JP6105817B2 - 温度センサのためのナノ磁性多層膜とその製造方法 - Google Patents
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Description
(1)高精度、(2)高い安定性、(3)高感度、(4)低負荷、低消費電力、低熱容量、及び高いエネルギー効率、(5)集積性(integrability)、(6)大量生産能力及び低コスト、(7)小型化、(8)長寿命、(9)デジタル化可能性(digitalizability)、(10)汚染のない環境配慮、等々
を併せ持つ。従って、TMR温度センサは、非常に広い範囲の用途を有し、航空学及び宇宙飛行の宇宙船及び検出器に、人工衛星、宇宙服、宇宙カプセル及びシミュレートチャンバ(simulating chambers)の温度検出及びモニタリングシステムに、地上の船、可動式車両(movable vehicles)、及び携帯型パーソナル通信装置、ロボットシステム、産業オートメーションシステム、多くの種類の製品、例えば自動車(automobile)や民生用製品などの、温度検出及びモニタリングシステムに、より適切である。
底部磁性複合層(BPL)3、
中間バリア層(スペーサ)4、
上部磁性複合層(TPL)5、及び
キャップ層(CAP)6、
を包含する。
1)基板を選択するステップ、
2)下から上の順序で、基板上に、底部層、底部磁性複合層、中間バリア層、上部磁性複合層、及びキャップ層を堆積させるステップ、
3)磁場の下、上部及び底部磁性複合層に含まれる反強磁性層のブロッホ温度TBよりも高い温度で、ステップ2から得られた構造を真空アニールするステップ、
を含む。
底部ピンド(pinned)層(BPL)3、
中間バリア層(スペーサ)4、
上部ピンド層(TPL)5、及び
キャップ層(CAP)6、
を包含する。
1)基板を選択するステップ、
2)下から上の順序で、基板上に、底部層、底部ピンド(pinned)層、中間バリア層、上部ピンド層、及びキャップ層を堆積させるステップ、
3)磁場の下、底部ピンド層における反強磁性層のブロッキング温度TB1(ブロッホ温度とも呼ばれるブロッキング温度は、FM/AFM交換バイアス効果が消失する温度である)よりも高い温度で、ステップ2から得られる構造において第1の真空アニールを行うステップ、
4)磁場の下、底部ピンド層における反強磁性層のブロッキング温度TB1よりも低く、且つ上部ピンド層における反強磁性層のブロッキング温度TB2よりも高い温度で、ステップ3から得られる構造において第2の真空アニールを行うステップであって、第1の真空アニールの磁場は、第2の真空アニールの磁場とは逆の方向にあるステップ、
を含む。
下から上の順序で、底部層の上に、反強磁性層(AFM)/非磁性金属層(NM)/第2の強磁性層(FM)を堆積させるステップ、又は反強磁性層(AFM)/強磁性層(FM)を堆積させるステップ
を包含する。
その上にシード層(SL)を有する基板1、
第1の底部磁性層(FM1(1))、
底部非磁性金属層(NM1)、
第2の底部磁性層(FM1(2))、
中間バリア層(スペーサー)、
第1の上部磁性層(FM2(1))、
上部非磁性金属層(NM2)、
第2の上部磁性層(FM2(2))、及び
キャップ層(CAP)、
を包含する。
1)基板を選択するステップ、
2)下から上の順序で、基板上に、底部層、第1の底部磁性層、底部非磁性金属層、第2の底部磁性層、中間バリア層、第1の上部磁性層、上部非磁性金属層、第2の上部磁性層、及びキャップ層を堆積させるステップ、
3)磁場の下、ステップ2から得られる構造において第1の真空アニールを行うステップであって、磁場は、膜平面に垂直な方向に印加され(applied)、且つ第1の底部磁性層の多層構造の保磁力HC1よりも大きな強度を有するステップ、
4)磁場の下、ステップ3から得られる構造において第2の真空アニールを行うステップであって、磁場は、膜平面に垂直な方向に、但し第1の真空アニールにおいて印加された磁場とは反対の方向に印加され、且つ第1の底部磁性層の多層構造の保磁力HC1よりも小さいが、第2の上部磁性層の多層構造の保磁力HC2よりも大きな強度を有するステップ、
