibは、60mAで一定とし、加速電圧Vbを60V〜120Vで変えた。Arプラズマ処理におけるプラズマ電力Pwを20W〜100Wで変えた。これらの試料に関して、酸化物層21のウスタイト結晶粒21sの(111)面の面間隔d、MR変化率、及び、面積抵抗RAを評価した。評価結果を表6に示す。
図17に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子117においては、酸化物層21は、非磁性層16と第2磁性層18との間に設けられる。非磁性層16は、絶縁部材16iと、導電部材16cと、を含む。絶縁部材16iには、貫通孔16hが設けられている。導電部材16cは、貫通孔16h内に埋め込まれている。第1磁性層14と非磁性層16との間に、下部金属層15が設けられている。第2磁性層18と非磁性層16との間に、上部金属層17が設けられている。上部金属層17と第2磁性層18との間に酸化物層21が設けられている。これ以外は、磁気抵抗効果素子111と同様なので説明を省略する。
下地層12:Ta(1nm)/Ru(2nm)
ピニング層13:Ir22Mn78(7nm)
第1磁性層14:Co75Fe25(4.4nm)/Ru(0.9nm)/Fe50Co50(4nm)
下部金属層15:Cu(0.25nm)
非磁性層16:Al2O3絶縁層中にCuメタルパスを形成した電流狭窄層(1.5nm)
上部金属層17:Cu(0.25nm)
酸化物層21:Zn−Fe−O(1.5nm)
第2磁性層18:Fe50Co50(4nm)
キャップ層19:Cu(1nm)/Ta(2nm)/Ru(5nm)
上記において、第1磁性層14の上部ピン層143(Fe50Co50)の厚さ、及び、第2磁性層18(Fe50Co50)の厚さtmを4nmとしたときにおいて、酸化物層21の形成条件を変えた試料を作製した。酸化物層21の形成においては、上部金属層17の上に、1nmの厚さのFe層をスパッタにより形成し、0.24nmの厚さのZn層をスパッタにより形成し、その後、IAOを行い、その後Arプラズマ処理を行った。IAOにおけるビーム電流Ibは、60mAで一定とし、加速電圧Vbを60V〜120Vで変えた。Arプラズマ処理におけるプラズマ電力Pwを20W〜100Wで変えた。これらの試料に関して、酸化物層21のウスタイト結晶粒21sの(111)面の面間隔d、MR変化率、及び、面積抵抗RAを評価した。評価結果を表7に示す。
図18に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子118においては、第2電極20の上に、下地層12、第2磁性層18、非磁性層16、第1磁性層14及びピニング層13及びキャップ層19がこの順で設けられる。酸化物層21は、非磁性層16と第2磁性層18との間に設けられる。これ以外は、磁気抵抗効果素子111と同様なので説明を省略する。
図19に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子119においては、第1磁性層14の磁化方向及び第2磁性層18の磁化方向が可変である。この例では、非磁性層16と第2磁性層18との間に酸化物層21が配置されている。
図20に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子120においては、第1電極11と第2電極20との間に、上記で説明した積層体10sが設けられ、さらに別の積層体10rが設けられている。この例では、積層体10rは、積層体10sと第2電極20との間に配置されている。さらに、積層体10sと積層体10rとの間に中間層51が設けられる。
図21は、第2の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の構成を例示する模式的斜視図である。
図21に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子130は、非磁性層16と、第1電極11と、第1磁性層14と、第2電極20と、第2磁性層18と、酸化物層21と、を含む。
本実施形態によれば、MR変化率が大きい磁気抵抗効果素子が提供できる。これにより、高集積化が可能な磁気抵抗効果素子を提供することができる。
本実施形態は、磁気抵抗効果素子の製造方法に係る。
本実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造方法は、例えば、第1電極11を形成する処理と、第1電極11の上に第1磁性層14を形成する処理と、第1磁性層14の上に非磁性層16を形成する処理と、非磁性層16の上に第2磁性層18を形成する処理と、第2磁性層18の上に第2電極20を形成する処理と、第1電極11と第2電極20との間に金属酸化物の酸化物層21を形成する処理と、を含む。酸化物層21を形成する処理は、鉄を含むウスタイト構造の(111)面配向のウスタイト結晶粒21sを含み、ウスタイト結晶粒21sの(111)面の面間隔が0.253nm以上0.275nm以下の酸化物層21を形成することを含む。なお、この製造方法において、酸化物層21は、第1電極11と第2電極20との間の任意の位置に形成することができる。
図22は、第3の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の製造方法を例示するフローチャート図である。
本製造方法において、各層の形成方法には、DCマグネトロンスパッタ法、RFマグネトロンスパッタ等のスパッタ法、イオンビームスパッタ法、蒸着法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、及びMBE(Molecular Beam Epitaxy)法などを用いることができる。
金属層を形成する処理では、例えば、非磁性層16の上に、FeとZnとを含む金属層を成膜する。FeとZnとを含む金属層は、例えば、Fe/ZnまたはZn/Feまたは(Fe/Zn)×2のようなFe層とZn層の積層体でも良い。FeとZnとを含む金属層は、例えば、Zn50Fe50のような合金の単層でも良い。
