JP6331862B2 - Magnetoresistive element - Google Patents

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本発明は、ピン層、中間層、フリー層が順に積層された磁気抵抗素子に関するものである。   The present invention relates to a magnetoresistive element in which a pinned layer, an intermediate layer, and a free layer are sequentially laminated.

従来より、例えば、特許文献１には、ピン層、中間層、フリー層が膜状に形成されると共に順に積層され、フリー層の磁化方向（磁化容易軸）が当該フリー層の膜面に対する法線方向とされた磁気抵抗素子が提案されている。   Conventionally, for example, in Patent Document 1, a pin layer, an intermediate layer, and a free layer are formed in a film shape and stacked in order, and the magnetization direction (easy axis of magnetization) of the free layer is a method with respect to the film surface of the free layer. A magnetoresistive element having a linear direction has been proposed.

このような磁気抵抗素子では、フリー層の磁化方向が外部磁界に応じて変化するため、外部磁界に応じたセンサ信号が出力される。   In such a magnetoresistive element, since the magnetization direction of the free layer changes according to the external magnetic field, a sensor signal according to the external magnetic field is output.

特開２０１１−７１３５２公報JP 2011-71352 A

ところで、上記のような磁気抵抗素子において、ピン層、中間層、フリー層に対して熱処理を行うことにより、結晶性を向上させて感度を向上させるということも知られている。しかしながら、熱処理を行った場合、フリー層の材質によっては検出レンジが狭くなると共に検出精度が低下するという問題がある。   By the way, in the magnetoresistive element as described above, it is also known that the crystallinity is improved and the sensitivity is improved by performing heat treatment on the pinned layer, the intermediate layer, and the free layer. However, when heat treatment is performed, depending on the material of the free layer, there is a problem that the detection range becomes narrow and the detection accuracy decreases.

すなわち、図６に示されるように、例えば、フリー層としてＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉのうちの少なくとも１つ以上の元素とＢを含む合金を用いた場合には、３００℃での熱処理ではセンサ信号が外部磁界の強度に応じてリニアに変化する信号となる。しかしながら、３２５℃および３５０℃での熱処理では、センサ信号が外部磁界の強度に応じてリニアに変化する信号とはならない。これは、明確な原理については明らかになっていないが、フリー層の材質によっては、フリー層の磁化方向が膜面に対する法線方向から膜面に対する面内方向に変化するためであると推定される。   That is, as shown in FIG. 6, for example, when an alloy containing B and at least one element of Co, Fe, and Ni is used as the free layer, the sensor signal is not generated by heat treatment at 300 ° C. The signal changes linearly according to the strength of the external magnetic field. However, in the heat treatment at 325 ° C. and 350 ° C., the sensor signal does not change linearly according to the strength of the external magnetic field. Although the clear principle is not clarified, it is presumed that the magnetization direction of the free layer changes from the normal direction to the film surface to the in-plane direction to the film surface depending on the material of the free layer. The

このような問題は、上記特許文献１の磁気抵抗素子のように、フリー層としてＣｏＰｔ合金等のいわゆる規則合金を用いることによって解決できる。しかしながら、このような規則合金は、異方性磁界（Ｈｋ）が非常に大きく、外部磁界に対する変化が小さくなる。すなわち、規則合金を用いた磁気抵抗素子では、耐熱性を向上できるものの、感度が低下するという問題がある。   Such a problem can be solved by using a so-called ordered alloy such as a CoPt alloy as the free layer as in the magnetoresistive element of Patent Document 1. However, such an ordered alloy has a very large anisotropic magnetic field (Hk) and a small change with respect to an external magnetic field. That is, in the magnetoresistive element using the ordered alloy, although the heat resistance can be improved, there is a problem that the sensitivity is lowered.

本発明は上記点に鑑みて、耐熱性を向上させつつ、感度の低下も抑制できる磁気抵抗素子を提供することを目的とする。   In view of the above points, an object of the present invention is to provide a magnetoresistive element capable of improving heat resistance and suppressing a decrease in sensitivity.

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、薄膜状であり、膜面の面内方向における一方向に磁化方向が固定されているピン層（２０）と、薄膜状であり、ピン層上に積層された中間層（３０）と、薄膜状であり、中間層上に積層され、膜面の面内方向に対する法線方向に磁化方向を有し、当該磁化方向が外部磁界に応じて変化するフリー層（４０）とを備え、以下の点を特徴としている。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a thin film, the pinned layer (20) having a magnetization direction fixed in one direction in the in-plane direction of the film surface, and a thin film. An intermediate layer (30) laminated on the pinned layer and a thin film, which is laminated on the intermediate layer, has a magnetization direction in the normal direction to the in-plane direction of the film surface, and the magnetization direction becomes an external magnetic field. And a free layer (40) that changes in response, and is characterized by the following points.

すなわち、フリー層は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのうちの少なくとも１つ以上の元素とＢを含む合金で構成され、単位面積当たりの磁気モーメントの大きさを磁化量としたとき、フリー層を構成する母材の磁化量を小さくする非磁性材料（４１）が添加されており、非磁性材料が添加されることによる磁化量の低下率は、非磁性材料が添加されることによる異方性磁界の低下率より大きくされており、非磁性材料は、ＡｌまたはＲｕであり、フリー層のうちの中間層と反対側の表層部に添加され、中間層は、ＭｇＯ、ＡｌＯ、Ｃｕ、またはＡｇで構成されていることを特徴としている。 That is, the free layer is composed of an alloy containing at least one element of Co, Fe, and Ni and B, and configures the free layer when the magnitude of the magnetic moment per unit area is the amount of magnetization. A nonmagnetic material (41) for reducing the magnetization amount of the base material is added, and the decrease rate of the magnetization amount due to the addition of the nonmagnetic material is determined by the anisotropic magnetic field due to the addition of the nonmagnetic material. The nonmagnetic material is Al or Ru, and is added to the surface layer portion on the opposite side of the intermediate layer, and the intermediate layer is composed of MgO, AlO, Cu, or Ag. It is characterized by being.

これによれば、フリー層に磁化量の低下率が異方性磁界の低下率より大きくなる非磁性材料を添加しているため、耐熱性を向上しつつ、感度の向上を図ることができる（図４、図５参照）。   According to this, since the nonmagnetic material in which the rate of decrease in the amount of magnetization is greater than the rate of decrease in the anisotropic magnetic field is added to the free layer, it is possible to improve sensitivity while improving heat resistance ( (See FIGS. 4 and 5).

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

本発明の第１実施形態における磁気抵抗素子の断面図である。It is sectional drawing of the magnetoresistive element in 1st Embodiment of this invention. 外部磁界の強度とセンサ信号との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the intensity | strength of an external magnetic field, and a sensor signal. 図２中のＡ点におけるフリー層の磁化方向を示す図である。It is a figure which shows the magnetization direction of the free layer in A point in FIG. 図２中のＢ点におけるフリー層の磁化方向を示す図である。It is a figure which shows the magnetization direction of the free layer in B point in FIG. 図２中のＣ点におけるフリー層の磁化方向を示す図である。It is a figure which shows the magnetization direction of the free layer in C point in FIG. 図１に示す磁気抵抗素子における外部磁界の強度とセンサ信号との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the intensity | strength of the external magnetic field in the magnetoresistive element shown in FIG. 1, and a sensor signal. 異方性磁界の大きさに対する外部磁界の強度とセンサ信号との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the intensity | strength of an external magnetic field with respect to the magnitude | size of an anisotropic magnetic field, and a sensor signal. 課題を説明するための外部磁界の強度とセンサ信号との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the intensity | strength of the external magnetic field for explaining a subject, and a sensor signal.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, parts that are the same or equivalent to each other will be described with the same reference numerals.

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。本実施形態の磁気抵抗素子は、図１に示されるように、シリコン等で構成される基板１０上に、熱酸化膜（ＳｉＯ２）１１、ピン層２０、中間層３０、フリー層４０、保護層５０が順に積層されて構成されている。本実施形態では、ピン層２０は、基板１０側から順に、下地層２１、反強磁性層２２、強磁性層２３、非磁性層２４、および強磁性層２５が積層されて構成されている。 (First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the magnetoresistive element of this embodiment includes a thermal oxide film (SiO 2 ) 11, a pinned layer 20, an intermediate layer 30, a free layer 40, a protection layer on a substrate 10 made of silicon or the like. The layers 50 are sequentially stacked. In the present embodiment, the pinned layer 20 is configured by laminating an underlayer 21, an antiferromagnetic layer 22, a ferromagnetic layer 23, a nonmagnetic layer 24, and a ferromagnetic layer 25 in this order from the substrate 10 side.