を含む。
ナノ磁性多層膜構造の第1のタイプのために、1回の(one-time)アニール処理を使用するステップであって、アニーリング温度は、底部及び上部の反強磁性層のブロッキング温度よりも高いステップ、
ナノ磁性多層膜構造の第2のタイプのために、2回のアニール処理を使用するステップであって、アニーリング温度は異なり、且つ磁場は、2つのアニーリングステップにおいて反対方向にあり、それにより、外部磁場の不在下で、底部ピンド層と上部ピンド層の磁気モーメントは、互いに反平行方向にあるステップ、
ナノ磁性多層膜構造の第3のタイプのために、2回のアニール処理を使用するステップであって、アニールプロセスにおいて印加される磁場は、膜面に垂直であるステップ、
を包含する。線形出力を有する磁気トンネル接合ベースの温度センサは、これら3つのタイプの磁性多層膜を使用することにより、製造することができる。温度センサのためのナノ磁性多層膜構造の中間バリア層は、非磁性金属材料で置き換えることができる。それにより、巨大磁気抵抗(GMR)効果に基づく温度センサを形成する。
図1は、本発明の一実施形態によるナノ磁性多層膜を示し、下から上の順序で、
基板(略してSUB)1、
シード層(略してSL)2、
底部磁性複合層3、
中間バリア層(略してスペーサ)4、
上部磁性複合層5、及び
キャップ層(略してCAP)6、
を含む。いくつかの条件において、上部磁性複合層5は、底部磁性複合層3の磁気モーメントとは反平行の方向に磁気モーメントを有する。層のそれぞれは、以下に詳細に説明する。
高いスピン分極を有する強磁性金属、好ましくはCo、FeもしくはNi、から構成されてよく、又は
1〜20nmの厚さを有する、これらの強磁性金属合金、好ましくはCoFe、CoFeB、NiFeCrもしくはNiFe(例えば、Ni81Fe19)、から構成されてよく、又は
希薄磁性半導体材料、例えばGaMnAsもしくはGaMnN、から構成されてよく、又は
2.0〜50nmの厚さを有する、半金属材料、例えばCoMnSi、CoFeAl、CoFeSi、CoMnAl、CoFeAlSi、CoMnGe、CoMnGa、CoMnGeGa、La1−xSrxMnO3、La1−xCaxMnO3(0<x<1)、から構成されてよい。強磁性層FMと反強磁性層AFMとの間に介在する極薄の非磁性金属層NMは、0.1〜5nmの厚さで、通常、Cu、Cr、V、Nb、Mo、Ru、Pd、Ta、W、Pt、Ag、Au、又はその合金から構成されてよい。
構造Aのナノ磁性多層膜において、FM1(1)/NM1/FM1(2)は、NM1の厚さが変化するにつれ、反強磁性結合から強磁性結合に変化することができ、且つ、NM1の厚さが増大するにつれ、結合強度が減少する。また、NM2の厚さが変化するにつれ、FM2(1)/NM2/FM2(2)は、反強磁性結合から強磁性結合に変化することができ、且つ、NM2の厚さが増大するにつれ、結合強度は減少する。
構造Bのナノ磁性多層膜において、NMの厚さが変化するにつれ、FM/NM/FMは、反強磁性結合から強磁性結合に変化することができ、且つNMの厚さが増大するにつれ、結合強度は減少する。構造Bにおいて、中間バリア層スペーサ(Spacer)の両側における強磁性層FM1(2)及びFM2(1)の磁気モーメントは、上部合成反強磁性層及び底部合成反強磁性層の両方における中間非磁性金属層の厚さを最適化することにより、反平行状態に設定されている。
構造Cにおいて、FM2(1)及びFM2は、異なる厚さで同じ材料で構成されてよい。
構造Dにおいて、FM2(1)及びFM1(2)は、AFM1に固定されている(pinned)反強磁性結合構造を形成する。
1)基板を選択するステップ、
2)下から上の順序で、基板上に、底部層、底部磁性複合層、中間バリア層、上部磁性複合層、及びキャップ層を堆積させるステップ、
3)磁場の下、(1以上の)反強磁性層のブロッキング温度TBよりも高い温度で、ステップ2から得られた構造を真空アニールするステップ、
を含むことができる。
