JP7226710B2 - Magnetoresistive element and method for manufacturing the same - Google Patents
Magnetoresistive element and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP7226710B2 JP7226710B2 JP2019015965A JP2019015965A JP7226710B2 JP 7226710 B2 JP7226710 B2 JP 7226710B2 JP 2019015965 A JP2019015965 A JP 2019015965A JP 2019015965 A JP2019015965 A JP 2019015965A JP 7226710 B2 JP7226710 B2 JP 7226710B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tunnel barrier
- barrier layer
- oxygen
- layer
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 35
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 19
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 126
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 76
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 75
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 73
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 71
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 claims description 58
- 239000011029 spinel Substances 0.000 claims description 58
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 46
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 35
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 30
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 15
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 11
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 10
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 65
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 24
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 22
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 19
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 11
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 10
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 9
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 9
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 9
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 8
- 229910020068 MgAl Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 6
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910018516 Al—O Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 5
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 5
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 5
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 229910001291 heusler alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 4
- 230000005428 wave function Effects 0.000 description 4
- 229910003023 Mg-Al Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 238000002003 electron diffraction Methods 0.000 description 3
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 3
- 229910005347 FeSi Inorganic materials 0.000 description 2
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 2
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001004 secondary ion mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000013077 target material Substances 0.000 description 2
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020598 Co Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002519 Co-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017028 MnSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 229910019041 PtMn Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002885 antiferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002524 electron diffraction data Methods 0.000 description 1
- 238000005430 electron energy loss spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005307 ferromagnetism Effects 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000009862 microstructural analysis Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002926 oxygen Chemical class 0.000 description 1
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Hall/Mr Elements (AREA)
Description
本発明は、磁気抵抗効果素子及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a magnetoresistive element and its manufacturing method.
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、素子抵抗は高いが、磁気抵抗(MR)比は大きい。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。 Giant magnetoresistive (GMR) elements composed of multilayer films of ferromagnetic layers and nonmagnetic layers, and tunnel magnetoresistive (TMR) elements using insulating layers (tunnel barrier layers, barrier layers) as nonmagnetic layers are known. there is In general, a TMR element has a higher element resistance than a GMR element, but a larger magnetoresistance (MR) ratio. Attention is focused on TMR elements as elements for magnetic sensors, high-frequency components, magnetic heads, and non-volatile random access memories (MRAM).
TMR素子は、電子のトンネル伝導のメカニズムの違いによって2種類に分類することができる。一つは、強磁性層間の波動関数の滲み出し効果(トンネル効果)のみを利用したTMR素子である。もう一つは、トンネル効果を生じた際にトンネルする非磁性絶縁層の特定の軌道の伝導を利用したコヒーレントトンネル(特定の波動関数の対称性を有する電子のみがトンネルする)が支配的なTMR素子である。コヒーレントトンネルが支配的なTMR素子は、トンネル効果のみを利用したTMR素子と比較して、大きいMR比が得られることが知られている。 TMR elements can be classified into two types according to the difference in electron tunnel conduction mechanism. One is a TMR element that utilizes only the seepage effect (tunnel effect) of the wave function between ferromagnetic layers. The other is TMR dominated by coherent tunneling (only electrons with specific symmetry of the wave function tunnel) using the conduction of specific orbitals in the non-magnetic insulating layer that tunnel when the tunnel effect occurs. element. It is known that a TMR element in which coherent tunneling is dominant provides a higher MR ratio than a TMR element using only the tunnel effect.
磁気抵抗効果素子において、コヒーレントトンネル効果を得るためには、二つの強磁性金属層とトンネルバリア層が互いに結晶質であり、二つの強磁性金属層とトンネルバリア層の界面が結晶学的に連続になっている必要がある。 In order to obtain a coherent tunnel effect in a magnetoresistive element, the two ferromagnetic metal layers and the tunnel barrier layer must be crystalline with each other, and the interface between the two ferromagnetic metal layers and the tunnel barrier layer must be crystallographically continuous. must be
コヒーレントトンネル効果を得ることができるトンネルバリア層としては、MgOが広く知られている。またMgOに代わる材料の検討も進められている。例えば、Mg、Al、Oからなる3元系酸化物(Mg-Al-O)を用いることによって、MgOに比べ強磁性体と格子整合性を向上することができる。このことは、従来のMgOよりも高いバイアス電圧印加時においてより高いMR比出力が得られること(小さいバイアス電圧依存性)につながるため応用上より好ましいことが知られている。 MgO is widely known as a tunnel barrier layer capable of obtaining a coherent tunnel effect. In addition, investigations of materials to replace MgO are underway. For example, by using a ternary oxide (Mg—Al—O) composed of Mg, Al, and O, it is possible to improve lattice matching with the ferromagnetic material compared to MgO. This is known to be more preferable in terms of application because it leads to a higher MR ratio output (lower bias voltage dependence) than conventional MgO when a higher bias voltage is applied.
例えば、本出願人の提案に係る特許文献1にはスピネル型の結晶構造を持つMgAl2O4をトンネルバリア層として用いることができることが示されている。しかし、スピネル構造が安定な組成領域が極めて限定されてしまうため、適応範囲が狭いという課題がある。 For example, Patent Document 1 proposed by the applicant of the present application discloses that MgAl 2 O 4 having a spinel crystal structure can be used as a tunnel barrier layer. However, since the composition region in which the spinel structure is stable is extremely limited, there is a problem that the applicable range is narrow.
一方、本出願人の提案に係る特許文献2には、スピネル構造とは異なる構造を持ち、スピネル構造の半分の格子定数を持つ立方晶結晶(陽イオン不規則化スピネル構造)をもつ3元系酸化物(Mg-Al-O)が記載されている。陽イオン不規則化スピネル構造は準安定な構造であるため、スピネル型構造の化学量論組成に限定されずにトンネルバリア層を構成できる。このため、幅広いMg-Al組成比の調整によって格子定数を連続的に変化させることができるため、TMR素子の格子整合性をさらに向上できることが期待される。この結果として、例えばMR比のバイアス電圧依存性をさらに小さくできる。
On the other hand, in
さらに、特許文献2には、陽イオン不規則化スピネル構造のバリアとBCC型Co-Fe系強磁性電極を組み合わせることで、バンド折りたたみ効果と呼ばれる物理機構が生じることが抑制され、大きなMR比が安定して得られることが記載されている。
Furthermore, in
しかし、準安定な陽イオン不規則化スピネル構造をナノメートル程度の非常に薄いバリア層として安定に得るための方法は確立されていない。例えば、酸素組成に関しても特許文献2には、「陽イオン不規則化スピネル構造には、酸素欠損あるいは過剰になってもよい」と記述されており、結晶構造との関係は明らかではない。このため、長い検査時間と高い検査コストを必要する高度な微細構造解析技術を用いて、素子ごとにトンネルバリア層の結晶構造を区別する必要があるという実用上の課題があった。この課題は、不規則構造を得るために必要な要件が明らかになっていないことに起因している。
However, no method has been established to stably obtain a metastable cationically disordered spinel structure as a very thin barrier layer on the order of nanometers. For example, regarding the oxygen composition,
本発明は、このような実情に鑑み、TMR素子のトンネルバリア層として安定的に陽イオン不規則化スピネル構造を得ることを課題としている。 In view of such circumstances, an object of the present invention is to stably obtain a cation disordered spinel structure as a tunnel barrier layer of a TMR element.
本発明者らは、Mg-Al-OトンネルバリアをもつTMR素子を様々な条件において作製し、微細構造解析を行う過程で、トンネルバリア層の酸素量と結晶構造に強い相関があることを見いだした。特に、陽イオン不規則化スピネル構造は、MgとAlの量から予想される所定の量の酸素量よりも、酸素欠乏状態の場合に安定に得られることを見いだした。また、例えば本出願人の提案に係る特許文献2に示されている後酸化、本出願人の提案に係る特許文献3に示されている多段階の後酸化においても、Mg-Al組成比によらずに陽イオン不規則化スピネル構造を作製できることを見出した。
すなわち、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。
The present inventors have produced TMR elements having Mg--Al--O tunnel barriers under various conditions, and in the process of microstructural analysis, found that there is a strong correlation between the oxygen content and the crystal structure of the tunnel barrier layer. rice field. In particular, it was found that the cationic disordered spinel structure can be stably obtained in the case of an oxygen-deficient state, rather than the predetermined amount of oxygen expected from the amounts of Mg and Al. Further, for example, in the post-oxidation shown in
That is, the present invention provides the following means in order to solve the above problems.