下地層２１は、Ｔａ、Ｒｕ等で構成されており、熱酸化膜１１上に薄膜状に形成されている。反強磁性層２２は、ＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ等で構成されており、下地層２１上に薄膜状に形成されている。この反強磁性層２２は、磁化方向が所定方向に固定されており、これによってピン層２０の磁化方向が所定方向に固定されている。なお、反強磁性層２２の磁化方向は、膜面に対する面内方向の一方向になっている。   The underlayer 21 is made of Ta, Ru, or the like, and is formed on the thermal oxide film 11 in a thin film shape. The antiferromagnetic layer 22 is made of IrMn, PtMn, or the like, and is formed on the underlayer 21 in a thin film shape. The magnetization direction of the antiferromagnetic layer 22 is fixed in a predetermined direction, whereby the magnetization direction of the pinned layer 20 is fixed in a predetermined direction. The magnetization direction of the antiferromagnetic layer 22 is one direction in the in-plane direction with respect to the film surface.

強磁性層２３は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのうちの少なくとも１つ以上の元素を含む合金等で構成されており、反強磁性層２２上に薄膜状に形成されている。非磁性層２４は、Ｒｕ等で構成され、強磁性層２３上に薄膜状に形成されている。強磁性層２５は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｂのうちの少なくとも１つ以上の元素を含む合金等で構成されており、非磁性層２４上に薄膜状に形成されている。本実施形態では、このように、非磁性層２４を強磁性層２３、２４で挟んだいわゆる積層フェリ構造とすることにより、磁界が漏れることを抑制するようにしている。   The ferromagnetic layer 23 is made of an alloy containing at least one element of Co, Fe, and Ni and is formed on the antiferromagnetic layer 22 in a thin film shape. The nonmagnetic layer 24 is made of Ru or the like and is formed on the ferromagnetic layer 23 in a thin film shape. The ferromagnetic layer 25 is made of an alloy containing at least one element of Co, Fe, Ni, and B, and is formed on the nonmagnetic layer 24 in a thin film shape. In the present embodiment, the so-called laminated ferrimagnetic structure in which the nonmagnetic layer 24 is sandwiched between the ferromagnetic layers 23 and 24 is used to suppress leakage of the magnetic field.

中間層３０は、強磁性層２５上に薄膜状に形成されている。そして、例えば、中間層３０をＭｇＯ、ＡｌＯ等で構成した場合には、磁気抵抗素子としのＴＭＲ（Tunneling Magneto Resistance）が構成される。また、中間層３０をＣｕ、Ａｇ等で構成した場合には、磁気抵抗素子としてＧＭＲ素子（Giant Magneto Resistance）素子が構成される。   The intermediate layer 30 is formed in a thin film shape on the ferromagnetic layer 25. For example, when the intermediate layer 30 is made of MgO, AlO or the like, TMR (Tunneling Magneto Resistance) as a magnetoresistive element is formed. When the intermediate layer 30 is made of Cu, Ag, or the like, a GMR element (Giant Magneto Resistance) element is formed as the magnetoresistive element.

フリー層４０は、中間層３０上に薄膜状に形成されており、外部磁界によって磁化方向が変化する磁界検出層としての機能を発揮する。このフリー層４０は、膜面の面内方向に対する法線方向に磁化方向を有しており、具体的な構成については後述する。   The free layer 40 is formed in a thin film on the intermediate layer 30 and exhibits a function as a magnetic field detection layer in which the magnetization direction is changed by an external magnetic field. The free layer 40 has a magnetization direction in a normal direction to the in-plane direction of the film surface, and a specific configuration will be described later.

保護層５０は、Ｔａ、Ｒｕ等で構成されており、フリー層４０上に薄膜状に形成されている。   The protective layer 50 is made of Ta, Ru, or the like, and is formed on the free layer 40 in a thin film shape.

このような磁気抵抗素子では、フリー層４０の磁化方向が外部磁界に応じて変化するため、基本的には、外部磁界に応じたセンサ信号が出力される。具体的には、図２に示されるように、磁気抵抗素子は、外部磁界の磁界強度に応じてセンサ信号がリニア（連続的）に変化する。   In such a magnetoresistive element, since the magnetization direction of the free layer 40 changes according to the external magnetic field, basically a sensor signal according to the external magnetic field is output. Specifically, as shown in FIG. 2, in the magnetoresistive element, the sensor signal changes linearly (continuously) according to the magnetic field strength of the external magnetic field.

詳述すると、図３Ａ〜図３Ｃに示されるように、ピン層２０の磁化方向ａが膜面の面内方向における一方向（図３Ａ〜図３Ｃ中紙面左右方向）の場合、図３Ａに示されるように、外部磁界の強度が０であるときには、フリー層４０の磁化方向ｂは膜面に対する法線方向であり、所定のセンサ信号を出力する。   More specifically, as shown in FIGS. 3A to 3C, when the magnetization direction a of the pinned layer 20 is one direction in the in-plane direction of the film surface (left and right direction in FIG. 3A to FIG. 3C), FIG. As shown, when the intensity of the external magnetic field is 0, the magnetization direction b of the free layer 40 is a normal direction to the film surface and outputs a predetermined sensor signal.

そして、図３Ｂに示されるように、ピン層２０の磁化方向ａと同一方向の外部磁界ｃが印加されると、フリー層４０の磁化方向ｂはピン層２０の磁化方向と平行となる方向に近づき、フリー層４０の磁化方向とピン層２０の磁化方向との間の成す角度が小さくなる。この場合、磁気抵抗素子の抵抗値が大きくなるため、センサ信号は小さくなる。   3B, when an external magnetic field c in the same direction as the magnetization direction a of the pinned layer 20 is applied, the magnetization direction b of the free layer 40 is in a direction parallel to the magnetization direction of the pinned layer 20. The angle formed between the magnetization direction of the free layer 40 and the magnetization direction of the pinned layer 20 decreases. In this case, since the resistance value of the magnetoresistive element is increased, the sensor signal is decreased.

これに対し、図３Ｃに示されるように、ピン層２０の磁化方向と反対方向の外部磁界が印加されると、フリー層４０の磁化方向ｂはピン層２０の磁化方向と反平行となる方向に近づき、フリー層４０の磁化方向とピン層２０の磁化方向との間の成す角度が大きくなる。この場合、磁気抵抗素子の抵抗値が小さくなるため、センサ信号が大きくなる。   On the other hand, as shown in FIG. 3C, when an external magnetic field opposite to the magnetization direction of the pinned layer 20 is applied, the magnetization direction b of the free layer 40 is a direction that is antiparallel to the magnetization direction of the pinned layer 20. The angle formed between the magnetization direction of the free layer 40 and the magnetization direction of the pinned layer 20 increases. In this case, since the resistance value of the magnetoresistive element becomes small, the sensor signal becomes large.

以上が基本的な磁気抵抗素子の構成および作動である。次に、本実施形態の特徴点について説明する。上記のように、磁気抵抗素子を熱処理すると膜全体の結晶性を向上させることができるが、フリー層４０の材質によっては、フリー層４０の磁化方向が膜面の面内方向に対する法線方向から膜面の面内方向に変化することがある。   The above is the basic configuration and operation of the magnetoresistive element. Next, features of the present embodiment will be described. As described above, the heat resistance of the magnetoresistive element can improve the crystallinity of the entire film. However, depending on the material of the free layer 40, the magnetization direction of the free layer 40 may be perpendicular to the in-plane direction of the film surface. It may change in the in-plane direction of the film surface.

この問題を解決するため、本発明者らは鋭意検討を行った。そして、図１および図４に示されるように、フリー層４０に非磁性材料４１を添加することによって当該フリー層４０の磁化量を減らすことにより、耐熱性を向上させることができる場合があることを見出した。   In order to solve this problem, the present inventors have intensively studied. As shown in FIGS. 1 and 4, the heat resistance may be improved by reducing the amount of magnetization of the free layer 40 by adding a nonmagnetic material 41 to the free layer 40. I found.

なお、図４は、フリー層４０として、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのうちの少なくとも１つ以上の元素とＢを含む合金を母材とし、非磁性材料４１としてＡｌをフリー層４０に添加したときの実験結果である。また、ここでのフリー層４０の磁化量とは、フリー層４０における単位面積当たりの磁気モーメントの大きさのことである。   FIG. 4 shows a case where the free layer 40 is made of an alloy containing B and at least one element of Co, Fe, and Ni and Al is added to the free layer 40 as the nonmagnetic material 41. It is an experimental result. Further, the magnetization amount of the free layer 40 here is the magnitude of the magnetic moment per unit area in the free layer 40.

そして、さらに本発明者らは、フリー層４０に非磁性材料４１を添加しても全ての非磁性材料４１が図４に示されるような結果にはならないことも見出した。ここで、垂直磁化を維持する理論条件は、異方性磁界をＨｋ、磁化量をＭｓとすると、Ｈｋ＞４πＭｓである。つまり、フリー層４０に非磁性材料４１を添加した場合には、磁化量と共に異方性磁界も低下するため、非磁性材料４１を添加しても耐熱性を得ることができない場合がある。   Further, the present inventors have also found that even when the nonmagnetic material 41 is added to the free layer 40, all the nonmagnetic materials 41 do not have the result as shown in FIG. Here, the theoretical condition for maintaining the perpendicular magnetization is Hk> 4πMs where the anisotropic magnetic field is Hk and the magnetization is Ms. In other words, when the nonmagnetic material 41 is added to the free layer 40, the anisotropic magnetic field is reduced together with the amount of magnetization, and thus heat resistance may not be obtained even if the nonmagnetic material 41 is added.

このため、本実施形態では、フリー層４０に非磁性材料４１を添加した際、磁化量の低下率が異方性磁界の低下率より大きくなる非磁性材料４１を添加している。具体的には、フリー層４０として、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのうちの少なくとも１つ以上の元素とＢを含む合金を母材とし、この母材に非磁性材料４１としてのＡｌやＲｕを添加している。   For this reason, in this embodiment, when the nonmagnetic material 41 is added to the free layer 40, the nonmagnetic material 41 in which the rate of decrease in the amount of magnetization is greater than the rate of decrease in the anisotropic magnetic field is added. Specifically, as the free layer 40, an alloy containing at least one element of Co, Fe, and Ni and B is used as a base material, and Al or Ru as a nonmagnetic material 41 is added to the base material. ing.

また、本実施形態では、図１に示されるように、非磁性材料４１は、フリー層４０のうちの中間層３０と反対側の表層部に添加されている。つまり、本実施形態では、フリー層４０は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのうちの少なくとも１つ以上の元素とＢを含む合金のみで構成される母材層４０ａと、当該母材層４０ａ上に位置しており、非磁性材料４１が添加された添加層４０ｂが積層されて構成されているともいえる。   In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the nonmagnetic material 41 is added to the surface layer portion of the free layer 40 opposite to the intermediate layer 30. In other words, in the present embodiment, the free layer 40 is located on the base material layer 40a and the base material layer 40a composed only of an alloy containing at least one element of Co, Fe, and Ni and B. It can also be said that the additive layer 40b to which the nonmagnetic material 41 is added is laminated.

これは、中間層３０としてＭｇＯ、ＡｌＯ、ＣｕまたはＡｇを用い、フリー層４０としてＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉのうちの少なくとも１つ以上の元素とＢを含む合金で構成した場合には、接合界面の格子整合性が良く、この格子整合性を乱さないためである。   This is because when the intermediate layer 30 is made of MgO, AlO, Cu or Ag, and the free layer 40 is made of an alloy containing at least one element of Co, Fe, Ni and B and B, This is because the lattice matching is good and this lattice matching is not disturbed.

以上説明したように、本実施形態では、フリー層４０に、フリー層４０の磁化量の低下率が異方性磁界の低下率より大きくなる非磁性材料４１を添加している。このため、図４に示されるように、耐熱性を向上できる。また、異方性磁界を小さくしているため、図５に示されるように、感度の向上を図ることができる。   As described above, in the present embodiment, the nonmagnetic material 41 in which the rate of decrease in the amount of magnetization of the free layer 40 is greater than the rate of decrease in the anisotropic magnetic field is added to the free layer 40. For this reason, as FIG. 4 shows, heat resistance can be improved. In addition, since the anisotropic magnetic field is reduced, the sensitivity can be improved as shown in FIG.

さらに、本実施形態では、非磁性材料４１をフリー層４０のうちの中間層３０と反対側の表層部に形成し、中間層３０とフリー層４０との界面における結晶の整合性が悪化しないようにしている。このため、感度が低下することを抑制できる。   Further, in this embodiment, the nonmagnetic material 41 is formed on the surface layer portion of the free layer 40 opposite to the intermediate layer 30 so that the crystal matching at the interface between the intermediate layer 30 and the free layer 40 does not deteriorate. I have to. For this reason, it can suppress that a sensitivity falls.

（他の実施形態）
本発明は上記した第１実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。 (Other embodiments)
The present invention is not limited to the first embodiment described above, and can be appropriately changed within the scope described in the claims.

例えば、上記第１実施形態において、ピン層２０、中間層３０、フリー層４０を構成する材質は、上記第１実施形態に記載の内容を満たすものであれば適宜変更可能である。また、ピン層２０の積層構造においても適宜変更可能である。   For example, in the said 1st Embodiment, the material which comprises the pin layer 20, the intermediate | middle layer 30, and the free layer 40 can be suitably changed, if the content as described in the said 1st Embodiment is satisfy | filled. Further, the laminated structure of the pinned layer 20 can be changed as appropriate.

また、上記第１実施形態において、フリー層４０のうちの中間層３０側に非磁性材料４１を添加するようにしてもよい。このような磁気抵抗素子としても、耐熱性を向上しつつ、感度の向上を図ることができる。   In the first embodiment, the nonmagnetic material 41 may be added to the intermediate layer 30 side of the free layer 40. Such a magnetoresistive element can also improve sensitivity while improving heat resistance.

２０ ピン層
３０ 中間層
４０ フリー層
４１ 非磁性材料
20 pinned layer 30 intermediate layer 40 free layer 41 non-magnetic material

Claims (1)

薄膜状であり、膜面の面内方向における一方向に磁化方向が固定されているピン層（２０）と、
薄膜状であり、前記ピン層上に積層された中間層（３０）と、
薄膜状であり、前記中間層上に積層され、膜面の面内方向に対する法線方向に磁化方向を有し、当該磁化方向が外部磁界に応じて変化するフリー層（４０）と、を備え、
前記フリー層は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのうちの少なくとも１つ以上の元素とＢを含む合金で構成され、単位面積当たりの磁気モーメントの大きさを磁化量としたとき、前記フリー層を構成する母材の磁化量を小さくする非磁性材料（４１）が添加されており、前記非磁性材料が添加されることによる磁化量の低下率は、前記非磁性材料が添加されることによる異方性磁界の低下率より大きくされており、
前記非磁性材料は、ＡｌまたはＲｕであり、前記フリー層のうちの前記中間層と反対側の表層部に添加され、
前記中間層は、ＭｇＯ、ＡｌＯ、Ｃｕ、またはＡｇで構成されていることを特徴とする磁気抵抗素子。 A pinned layer (20) that is thin and has a magnetization direction fixed in one direction in the in-plane direction of the film surface;
An intermediate layer (30) that is in the form of a thin film and is laminated on the pinned layer;
A free layer (40) that is thin-film-shaped, is laminated on the intermediate layer, has a magnetization direction in a direction normal to the in-plane direction of the film surface, and the magnetization direction changes according to an external magnetic field. ,
The free layer is made of an alloy containing at least one element of Co, Fe, and Ni and B, and forms the free layer when the magnitude of the magnetic moment per unit area is the amount of magnetization. A nonmagnetic material (41) for reducing the magnetization amount of the base material is added, and the decrease rate of the magnetization amount due to the addition of the nonmagnetic material is anisotropy due to the addition of the nonmagnetic material. It is larger than the magnetic field decrease rate ,
The nonmagnetic material is Al or Ru, and is added to a surface layer portion of the free layer opposite to the intermediate layer,
2. The magnetoresistive element according to claim 1, wherein the intermediate layer is made of MgO, AlO, Cu, or Ag .
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