還元性ガスとしては、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン及びキセノンの少なくともいずれかのイオン、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン及びキセノンの少なくともいずれかのプラズマ、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン及びキセノンの少なくともいずれかのラジカル、水素及び窒素の少なくともいずれかの分子、水素及び窒素の少なくともいずれかのイオン、水素及び窒素の少なくともいずれかのプラズマ、並びに、水素及び窒素の少なくともいずれかのラジカル、の少なくとも何れかを含むガスを用いることができる。特に還元性ガスとして、アルゴン、ヘリウム、ネオン、クリプトン及びキセノンの少なくともいずれかのプラズマ、水素及び窒素の少なくともいずれかのイオン、並びに、水素及び窒素の少なくともいずれかのプラズマ、の少なくとも何れかを含むガスを用いることが好ましい。還元性ガスとして、アルゴンのイオン及びアルゴンのプラズマの少なくともいずれかを含むガスを用いることが好ましい。
これらの製造方法において、酸化物層21の形成方法には、上記の任意の方法が適用できる。
本実施形態は、第1の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドに係る。本実施形態においては、第1の実施形態に係る任意の磁気抵抗効果素子を用いることができる。以下では、例として、磁気抵抗効果素子110を用いる場合について説明する。
図23は、磁気記録媒体(図示せず)に対向する媒体対向面に対してほぼ平行な方向に磁気抵抗効果素子110を切断した断面図である。
図24は、磁気抵抗効果素子110を媒体対向面ABSに対して垂直な方向に切断した断面図である。
これらの図では、磁気抵抗効果素子110に含まれる第1電極11及び第2電極20が図示され、その他の構成は、省略されている。
図24に表したように、磁気ヘッド210の媒体対向面ABSには保護層43が設けられている。
第5の実施形態は、磁気記録再生装置に係る。磁気記録再生装置には、第1の実施形態に係る任意の磁気抵抗効果素子が搭載される。本磁気記録再生装置には、第1の実施形態に係る任意の磁気抵抗効果素子を用いた磁気抵抗効果素子ヘッドが用いられる。以下、磁気ヘッドに磁気抵抗効果素子111が搭載される例として説明する。
図25は、第5の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部の構成を例示する模式的斜視図である。
図25は、磁気抵抗効果素子が搭載される磁気ヘッドの構成を例示している。
図25に表したように、実施形態に係る磁気抵抗効果素子110が搭載される磁気ヘッド5は、磁気記録媒体80に対向して設けられる。磁気記録媒体80は、磁気記録層81と、裏打ち層82と、を有する。磁気記録層81は、磁気ヘッド5に対向する。
ただし、磁気ヘッド5には、再生ヘッド部70が設けられれば良く、書き込みヘッド部60は省略可能であり、書き込みヘッド部60は必要に応じて設けられる。以下では、実施形態に係る磁気記録再生装置として、磁気ヘッド5が書き込みヘッド部60を有する場合について説明する。
図26は、磁気記録再生装置の一部であるヘッドスライダの構成を例示している。
図26に表したように、磁気ヘッド5は、ヘッドスライダ3に搭載される。ヘッドスライダ3は、Al2O3及びTiCなどを含み、磁気ディスクなどの磁気記録媒体80の上を、浮上または接触しながら相対的に運動できるように設計され、製作される。
図27は、第5の実施形態に係る磁気記録再生装置の構成を例示する模式的斜視図である。
図28(a)及び図28(b)は、第5の実施形態に係る磁気記録再生装置の一部の構成を例示する模式的斜視図である。
図28(a)は、磁気記録再生装置250に含まれるヘッドスタックアセンブリ260を拡大して示している。
図28(b)は、ヘッドスタックアセンブリ260の一部である磁気ヘッドアセンブリ(ヘッドジンバルアセンブリ258)を例示している。
本実施形態は、第1の実施形態に係る磁気抵抗効果素子を用いた磁気メモリに係る。第1の実施形態に係る任意の磁気抵抗効果素子を用いて、例えばメモリセルがマトリクス状に配置されたランダムアクセス磁気メモリ(MRAM: magnetic random access memory)などの磁気メモリを実現できる。以下では、磁気抵抗効果素子110を用いる場合として説明する。
図29は、磁気メモリ301の回路構成を例示している。磁気メモリ301においては、アレイ状に配置された複数のメモリセルを有する。
図29に表したように、磁気メモリ301においては、アレイ中の1ビット(1つのメモリセル)を選択するために、列デコーダ350及び行デコーダ351が設けられている。列デコーダ350に接続されたビット線334と、行デコーダ351に接続されたワード線332と、により、スイッチングトランジスタ330がオンになり、メモリセル(磁気抵抗効果素子110)が一意に選択される。磁気抵抗効果素子110に流れる電流をセンスアンプ352で検出することにより、磁気抵抗効果素子110に含まれる記憶層(第1磁性層14及び第2磁性層18の少なくともいずれか)に記録されたビット情報を読み出す。
図30に表したように、磁気メモリ301aにおいては、マトリクス状に配線されたビット線372とワード線384とが、それぞれデコーダ360、361、362により選択されて、アレイ中の特定のメモリセルが選択される。それぞれのメモリセルは、磁気抵抗効果素子110とダイオードDとが直列に接続された構成を有する。ダイオードDは、選択された磁気抵抗効果素子110以外のメモリセルにおいてセンス電流が迂回することを抑制する。書き込みは、特定のビット線372と書き込みワード線383とにそれぞれに書き込み電流を流して発生する磁場により行われる。
図32は、図31のA−A’線断面図である。