(1)第1の態様にかかる磁気抵抗効果素子は、第1強磁性層と、第2強磁性層と、これらの間に挟持されたトンネルバリア層と、を備え、前記トンネルバリア層は、MgxAl1-x(0≦x<1)の酸化物であり、前記トンネルバリア層の酸素の量は、前記酸化物が規則化したスピネル構造を持つ完全酸化した完全酸化状態における酸素の量よりも低い。 (1) A magnetoresistive element according to a first aspect includes a first ferromagnetic layer, a second ferromagnetic layer, and a tunnel barrier layer sandwiched therebetween, the tunnel barrier layer comprising: An oxide of Mg x Al 1-x (0≦x<1), wherein the amount of oxygen in the tunnel barrier layer is the amount of oxygen in a completely oxidized state in which the oxide has an ordered spinel structure lower than
(2)上記態様にかかる磁気抵抗効果素子において、前記トンネルバリア層の酸素の量は、前記完全酸化状態における酸素の量の67%以上であってもよい。 (2) In the magnetoresistive element according to the above aspect, the amount of oxygen in the tunnel barrier layer may be 67% or more of the amount of oxygen in the fully oxidized state.
(3)上記態様にかかる磁気抵抗効果素子において、前記トンネルバリア層の酸素の量は、前記完全酸化状態における酸素の量の67%以上95%以下であってもよい。 (3) In the magnetoresistive element according to the aspect described above, the amount of oxygen in the tunnel barrier layer may be 67% or more and 95% or less of the amount of oxygen in the fully oxidized state.
(4)上記態様にかかる磁気抵抗効果素子において、前記トンネルバリア層の酸素の量は、前記完全酸化状態における酸素の量の77%以上95%以下であってもよい。 (4) In the magnetoresistive element according to the above aspect, the amount of oxygen in the tunnel barrier layer may be 77% or more and 95% or less of the amount of oxygen in the fully oxidized state.
(5)上記態様にかかる磁気抵抗効果素子において、前記酸化物は、組成式MgαAlβOγで表記され、前記組成式においてαが0≦α≦0.41を満たしてもよい。 (5) In the magnetoresistive element according to the above aspect, the oxide may be represented by a composition formula Mg α Al β O γ , where α satisfies 0≦α≦0.41.
(6)上記態様にかかる磁気抵抗効果素子は、前記組成式においてαが0.13≦α≦0.41を満たしてもよい。 (6) In the magnetoresistive element according to the above aspect, α in the composition formula may satisfy 0.13≦α≦0.41.
(7)上記態様にかかる磁気抵抗効果素子において、前記トンネルバリア層を主として構成する結晶が(001)配向していてもよい。 (7) In the magnetoresistive element according to the aspect described above, crystals that mainly constitute the tunnel barrier layer may be (001) oriented.
(8)上記態様にかかる磁気抵抗効果素子において、前記第1強磁性層と前記第2強磁性層の少なくとも一方がFe元素を含んでもよい。 (8) In the magnetoresistive element according to the aspect described above, at least one of the first ferromagnetic layer and the second ferromagnetic layer may contain Fe element.
(9)上記態様にかかる磁気抵抗効果素子において、前記トンネルバリア層の厚みが3nm以下であってもよい。 (9) In the magnetoresistive element according to the aspect described above, the tunnel barrier layer may have a thickness of 3 nm or less.
(10)第2の態様にかかる磁気抵抗効果素子の製造方法は、上記態様にかかる磁気抵抗効果素子の製造方法であって、前記酸化物のターゲットを準備する工程と、前記ターゲットを用いてトンネルバリア層を積層する工程と、を有する。 (10) A method of manufacturing a magnetoresistive effect element according to a second aspect is a method of manufacturing a magnetoresistive effect element according to the above aspect, comprising: preparing a target of the oxide; and laminating a barrier layer.
(11)第3の態様にかかる磁気抵抗効果素子の製造方法は、上記態様にかかる磁気抵抗効果素子の製造方法であって、組成式MgxAl1-x(但し、0≦x<1)で表記される合金を成膜する成膜工程と、前記合金を酸化してトンネルバリア層を形成する酸化工程と、を有する。 (11) A method for manufacturing a magnetoresistive effect element according to a third aspect is a method for manufacturing a magnetoresistive effect element according to the above aspect, wherein the composition formula is Mg x Al 1-x (where 0≦x<1) and an oxidation step of oxidizing the alloy to form a tunnel barrier layer.
(12)上記第3の態様にかかる磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記成膜工程が、組成式MgxAl1-x(但し、0≦x<0.5)で表記される合金を成膜する工程であり、前記成膜工程と、その後に行う前記酸化工程とをそれぞれ1回のみ行ってもよい。
(13)上記第3の態様にかかる磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記成膜工程が、組成式MgxAl1-x(但し、0.5≦x<1)で表記される合金を成膜する工程であり、前記成膜工程と、その後に行う前記酸化工程とを複数回繰り返してもよい。
(12) In the method for manufacturing a magnetoresistive effect element according to the third aspect, the film forming step uses an alloy represented by a composition formula Mg x Al 1-x (where 0≦x<0.5). It is a step of forming a film, and the film forming step and the subsequent oxidation step may be performed only once.
(13) In the method for manufacturing a magnetoresistive effect element according to the third aspect, the film forming step uses an alloy represented by a composition formula Mg x Al 1-x (where 0.5≦x<1). It is a step of forming a film, and the film forming step and the subsequent oxidation step may be repeated multiple times.
(14)上記第3の態様にかかる磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記成膜工程と前記酸化工程を行った後に、Mgを成膜する工程を有していてもよい。 (14) The method for manufacturing a magnetoresistive element according to the third aspect may include a step of forming a Mg film after performing the film forming step and the oxidizing step.
(15)第4の態様にかかる磁気抵抗効果素子の製造方法は、上記態様にかかる磁気抵抗効果素子の製造方法であって、組成式MgxAl1-x(但し、0≦x<1)で表記される合金を、反応性成膜により酸化させながら金属モードまたは遷移モードで成膜する工程を有する。
(16)上記第4の態様にかかる磁気抵抗効果素子の製造方法において、反応性成膜により酸化させながら金属モードまたは遷移モードで成膜する工程を行った後に、Mgを成膜する工程を有していてもよい。
(15) A method for manufacturing a magnetoresistive effect element according to a fourth aspect is a method for manufacturing a magnetoresistive effect element according to the above aspect, wherein the composition formula is Mg x Al 1-x (where 0≦x<1) has a step of forming a film in a metal mode or a transition mode while oxidizing the alloy represented by the reactive film formation.
(16) In the method for manufacturing a magnetoresistive element according to the fourth aspect, after the step of forming a film in a metal mode or transition mode while being oxidized by reactive film formation, a step of forming a Mg film is provided. You may have
本発明によれば、安定的に陽イオン不規則化スピネル構造を得ることができる。 According to the present invention, a cationic disordered spinel structure can be stably obtained.
以下、本発明について、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、本発明の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、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with appropriate reference to the drawings. In the drawings used in the following description, there are cases where characteristic portions are enlarged for convenience in order to make it easier to understand the features of the present invention, and the dimensional ratios of each component may differ from the actual ones. be. The materials, dimensions, and the like exemplified in the following description are examples, and the present invention is not limited to them, and can be implemented with appropriate modifications without changing the gist of the invention.