1)1mmの厚さを有するSi−SiO2基板は、基板SUBとして選択することができる。及びTa(5nm)/Ru(20nm)/Ta(5nm)のシード層SLを、磁気スパッタ装置内の基板上に、2×10−6Paより高い真空度、0.1nm/秒の堆積速度、及び堆積Ar圧力0.07Paで堆積させることができる。
実施例2〜6は、実施例1と同様のやり方で作製することができる。但し、実施例2〜6のナノ磁性多層膜の材料は、実施例1の材料とは異なる。実施例2〜6は、図3に示されるように、構造A:
SUB/SL/AFM1/FM1(1)/NM1/FM1(2)/スペーサ/FM2(1)/NM2/FM2(2)/AFM2/CAP
を有する。各層の組成及び厚さを表1に示す。
実施例7〜11は、実施例1と同様のやり方で作製することができる。但し、実施例7〜11は、350℃のアニール温度を有する1回のアニール処理を用いてよく、且つ実施例7〜11は、且つ実施例7〜11は、図4に示されるように、構造B:
SUB/SL/FM1(1)/NM1/FM1(2)/スペーサ/FM2(1)/NM2/FM2(2)/CAP
を有する。各層の組成及び厚さを表2に示す。
実施例12〜16は、実施例1と同様のやり方で作製することができる。但し、実施例12〜16は、図5に示されるように、構造C:
SUB/SL/AFM1/FM1/スペーサ/FM2(1)/NM2/FM2(2)/AFM2/CAP
を有する。各層の組成及び厚さを表3に示す。
実施例17は、実施例1と同様のやり方で作製することができる。但し、実施例17は、構造D:
SL/FM1/AFM1/FM2(1)/NM1/FM2(2)/スペーサ/FM3/CAP
のナノ磁性多層膜を有している。
Ta(5)/Ru(30)/Ta(5)/Ni81Fe19(5)/Ir22Mn78(10)/Co90Fe10(2.5)/Ru(0.85)/Co40Fe40B20(3)/MgO(2.5)/Co40Fe40B20(2)/Ta(5)/Ru(5nm)
図2は、本発明の一実施態形態によるナノ磁性多層膜を示す。当該構造は、下から上の順序で、
基板(略してSUB)1、
シード層(略してSL)2、
底部ピンド層3、
中間バリア層(略してスペーサ)4、
上部ピンド層5、及び
キャップ層(略してCAP)6、
を含む。ある条件において、上部ピンド層5(又は中間バリア層4に最も近い上部ピンド層5における強磁性層)の磁気モーメントは、底部ピンド層3(又は中間バリア層4に最も近い底部ピンド層3における強磁性層)の磁気モーメントに対して反平行であってよい。層のそれぞれは、以下に詳細に説明する。
高いスピン分極を有する強磁性金属、好ましくはCo、FeもしくはNiから構成されてよく、又は
1〜20nmの厚さを有する、これらの強磁性金属の合金、好ましくは強磁性合金、例えばCoFe、CoFeB、NiFeCrもしくはNiFe(例えば、Ni81Fe19)、の膜から構成されてよく、又は
2.0〜50nmの厚さを有する、希薄磁性半導体材料、例えばGaMnAsもしくはGaMnNから構成されてよく、又は
半金属材料、例えばCoMnSi、CoFeAl、CoFeSi、CoMnAl、CoFeAlSi、CoMnGe、CoMnGa、CoMnGeGa、La1−xSrxMnO3、La1−xCaxMnO3(0<x<1)、から構成されてよい。強磁性層FMと反強磁性層AFMとの間に介在する極薄の非磁性金属層NMは、0.1〜5nmの厚さで、通常、Cu、Cr、V、Nb、Mo、Ru、Pd、Ta、W、Pt、Ag、Au、又はその合金から構成されてよい。
構造E: SL/AFM1/NM1/FM1/スペース/FM2/NM2/AFM2/CAP。
構造F: SL/AFM1/FM1/スペース/FM2/NM2/AFM2/CAP。
構造G: SL/AFM1/FM1/スペース/FM2/AFM2/CAP。
1)基板1を選択し、及び
従来のプロセス、例えば磁気スパッタリング、パルスレーザー堆積などを用いて、基板上に、底部層2、底部ピンド(pinned)層3、中間バリア層4、上部ピンド層5、及びキャップ層6を、この順序で堆積させるステップ、
2)磁場の下、底部ピンド層内に含まれる反強磁性層のブロッキング温度TB1よりも高い温度T1で、ステップ1から得られる構造において第1のアニールプロセスを行うステップ、