これらの図は、磁気メモリ301aに含まれる1ビット分のメモリセルの構成を例示している。このメモリセルは、記憶素子部分311とアドレス選択用トランジスタ部分312とを有する。
上記の配線422がビット線322に対応し、配線423がワード線323に対応する。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。例えば、磁気抵抗効果素子114〜120、116a及び130、並びに、その変形の磁気抵抗効果素子には、磁気抵抗効果素子110及び111に関して説明した構成及び材料を適用することができる。
Claims (16)
- 第1電極と、
第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた第1磁性層と、
前記第1磁性層と前記第2電極との間に設けられた第2磁性層と、
前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた非磁性層と、
前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた、金属酸化物の酸化物層であって、前記酸化物層は、鉄を含むウスタイト構造の(111)面配向のウスタイト結晶粒を含み、前記ウスタイト結晶粒の(111)面の面間隔が0.253ナノメートル以上0.275ナノメートル以下である酸化物層と、
を備えた磁気抵抗効果素子。 - 第1電極と、
第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との間に設けられた第1磁性層と、
前記第1磁性層と前記第2電極との間に設けられた第2磁性層と、
前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた、金属酸化物の酸化物層であって、前記酸化物層は、鉄を含むウスタイト構造の(111)面配向のウスタイト結晶粒を含み、前記ウスタイト結晶粒の(111)面の面間隔が0.253ナノメートル以上0.275ナノメートル以下である酸化物層と、
を備えた磁気抵抗効果素子。 - 第1部分と、前記第1部分と離間した第2部分と、を有する非磁性層と、
前記第1部分と積層された第1電極と、
前記第1部分と前記第1電極との間に設けられた第1磁性層と、
前記第2部分と積層された第2電極と、
前記第2部分と前記第2電極との間に設けられた第2磁性層と、
前記第1電極と前記第1部分との間、及び、前記第2電極と前記第2部分との間の少なくともいずれかに設けられた、金属酸化物の酸化物層であって、前記酸化物層は、鉄を含むウスタイト構造の(111)面配向のウスタイト結晶粒を含み、前記ウスタイト結晶粒の(111)面の面間隔が0.253ナノメートル以上0.275ナノメートル以下である酸化物層と、
を備えた磁気抵抗効果素子。 - 前記酸化物層は、前記酸化物層の厚さ方向に対して平行な平面に射影したときに前記ウスタイト結晶粒と重なる部分を有し、亜鉛を含む(002)面配向のウルツァイト結晶粒をさらに含む請求項1〜3のいずれか1つに記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記ウスタイト結晶粒は、亜鉛をさらに含む請求項1〜4のいずれか1つ記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記ウスタイト結晶粒は、コバルト及びニッケルの少なくともいずれかをさらに含む請求項1〜5のいずれか1つに記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記ウスタイト結晶粒は、スズ、インジウム及びカドミウムの少なくともいずれかをさらに含む請求項1〜6のいずれか1つに記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記ウスタイト結晶粒は、銅、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、アルミニウム、シリコン、マグネシウム、ガリウム、ゲルマニウム、白金、パラジウム、銀、ジルコニウム、ハフニウム及びタンタルの少なくともいずれかをさらに含む請求項1〜7のいずれか1つに記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記酸化物層の結晶配向分散は、5°以下である請求項1〜8のいずれか1つに記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記酸化物層の厚さは、0.5ナノメートル以上4ナノメートル以下である請求項1〜9のいずれか1つに記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記非磁性層は、
貫通孔が形成された絶縁材と、
前記貫通孔内に埋め込まれた導電部材と、
を含む請求項1〜10のいずれか1つに記載の磁気抵抗効果素子。 - 前記非磁性層は、
上部金属層と、
下部金属層と、
を有し、
前記酸化物層は、前記上部金属層と前記下部金属層との間に配置されている請求項1〜11のいずれか1つに記載の磁気抵抗効果素子。 - 前記第1磁性層の磁化方向及び前記第2磁性層の磁化方向は、外部磁場によって回転可能である請求項1〜12のいずれか1つに記載の磁気抵抗効果素子。
- 請求項1〜13のいずれか1つに記載の磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子を一端に搭載するサスペンションと、
前記サスペンションの他端に接続されたアクチュエータアームと
を備えたことを特徴とする磁気ヘッドアセンブリ。 - 請求項14記載の磁気ヘッドアセンブリと、
前記磁気ヘッドアセンブリに搭載された前記磁気抵抗効果素子を用いて情報が記録される磁気記録媒体と、
を備えた磁気記録再生装置。 - 請求項1〜13のいずれか1つに記載の磁気抵抗効果素子を備えた磁気メモリ。
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