「磁気抵抗効果素子」
図1は、本実施形態にかかる磁気抵抗効果素子の断面模式図である。図1に示す磁気抵抗効果素子10は、第1強磁性層1と第2強磁性層2とトンネルバリア層3とを備える。また磁気抵抗効果素子10は、これらの層以外にキャップ層、下地層等を有していてもよい。
"Magnetoresistive element"
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a magnetoresistive element according to this embodiment. A
(第1強磁性層、第2強磁性層)
第1強磁性層1及び第2強磁性層2は磁化を有する。磁気抵抗効果素子10は、これらの磁化の相対角変化を抵抗値変化として出力する。例えば、第2強磁性層2の磁化の向きを固定し、第1強磁性層1の磁化の向きを第2強磁性層2の磁化の向きに対して可変とすると、第1強磁性層1の磁化の向きが変化することで、磁気抵抗効果素子10の抵抗値が変化する。磁化の向きが固定された層を一般に固定層と呼び、磁化の向きが可変な層を一般に自由層と呼ぶ。以下、第1強磁性層1が自由層、第2強磁性層が固定層の場合を例に説明する。
(First ferromagnetic layer, second ferromagnetic layer)
The first ferromagnetic layer 1 and the second
第1強磁性層1及び第2強磁性層2には、強磁性材料を用いることができる。例えば、Cr、Mn、Co、Fe及びNiからなる群から選択される金属、これらの群から選択される金属を1種以上含む合金、又は、これらから選択される1又は複数の金属と、B、C、及びNの少なくとも1種以上の元素とを含む合金が挙げられる。特に、第1強磁性層1及び第2強磁性層2はFe元素を含むことが好ましい。第1強磁性層1及び第2強磁性層2がFe元素を含むことでスピン分極率を高めることができ、磁気抵抗効果素子10のMR比を大きくできる。例えば、Feを含む第1強磁性層1及び第2強磁性層2の具体例として、Fe、Co-Fe、Co-Fe-B、Ni-Feが挙げられる。
A ferromagnetic material can be used for the first ferromagnetic layer 1 and the second
また第1強磁性層1及び第2強磁性層2には、Co2FeSiなどのホイスラー合金を用いることができる。ホイスラー合金はスピン分極率が高く、高いMR比を実現できる。ホイスラー合金は、X2YZの化学組成をもつ金属間化合物を含む。Xは、周期表上でCo、Fe、Ni、またはCu族の遷移金属元素または貴金属元素である。Yは、Mn、V、CrまたTi族の遷移金属、又は、Xの元素種も選択できる。Zは、III族からV族の典型元素である。例えば、Co2FeSi、Co2MnSiやCo2Mn1-aFeaAlbSi1-bなどが挙げられる。
A Heusler alloy such as Co 2 FeSi can be used for the first ferromagnetic layer 1 and the second
第1強磁性層1及び第2強磁性層2の磁化の向きを積層面に対して垂直にする場合には、厚みを3nm以下とすることが好ましい。垂直磁気異方性は、トンネルバリア層3との界面で、第1強磁性層1及び第2強磁性層2に付加される。垂直磁気異方性は第1強磁性層1及び第2強磁性層2の膜厚を厚くすることによって効果が減衰するため、第1強磁性層1及び第2強磁性層2の膜厚は薄い方が好ましい。
When the magnetization directions of the first ferromagnetic layer 1 and the second
第2強磁性層2を固定層とするためには、第2強磁性層2の保磁力を第1強磁性層1より大きくする。第2強磁性層2にIrMn,PtMnなどの反強磁性材料を隣接させると、第2強磁性層2の保磁力は例えば大きくなる。また第2強磁性層2の漏れ磁場が第1強磁性層1に影響することを防ぐために、シンセティック強磁性結合の構造としても良い。
In order to use the second
(トンネルバリア層)
トンネルバリア層3は、MgxAl1-xの酸化物である。この酸化物は、組成式MgαAlβOγで表記される。酸化物が、化学量論組成となる場合、α+β+γ=1を満たし、電気的な中性が保たれる。酸化物が完全酸化状態の場合、トンネルバリア層は規則化したスピネル構造となる。図2は、スピネル構造の結晶構造を模式的示した図である。
(tunnel barrier layer)
The tunnel barrier layer 3 is an oxide of Mg x Al 1-x . This oxide is represented by the composition formula Mg α Al β O γ . When the oxide has a stoichiometric composition, it satisfies α+β+γ=1 and maintains electrical neutrality. When the oxide is fully oxidized, the tunnel barrier layer becomes an ordered spinel structure. FIG. 2 is a diagram schematically showing the crystal structure of a spinel structure.
ここで完全酸化状態とは、酸化物が所定量以上の酸素を含有していることを意味する。例えば、酸素の含有量を示す指標の一つとして化学量論組成がある。化学量論組成における理想的なγの値は、イオン化したMgとAl(それぞれMg2+、Al3+)と、酸素イオンO2-との電気的中性条件を満たすように決定される。このため、酸化処理を行う前のMgxAl1-x組成によって化学量論組成におけるγは変化する。例えば、Mg33Al67合金層が完全に酸化され、化学量論組成の酸化物層となるとき組成式はMgAl2O4となり、α=0.14、β=0.29、γ=0.57となる。また、純Al層が完全に酸化され、化学量論組成の酸化物層となるとき組成式はAl2O3となり、α=0、β=0.4、γ=0.6となる。 Here, the fully oxidized state means that the oxide contains a predetermined amount or more of oxygen. For example, there is a stoichiometric composition as one of indices indicating the content of oxygen. The ideal value of γ in the stoichiometric composition is determined so as to satisfy the electroneutrality condition between ionized Mg and Al (Mg 2+ and Al 3+ respectively) and oxygen ions O 2− . Therefore, γ in the stoichiometric composition changes depending on the Mg x Al 1-x composition before oxidation treatment. For example, when the Mg 33 Al 67 alloy layer is completely oxidized and becomes an oxide layer with a stoichiometric composition, the composition formula is MgAl 2 O 4 , α=0.14, β=0.29, γ=0. 57. Also, when the pure Al layer is completely oxidized to form an oxide layer with a stoichiometric composition, the compositional formula is Al 2 O 3 where α=0, β=0.4, and γ=0.6.
酸化物が化学量論組成を満たす場合、酸化物は理論上完全酸化される。しかしながら、分析装置の精度等の関係上、組成分析した酸化物が化学量論組成を満たすからと言って、完全酸化されていない場合もある。そこで実測値としての以下の関係を満たす場合を完全酸化状態と定義する。
γ≧{(2×α+3×β)/2}×1.12
If the oxide satisfies the stoichiometric composition, the oxide is theoretically fully oxidized. However, due to the accuracy of the analysis equipment, etc., there are cases in which even if the composition-analyzed oxide satisfies the stoichiometric composition, it is not completely oxidized. Therefore, the case where the following relationship is satisfied as an actual measurement value is defined as a completely oxidized state.
γ≧{(2×α+3×β)/2}×1.12
本実施形態にかかるトンネルバリア層3は、トンネルバリア層3が完全酸化状態における酸素量γに対して酸素量が少なく、トンネルバリア層3の酸素が実質的に欠損している。トンネルバリア層3が当該関係を満たす場合、トンネルバリア層3の結晶構造は陽イオン不規則化スピネル構造(以後、「不規則化したスピネル構造」と言う場合がある。)となる。ここで、実質的に欠損しているとは、酸化物結晶中の酸素空孔が存在している状態に加え、Mg、Alの金属原子の一部が未酸化で残存している状態も含む。 The tunnel barrier layer 3 according to the present embodiment has a smaller oxygen content than the oxygen content γ in the fully oxidized state of the tunnel barrier layer 3, and the tunnel barrier layer 3 is substantially devoid of oxygen. When the tunnel barrier layer 3 satisfies the relationship, the crystal structure of the tunnel barrier layer 3 becomes a cation-disordered spinel structure (hereinafter sometimes referred to as "disordered spinel structure"). Here, the term "substantially lacking" includes not only the state in which oxygen vacancies exist in the oxide crystal, but also the state in which some of the metal atoms of Mg and Al remain unoxidized. .
トンネルバリア層3の酸素の量は、実質的に完全酸化状態の酸素の量γの67%以上95%以下であることが好ましく、77%以上95%以下であることがより好ましい。酸素の量γが前者の範囲内の場合、α=0の場合でもトンネルバリア層3の結晶構造が不規則化したスピネル構造で安定する。 The amount of oxygen in the tunnel barrier layer 3 is preferably 67% or more and 95% or less, more preferably 77% or more and 95% or less, of the amount γ of oxygen in the substantially completely oxidized state. When the amount of oxygen γ is within the former range, the crystal structure of the tunnel barrier layer 3 is stabilized with a disordered spinel structure even when α=0.
トンネルバリア層3のMgの量は、0≦α≦0.41であることが好ましく、0.13≦α≦0.41であることがさらに好ましい。αの範囲が当該範囲内であると、トンネルバリア層3の結晶構造が不規則化したスピネル構造で更に安定する。 The amount of Mg in the tunnel barrier layer 3 preferably satisfies 0≦α≦0.41, and more preferably satisfies 0.13≦α≦0.41. When the range of α is within this range, the crystal structure of the tunnel barrier layer 3 becomes more stable with a disordered spinel structure.
図3は、陽イオン不規則化スピネル構造の結晶構造を模式的に示した図である。図2に示すように、規則化したスピネル構造の場合は、Mg元素がイオン化して入るサイトとAl元素がイオン化して入るサイトが固定されている。そのため、これらの元素の配列は規則的になる。これに対し、不規則化したスピネル構造の場合、Mg元素又はAl元素は、図3に示す酸素に対して四面体配位するサイト及び八面体配位するサイトのいずれにも存在しうる。Mg元素及びAl元素がいずれのサイトに入るかはランダムとみなせる場合が、不規則化したスピネル構造に対応する。この不規則化したスピネル構造の格子定数(a/2)は、規則化したスピネル構造の格子定数(a)の半分となる。不規則化したスピネル構造は、Fm-3mの空間群の対称性、又は、F-43mの空間群の対称性を有する。 FIG. 3 is a diagram schematically showing the crystal structure of a cationic disordered spinel structure. As shown in FIG. 2, in the case of the ordered spinel structure, the site into which the Mg element is ionized and the site into which the Al element is ionized are fixed. Therefore, the arrangement of these elements becomes regular. In contrast, in the case of the disordered spinel structure, the Mg element or the Al element can exist at both the tetrahedral and octahedrally coordinated sites with respect to oxygen shown in FIG. A disordered spinel structure corresponds to a case where it can be regarded as random which site the Mg element and the Al element enter. The lattice constant (a/2) of this disordered spinel structure is half the lattice constant (a) of the ordered spinel structure. The disordered spinel structure has Fm-3m space group symmetry or F-43m space group symmetry.