3)磁場の下、底部ピンド層内に含まれる反強磁性層のブロッキング温度TB1と上部ピンド層内に含まれる反強磁性層のブロッキング温度TB2との間にある温度T 2 で、ステップ2から得られる構造において第2のアニールを行うステップであって、第1のアニールの磁場は、第2のアニールの磁場とは逆の方向にあるステップ、
を含むことができる。
1)1mmの厚さを有するSi−SiO2基板は、基板SUBとして選択することができる。及び次いで、シード層SLとしてTa(5nm)/Ru(20nm)/Ta(5nm)を、磁気スパッタ装置内の基板上に、2×10−6Paより高い真空度、0.1nm/秒の堆積速度、及び堆積Ar圧力0.07Paで堆積させることができる。
実施例19〜23は、実施例18と同様のやり方で作製することができる。但し、(以下の表4に示されるように)それぞれの層の組成と厚さは、実施例18のものとは異なり、2回の(two-time)アニール処理アニール温度は、底部ピンド層及び上部ピンド層の2つの反強磁性層のブロッキング温度に従って適切に決定される。
SUB/SL/AFM1/NM1/FM1/スペーサ/FM2/NM2/AFM2/CAP
のナノ磁性多層膜を有する。各層の組成及び厚さを表4に示す。
実施例24〜28は、実施例18と同様のやり方で作製することができる。但し、実施例24〜28は、図9に示されるように、構造F:
SUB/SL/AFM1/FM1/スペーサ/FM2/NM/AFM2/CAP
のナノ磁性多層膜を有する。各層の組成及び厚さを表5に示す。
実施例29〜33は、実施例18と同様のやり方で作製することができる。但し、実施例29〜33は、図10に示されるように、構造G:
SUB/SL/AFM1/FM1/スペーサ/FM2/AFM2/CAP
のナノ磁性多層膜を有する。各層の組成及び厚さを表6に示す。
図11は、本発明の第3の実施形態による、SL/FM1(1)/NM1/FM1(2)/スペーサ/FM2(1)/NM2/FM2(2)/CAPの構造を有するナノ磁性多層膜を示す。当該構造は、下から上の順序で、
基板(略してSUB)1、
シード層(略してSL)2、
第1の底部強磁性層(FM1(1))、
底部非磁性金属層(NM1)、
第2の底部強磁性層(FM1(2))、
中間バリア層(略してスペーサ)、
第1の上部強磁性層(FM2(1))、
上部非磁性金属層(NM2)、
第2の上部強磁性層(FM2(2))、及び
キャップ層(略してCAP)、
を含む。2つの強磁性層は、非磁性金属層の厚さを調整することにより、それらの間に強磁性結合又は反強磁性結合を形成することができる。本発明の第3の実施形態において、2つの強磁性層と磁性多層膜は、その材料、厚さ、及び成長条件を最適化することにより、膜面に対して垂直な磁気モーメントを有することができる。各層について下に詳細に説明する。
[Co(0.01−2nm)/Pt(0.01−2nm)]n、
[Co(0.01−2nm)/Pd(0.01−2nm)]n、
[Co(0.01−2nm)/Ni(0.01−2nm)]n、
[Fe(0.01−2nm)/Pt(0.1−2nm)]n、
[CoFe(0.01〜2nm)/Pd(0.01〜2nm)]n,等
(構造中、nは2〜20の範囲にある)
を採用できる。底部磁性多層膜FM1(1)は、上部磁性多層膜FM2(2)よりも大きな保磁力を有していてもよい。且つ保磁力の差は、底部及び上部磁性多層膜FM1(1)及びFM2(2)の異なる材料もしくは厚さの積層膜を使用することによって達成することができる。
1)基板を選択するステップ、
2)下から上の順序で、基板上に、底部層、第1の底部強磁性層、底部非磁性金属層、第2の底部強磁性層、中間バリア層、第1の上部強磁性層、上部非磁性金属層、第2の上部強磁性層、及びキャップ層を堆積させるステップ、
3)第1の磁場の下、ステップ2から得られる構造において第1の真空アニールを行うステップであって、第1の磁場は、膜面に垂直な方向に印加され、且つ第1の底部強磁性層の保磁力Hc1よりも大きな強度を有するステップ、
4)第2の磁場の下、ステップ3から得られる構造において第2の真空アニールを行うステップであって、第2の磁場は、膜面に垂直な方向に印加されるが、但し第1の真空アニールにおいて印加される第1の磁場とは逆の方向にあり、且つ第1の底部強磁性層の保磁力HC1よりも低いが、第2の上部強磁性層の保磁力HC2よりも大きな強度を有するステップ、
を含む、上述のナノ磁性多層膜を製造する方法を提供する。
1)1mmの厚さを有するSi−SiO2基板は、基板SUBとして選択することができる。及び次いでシード層SLとしてTa(5nm)/Ru(20nm)/Ta(5nm)を、磁気スパッタ装置内の基板上に、2×10−6Paより高い真空度、0.1nm/秒の堆積速度、及び堆積Ar圧力0.07Paで堆積させることができる。
実施例35〜39は、実施例34と同様のやり方で作製することができる。但し、各層の厚さ及び材料は、表7に示すとおりである。
Claims (21)
- 基板の上に配置された底部磁性複合層であって、直接ピニング構造、間接ピニング構造、合成強磁性構造、又は合成反強磁性構造を有する底部磁性複合層と、
前記底部磁性複合層の上に配置されたスペーサ層と、
前記スペーサ層の上に配置された上部磁性複合層であって、直接ピニング構造、間接ピニング構造、合成強磁性構造、又は合成反強磁性構造を有する上部磁性複合層と、
を含む、温度センサのための磁性多層膜であって、
前記スペーサ層に最も近い前記底部磁性複合層の強磁性層は、前記スペーサ層に最も近い前記上部磁性複合層の強磁性層の磁気モーメントとは反平行な磁気モーメントを有し、それにより、当該磁性多層膜は、温度に対して直線的に変化する抵抗を有する、磁性多層膜。 - 前記直接ピニング構造は、反強磁性層と強磁性層とを互いに接触して含み、
前記間接ピニング構造は、
反強磁性層と、前記反強磁性層と接触した非磁性金属層と、前記非磁性金属層と接触した強磁性層とを包含する第1の間接ピニング構造、又は
反強磁性層と、前記反強磁性層と接触した第1の強磁性層と、前記第1の強磁性層と接触した非磁性金属層と、前記非磁性金属層と接触した第2の強磁性層とを包含する第2の間接ピニング構造、
を含み、
前記合成強磁性構造は、第1の強磁性層と第2の強磁性層とを、それらの間に挟まれた非磁性金属層と共に含み、前記非磁性金属層は、前記第1の強磁性層と第2の強磁性層との間に強磁性結合を誘導する厚さを有し、且つ
前記合成反強磁性構造は、第1の強磁性層と第2の強磁性層とを、それらの間に挟まれた非磁性金属層と共に含み、前記非磁性金属層は、前記第1の強磁性層と第2の強磁性層との間に反強磁性結合を誘導する厚さを有する、
請求項1に記載の磁性多層膜。 - 前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層は両方とも、前記第2の間接ピニング構造を有し、
前記底部磁性複合層の非磁性金属層は、そのいずれかの側においても、前記第1の強磁性層と第2の強磁性層との間に強磁性結合及び反強磁性結合の一方を誘導する厚さを有し、且つ
前記上部磁性複合層の非磁性金属層は、そのいずれかの側においても、前記第1の強磁性層と第2の強磁性層との間に強磁性結合及び反強磁性結合の他方を誘導する厚さを有する、
請求項2に記載の磁性多層膜。 - 前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の一方は、合成強磁性構造を有し、
前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の他方は、合成反強磁性構造を有する、
請求項2に記載の磁性多層膜。 - 前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の一方は、合成強磁性構造を有し、
前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の他方は、第2の間接ピニング構造を有し、前記第2の間接ピニング構造の非磁性金属層は、そのいずれかの側においても、前記第1の強磁性層と第2の強磁性層との間に反強磁性結合を誘導する厚さを有する、
請求項2に記載の磁性多層膜。 - 前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の一方は、合成反強磁性構造を有し、
前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の他方は、第2の間接ピニング構造を有し、前記第2の間接ピニング構造の非磁性金属層は、そのいずれかの側においても、前記第1の強磁性層と第2の強磁性層との間に強磁性結合を誘導する厚さを有する、
請求項2に記載の磁性多層膜。 - 前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の一方は、直接ピニング構造を有し、
前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の他方は、合成反強磁性構造又は第2の間接ピニング構造を有し、前記第2の間接ピニング構造の非磁性金属層は、そのいずれかの側においても、前記第1の強磁性層と第2の強磁性層との間に反強磁性結合を誘導する厚さを有する、
請求項2に記載の磁性多層膜。 - 前記底部磁性複合層は、直接ピニング構造又は間接ピニング構造を有し、及び
前記上部磁性複合層は、直接ピニング構造又は間接ピニング構造を有し、
前記底部磁性複合層の反強磁性層は、前記上部磁性複合層の反強磁性層のブロッキング温度と異なるブロッキング温度を有する、
請求項2に記載の磁性多層膜。 - 前記底部磁性複合層は、合成強磁性又は反強磁性構造を有し、及び
前記上部磁性複合層は、合成強磁性又は反強磁性構造を有し、
スペーサ層から遠い前記底部磁性複合層の強磁性層は、スペーサ層から遠い前記上部磁性複合層の強磁性層の保磁力とは異なる保磁力を有する、
請求項2に記載の磁性多層膜。 - 前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の両方が、垂直磁気モーメントを有する、
請求項9に記載の磁性多層膜。 - スペーサ層から遠い前記底部磁性複合層の強磁性層及びスペーサ層から遠い前記上部磁性複合層の強磁性層の各々は、垂直磁気モーメントを有する磁性多層膜を含む、
請求項9に記載の磁性多層膜。 - 前記スペーサ層が、非磁性絶縁材料又は非磁性金属材料から構成される、請求項1に記載の磁性多層膜。
- 温度センサのための磁性多層膜を製造する方法であって、
基板上に底部磁性複合層を堆積させるステップであって、前記底部磁性複合層は、直接ピニング構造、間接ピニング構造、合成強磁性構造、又は合成反強磁性構造を有するステップと、
前記底部磁性複合層の上にスペーサ層を堆積させるステップと、
前記スペーサ層の上に上部磁性複合層を堆積させるステップであって、前記上部磁性複合層は、直接ピニング構造、間接ピニング構造、合成強磁性構造、又は合成反強磁性構造を有するステップと、及び
得られる構造の上に磁場真空アニールを行うステップであって、それにより、前記スペーサ層に最も近い前記底部磁性複合層の強磁性層は、前記スペーサ層に最も近い前記上部磁性複合層の強磁性層の磁気モーメントとは反平行な磁気モーメントを有し、及びそれにより、前記磁性多層膜は、温度に対して直線的に変化する抵抗を有する、ステップと、
を含む方法。 - 前記直接ピニング構造は、反強磁性層と強磁性層とを互いに接触して含み、
前記間接ピニング構造は、
反強磁性層と、前記反強磁性層と接触した非磁性金属層と、前記非磁性金属層と接触した強磁性層とを包含する第1の間接ピニング構造、又は
反強磁性層と、前記反強磁性層と接触した第1の強磁性層と、前記第1の強磁性層と接触した非磁性金属層と、前記非磁性金属層と接触した第2の強磁性層とを包含する第2の間接ピニング構造、を含み、
前記合成強磁性構造は、第1の強磁性層と第2の強磁性層とを、それらの間に挟まれた非磁性金属層と共に含み、前記非磁性金属層は、前記第1の強磁性層と第2の強磁性層との間に強磁性結合を誘導する厚さを有し、且つ
前記合成反強磁性構造は、第1の強磁性層と第2の強磁性層とを、それらの間に挟まれた非磁性金属層と共に含み、前記非磁性金属層は、前記第1の強磁性層と第2の強磁性層との間に反強磁性結合を誘導する厚さを有する、
請求項13に記載の方法。 - 底部磁性複合層を堆積させるステップは、前記第2の間接ピニング構造の底部磁性複合層を堆積させるステップを含み、
上部磁性複合層を堆積させるステップは、前記第2の間接ピニング構造の上部磁性複合層を堆積させるステップを含み、
前記底部磁性複合層の非磁性金属層は、そのいずれかの側においても、前記第1の強磁性層と第2の強磁性層との間に強磁性結合及び反強磁性結合の一方を誘導する厚さに堆積され、
前記上部磁性複合層の非磁性金属層は、そのいずれかの側においても、前記第1の強磁性層と第2の強磁性層との間に強磁性結合及び反強磁性結合の他方を誘導する厚さに堆積される、
請求項14に記載の方法。 - 前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の一方は、合成強磁性構造を有するように堆積され、及び
前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の他方は、合成反強磁性構造を有するように堆積される、
請求項14に記載の方法。 - 前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の一方は、合成強磁性構造を有するように堆積され、及び
前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の他方は、第2の間接ピニング構造を有するように堆積され、
前記第2の間接ピニング構造の非磁性金属層は、そのいずれかの側においても、前記第1の強磁性層と第2の強磁性層との間に反強磁性結合を誘導する厚さを有するように堆積される、
請求項14に記載の方法。 - 前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の一方は、合成反強磁性構造を有するように堆積され、
前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の他方は、第2の間接ピニング構造を有するように堆積され、
前記第2の間接ピニング構造の非磁性金属層は、そのいずれかの側においても、前記第1の強磁性層と第2の強磁性層との間に強磁性結合を誘導する厚さに堆積される、
請求項14に記載の方法。 - 前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の一方は、直接ピニング構造を有するように堆積され、
前記底部磁性複合層及び上部磁性複合層の他方は、合成反強磁性構造又は第2の間接ピニング構造を有するように堆積され、
前記第2の間接ピニング構造の非磁性金属層は、そのいずれかの側においても、前記第1の強磁性層と第2の強磁性層との間に反強磁性結合を誘導する厚さに堆積される、
請求項14に記載の方法。 - 温度センサのための磁性多層膜を製造する方法であって、
基板上に、第1の底部磁性層、底部非磁性金属層、第2の底部磁性層、中間バリア層、第1の上部磁性層、上部非磁性金属層、及び第2の上部磁性層を、この順序で堆積させるステップ、と、
膜平面に垂直な第1の磁場と共に、得られる構造の上に、第1の真空アニールを行うステップであって、前記第1の磁場は、第1の底部磁性層及び第2の上部磁性層のいずれかの保磁力よりも大きいステップと、
前記第1の磁場に反対の第2の磁場と共に、得られる構造の上に、第2の真空アニールを行うステップであって、前記第2の磁場は、第1の底部磁性層及び第2の上部磁性層の一方の保磁力よりも大きく、且つ第1の底部磁性層及び第2の上部磁性層の他方の保磁力よりも小さいステップと、
を含む、方法。 - 前記第1の底部磁性層、前記第2の底部磁性層、前記第1の上部磁性層、及び前記第2の上部磁性層の各々が、垂直磁気モーメントを有し、
前記第1の底部磁性層及び前記第2の上部磁性層の各々が、[A/B]nの多層(式中、Aは、磁性金属を表し、Bは、非磁性金属を表し、nは、2〜30の整数である)を含む、請求項20に記載の方法。
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