トンネルバリア層3の組成が完全酸化状態である場合は、トンネルバリア層3の結晶構造が規則化したスピネル構造が最安定となる。これに対し、トンネルバリア層3の酸素を完全酸化状態よりも少なくすると、トンネルバリア層3の結晶構造が不規則化したスピネル構造でより安定化する。トンネルバリア層3の酸素の量γは、酸化物が完全酸化状態(実質的に化学量論組成となる場合)における酸素の量の67%以上であることが好ましい。トンネルバリア層3が当該関係を満たすと、トンネルバリア層3のマグネシウムの量α=0の場合でもトンネルバリア層3の結晶構造が不規則化したスピネル構造でより安定化する。 When the composition of the tunnel barrier layer 3 is completely oxidized, the spinel structure in which the crystal structure of the tunnel barrier layer 3 is ordered is the most stable. On the other hand, when the oxygen content of the tunnel barrier layer 3 is less than the fully oxidized state, the crystal structure of the tunnel barrier layer 3 becomes more stable with an irregular spinel structure. The amount γ of oxygen in the tunnel barrier layer 3 is preferably 67% or more of the amount of oxygen in the fully oxidized state (substantially stoichiometric composition) of the oxide. When the tunnel barrier layer 3 satisfies this relationship, even when the amount of magnesium in the tunnel barrier layer 3 is 0, the crystal structure of the tunnel barrier layer 3 becomes more stable with an irregular spinel structure.
組成を酸素欠損した組成にすると、トンネルバリア層3の結晶構造が不規則化したスピネル構造で安定化し易くなる理由は、明確にはなっていないが、以下のように考えられる。 Although the reason why the crystal structure of the tunnel barrier layer 3 is easily stabilized in the disordered spinel structure when the composition is oxygen-deficient, it is considered as follows.
Mg元素とAl元素とが、酸素に対して四面体配位するサイト及び八面体配位するサイトのいずれに入るかは、エネルギーポテンシャルによる影響が大きい。十分な酸素量が供給される場合、エネルギーポテンシャルの観点から、Mg元素及びAl元素のそれぞれが安定化するサイトが固定される。また、Mg2+とAl3+のイオン半径とクーロン斥力などの作用によって、これらのイオンが規則正しく配列する場合にエネルギーが最低となるため規則化したスピネル構造が安定となる。このため、トンネルバリア層3として不規則化したスピネル構造を得ることが困難である。 Whether the Mg element or the Al element is in the tetrahedral coordination site or the octahedral coordination site with respect to oxygen is greatly affected by the energy potential. When a sufficient amount of oxygen is supplied, the sites where each of the Mg element and the Al element are stabilized are fixed from the viewpoint of energy potential. In addition, due to the action of the ionic radii of Mg 2+ and Al 3+ and the coulombic repulsive force, the energy becomes the lowest when these ions are regularly arranged, so that the ordered spinel structure is stable. Therefore, it is difficult to obtain a disordered spinel structure as the tunnel barrier layer 3 .
これに対し、酸素欠損したトンネルバリア層3は、図2及び図3で示す酸素元素が所定の位置から欠損している。酸素元素が欠損すると、結晶格子を担う元素が抜けるため、結晶構造が乱れる。結晶構造が乱れると、酸素に対して四面体配位するサイト及び八面体配位するサイトにおけるエネルギー状態も乱れる。エネルギー状態が乱れると、酸素に対して四面体配位するサイトにおいて安定化するはずのMg元素が酸素に対して八面体配位するサイトで安定化したり、その逆が生じたりする。また、規則化したスピネル構造では空格子点となる四面体配位サイト、八面体配位サイトも占めることも生じる。つまり、Mg元素及びAl元素がいずれのサイトに入るかが全体的にランダムなものとなり、結果としてより不規則化したスピネル構造で安定化し易くなる。 On the other hand, in the oxygen-deficient tunnel barrier layer 3, oxygen elements shown in FIGS. 2 and 3 are deficient from predetermined positions. When the oxygen element is deficient, the crystal structure is disturbed because the element responsible for the crystal lattice is removed. When the crystal structure is disturbed, the energy states at the tetrahedral and octahedrally coordinated sites for oxygen are also disturbed. When the energy state is disturbed, the Mg element, which should be stabilized at the tetrahedral coordination sites with respect to oxygen, is stabilized at the octahedral coordination sites with respect to oxygen, and vice versa. Moreover, in the ordered spinel structure, tetrahedral coordination sites and octahedral coordination sites, which are vacancies, may also be occupied. In other words, which site the Mg element and the Al element enter becomes totally random, and as a result, the more disordered spinel structure is easily stabilized.
トンネルバリア層3は3nm以下の厚さであることが好ましい。トンネルバリア層3の厚みを3nm以下とすると、第1強磁性層1及び第2強磁性層2の波動関数がトンネルバリア層3を超えて重なりやすくなり、強磁性層間の波動関数のトンネル効果及びコヒーレントトンネル効果が得やすくなる。
The tunnel barrier layer 3 preferably has a thickness of 3 nm or less. When the thickness of the tunnel barrier layer 3 is 3 nm or less, the wave functions of the first ferromagnetic layer 1 and the second
またトンネルバリア層3を主として構成する結晶は、(001)配向していることが好ましい。「トンネルバリア層3を主として構成する結晶」は、トンネルバリア層3が(001)配向した単結晶である場合、トンネルバリア層3が多結晶であり、その多結晶が(001)配向した結晶を主として含む場合のいずれも含む。トンネルバリア層3が(001)配向すると、第1強磁性層1及び第2強磁性層2との格子整合性が高まり、コヒーレントトンネル効果を得やすくなる。特に第1強磁性層1又は第2強磁性層2がFe元素を含む、Fe、Co-Fe、Co基ホイスラー合金等の場合に格子整合性が高まる。
Also, the crystals that mainly constitute the tunnel barrier layer 3 are preferably (001) oriented. If the tunnel barrier layer 3 is a (001)-oriented single crystal, the "crystal mainly constituting the tunnel barrier layer 3" is a polycrystal, and the polycrystal is a (001)-oriented crystal. Includes any case where it includes primarily. When the tunnel barrier layer 3 is (001) oriented, the lattice matching with the first ferromagnetic layer 1 and the second
上述のように、本実施形態にかかる磁気抵抗効果素子は、トンネルバリア層3が所定の組成であることで、トンネルバリア層3の結晶構造が不規則化したスピネル構造となる。不規則化したスピネル構造は、規則化したスピネル構造と比較して有効的な格子定数が半減し、この結果としてMR比を高めることができる。これは、不規則化したスピネル構造のエネルギーバンド構造は、規則化したスピネル構造と類似し、コヒーレントトンネル効果を保つことができるためである。すなわち、トンネルバリア層3の結晶構造を不規則化したスピネル構造とすることで、コヒーレントトンネル効果と高い格子整合性を保持することができ、磁気抵抗効果素子10のMR比が高まる。
As described above, the magnetoresistive element according to this embodiment has a spinel structure in which the crystal structure of the tunnel barrier layer 3 is disordered because the tunnel barrier layer 3 has a predetermined composition. A disordered spinel structure has an effective lattice constant halved compared to an ordered spinel structure, which can result in a higher MR ratio. This is because the energy band structure of the disordered spinel structure is similar to that of the ordered spinel structure and can maintain the coherent tunneling effect. That is, by making the crystal structure of the tunnel barrier layer 3 disordered spinel structure, the coherent tunnel effect and high lattice matching can be maintained, and the MR ratio of the
本実施形態にかかる磁気抵抗効果素子は、MgxAl1-xの酸化物層と、第1強磁性層1または第2強磁性層2との間に、組成比MgzAl1-z(0≦z≦1)からなるバリア下地層を有していても良い。バリア下地層は、後の熱処理によって、MgxAl1-xの酸化物であるトンネルバリア層の一部となる。
また、MgxAl1-xの酸化物層におけるバリア下地層と反対側の面には、Mg層が設けられていてもよい。Mg層の厚さは、例えば、0.1~1nmとすることができる。Mg層は、後の熱処理によってMgxAl1-xの酸化物であるトンネルバリア層の一部となる。
The magnetoresistive element according to this embodiment has a composition ratio of Mg z Al 1- z ( It may have a barrier underlayer consisting of 0≦z≦1). The barrier underlayer becomes part of the tunnel barrier layer which is an oxide of Mg x Al 1-x by a subsequent heat treatment.
A Mg layer may be provided on the surface of the Mg x Al 1-x oxide layer opposite to the barrier underlayer. The thickness of the Mg layer can be, for example, 0.1-1 nm. The Mg layer becomes part of the tunnel barrier layer which is an oxide of Mg x Al 1-x by subsequent heat treatment.
(素子の形状、寸法)
磁気抵抗効果素子10を構成する第1強磁性層1、トンネルバリア層3及び第2強磁性層2からなる積層体は柱状の形状である。積層体を平面視した形状は、円形、四角形、三角形、多角形等の種々の形状をとることができるが、対称性の面から円形であることが好ましい。すなわち、積層体は円柱状であることが好ましい。
(element shape and dimensions)
A laminate composed of the first ferromagnetic layer 1, the tunnel barrier layer 3 and the second
積層体が円柱状である場合、平面視の直径が80nm以下であることが好ましく、60nm以下であることがより好ましく、30nm以下であることがさらに好ましい。直径が80nm以下であると、強磁性中にドメイン構造ができにくくなり、強磁性金属層におけるスピン分極と異なる成分を考慮する必要が無くなる。さらに、30nm以下であると、強磁性層中に単一ドメイン構造となり、磁化反転速度や確率が改善する。また小型化された磁気抵抗効果素子において、特に低抵抗化の要望が強い。 When the laminate has a cylindrical shape, the diameter in plan view is preferably 80 nm or less, more preferably 60 nm or less, and even more preferably 30 nm or less. When the diameter is 80 nm or less, it becomes difficult to form a domain structure in the ferromagnetism, and there is no need to consider a component different from the spin polarization in the ferromagnetic metal layer. Furthermore, when the thickness is 30 nm or less, a single domain structure is formed in the ferromagnetic layer, and the magnetization reversal speed and probability are improved. In addition, there is a strong demand for a reduction in the resistance of a miniaturized magnetoresistive element.
(その他)
本実施形態では、磁気抵抗効果素子10として、第1強磁性層1を自由層とし、第2強磁性層2を固定層としたトップピン構造の例を挙げた。しかしながら、磁気抵抗効果素子10の構造はこの場合に限定されるものではなく、ボトムピン構造でもよい。
(others)
In this embodiment, the
本実施形態を用いた磁気抵抗効果素子は磁気センサやMRAMなどのメモリとして使用することが可能である。 A magnetoresistive element using this embodiment can be used as a memory such as a magnetic sensor or MRAM.
「磁気抵抗効果素子の製造方法」
次いで、磁気抵抗効果素子の製造方法について説明する。
本実施形態にかかる磁気抵抗効果素子の製造方法は、第1強磁性層と、トンネルバリア層と、第2強磁性層とを積層する工程を有する。これらの層の成膜方法としては、スパッタリング法、蒸着法、レーザアブレーション法、分子線エピタキシャル(MBE)法など公知の方法を用いることができる。
"Manufacturing method of magnetoresistive element"
Next, a method for manufacturing the magnetoresistive element will be described.
The method for manufacturing a magnetoresistive element according to the present embodiment has a step of laminating a first ferromagnetic layer, a tunnel barrier layer, and a second ferromagnetic layer. As a method for forming these layers, known methods such as a sputtering method, a vapor deposition method, a laser ablation method, and a molecular beam epitaxial (MBE) method can be used.
トンネルバリア層は、例えば、以下の3つの方法のいずれでも作製することができる。
第1の方法は、作製するトンネルバリア層と同組成の酸化物のターゲットを準備し、そのターゲットを用いてトンネルバリア層を積層する。この方法は、最初から所定の組成のターゲットを準備するため、トンネルバリア層の組成を酸素欠損した状態にし易い。
The tunnel barrier layer can be produced, for example, by any of the following three methods.
A first method prepares an oxide target having the same composition as the tunnel barrier layer to be fabricated, and uses the target to stack the tunnel barrier layer. Since this method prepares a target with a predetermined composition from the beginning, it is easy to make the composition of the tunnel barrier layer oxygen-deficient.
第2の方法は、まずMgxAl1-x(但し0≦x<1)で表記される合金を積層し、その合金を酸化してトンネルバリア層を形成する。酸化は、プラズマ酸化、又は、酸素導入による酸化を行う。この際、最終的に得られるトンネルバリア層が酸素欠損した状態となるように、導入する酸素の流量、酸化処理室の圧力、酸化時間を制御し、合金に対する酸素量を調整し、酸化を行う。この処理を行うことで、トンネルバリア層が酸素欠損した状態となり、トンネルバリア層の結晶構造が不規則化したスピネル構造となる。 In the second method, first, an alloy represented by Mg x Al 1-x (where 0≦x<1) is laminated, and the alloy is oxidized to form a tunnel barrier layer. Oxidation is performed by plasma oxidation or oxygen introduction. At this time, the flow rate of oxygen to be introduced, the pressure in the oxidation treatment chamber, and the oxidation time are controlled so that the finally obtained tunnel barrier layer is in an oxygen-deficient state, and the amount of oxygen relative to the alloy is adjusted to perform oxidation. . By performing this treatment, the tunnel barrier layer becomes oxygen-deficient, and the crystal structure of the tunnel barrier layer becomes an irregular spinel structure.
第2の方法では、組成式MgxAl1-x(但し、0≦x<0.5)で表記される合金を成膜する工程と、その後に合金を酸化する工程とをそれぞれ1回のみ行ってもよい。
また、第2の方法では、組成式MgxAl1-x(但し、0.5≦x<1)で表記される合金を成膜する工程と、その後に行う合金を酸化する工程とを、複数回繰り返してもよい。
In the second method, the step of forming an alloy represented by the composition formula Mg x Al 1-x (where 0≦x<0.5) and then the step of oxidizing the alloy are each performed only once. you can go
In the second method, the step of forming a film of an alloy represented by the composition formula Mg x Al 1-x (where 0.5≦x<1) and the subsequent step of oxidizing the alloy are performed by: May be repeated multiple times.
第3の方法は、MgAl合金を成膜中にチャンバーに酸素を導入し、反応性成膜によって酸化させながら積層する。この際も、最終的に得られるトンネルバリア層が酸素欠損した状態となるように、合金に対する酸化力を調整しながら成膜を行う。具体的には、成膜される合金が酸化するのに十分な酸化力より、供給する酸化力を小さくする。この処理を行うことで、トンネルバリア層が酸素欠損した状態となり、トンネルバリア層の結晶構造が不規則化したスピネル構造となる。
第3の方法を用いて、組成式MgxAl1-x(但し、0≦x<1)で表記される合金を、反応性成膜により酸化させながら成膜する場合、金属モードまたは遷移モードで成膜することが好ましい。
反応性成膜では、導入する反応性ガス(酸素)の流量に応じて成膜速度が大きく異なる状態を示す。酸素流量が少なく、ターゲット材料が金属の状態で飛散する成膜速度が早い状態を金属モードと呼ぶ。また、酸素流量が多く、ターゲット材料が酸素と反応しながら化合物として飛散する成膜速度が遅い状態を反応性(酸化)モードと呼ぶ。成膜速度が金属モードと酸化モードの間の領域を遷移モードと呼ぶ。
In the third method, oxygen is introduced into the chamber during film formation of the MgAl alloy, and the layers are laminated while being oxidized by reactive film formation. Also in this case, the film is formed while adjusting the oxidizing power to the alloy so that the finally obtained tunnel barrier layer is in an oxygen-deficient state. Specifically, the oxidizing power to be supplied is made smaller than the oxidizing power sufficient to oxidize the alloy to be deposited. By performing this treatment, the tunnel barrier layer becomes oxygen-deficient, and the crystal structure of the tunnel barrier layer becomes an irregular spinel structure.
When the third method is used to deposit an alloy represented by the composition formula Mg x Al 1-x (where 0≦x<1) while being oxidized by reactive deposition, metal mode or transition mode It is preferable to form the film at .
In the reactive film formation, the film formation rate varies greatly depending on the flow rate of the introduced reactive gas (oxygen). A state in which the flow rate of oxygen is low and the target material is scattered in the state of metal and the deposition rate is high is called the metal mode. A state in which the flow rate of oxygen is large and the target material scatters as a compound while reacting with oxygen is slow is called a reactive (oxidation) mode. A region in which the deposition rate is between the metal mode and the oxidation mode is called a transition mode.
第2の方法及び第3の方法においてMgAl合金を成膜する前に、第1強磁性層の保護の観点から、組成比MgzAl1-z(0≦z≦1)からなるバリア下地層を積層しても良い。後の熱処理によってバリア下地層は、MgxAl1-xの酸化物であるトンネルバリア層の一部となる。 Before depositing the MgAl alloy in the second method and the third method, from the viewpoint of protection of the first ferromagnetic layer, a barrier underlayer having a composition ratio of Mg z Al 1-z (0 ≤ z ≤ 1) may be laminated. After a subsequent heat treatment, the barrier underlayer becomes part of the tunnel barrier layer, which is an oxide of Mg x Al 1-x .
また、第1の方法、第2の方法及び第3の方法において、MgxAl1-xの酸化物からなる層を形成した後に、Mgを成膜してMg層を形成してもよい。Mg層は、後の熱処理によってMgxAl1-xの酸化物であるトンネルバリア層の一部となる。 In the first method, the second method, and the third method, the Mg layer may be formed by depositing Mg after forming the layer made of the oxide of Mg x Al 1-x . The Mg layer becomes part of the tunnel barrier layer which is an oxide of Mg x Al 1-x by subsequent heat treatment.
上述のように、本実施形態にかかる磁気抵抗効果素子の製造方法によれば、所定の組成のトンネルバリア層を容易に作製することができる。またトンネルバリア層が所定の組成であることで、トンネルバリア層の結晶構造が不規則化したスピネル構造となり、大きなMR比を有する磁気抵抗効果素子を作製することができる。 As described above, according to the method of manufacturing the magnetoresistive effect element according to the present embodiment, the tunnel barrier layer having the predetermined composition can be easily manufactured. Further, since the tunnel barrier layer has a predetermined composition, the crystal structure of the tunnel barrier layer becomes a disordered spinel structure, and a magnetoresistive element having a large MR ratio can be manufactured.
(比較例1)
図1に示す磁気抵抗効果素子10をMgO(001)単結晶基板上に作製した。まず基板上に下地層としてCrを40nm積層し800℃1時間の熱処理を行った。第1強磁性層1としてFeを30nm積層し300℃15分の熱処理をおこなった。
(Comparative example 1)
A
次いで、第1強磁性層1上に、Mgからなるバリア下地層を0.2nm成膜し、Mg17Al83で表記される合金を0.4nm成膜するたびに、自然酸化を行い、この処理を2回行った。その結果、総厚0.8nmの酸化膜が得られた。自然酸化は圧力5Paの空気中に600秒さらすことで行った。この繰り返し酸化を行うによってMgAl層を充分酸化した。酸化後、真空中で400℃15分熱処理を行い、均質なMg-Al-O層を得た。 Next, on the first ferromagnetic layer 1, a barrier underlayer made of Mg was formed to a thickness of 0.2 nm . Two treatments were performed. As a result, an oxide film with a total thickness of 0.8 nm was obtained. Natural oxidation was performed by exposing to air at a pressure of 5 Pa for 600 seconds. By performing this repeated oxidation, the MgAl layer was sufficiently oxidized. After oxidation, heat treatment was performed in vacuum at 400° C. for 15 minutes to obtain a homogeneous Mg—Al—O layer.
次いで、トンネルバリア層3上に、第2強磁性層2としてFeを6nm積層し350℃15分熱処理をおこない、強磁性トンネル接合を得た。次いで、反強磁性層としてIrMnを12nm成膜し、キャップ層としてRuを20nm成膜し、磁気抵抗効果素子10を得た。最後に5kOeの磁場を印加しながら175℃の温度で30分熱処理し、第2強磁性層2に一軸磁気異方性を付与した。
Next, on the tunnel barrier layer 3, Fe was laminated as the second
そして作製した磁気抵抗効果素子10を積層方向に沿う面に沿って集束イオンビームで切断し、トンネルバリア層の薄片試料を作製した。そしてこの薄片試料を透過型電子顕微鏡(TEM)におけるエネルギー分散型X線分析(EDS)によって組成分析した。その結果、Mg-Al-O層の組成は、Mg0.18Al0.23O0.59であった。α=0.18、β=0.23の場合、γ≧0.59であれば完全酸化状態といえる。つまり、比較例1は、完全酸化状態である。尚、分析法はこれに限定されず、2次イオン質量分析法(SIMS)、アトムプローブ法、電子エネルギー損失分光法(EELS)を用いて行うこともできる。
Then, the fabricated
尚、TEM-EDSの分析結果は、測定元素(Mg、Al、およびO)のバックグラウンド信号を差し引いた値とした。 The TEM-EDS analysis results were obtained by subtracting the background signals of the measured elements (Mg, Al, and O).
また透過型電子顕微鏡(TEM)を用いてナノ電子回折(NBD)も行った。具体的には、薄片試料に1nm径程度に絞った電子線を照射し、透過回折した電子線スポットを計測した。Mg-Al-O[100]方位に電子線を入射した結果を図4に示す。 Nanoelectron diffraction (NBD) was also performed using a transmission electron microscope (TEM). Specifically, a thin sample was irradiated with an electron beam narrowed down to a diameter of about 1 nm, and an electron beam spot subjected to transmission diffraction was measured. FIG. 4 shows the results of electron beam incidence in the Mg--Al--O [100] direction.
(実施例1)
実施例1は、Mg-Al-O層を作製する際に、酸素欠損させた点が比較例1と異なる。具体的には、まず、Mgからなるバリア下地層を0.2nm成膜した。その後、Mg17Al83で表記される合金を0.5nm一度に積層し、比較例1と同条件の酸化処理を行った。この酸化条件は、酸素不足な酸化条件である。酸化後、真空中で400℃15分熱処理を行い、Mg-Al-O層を得た。その他の条件、分析方法は、実施例1と同様とした。
(Example 1)
Example 1 differs from Comparative Example 1 in that oxygen deficiency was caused when the Mg--Al--O layer was produced. Specifically, first, a barrier underlayer made of Mg was formed to a thickness of 0.2 nm. Thereafter, 0.5 nm of an alloy represented by Mg 17 Al 83 was layered at a time, and an oxidation treatment was performed under the same conditions as in Comparative Example 1. The oxidation conditions are oxygen-deficient oxidation conditions. After oxidation, heat treatment was performed in vacuum at 400° C. for 15 minutes to obtain an Mg—Al—O layer. Other conditions and analysis method were the same as in Example 1.
実施例1のMg-Al-O層の組成は、Mg0.21Al0.22O0.57であった。α=0.21、β=0.22の場合、γ≧0.60であれば完全酸化状態といえる。すなわち、実施例1は完全酸化状態に対して酸素欠損している。 The composition of the Mg--Al--O layer of Example 1 was Mg 0.21 Al 0.22 O 0.57 . In the case of α=0.21 and β=0.22, if γ≧0.60, it can be said that the state is completely oxidized. That is, Example 1 is oxygen deficient with respect to the fully oxidized state.
図5は、実施例1に係るトンネルバリア層を、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いてナノ電子回折(NBD)も行った結果である。図5に示すNBDパターンは、図4に示す比較例1のNBDパターンとは異なり、一部の回折スポットが確認されなかった。電子回折図形は結晶格子をフーリエ変換したものと見なすことができるため、有効的な格子定数の変化や結晶対称性の変化が観察できる。比較例1において点線で囲む領域内にみられた追加のスポットは、規則的なスピネル構造の陽イオンの規則的配列によって生じており、MgAl2O4{220}面からの反射があることを示す。一方、実施例1には、体心立方(FCC)格子からの基本反射のみが観察されているため、不規則化したスピネル構造である。これらのことから、比較例1のトンネルバリア層の有効的な格子定数は、実施例1のトンネルバリア層の有効的な格子定数の2倍である規則的なスピネル構造である。 FIG. 5 shows the results of nano-electron diffraction (NBD) of the tunnel barrier layer according to Example 1 also performed using a transmission electron microscope (TEM). In the NBD pattern shown in FIG. 5, unlike the NBD pattern of Comparative Example 1 shown in FIG. 4, some diffraction spots were not observed. Since the electron diffraction pattern can be regarded as the Fourier transform of the crystal lattice, effective lattice constant changes and crystal symmetry changes can be observed. The additional spots seen in the area enclosed by the dotted line in Comparative Example 1 are caused by the regular array of cations in the regular spinel structure, and are reflected from the MgAl 2 O 4 {220} plane. show. On the other hand, in Example 1, only the fundamental reflection from the body-centered cubic (FCC) lattice is observed, so it has a disordered spinel structure. From these facts, the effective lattice constant of the tunnel barrier layer of Comparative Example 1 is twice the effective lattice constant of the tunnel barrier layer of Example 1, which is a regular spinel structure.
また実施例1に係るトンネルバリア層は、10回作製して10回とも図5に示すスポット像が確認された。すなわち、実施例1に係るトンネルバリア層は安定的に不規則化したスピネル構造となっている。これに対し、比較例1に係るトンネルバリア層は、点線で囲む領域内に回折スポットがほとんど見えにくくなる場合もあったが、ほとんど図4と同様のスポット像が得られた。すなわち、比較例1に係るトンネルバリア層は不規則化したスピネル構造を安定的に発現することはできなかった。 Further, the tunnel barrier layer according to Example 1 was produced 10 times, and the spot image shown in FIG. 5 was confirmed for all 10 times. That is, the tunnel barrier layer according to Example 1 has a stably disordered spinel structure. On the other hand, in the tunnel barrier layer according to Comparative Example 1, almost the same spot image as that shown in FIG. 4 was obtained, although the diffraction spots were hardly visible in the area surrounded by the dotted line in some cases. That is, the tunnel barrier layer according to Comparative Example 1 could not stably develop a disordered spinel structure.
なお、トンネルバリア層が不規則化したスピネル構造をとると、高いMR比を示すことが特許文献1にも示されている。例えば、特許文献1では、1.45nmのMgAlから作製された不規則化したスピネル構造のトンネルバリアが、室温において308%と極めて高いMR比を実現できることが記載されている。 Patent Document 1 also discloses that a high MR ratio is exhibited when the tunnel barrier layer has an irregular spinel structure. For example, Patent Document 1 describes that a disordered spinel structure tunnel barrier made of 1.45 nm MgAl can achieve an extremely high MR ratio of 308% at room temperature.
(実施例2)
実施例2は、Mg17Al83で表記される合金の厚みを0.8nmとした点が実施例1と異なる。その他の条件、分析方法は、実施例1と同様とした。
(Example 2)
Example 2 differs from Example 1 in that the thickness of the alloy represented by Mg 17 Al 83 was 0.8 nm. Other conditions and analysis method were the same as in Example 1.
実施例2のMg-Al-O層の組成は、Mg0.19Al0.27O0.54であった。α=0.19、β=0.27の場合、γ≧0.67であれば完全酸化状態といえる。すなわち、実施例2は完全酸化状態に対して酸素欠損している。実施例2に係るトンネルバリア層のNBDパターンは、実施例1に係るトンネルバリア層のパターン(図5)と同様であった。 The composition of the Mg--Al--O layer of Example 2 was Mg 0.19 Al 0.27 O 0.54 . In the case of α=0.19 and β=0.27, if γ≧0.67, it can be said that it is in a fully oxidized state. That is, Example 2 is oxygen deficient with respect to the fully oxidized state. The NBD pattern of the tunnel barrier layer according to Example 2 was similar to the pattern of the tunnel barrier layer according to Example 1 (FIG. 5).
(実施例3)
実施例3は、Mgからなるバリア下地層を0.45nm成膜し、Mg17Al83で表記される合金の厚みを0.63nmとし、反応性成膜法を用いてMg-Al-O層の酸化した点が実施例1と異なる。反応性成膜法は、Mg-Al合金を成膜中に酸素を導入し、酸化させながら成膜する手法であり、ガス流量はAr20sccm、酸素2sccmとした。その他の条件、分析方法は、実施例1と同様とした。
(Example 3)
In Example 3, a 0.45 nm barrier underlayer made of Mg is formed, the thickness of the alloy represented by Mg 17 Al 83 is 0.63 nm, and a reactive film formation method is used to form an Mg—Al—O layer. is different from Example 1 in that it is oxidized. The reactive film forming method is a method of forming a film while oxidizing a Mg—Al alloy by introducing oxygen during film formation, and the gas flow rate was 20 sccm for Ar and 2 sccm for oxygen. Other conditions and analysis method were the same as in Example 1.
実施例3のMg-Al-O層の組成は、Mg0.24Al0.24O0.52であった。α=0.24、β=0.24の場合、γ≧0.67であれば完全酸化状態といえる。すなわち、実施例3は完全酸化状態に対して酸素欠損している。また実施例3に係るトンネルバリア層のNBDパターンは、実施例1に係るトンネルバリア層のパターン(図5)と同様であった。 The composition of the Mg--Al--O layer of Example 3 was Mg 0.24 Al 0.24 O 0.52 . In the case of α=0.24 and β=0.24, if γ≧0.67, it can be said that it is in a fully oxidized state. That is, Example 3 is oxygen deficient with respect to the fully oxidized state. Also, the NBD pattern of the tunnel barrier layer according to Example 3 was the same as the pattern of the tunnel barrier layer according to Example 1 (FIG. 5).
(実施例4)
実施例4は、Mg17Al83で表記される合金の厚みを1.5nmとした点が実施例3と異なる。その他の条件、分析方法は、実施例3と同様とした。
(Example 4)
Example 4 differs from Example 3 in that the thickness of the alloy represented by Mg 17 Al 83 was set to 1.5 nm. Other conditions and analysis method were the same as in Example 3.
実施例4のMg-Al-O層の組成は、Mg0.19Al0.24O0.57であった。α=0.19、β=0.24の場合、γ≧0.62であれば完全酸化状態といえる。すなわち、実施例4は完全酸化状態に対して酸素欠損している。この酸素値は完全酸化状態に対して96%に相当し、酸素欠損している。また実施例4に係るトンネルバリア層のNBDパターンは、実施例1に係るトンネルバリア層のスポット像(図5)と同様であった。 The composition of the Mg--Al--O layer of Example 4 was Mg 0.19 Al 0.24 O 0.57 . In the case of α=0.19 and β=0.24, if γ≧0.62, it can be said to be in a fully oxidized state. That is, Example 4 is oxygen deficient with respect to the fully oxidized state. This oxygen value corresponds to 96% of the fully oxidized state, which is oxygen deficient. Also, the NBD pattern of the tunnel barrier layer according to Example 4 was the same as the spot image of the tunnel barrier layer according to Example 1 (FIG. 5).
(実施例5)
実施例5は、Mg17Al83で表記される合金の厚みを1.9nmとした点が実施例3と異なる。その他の条件、分析方法は、実施例3と同様とした。
(Example 5)
Example 5 differs from Example 3 in that the thickness of the alloy represented by Mg 17 Al 83 was set to 1.9 nm. Other conditions and analysis method were the same as in Example 3.
実施例5のMg-Al-O層の組成は、Mg0.13Al0.29O0.58であった。α=0.13、β=0.29の場合、γ≧0.63であれば完全酸化状態といえる。すなわち、実施例5は完全酸化状態に対して酸素欠損している。また実施例5に係るトンネルバリア層のNBDパターンは、実施例1に係るトンネルバリア層のパターン(図5)と同様であった。 The composition of the Mg--Al--O layer of Example 5 was Mg 0.13 Al 0.29 O 0.58 . In the case of α=0.13 and β=0.29, if γ≧0.63, it can be said that the state is completely oxidized. That is, Example 5 is oxygen deficient with respect to the fully oxidized state. The NBD pattern of the tunnel barrier layer according to Example 5 was similar to the pattern of the tunnel barrier layer according to Example 1 (FIG. 5).
(実施例6)
実施例6のトンネルバリア層の形成には純Alを1.3nm成膜しその後酸素プラズマによって酸化した。プラズマ酸化条件として5Paの酸素ガスとArガスを5:1で混合したガス(計6Pa)を用いた。酸素プラズマは高周波電力密度0.34W/cmの条件で形成し、このプラズマにAl層を15s直接暴露させた。その他の条件、分析方法は、実施例1と同様とした。
(Example 6)
In forming the tunnel barrier layer of Example 6, a pure Al film of 1.3 nm was formed and then oxidized by oxygen plasma. As a plasma oxidation condition, a gas (6 Pa in total) in which 5 Pa of oxygen gas and Ar gas were mixed at 5:1 was used. Oxygen plasma was formed at a high frequency power density of 0.34 W/cm, and the Al layer was directly exposed to this plasma for 15 seconds. Other conditions and analysis method were the same as in Example 1.
実施例6のAl-O層は(001)面を持って成長した単結晶層として得られ、その組成は、Al0.47O0.53であった。α=0、β=0.47の場合、γ≧0.79であれば完全酸化状態といえる。すなわち、実施例4は完全酸化状態に対して酸素欠損している。また実施例6に係るトンネルバリア層のNBDパターンは、実施例1に係るトンネルバリア層のパターン(図5)と同様であった。 The Al—O layer of Example 6 was obtained as a single crystal layer grown with the (001) plane, and its composition was Al 0.47 O 0.53 . In the case of α=0 and β=0.47, if γ≧0.79, it can be said that it is in a fully oxidized state. That is, Example 4 is oxygen deficient with respect to the fully oxidized state. Also, the NBD pattern of the tunnel barrier layer according to Example 6 was similar to the pattern of the tunnel barrier layer according to Example 1 (FIG. 5).
(実施例7)
実施例7では、Mgからなるバリア下地層を0.3nm成膜した後、Mg67Al33で表記される合金を0.1nm成膜し、実施例1と同条件の酸化処理を行った。その後、Mg67Al33で表記される合金を0.2nm成膜するたびに、実施例1と同様条件の酸化処理を行った。合金の成膜と、その後に行う酸化処理とを、4回繰り返し行った。その後、Mgを0.2nm成膜した。その他の条件、分析方法は、実施例1と同様とした。
(Example 7)
In Example 7, after forming a 0.3 nm barrier underlayer made of Mg, a 0.1 nm film of an alloy represented by Mg 67 Al 33 was formed, and oxidation treatment was performed under the same conditions as in Example 1. After that, every time an alloy represented by Mg 67 Al 33 was deposited to a thickness of 0.2 nm, oxidation treatment was performed under the same conditions as in Example 1. The alloy film formation and the subsequent oxidation treatment were repeated four times. After that, Mg was deposited to a thickness of 0.2 nm. Other conditions and analysis method were the same as in Example 1.
実施例7のMg-Al-O層の組成は、Mg0.41Al0.06O0.53であった。α=0.41、β=0.06の場合、γ≧0.56であれば完全酸化状態といえる。すなわち、実施例7は完全酸化状態に対して酸素欠損している。また実施例7に係るトンネルバリア層のNBDパターンは、実施例1に係るトンネルバリア層のパターン(図5)と同様であった。 The composition of the Mg--Al--O layer of Example 7 was Mg 0.41 Al 0.06 O 0.53 . In the case of α=0.41 and β=0.06, if γ≧0.56, it can be said that it is in a fully oxidized state. That is, Example 7 is oxygen deficient with respect to the fully oxidized state. The NBD pattern of the tunnel barrier layer according to Example 7 was similar to the pattern of the tunnel barrier layer according to Example 1 (FIG. 5).
上記の結果を以下の表1にまとめた。 The above results are summarized in Table 1 below.
表1から分かるように、いずれの実施例でも、比較例1に記載の規則化したスピネル構造のトンネルバリア層3の酸素の量より少なくすることで不規則スピネル構造が得られることがわかる。 As can be seen from Table 1, in any of the examples, a disordered spinel structure can be obtained by reducing the amount of oxygen in the tunnel barrier layer 3 having the ordered spinel structure described in Comparative Example 1.
1 第1強磁性層
2 第2強磁性層
3 トンネルバリア層
10 磁気抵抗効果素子
1 first
Claims (8)
前記トンネルバリア層は、MgxAl1-x(0.41≦x≦0.88)の酸化物であり、
前記トンネルバリア層の酸素の量は、前記酸化物が規則化したスピネル構造を持つ完全酸化した完全酸化状態における酸素の量よりも低く、
前記トンネルバリア層の酸素の量は、前記完全酸化状態における酸素の量の77%以上95%以下である、磁気抵抗効果素子。 comprising a first ferromagnetic layer, a second ferromagnetic layer, and a tunnel barrier layer sandwiched therebetween;
the tunnel barrier layer is an oxide of Mg x Al 1-x (0.41≦x≦0.88);
the amount of oxygen in the tunnel barrier layer is lower than the amount of oxygen in a fully oxidized state in which the oxide has an ordered spinel structure;
The magnetoresistive effect element, wherein the amount of oxygen in the tunnel barrier layer is 77% or more and 95% or less of the amount of oxygen in the fully oxidized state.
前記トンネルバリア層は、Alの酸化物であり、
前記トンネルバリア層の酸素の量は、前記酸化物が規則化したスピネル構造を持つ完全酸化した完全酸化状態における酸素の量よりも低く、
前記トンネルバリア層の酸素の量は、前記完全酸化状態における酸素の量の67%以上95%以下である、磁気抵抗効果素子。 comprising a first ferromagnetic layer, a second ferromagnetic layer, and a tunnel barrier layer sandwiched therebetween;
The tunnel barrier layer is an Al oxide,
the amount of oxygen in the tunnel barrier layer is lower than the amount of oxygen in a fully oxidized state in which the oxide has an ordered spinel structure;
The magnetoresistive effect element, wherein the amount of oxygen in the tunnel barrier layer is 67% or more and 95% or less of the amount of oxygen in the fully oxidized state.
組成式MgxAl1-x(但し、0≦x<1)で表記される合金を、反応性成膜により酸化させながら金属モードで成膜する工程を有する、磁気抵抗効果素子の製造方法。 A method for manufacturing a magnetoresistance effect element according to any one of claims 1 to 6,
A method of manufacturing a magnetoresistive effect element, comprising the step of forming a film in a metal mode while oxidizing an alloy represented by the composition formula Mg x Al 1-x (where 0≦x<1) by reactive film formation.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910114243.0A CN110165046A (en) | 2018-02-16 | 2019-02-13 | Magneto-resistance effect element and its manufacturing method |
US16/275,947 US10665776B2 (en) | 2018-02-16 | 2019-02-14 | Magnetoresistance effect element and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018026487 | 2018-02-16 | ||
JP2018026487 | 2018-02-16 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019145787A JP2019145787A (en) | 2019-08-29 |
JP7226710B2 true JP7226710B2 (en) | 2023-02-21 |
Family
ID=67774027
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019015965A Active JP7226710B2 (en) | 2018-02-16 | 2019-01-31 | Magnetoresistive element and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7226710B2 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060042929A1 (en) | 2004-08-26 | 2006-03-02 | Daniele Mauri | Method for reactive sputter deposition of an ultra-thin metal oxide film |
WO2010119928A1 (en) | 2009-04-16 | 2010-10-21 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | Ferromagnetic tunnel junction structure, and magnetoresistive effect element and spintronics device each comprising same |
US20110188157A1 (en) | 2010-02-01 | 2011-08-04 | Headway Technologies, Inc. | TMR device with novel free layer structure |
WO2014061617A1 (en) | 2012-10-19 | 2014-04-24 | コニカミノルタ株式会社 | Modification method |
JP2015090870A (en) | 2013-11-05 | 2015-05-11 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | Method of manufacturing ferromagnetic tunnel junction |
WO2016156496A1 (en) | 2015-03-31 | 2016-10-06 | Bühler Alzenau Gmbh | Method for producing coated substrates |
WO2016158849A1 (en) | 2015-03-31 | 2016-10-06 | Tdk株式会社 | Magnetoresistive effect element |
-
2019
- 2019-01-31 JP JP2019015965A patent/JP7226710B2/en active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060042929A1 (en) | 2004-08-26 | 2006-03-02 | Daniele Mauri | Method for reactive sputter deposition of an ultra-thin metal oxide film |
WO2010119928A1 (en) | 2009-04-16 | 2010-10-21 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | Ferromagnetic tunnel junction structure, and magnetoresistive effect element and spintronics device each comprising same |
US20120091548A1 (en) | 2009-04-16 | 2012-04-19 | Hiroaki Sukegawa | Ferromagnetic tunnel junction structure, and magneto-resistive element and spintronics device each using same |
US20110188157A1 (en) | 2010-02-01 | 2011-08-04 | Headway Technologies, Inc. | TMR device with novel free layer structure |
JP2011159973A (en) | 2010-02-01 | 2011-08-18 | Headway Technologies Inc | Magnetoresistive element, and method of forming the same |
WO2014061617A1 (en) | 2012-10-19 | 2014-04-24 | コニカミノルタ株式会社 | Modification method |
JP2015090870A (en) | 2013-11-05 | 2015-05-11 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | Method of manufacturing ferromagnetic tunnel junction |
WO2016156496A1 (en) | 2015-03-31 | 2016-10-06 | Bühler Alzenau Gmbh | Method for producing coated substrates |
WO2016158849A1 (en) | 2015-03-31 | 2016-10-06 | Tdk株式会社 | Magnetoresistive effect element |
US20180068681A1 (en) | 2015-03-31 | 2018-03-08 | Tdk Corporation | Magnetoresistance effect element |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019145787A (en) | 2019-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11133028B2 (en) | Magnetoresistance effect element | |
US11018293B2 (en) | Magnetoresistance effect element | |
US10388856B2 (en) | Magnetoresistance effect element | |
CN107431124B (en) | Magnetoresistive effect element | |
WO2016158926A1 (en) | Magnetoresistive effect element | |
US10720178B2 (en) | Magnetoresistance effect element | |
US20230157183A1 (en) | Tunnel barrier layer, magnetoresistance effect element, and method for manufacturing tunnel barrier layer | |
JP7081372B2 (en) | Magnetoresistive sensor | |
JP7035851B2 (en) | Magnetoresistive sensor | |
JP2018056389A (en) | Magnetoresistive effect element | |
CN107887502B (en) | Magnetoresistive effect element | |
JP7226710B2 (en) | Magnetoresistive element and method for manufacturing the same | |
US10665776B2 (en) | Magnetoresistance effect element and method for manufacturing the same | |
JP7400560B2 (en) | Tunnel barrier layer, magnetoresistive element, method for manufacturing tunnel barrier layer, and insulating layer | |
JP7375858B2 (en) | magnetoresistive element | |
JP2020127005A (en) | Magnetoresistance effect element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190325 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210916 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220531 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220531 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220728 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221011 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221202 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230104 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230131 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7226710 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |