KR19980042666A - 자기저항효과소자 및 시일드형 자기저항효과센서 - Google Patents

자기저항효과소자 및 시일드형 자기저항효과센서 Download PDF

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KR19980042666A
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마사또후마
미유끼오까모또
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다까노야스아끼
닛본덴기가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 반강자성층에서 고정 자성층으로의 충분한 교환 결합 자계를 확보하면서 큰 재생 출력을 얻을 수 있는 자기 저항 효과 소자를 제공하는 것이다.
하지층(11)/반강자성층(12)/고정 자성층(13)/비자성층(15)/자유 자성층(17)이 순차 적층되어 이루어지는 자기 저항 효과 소자(6)에 있어서, 상술한 고정 자성층(13)을 Co, Ni, Fe를 베이스로 하는 그룹으로 이루어지는 단체, 합금, 또는 적층막으로 이루어지는 부재를 갖고 구성한다. 또한, 자유 자성층(17)을 아몰퍼스 자성 재료, 혹은 CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoZrNb, CoHfPd, CoTaZrNb, CoZrMoNi의 각 합금중 어느 하나를 갖고 형성한다.

Description

자기 저항 효과 소자 및 시일드형 자기 저항 효과 센서
본 발명은 자기 저항 효과 소자 및 시일드형 자기 저항 효과 센서에 관한 것으로, 특히 자기 디스크 등의 기록 매체의 기록 정보를 판독하기 위한 자기 센서로서 적합한 자기 저항 효과 소자 및 시일드형 자기 저항 효과 센서에 관한 것이다.
종래부터, 자기 저항 효과형 센서(MR 센서) 또는 자기 저항 효과형 헤드로 불리는 자기 판독 변환기가 알려져 있다. 이것은 큰 선형 밀도에서 자성 표면으로부터 데이타를 판독하도록 되어 있다.
MR 센서는 판독 소자에 의해 감지되는 자속의 강도와 방향의 함수로서의 저항 변화를 통해 자계 신호를 검출한다. 이러한 종래 기술의 MR 센서는 판독 소자의 저항의 1성분이 자화 방향과 소자 내를 흐르는 감지 전류의 방향 사이의 각도의 코사인의 2승에 비례하여 변화하는 이방성 자기 저항(AMR) 효과에 기초하여 동작한다. AMR(이방성 자기 저항) 효과의 보다 상세한 설명은, D. A. Thompson 등의 논문「Memory, Storage, and Related Application: IEEE Trans. on Mag, MAG-11, p. 1039(1975)」에 개시되어 있다.
AMR 효과를 이용한 자기 헤드에서는, 박크하우젠(Barkhausen) 노이즈를 억제하기 위해서 종 바이어스를 인가하는 일이 많지만, 이 종 바이어스 인가 재료로서 FeMn, NiMn, 니켈 산화물 등의 반강자성 재료를 이용하는 경우가 일반적으로 알려져 있다.
또한, 근래에는 적층 자기 센서의 저항 변화가 비자성층을 거친 자성층 사이에서의 전도 전자의 스핀 보존성 전송 및 이에 수반되는 층계면에서의 스핀 보존성 산란에 귀착되는, 보다 현저한 자기 저항 효과가 알려져 있다. 이 자기 저항 효과는 「거대 자기 저항 효과」나 「스핀 벌브 효과」등 다양한 명칭으로 불리고 있다. 이와 같은 자기 저항 센서는 적당한 재료로 이루어져 있고, AMR 효과를 이용하는 센서로 관찰하는 것 보다 감도가 개선되며 저항 변화가 크다. 이런 종류의 MR 센서에서는, 비자성층에서 분리된 한 쌍의 강자성층 사이의 평면 내 저항이 두 층의 자화 방향 사이의 각도의 코사인에 비례하여 변화한다.
또, 특개평 2-61572호 공보에서는, 자성층 내의 변화의 반평행 정렬에 의해 생기는 높은 MR 변화를 초래하는 적층 자성 구조가 기재되어 있다. 이 경우, 적층 구조에서 사용 가능한 재료로서, 상기 공보에는 강자성의 천이 금속 및 합금을 들 고 있다. 또, 중간층에 의해 분리하고 있는 적어도 2층의 강자성층의 한 쪽에 반강자성층을 부가한 구조 및 반강자성층으로서 FeMn이 적당한 것이 개시되어 있다.
또한, 특개평 4-358310호 공보에는, 비자성 금속체의 박막층에 의해 분할된 강자성체의 2층의 박막층을 갖고, 인가 전계가 영인 경우에 두 개의 강자성 박막층의 자화 방향이 직교하고, 두 개의 비결합 강자성체층 사이의 저항이 두 층의 자화 방향 사이의 각도의 코사인에 비례하여 변화하여, 센서 내를 통과하는 전류의 방향과는 독립하는, MR 센서가 개시되어 있다.
또한, 특개평 6-203340호 공보에는, 비자성 금속 재료의 박막층으로 분리된 두 개의 강자성체의 박막층을 포함하고, 외부 인가 자계가 제로일 때, 인접하는 반강자성체층의 변화가 다른 쪽의 강자성체층에 대하여 수직으로 유지된다. 상기 효과에 기초하는 MR 센서가 개시되어 있다.
그리고, 특개평 7-262529호 공보에는, 제1 자성층/비자성층/제2자성층/반강자성층의 구성을 갖는 스핀밸브에서, 특히 제1 및 제2 자성층으로 CoZrNb, CoZrMo, FeSiAl, FeSi, NiFe, 또는 이것에 Cr, Mn, Pt, Ni, Cu, Ag, Al, Ti, Fe, Co 또는 Zn을 첨가한 재료를 이용한 자기 저항 효과 소자가 제시되어 있다.
자기 저항 효과형 헤드에서는, 동일한 센스 전류치로 재생을 행한 경우, 그 출력은 저항 변화량에 비례한다. 이 저항 변화량은 저항 변화률과 소자 저항의 곱이기 때문에, 출력은 소자의 비저항이 높을 수록 커지게 된다. 따라서, 종래의 소자와 동정도 이상의 저항 변화률을 유지하면서, 소자 저항을 상승시키는 것이 출력 향상을 위한 유력한 개선 방법이 된다.
그리고, 비저항이 큰 아몰퍼스 합금 재료를 이용한 것이 유효하게 된다.
그러나, 이들 재료를 고정 자성층에 이용하면 반강자성층으로부터 고정 자성층에 부여되는 일방향 이방성의 크기가 작다. 또, 하지층/자유 자성층/비자성층/고정자성층/반강자성층이라고 하는 구성에서는, 자유 강성층에 아몰퍼스 합금 재료 또는 CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf. CoZrNb, CoHfPd, CoTaZrNb, CoZrMoNi 등의 합금을 이용하면, DC 마그네트론 스퍼터나 RF 마그네트론 스퍼터 등의 통상의 성막 방법에서는 비자성층/고정 자성층/반강자성층부에 양호한 특성을 얻는 것이 곤란하다.
본 발명은 이러한 종래예가 가지는 불합리를 개선하여, 특히 반강자성층으로부터 고정자성층으로의 충분한 교환 결합 자계를 확보하면서 큰 재생 출력을 얻는 것이 가능한 자기 저항 효과 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는, 그 주요부인 하지층/반강자성층/고정자성층/비자성층/자유 자성층으로 이루어진 구성의 자기 저항 효과 소자에 있어서, 고정 자성층에 Co, Ni, Fe를 베이스로 하는 그룹으로 이루어진 단체, 합금 또는 적층막을 이용한다. 또는, 자유 자성층에는 아몰퍼스 자성 재료, 또는 COFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoZrNb, COHfPd, CoTaZrNb, CoZrMoNi 등의 합금을 이용한다.
또한, 하지층/반강자성층/고정 자성층/제1 MR 인헨스층/비자성층/제2 MR 인헨스층/자유 자성층이라고 하는 구성의 자기 저항 효과 소자에서는, 제1, 제2 MR 인헨스층에 아몰퍼스 자성 재료, 또는 CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoZrNb, COHfPd, CoTaZrNb, CoZrMoNi 등의 합금을 이용한다.
전자에서는, 반강자성층 바로 위에 고정 자성층이 있기 때문에 고정 자성층의 자기적 특성으로서 특히 중요한 요소인 교환 결합 자계의 크기는 하지층/반강자성층/고정 자성층의 구성으로 결정되고, 그 위에 적층되는 인헨스층이나 자유 자성층의 영향을 받지 않는다.
따라서, 하지층/반강자성층/고정 자성층을 충분한 크기의 교환 결합 자계가 성취되는 구성으로 해 두면, 자기 저항 효과 소자로서 고정 자성층에 충분한 교환 결합 자계를 부여한 것이 되어, 소자 동작을 성취할 수 있다.
도 1은 본 발명에 관한 제1 실시 형태를 도시한 개략 단면도.
도 2는 도 1내에 개시한 자기 저항 효과 소자의 예를 나타내는 설명도.
도 3은 도 1내에 개시한 자기 저항 효과 소자의 다른 예를 나타내는 설명도.
도 4는 본 발명에 관한 제2 실시 형태를 도시한 개략 단면도.
도 5는 본 발명에 관한 제3 실시 형태를 도시한 일부 절단한 개략 사시도.
도 6은 도 5의 실시 형태에 관한 자기 저항 효과 센서를 슬라이더 본체에 장비한 경우의 자기 기록 매체와의 위치 관계를 나타내는 일부 절단한 개략 사시도.
도 7은 도 1에 도시한 실시예에 있어서의 자기 저항 효과 소자의 구체예에 대하여 고정 자성층 소재를 여러가지 변화시킨 경우의 저항 변화율 등을 측정한 결과를 나타낸 도표.
도 8은 도 1에 도시한 실시예에 있어서의 자기 저항 효과 소자의 구체예에 대하여 반강자성층 소재를 여러가지 변화시킨 경우의 저항 변화율 등을 측정한 결과를 나타낸 도표.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판(기체)
2 : 하부 시일드층
3 : 하부 갭층
4 : 종 바이어스층
5 : 하부 전극
6 : 자기 저항 효과 소자(자기 저항 효과막)
7 : 갭 규정 절연막
8 : 상부 갭층
9 : 상부 시일드층
11 : 하지층
12 : 반강자성층
13 : 고정 자성층
14 : 제1 MR 인헨스층
15 : 비자성층
16 : 제2 MR 인헨스층
17 : 자유 자성층
18 : 보호층
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 따라 설명한다.
〈제1 실시 형태〉
도 1에서 제1 실시 형태를 도시한다. 이 도 1에서 나타내는 제1 실시 형태는, 시일드형 자기 저항 효과 센서를 나타낸 것이다. 이 시일드형 자기 저항 효과 센서는 기판(1)상에 하부 시일드층(2), 하부 갭층(3), 자기 저항 효과 소자(6)를 순차 적층시킨다. 그 위에 갭 규정 절연층(7)을 적층시킨 것도 있다.
하부 시일드층(2)는 적당한 크기로 포토레지스트 공정(PR 공정)에 의해 패턴화되어 있다.
자기 저항 효과 소자(6)는, PR 공정에 의해 적당한 크기 형상으로 패턴화되어 있다. 또, 이 자기 저항 효과 소자(6)의 단부에 접하도록 종 바이어스층(4) 및 하부 전극층(5)이 순차 적층되며, 또한 상부 갭층(8), 상부 시일드층(9)이 순차 적층되어 있다.
이 도 1의 타입의 하부 시일드층(2)으로서는, NiFe, CoZr, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoZrNb, COHfPd, CoTaZrNb, CoZrMoNi 등의 합금, 또는 FeAlSi, 질화철계 재료 등을 이용할 수 있으며, 막 두께는 0.5∼10 [㎛]의 범위에서 적용 가능하다.
또, 하부 갭층(3)은 알루미나 이외에도, SiO2, 질화 알루미늄, 질화 실리콘, 다이아몬드형 카본 등이 적용 가능하다. 0.01∼0.20 [㎛] 범위에서의 사용이 바람직하다. 하부 전극으로서는, Zr, Ta, Mo로 이루어진 단체 또는 합금 또는 혼합물이 바람직하다. 막 두께 범위는 0.01∼0.10 [㎛]가 좋다.
종 바이어스층(4)으로서는, CoCrPt, CoCr, CoPt, CoCrTa, FeMn, NiMn, Ni산화물, NiCo산화물, IrMn, PtPdMn, ReMn 등을 이용할 수 있다.
또한, 갭 규정 절연층(7)으로서는, 알루미나, SiO2, 질화 알루미늄, 질화 실리콘, 다이아몬드형 카본 등이 적용 가능하다. 0.005∼0.05 [㎛] 범위에서의 사용이 바람직하다.
상부 갭층(8)은 알루미나, SiO2, 질화 알루미늄, 질화 실리콘, 다이아몬드형 카본 등이 적용 가능하다. 0.01∼0.20 [㎛] 범위에서의 사용이 바람직하다.
상부 시일드층(9)으로는 NiFe, CoZr, 또는 CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoZrNb, COHfPd, CoTaZrNb, CoZrMoNi 합금, FeAlSi, 질화철계 재료 등을 이용할 수 있으며, 막 두께는 0.5∼10 [㎛]의 범위에서 적용 가능하다.
또, 도 2에서 자기 저항 효과 소자(6)의 일 예를 나타낸다.
이 도 2는 자기 저항 효과 소자(6)의 막 구성의 개념도이다. 이 도 2에서, 하지층(11)상에 반강자성층(12), 고정 자성층(13), 비자성층(15), 자유 자성층(17) 및 보호층(18)을 순차 적층한 구조이다.
또, 도 3에서, 자기 저항 효과 소자(6)의 다른 예를 나타낸다.
이 도 3의 예는, 하지층(11) 상에 반강자성층(12), 고정 자성층(13), 제1 MR 인헨스층(14), 비자성층(15), 제2 MR 인헨스층(16), 자유 자성층(17) 및 보호층(18)을 순차 적층한 구조이다.
이 때, 고정자성층(13)으로서는, Co, Ni, Fe를 베이스로 하는 그룹으로 이루어진 단체, 합금, 또는 적층막을 이용한다. 막 두께는 1∼50 [㎚] 정도가 바람직하다.
또, 제1 MR 인헨스층(14)으로서는, Co, Fe, NiFeCo, FeCo 등, 또는 CoFeB, CoZrMo. CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoZrNb, CoHfPd, CoTaZrNb, CoZrMoNi 등의 합금, 또는 아몰퍼스 자성 재료를 이용한다. 막 두께는 0.5∼5 [㎚] 정도가 바람직하다.
제1 MR 인헨스층(14)를 이용하지 않는 경우는, 이것을 사용한 경우에 비하여 약간 MR비가 저하하지만, 이용하지 않는 분만큼 제작에 필요한 공정수는 저감한다.
비자성층(15)으로서는, Cu, Cu에 1∼20 [at%] 정도의 Ag를 첨가한 재료, Cu에 1∼20 [at%] 정도의 Re를 첨가한 재료, Cu-Au 합금을 이용할 수 있다. 막 두께는 2∼4 [㎚]가 바람직하다.
제2 MR 인헨스층(16)으로서는, Co, NiFeCo, FeCO 등, 또는 CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoZrNb, CoHfPd, CoTaZrNb, CoZrMoNi 등의 각 합금, 또는 아몰퍼스 자기 재료를 이용할 수 있다. 막 두께는 0.5∼3 [㎚] 정도가 바람직하다.
이 경우도, 제2 MR 인헨스층(16)을 이용하지 않는 경우는, 이용한 경우에 비하여 약간 MR비가 저하하지만, 이용하지 않는 분 만큼 제작에 필요한 공정수는 저감한다.
자유 자성층(17)으로서는, NiFe, NiFeCo, CoZrNb, CoZrMo, FeCoB, 센더스트(Sendust), 질화철계 재료, FeCo 등의 단층, 혼합물 또는 적층막을 이용할 수 있다. 막 두께는 1∼10 [㎚] 정도가 바람직하다.
자유 자성층이 NiFe, NiFeCo, FeCo를 베이스로 한 재료의 경우에는, 하지층을 Ta, Hf, Zr, W 등으로 함으로써, 자유 자성층 및 비자성층의 결정성을 양호하게 하여, MR비를 향상시킬 수 있다.
보호층(18)으로서는, Al, Si, Ta, Ti로 이루어진 그룹의 산화물 또는 질화물, Cu, Au, Ag, Ta, Hf, Zr, Ir, Si, Pt, Ti, Cr, Al, C로 이루어진 그룹, 또는 이들 혼합물을 이용할 수 있다. 그리고, 이것을 이용함으로써 내식성은 향상되지만, 이용하지 않는 경우는 반대로 제조 공정수가 저감하여 생산성이 향상된다.
상기 자기 저항 효과 소자(6)를 구비한 시일드형 자기 저항 효과 센서는 인덕티브 코일에 의한 기록 헤드부와 함께 병설하고, 이에 의해 기록 재생 일체형 자기 저항 효과형 헤드 장치로서 사용된다.
〈제2 실시 형태〉
도 4에서 제2 실시 형태를 나타낸다. 이 도 4에서 나타내는 제2 실시 형태는, 시일드형 자기 저항 효과 센서의 다른 예를 나타내는 것이다. 이 도 4에서의 시일드형 자기 저항 효과 센서는, 기판(12)상에 하부 시일드층(22), 하부 갭층(23), 자기 저항 효과 소자(6)를 적층시킨다. 시일드층(22)는 적당한 크기로 PR 공정에 의해 패턴화된다.
이 경우, 자기 저항 효과 소자(6)는 PR 공정에 의해 적당한 크기 형상으로 패턴화되어 있고, 그 상부에 일부 중첩되도록 종 바이어스층(24) 및 하부 전극층(25)이 순차 적층되어 있다. 그 위에, 상부 갭층(28), 상부 시일드층(29)이 순차 적층되어 있다.
또, 하부 시일드층(22)으로서는, 전술한 제1 실시 형태의 경우와 동일하게, NiFe, CoZr, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoZrNb, CoHfPd, CoTaZrNb, 또는 CoZrMoNi 등의 합금, 또는 FeAlSi, 질화철계 재료 등을 이용할 수 있으며, 막 두께는 0.5∼10 [㎛]의 범위에서 적용 가능하다.
그 외의 구성 및 기능에 대해서는 전술한 도 1에서 나타낸 제1 실시 형태와 동일하게 되어 있다.
〈제3 실시 형태〉
다음에, 제3 실시 형태를 도 5 내지 도 6에 기초하여 설명한다. 이 도 5 내지 도 6은 전술한 시일드형 자기 저항 효과 센서를 장비한 기록 재생 헤드의 개념도이다.
먼저, 도 5에서 나타낸 기록 재생 헤드는, 전술한 제1 또는 제2 실시 형태에서의 자기 저항 효과 소자(6)를 이용한 재생 헤드부와, 인덕티브형 기록 헤드부로 이루어진다. 여기에서는, 길이 방향 자기 기록용 기록 헤드부의 탑재열을 나타냈지만, 상술한 자기 저항 효과 소자(6)를 수직 자기 기록용 헤드와 조합시켜 수직 기록용으로서 이용하여도 좋다.
기록 재생 헤드는 기체(30)상에 하부 시일드층(31), 박막상의 자기 저항 효과 소자(32) 및 전극(33), 상부 시일드층(34)으로 이루어진 재생 헤드부와, 하부 자성막(36), 코일(37), 상부 자성막(38)으로 이루어진 기록 헤드부로 구성되어 있다. 여기에서, 상부 시일드층(34)과 하부 자성막(36)을 공통으로 하여도 상관 없다. 이 기록 재생 헤드에 의해, 기록 매체(100)에 신호를 기입하고, 또한 기록 매체(100)로부터 소정의 신호를 판독하도록 되어 있다.
그리고, 재생 헤드부의 감지 부분과 기록 헤드부의 자기 갭은, 이와 같이 동일한 슬라이더 상의 중첩 위치에 장비하여, 동일 트랙상에 동시에 위치 결정을 할 수 있다. 즉, 이 헤드를 슬라이더에 가공하여 자기 기록 재생 장치에 탑재하여 사용된다.
도 6은 상기 자기 저항 효과 소자를 이용한 기록 재생 헤드와 자기 기록 매체의 위치 관계를 나타내는 일부 생략한 부분 사시도이다.
이 도 6에서, 슬라이더 본체를 겸한 기체(30)상에는 박막상의 자기 저항 효과 소자(32) 및 전극막(33)이 부착되고, 이것을 기록 매체(100)상에 위치 결정하여 재생을 행한다. 기록 매체(100)는 회전하고, 슬라이더 본체로서의 기체(30)는 기록 매체(100) 위를 0.2 [㎛] 이하의 높이, 또는 접촉 상태에서 대향하여 상대 연동한다. 이 구조에 의해 자기 저항 효과 소자(51)는 기록 매체(100)에 기록된 자기적 신호를 그 누설 자계로부터 판독될 수 있는 위치에 설정된다.
다음에, 상기 실시 형태의 구체예(실시예)를 설명하고, 그 효과을 언급한다.
〈실시예〉
먼저, 상기 실시 형태에서의 자기 저항 효과 소자와 비교하기 위해서, 글래스 기판/Ni 산화물(50㎚)/Co90Fe10(3㎚)/Cu(2.5㎚)/Co90Fe10(1㎚)/Ni80Fe20(5㎚)라고 하는 구성으로 자기 저항 효과막을 작성했다. 성막은 마그네트론 스퍼터 장치에 의해 500 [Oe]의 인가 전계중에 행한다.
이 자기 저항 효과막을 성막 자계에 평행한 방향으로 자계를 인가하여, M-H 곡선을 그린 바, 7 [%]라고 하는 저항 변화률을 성취할 수 있다. 이 소자의 비저항은 인가 자장 「0」에서 25 [μΩ㎝]이고, 비저항 변화량은 1.75 [μΩ㎝]이 된다.
다음에, 글래스 기판/Ni 산화물(50㎚)/Co90Fe10(1.5㎚)/Co74Zr6Mo20(1.5㎚)/Cu(2.5㎚)/Co74Zr6Mo20(3㎚)/Ni80Fe라고 하는 구성으로 자기 저항 효과막을 작성했다. 성막은 마그네트론 스퍼터 장치에 의해, 500 [Oe]의 인가 전계중에서 행한다. 이 자기 저항 효과막을 성막 자계에 평행한 방향으로 자계를 인가하여, M-H 곡선을 그린 경우의 저항 변화률, 비저항, 및 비저항 변화량을 도 7의 도표에서 나타낸다.
어느 경우도, 이 도 7의 도표에서 예로 들고 있는 재료를 이용하지 않는 경우를 기준으로 해보면 비저항 변화량이 증대한다.
다음에, 글래스 기판/Ni산화물(50㎚)/Co90Fe10(1.5㎚)/Co74Zr6Mo20(1.5㎚)/Cu(2.5㎚)/Co74Zr6Mo20(6㎚)라고 하는 구성으로 자기 저항 효과막을 작성했다. 성막은 마그네트론 스퍼터 장치에 의해 500 [Oe]의 인가 자계중에서 행한다.
이 자기 저항 효과막을 성막 자계에 평행한 방향으로 인가하고, M-H 곡선을 그리게 되면, 6.0 [%]라고 하는 저항 변화률을 얻을 수 있다. 이 소자의 비저항은 인가 자장 「0」에서 65 [μΩ㎝]이고, 비저항 변화량은 3.9 [μΩ㎝]이고, 비저항 변화량은 3.9 [μΩ㎝]가 된다.
다음에, 글래스 기판/Ni산화물(50㎚)/Co90Fe10(1.5㎚)/Co74Zr6Mo20(1.5㎚)/Cu(2.5㎚)/Co74Zr6Mo20(3㎚)/Ni80Fe20라고 하는 구성으로 자기 저항 효과막을 작성했다. 성막은 마그네트론 스퍼터 장치에 의해 500 [Oe]의 인가 자계중에서 행한다.
이 자기 저항 효과막을 성막 자계에 평행한 방향으로 인가하고, M-H 곡선을 그리게 되면, 5.0 [%]라고 하는 저항 변화률을 얻을 수 있다. 이 소자의 비저항은 인가 자장 「0」에서 45 [μΩ㎝]이고, 비저항 변화율은 2.25 [μΩ㎝]이 된다.
더욱 연속하여, 글래스 기판/Ni 산화물(50㎚)/Co90Fe10(3.0㎚)/Cu(2.5㎚)/Co90Zr3Nb5(3㎚)/Ru(0.4㎚)/Co92Zr3Nb5(3㎚)라고 하는 구성으로 자기 저항 효과막을 작성하였다. 성막은 마그네트론 스퍼터 장치에 의해 500[Oe]의 인가 자계중에서 행한다.
이 자기 저항 효과막을 성막 자계에 평행한 방향으로 자계를 인가하여, M-H 극선을 그렸더니, 4.8〔%〕라는 저항 변화율이 얻어졌다. 이 구성의 막에서는 1〔㎛〕폭으로 패턴화한 소자에 있어서도 자계 감도가 양호하였다.
이것은, Co92Zr3Nb5(3㎚)/Ru(0.4㎚)/Co92Zr3Nb5(3㎚)부의 2개의 Co92Zr3Nb5층이 Ru를 통하여 안티페로적으로 커플링되어 있기 때문에 자유 자성층(17)의 실행적인 자화가 매우 작아지고, 고정 자성층(13)과 자유 자성층(17) 사이의 정자기 결합이 작아지기 때문이라고 생각할 수 있다. 이 소자의 비저항은 인가 자장 「0」에서 43〔μΩ㎝〕이고, 비저항 변화량은 2.1〔μΩ㎝〕이 되었다.
다음에, 글래스 기판/Ni 산화물(50㎚)/Co90Fe10(2㎚)/Ru(0.4㎚)/Co90Fe10(2㎚)/Cu(2.5㎚)/Co92Zr3Nb5(3㎚)와 같은 구성으로 자기 저항 효과막을 작성하였다. 성막은 마그네트론 스퍼터 장치로 500〔Oe〕의 인가 자계중에서 행하였다.
이 자기 저항 효과막을 성막 자계에 평행한 방향으로 자계를 인가하여, M-H 곡선을 그렸더니, 4.9〔%〕라는 저항 변화율이 얻어졌다.
이러한 구성의 막에서는 1〔㎛〕 폭으로 패턴화한 소자에 있어서도 자계 감도가 양호하였다. 이것은 Co90Fe10(2㎚)/Ru(0.4㎚)/Co90Fe10(2㎚)부의 2개의 CoFe층이 Ru를 통하여 안티페로적으로 커플링하고 있기 때문에 자유 자성층(17)의 실행적인 자화가 매우 작고, 고정 자성층(13)과 자유 자성층(17) 사이의 정자기 결합이 작아지기 때문이라고 생각할 수 있다. 이 소자의 비저항은 인가 자장 「0」에서 41〔μΩ㎝〕이고, 비저항 변화량은 2.0〔μΩ㎝〕이 되었다.
다음에, 글래스 기판/Ni 산화물(50㎚)/Co90Fe10(3㎚)/Ru(0.4㎚)/Co90Fe10(3㎚)/Cu(2.5㎚)/Co92Zr3Nb5(3㎚)Ru(0.4㎚)/Co92ZrNb5(3㎚)와 같은 구성으로 자기 저항 효과막을 작성하였다. 성막은 마그네트론 스퍼터 장치로 300〔Oe〕의 인가 자계중에서 행하였다.
이 자기 저항 효과막을 성막 자계에 평행한 방향으로 자계를 인가하여, M-H 곡선을 그렸더니, 4.5〔%〕라는 저항 변화율이 얻어졌다. 이러한 구성의 막에서는 1〔㎛〕폭으로 패턴화한 소자에 있어서도 자계 감도가 양호하였다.
이것은 Co90Fe10(2㎚)/Ru(0.4㎚)/Co90Fe10(2㎚)부의 2개의 CoFe층 및 Co92Zr3Nb5(3㎚)/Ru(0.4㎚)/Co92ZrNb5(3㎚)부의 2개의 Co92Zr3Nb5층이 Ru를 통하여 안티페로적으로 커플링하고 있기 때문에 자유 자성층(17)의 실행적인 자화가 매우 작고, 고정 자성층(13)과 자유 자성층(17) 사이의 정자기 결합이 자아지기 때문이라고 생각할 수 있다.
이 소자의 비저항은 인가 자장 「0」에서 38〔μΩ㎝〕이고, 비저항 변화량은 1.7〔μΩ㎝〕이 되었다.
다음에, 반강자성층/Co90Fe10(3㎚)/Cu(2.5㎚)/Co92ZrNb5(6㎚)와 같은 구성으로, 하지층/반강자성층으로 여러가지 합금을 이용하여 자기 저항 효과막을 작성하였다. 성막은 마그네트론 스퍼터 장치로 500〔Oe〕의 인가 자계중에서 행하였다.
이 자기 저항 효과막을 성막 자계에 평행한 방향으로 자계를 인가하여, M-H 곡선을 그린 경우의 저항 변화율, 비저항, 및 비저항 변화량을 도 8의 도표에 나타내었다.
다음에, 이들 자기 저항 효과막을 시일드형 소자에 적용한 예를 나타낸다.
먼저, 도 1 타입의 시일드형 소자(제1 실시 형태)를 작성하였다. 이때, 하부 시일드층(2)으로서는 NiFe, 하부 갭층(3)으로서는 알루미나를 이용하였다. 자기 저항 효과 소자(6)로서는 Ni 산화물(50㎚)/Fe 산화물(2㎚)/Co90Fe10(3㎚)/Cu(2.5㎚)/Co92Zr3Nb5(6㎚)를 PR 공정에 의해 1×1〔㎛〕의 크기로 가공하여 이용하였다.
그리고, 자기 저항 효과 소자(6)의 단부에 접하도록 CoCrPt와 Mo 하부 전극층(5)을 적층하였다. 상부 갭층(8)으로서는 알루미나, 상부 시일드층(9)으로서는 NiFe를 이용하였다.
이와 같이 형성한 센서를 도 5와 같은 기록 재생 일체형 헤드에 내장하여 슬라이더 가공하여, CoCrTa계 매체상에 장비하여 데이타를 기록 재생하였다.
이 때, 기입 트랙폭은 1.5〔㎛〕, 기입 갭은 0.2〔㎛〕, 판독 트랙폭은 1.0〔㎛〕, 판독 갭은 0.21〔㎛〕로 하였다. 매체의 보자력은 2.5〔kO〕이다.
기록 마크 길이를 바꾸어 재생 출력을 측정하였더니, 재생 출력이 반감하는 마크 길이에서 주파수가 150〔kFCI〕로 되었다. 재생 출력은 최대 진폭(peak to peak)에서 2.7〔㎷〕이고, 노이즈가 없는 대칭성이 양호한 파형이 얻어졌다. 또한, S/N비는 26.3〔dB〕, 에러 레이트는 10-6이하였다.
또한, 이 헤드를 80〔℃〕, 500〔Oe〕 중에서 환경 시험을 행하였지만 1500 시간까지 사이에 에러 레이트는 전혀 변화하지 않았다.
다음에, 상술한 반 강자성 재료를 이용하여 도 4 타입의 시일드형 소자(제2 실시 형태)를 작성하였다.
이때, 하부 시일드층(2)으로서는 FeTaN, 하부 갭층(3)으로서는 아몰퍼스 카본, 자기 저항 효과 소자(6)로서는 Ni 산화물(50㎚)/Fe 산화물(2㎚)/Co90Fe10(3㎚)/Cu(2.5㎚)/Co92Zr3Nb5(6㎚)를 PR 공정에 의해 1×1〔㎛〕의 크기로 가공하여 이용하였다.
그리고, 상기 자기 저항 효과 소자(6)에 일부 중첩되도록 CoCrPt와 Mo 하부 전극층(5)을 적층하였다. 상부 갭층(8)으로서는 알루미나, 상부 시일드층(9)으로서는 NiFe를 이용하였다. 이 헤드부를 도 5와 같은 기록 재생 일체형 자기 헤드 장치에 내장하여 슬라이더 가공하여, CoCrTa계 매체상에 장비하여 데이타를 기록 재생하였다. 이 때, 기입 트랙폭은 1.5〔㎛〕, 기입 갭은 0.2〔㎛〕, 판독 트랙폭은 1.0〔㎛〕, 판독 갭은 0.21〔㎛〕로 하였다. 매체의 보자력은 2.5〔kO〕이다.
기록 마크 길이를 바꾸어 재생 출력을 측정하였더니, 재생 출력이 반감하는 마크 길이에서 주파수가 150〔kFCI〕로 되었다. 재생 출력은 최대 진폭(peak to peak)에서 2.8〔㎷〕이고, 노이즈가 없는 대칭성의 양호한 파형이 얻어졌다. 또한, S/N비는 26.6〔dB〕, 에러 레이트는 10-6이하였다.
또한, 이 헤드를 80〔℃〕, 500〔Oe〕 중에서 환경 시험을 행하였지만 1500 시간까지 사이에 에러 레이트는 전혀 변화하지 않았다.
다음에, 본 발명을 적용하여 시험 제작된 자기 디스크 장치를 설명한다. 자기 디스크 장치는 베이스상에 3매의 자기 디스크를 구비하고, 베이스 이면에 헤드 구동 회로 및 신호 처리 회로와 입출력 인터페이스를 수납하고 있다. 외부와는 32비트의 버스 라인으로 접속된다. 자기 디스크의 양면에는 6개의 헤드가 배치되어 있다. 헤드를 구동하기 위한 로터리 액츄에이터와 그 구동 및 제어 회로, 디스크 회전용 스핀들 직결 모터가 탑재되어 있다.
자기 디스크의 지름은 46〔㎜〕이고, 데이타면은 지름 10〔㎜〕에서 40〔㎜〕까지를 사용한다. 매립 서보 방식을 이용하여 서보면을 갖지 않기 때문에 고밀도화가 가능하다.
본 장치는, 소형 컴퓨터의 외부 기억 장치로서 직접 접속이 가능하게 되어 있다. 입출력 인터페이스에는 캐시 메모리를 탑재하여, 전송 속도가 매초 5 내지 20 메가바이트의 범위인 버스 라인에 대응한다. 또한, 외부 컨트롤러를 두고 본 장치를 복수대 접속함으로써, 대용량의 자기 디스크 장치를 구성할 수도 있다.
본 발명은 이상과 같이 구성되어 기능하므로, 이에 따르면 상술한 바와 같이, 반강자성층에서 고정 자성층으로의 충분한 교환 결합 자계를 확보하였기 때문에, 종래보다도 큰 재생 출력을 얻을 수 있는 자기 저항 효과 소자 및 시일드형 자기 저항 효과 센서를 얻을 수 있다.

Claims (129)

  1. 반강자성층;
    상기 반강자성층과 접촉된 고정 자성층; 및
    상기 반강자성층과의 사이에 상기 고정 자성층이 끼워지도록 상기 고정 자성층과 접촉된 부가 적층 영역
    을 포함하되,
    상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하며,
    상기 부가 적층 영역은 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트(Sendust), 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 적어도 하나의 제1 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 층은 적어도 하나의 자유 자성층인 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 부가 적층 영역은
    상기 반강자성층과의 사이에 상기 고정 자성층이 끼워지도록 상기 고정 자성층과 접촉된 제1 비자성층; 및
    상기 고정 자성층과의 사이에 상기 제1 비자성층이 끼워지도록 상기 제1 비자성층과 접촉된 상기 적어도 하나의 자유 자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자유 자성층은
    상기 고정 자성층과의 사이에 상기 제1 비자성층이 끼워지도록 상기 제1 비자성층과 접촉된 제1 자유 자성층;
    상기 제1 비자성층과의 사이에 상기 제1 자유 자성층이 끼워지도록 상기 제1 자유 자성층과 접촉된 제2 비자성층; 및
    상기 제1 자유 자성층과의 사이에 상기 제2 비자성층이 끼워지도록 상기 제2 비자성층과 접촉된 제2 자유 자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 층은 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층인 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 부가 적층 영역은
    상기 반강자성층과의 사이에 상기 고정 자성층이 끼워지도록 상기 고정 자성층과 접촉되어 있으며 적어도 하나의 제1 비자성층과 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층을 포함하는 중간층; 및
    상기 고정 자성층과의 사이에 상기 중간층이 끼워지도록 상기 중간층과 접촉된 적어도 하나의 자유 자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 반강자성층과의 사이에 상기 고정 자성층이 끼워지도록 상기 고정 자성층과 접촉된 제1 자기 저항 효과 강화층;
    상기 고정 자성층과의 사이에 상기 제1 자기 저항 효과 강화층이 끼워지도록 상기 제1 자기 저항 효과 강화층과 접촉된 제1 비자성층; 및
    상기 제1 자기 저항 효과 강화층과의 사이에 상기 제1 비자성층이 끼워지도록 상기 제2 비자성층과 접촉된 제2 자기 저항 효과 강화층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  8. 제6항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 반강자성층과의 사이에 상기 고정 자성층이 끼워지도록 상기 고정 자성층과 접촉된 제1 자기 저항 효과 강화층; 및
    상기 고정 자성층과의 사이에 상기 제1 자기 저항 효과 강화층이 끼워지도록 상기 제1 자기 저항 효과 강화층과 접촉된 제1 비자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  9. 제6항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 반강자성층과의 사이에 상기 고정 자성층이 끼워지도록 상기 고정 자성층과 접촉된 제1 비자성층; 및
    상기 고정 자성층과의 사이에 상기 제1 비자성층이 끼워지도록 상기 제1 비자성층과 접촉된 제1 자기 저항 효과 강화층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  10. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자유 자성층은
    상기 고정 자성층과의 사이에 상기 중간층이 끼워지도록 상기 중간층과 접촉된 제1 자유 자성층;
    상기 중간층과의 사이에 상기 제1 자유 자성층이 끼워지도록 상기 제1 자유 자성층과 접촉된 제2 비자성층; 및
    상기 제1 자유 자성층과의 사이에 상기 제2 비자성층이 끼워지도록 상기 제2 비자성층과 접촉된 제2 자유 자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  11. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자유 자성층은 상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층과 동일한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  12. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자유 자성층은, 상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층과 다른 재료로서 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트, 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 단일층을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  14. 제1항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 각각 이루어진 복수의 적층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  15. 제14항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 동일한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  16. 제14항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 다른 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  17. 제14항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 적어도 하나의 제3 비자성층에 의해 서로 분리된 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  18. 제1항에 있어서, 상기 고정 자성층과의 사이에 상기 반강자성층이 끼워지도록 상기 반강자성층과 접촉된 베이스층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  19. 제1항에 있어서, 상기 고정 자성층과의 사이에 상기 부가 적층 영역이 끼워지도록 상기 부가 적층 영역과 접촉된 베이스층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  20. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제1 층은 비정질 자성 재료들, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  21. 반강자성층;
    상기 반강자성층과 접촉된 고정 자성층;
    상기 반강성층과의 사이에 상기 고정 자성층이 끼워지도록 상기 고정 자성층과 접촉된 제1 비자성층; 및
    상기 고정 자성층과의 사이에 상기 제1 비자성층이 끼워지도록 상기 제1 비자성층과 접촉된 적어도 하나의 자유 자성층
    을 포함하되,
    상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 자유 자성층은 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트, 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  22. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자유 자성층은
    상기 고정 자성층과의 사이에 상기 제1 비자성층이 끼워지도록 상기 제1 비자성층과 접촉된 제1 자유 자성층;
    상기 제1 비자성층과의 사이에 상기 제1 자유 자성층이 끼워지도록 상기 제1 자유 자성층과 접촉된 제2 비자성층; 및
    상기 제1 자유 자성층과의 사이에 상기 제2 비자성층이 끼워지도록 상기 제2 비자성층과 접촉된 제2 자유 자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  23. 제21항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 단일층을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  24. 제21항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 각각 이루어진 복수의 적층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  25. 제24항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 동일한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  26. 제24항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 다른 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  27. 제24항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 적어도 하나의 제3 비자성층에 의해 서로 분리된 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  28. 제21항에 있어서, 상기 고정 자성층과의 사이에 상기 반강자성층이 끼워지도록 상기 반강자성층과 접촉된 베이스층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  29. 제21항에 있어서, 상기 제1 비자성층과의 사이에 상기 적어도 하나의 자유 자성층이 끼워지도록 상기 적어도 하나의 자유 자성층과 접촉된 베이스층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  30. 제21항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자유 자성층은 비정질 자성 재료들, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  31. 반강자성층;
    상기 반강자성층과 접촉된 고정 자성층;
    상기 반강자성층과의 사이에 상기 고정 자성층이 끼워지도록 상기 고정 자성층과 접촉되어 있으며 적어도 하나의 제1 비자성층과 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층을 포함하는 중간층; 및
    상기 고정 자성층과의 사이에 상기 중간층이 끼워지도록 상기 중간층과 접촉된 적어도 하나의 자유 자성층
    을 포함하되,
    상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층은 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트, 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  32. 제31항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 반강자성층과의 사이에 상기 고정 자성층이 끼워지도록 상기 고정 자성층과 접촉된 제1 자기 저항 효과 강화층;
    상기 고정 자성층과의 사이에 상기 제1 자기 저항 효과 강화층이 끼워지도록 상기 제1 자기 저항 효과 강화층과 접촉된 제1 비자성층; 및
    상기 제1 자기 저항 효과 강화층과의 사이에 상기 제1 비자성층이 끼워지도록 상기 제1 비자성층과 접촉된 제2 자기 저항 효과 강화층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  33. 제31항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 반강자성층과의 사이에 상기 고정 자성층이 끼워지도록 상기 고정 자성층과 접촉된 제1 자기 저항 효과 강화층; 및
    상기 고정 자성층과의 사이에 상기 제1 자기 저항 효과 강화층이 끼워지도록 상기 제1 자기 저항 효과 강화층과 접촉된 제1 비자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  34. 제31항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 반강자성층과의 사이에 상기 고정 자성층이 끼워지도록 상기 고정 자성층과 접촉된 제1 비자성층; 및
    상기 고정 자성층과의 사이에 상기 제1 비자성층이 끼워지도록 상기 제1 비자성층과 접촉된 제1 자기 저항 효과 강화층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  35. 제31항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자유 자성층은
    상기 고정 자성층과의 사이에 상기 중간층이 끼워지도록 상기 중간층과 접촉된 제1 자유 자성층;
    상기 중간 자성층과의 사이에 상기 제1 자유 자성층이 끼워지도록 상기 제1 자유 자성층과 접촉된 제2 비자성층; 및
    상기 제1 자유 자성층과의 사이에 상기 제2 비자성층이 끼워지도록 상기 제2 비자성층과 접촉된 제2 자유 자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  36. 제31항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자유 자성층은 상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층과 동일한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  37. 제31항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자유 자성층은, 상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층과 다른 재료로서 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트, 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  38. 제31항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 단일층을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  39. 제31항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 각각 이루어진 복수의 적층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  40. 제39항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 동일한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  41. 제39항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 다른 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  42. 제41항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 적어도 하나의 제3 비자성막에 의해 서로 분리된 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  43. 제31항에 있어서, 상기 고정 자성층과의 사이에 상기 반강자성층이 끼워지도록 상기 반강자성층과 접촉된 베이스층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  44. 제31항에 있어서, 상기 제1 비자성층과의 사이에 상기 적어도 하나의 자유 자성층이 끼워지도록 상기 적어도 하나의 자유 자성층과 접촉된 베이스층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  45. 제31항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자유 자성층은 비정질 자성 재료들, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 다층 구조물.
  46. 베이스층;
    상기 베이스층 상부에 연장된 반강자성층;
    상기 반강자성층 상부에 연장된 고정 자성층;
    상기 고정 자성층 상부에 연장된 제1 비자성층; 및
    상기 제1 비자성층 상부에 연장된 자유 자성층
    을 포함하되,
    상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하며,
    상기 자유 자성층은 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트, 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  47. 제46항에 있어서, 상기 자유 자성층은
    상기 제1 비자성층 상부에 연장된 제1 자유 자성층;
    상기 제1 자유 자성층 상부에 연장된 제2 비자성층; 및
    상기 제2 비자성층 상부에 연장된 제2 자유 자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  48. 제46항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 단일층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  49. 제46항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 각각 이루어진 복수의 적층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  50. 제49항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 동일한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  51. 제49항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 다른 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  52. 제49항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 적어도 하나의 제3 비자성층에 의해 서로 분리된 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  53. 제46항에 있어서, 상기 자유 자성층은 비정질 자성 재료들, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  54. 베이스층;
    상기 베이스층 상부에 연장된 자유 자성층;
    상기 자유 자성층 상부에 연장된 제1 비자성층;
    상기 제1 비자성층 상부에 연장된 고정 자성층; 및
    상기 고정 자성층 상부에 연장된 반강자성층
    을 포함하되,
    상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하며,
    상기 자유 자성층은 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트, 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  55. 제54항에 있어서, 상기 자유 자성층은
    상기 베이스층 상부에 연장된 제1 자유 자성층;
    상기 제1 자유 자성층 상부에 연장된 제2 비자성층; 및
    상기 제2 비자성층 상부에 연장된 제1 자유 자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  56. 제54항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 단일층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  57. 제54항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 각각 이루어진 복수의 적층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  58. 제57항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 동일한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  59. 제57항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 다른 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  60. 제57항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 적어도 하나의 제3 비자성막에 의해 서로 분리된 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  61. 제54항에 있어서, 상기 자유 자성층은 비정질 자성 재료들, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  62. 베이스층;
    상기 베이스층 상부에 연장된 반강자성층;
    상기 반강자성층 상부에 연장된 고정 자성층;
    상기 고정 자성층 상부에 연장되어 있으며 적어도 하나의 비자성층과 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층을 포함하는 중간층; 및
    상기 중간층 상부에 연장된 자유 자성층
    을 포함하되,
    상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층은 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트, 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  63. 제62항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 고정 자성층 상부에 연장된 제1 자기 저항 효과 강화층;
    상기 제1 자기 저항 효과 강화층 상부에 연장된 제1 비자성층; 및
    상기 제2 비자성층 상부에 연장된 제2 자기 저항 효과 강화층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  64. 제62항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 고정 자성층 상부에 연장된 제1 자기 저항 효과 강화층; 및
    상기 제1 자기 저항 효과 강화층 상부에 연장된 제1 비자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  65. 제62항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 고정 자성층 상부에 연장된 제1 비자성층; 및
    상기 제1 비자성층 상부에 연장된 제1 자기 저항 효과 강화층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  66. 제62항에 있어서, 상기 자유 자성층은
    상기 중간층 상부에 연장된 제1 자유 자성층;
    상기 제1 자유 자성층 상부에 연장된 제2 비자성층; 및
    상기 제2 비자성층 상부에 연장된 제2 자유 자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  67. 제62항에 있어서, 상기 자유 자성층은 상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층과 동일한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  68. 제62항에 있어서, 상기 자유 자성층은, 상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층과 다른 재료로서 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트, 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  69. 제62항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 단일층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  70. 제62항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 각각 이루어진 복수의 적층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  71. 제70항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 동일한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  72. 제70항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 다른 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  73. 제70항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 적어도 하나의 제3 비자성층에 의해 서로 분리된 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  74. 제62항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자유 자성층은 비정질 자성 재료들, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  75. 베이스층;
    상기 베이스층 상부에 연장된 자유 자성층;
    상기 자유 자성층 상부에 연장되어 있으며 적어도 하나의 비자성층과 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층을 포함하는 중간층;
    상기 중간층 상부에 연장된 고정 자성층; 및
    상기 고정 자성층 상부에 연장된 반강자성층
    을 포함하되,
    상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층은 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트, 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  76. 제75항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 자유 자성층 상부에 연장된 제1 자기 저항 효과 강화층;
    상기 제1 자기 저항 효과 강화층 상부에 연장된 제1 비자성층; 및
    상기 제2 비자성층 상부에 연장된 제2 자기 저항 효과 강화층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  77. 제75항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 자유 자성층 상부에 연장된 제1 자기 저항 효과 강화층; 및
    상기 제1 자기 저항 효과 강화층 상부에 연장된 제1 비자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  78. 제75항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 자유 자성층 상부에 연장된 제1 비자성층; 및
    상기 제1 비자성층 상부에 연장된 제1 자기 저항 효과 강화층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  79. 제75항에 있어서, 상기 자유 자성층은
    상기 베이스층 상부에 연장된 제1 자유 자성층;
    상기 제1 자유 자성층 상부에 연장된 제2 비자성층; 및
    상기 제2 비자성층 상부에 연장된 제2 자유 자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  80. 제75항에 있어서, 상기 자유 자성층은 상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층과 동일한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  81. 제75항에 있어서, 상기 자유 자성층은, 상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층과 다른 재료로서 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트, 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  82. 제75항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 단일층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  83. 제75항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 각각 이루어진 복수의 적층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  84. 제83항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 동일한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  85. 제83항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 다른 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  86. 제83항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 적어도 하나의 제3 비자성층에 의해 서로 분리된 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  87. 제75항에 있어서, 상기 적어도 하나의 자유 자성층은 비정질 자성 재료들, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  88. 기판;
    상기 기판의 일부 상에 선택적으로 제공된 하부 시일드층;
    상기 하부 시일드층과 상기 기판 상부에 연장된 하부 갭층;
    상기 하부 갭층의 선정된 영역 상에 선택적으로 제공된 자기 저항 효과 소자;
    선택적으로 제공되어, 상기 하부 갭층 상부에 상기 자기 저항 효과 소자와 부분적으로 접촉하도록 연장된 수직 바이어스층;
    상기 수직 바이어스층 상에 제공된 하부 전극층;
    상기 자기 저항 효과 소자, 상기 하부 전극층 및 상기 하부 갭층의 상부에 연장된 상부 갭층; 및
    상기 상부 갭층 상에 제공된 상부 시일드층
    을 포함하되,
    상기 자기 저항 효과 소자는
    상기 하부 갭층 상에 형성된 베이스층;
    상기 베이스층 상부에 연장된 반강자성층;
    상기 반강자성층 상부에 연장된 고정 자성층;
    상기 고정 자성층 상부에 연장된 제1 비자성층; 및
    상기 제1 비자성층 상부에 연장된 자유 자성층
    을 포함하고,
    상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하며,
    상기 자유 자성층은 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트, 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  89. 제88항에 있어서, 상기 자유 자성층은
    상기 제1 비자성층 상부에 연장된 제1 자유 자성층;
    상기 제1 자유 자성층 상부에 연장된 제2 비자성층; 및
    상기 제2 비자성층 상부에 연장된 제2 자유 자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  90. 제88항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 단일층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  91. 제88항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 각각 이루어진 복수의 적층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  92. 제91항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 동일한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  93. 제91항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 다른 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  94. 제91항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 적어도 하나의 제3 비자성층에 의해 서로 분리된 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  95. 제88항에 있어서, 상기 자유 자성층은 비정질 자성 재료들, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 소자.
  96. 기판;
    상기 기판의 일부 상에 선택적으로 제공된 하부 시일드층;
    상기 하부 시일드층과 상기 기판 상부에 연장된 하부 갭층;
    상기 하부 갭층의 선정된 영역 상에 선택적으로 제공된 자기 저항 효과 소자;
    선택적으로 제공되어, 상기 하부 갭층 상부에 상기 자기 저항 효과 소자와 부분적으로 접촉하도록 연장된 수직 바이어스층;
    상기 수직 바이어스층 상에 제공된 하부 전극층;
    상기 자기 저항 효과 소자, 상기 하부 전극층 및 상기 하부 갭층의 상부에 연장된 상부 갭층; 및
    상기 상부 갭층 상에 제공된 상부 시일드층
    을 포함하되,
    상기 자기 저항 효과 소자는
    상기 하부 갭층 상에 형성된 베이스층;
    상기 베이스층 상부에 연장된 자유 자성층;
    상기 자유 자성층 상부에 연장된 제1 비자성층;
    상기 비자성층 상부에 연장된 고정 자성층; 및
    상기 고정 자성층 상부에 연장된 반강자성층
    을 포함하고,
    상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하며,
    상기 자유 자성층은 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트, 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  97. 제96항에 있어서, 상기 자유 자성층은
    상기 베이스층 상부에 연장된 제1 자유 자성층;
    상기 제1 자유 자성층 상부에 연장된 제2 비자성층; 및
    상기 제2 비자성층 상부에 연장된 제2 자유 자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  98. 제97항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 단일층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  99. 제97항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 각각 이루어진 복수의 적층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  100. 제99항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 동일한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  101. 제99항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 다른 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  102. 제99항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 적어도 하나의 제3 비자성층에 의해 서로 분리된 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  103. 제96항에 있어서, 상기 자유 자성층은 비정질 자성 재료들, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  104. 기판;
    상기 기판의 일부 상에 선택적으로 제공된 하부 시일드층;
    상기 하부 시일드층과 상기 기판 상부에 연장된 하부 갭층;
    상기 하부 갭층의 선정된 영역 상에 선택적으로 제공된 자기 저항 효과 소자;
    선택적으로 제공되어, 상기 하부 갭층 상부에 상기 자기 저항 효과 소자와 부분적으로 접촉하도록 연장된 수직 바이어스층;
    상기 수직 바이어스층 상에 제공된 하부 전극층;
    상기 자기 저항 효과 소자, 상기 하부 전극층 및 상기 하부 갭층의 상부에 연장된 상부 갭층; 및
    상기 상부 갭층 상에 제공된 상부 시일드층
    을 포함하되,
    상기 자기 저항 효과 소자는
    상기 하부 갭층 상에 형성된 베이스층;
    상기 베이스층 상부에 연장된 반강자성층;
    상기 반강자성층 상부에 연장된 고정 자성층;
    상기 고정 자성층 상부에 연장되어 있으며 적어도 하나의 제1 비자성층과 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층을 포함하는 중간층; 및
    상기 중간층 상부에 연장된 자유 자성층
    을 포함하고,
    상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층은 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트, 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  105. 제104항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 고정 자성층 상부에 연장된 제1 자기 저항 효과 강화층;
    상기 제1 자기 저항 효과 강화층 상부에 연장된 제1 비자성층; 및
    상기 제2 비자성층 상부에 연장된 제2 자기 저항 효과 강화층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  106. 제104항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 고정 자성층 상부에 연장된 제1 자기 저항 효과 강화층; 및
    상기 제1 자기 저항 효과 강화층 상부에 연장된 제1 비자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  107. 제104항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 고정 자성층 상부에 연장된 제1 비자성층; 및
    상기 제1 비자성층 상부에 연장된 제1 자기 저항 효과 강화층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  108. 제104항에 있어서, 상기 자유 자성층은
    상기 중간층 상부에 연장된 제1 자유 자성층;
    상기 제1 자유 자성층 상부에 연장된 제2 비자성층; 및
    상기 제2 비자성층 상부에 연장된 제2 자유 자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  109. 제104항에 있어서, 상기 자유 자성층은 상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층과 동일한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  110. 제104항에 있어서, 상기 자유 자성층은, 상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층과 다른 재료로서 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트, 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  111. 제104항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 단일층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  112. 제104항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 각각 이루어진 복수의 적층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  113. 제112항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 동일한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  114. 제112항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 서로 다른 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  115. 제112항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 적어도 하나의 제3 비자성층에 의해 서로 분리된 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  116. 제104항에 있어서, 상기 자유 자성층은 비정질 자성 재료들, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  117. 기판;
    상기 기판의 일부 상에 선택적으로 제공된 하부 시일드층;
    상기 하부 시일드층과 상기 기판 상부에 연장된 하부 갭층;
    상기 하부 갭층의 선정된 영역 상에 선택적으로 제공된 자기 저항 효과 소자;
    선택적으로 제공되어, 상기 하부 갭층 상부에 상기 자기 저항 효과 소자와 부분적으로 접촉하도록 연장된 수직 바이어스층;
    상기 수직 바이어스층 상에 제공된 하부 전극층;
    상기 자기 저항 효과 소자, 상기 하부 전극층 및 상기 하부 갭층의 상부에 연장된 상부 갭층; 및
    상기 상부 갭층 상에 제공된 상부 시일드층
    을 포함하되,
    상기 자기 저항 효과 소자는
    상기 하부 갭층 상에 형성된 베이스층;
    상기 베이스층 상부에 연장된 자유 자성층;
    상기 자유 자성층 상부에 연장되어 있으며 적어도 하나의 비자성층과 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층을 포함하는 중간층;
    상기 중간층 상부에 연장된 고정 자성층; 및
    상기 고정 자성층 상부에 연장된 반강자성층
    을 포함하고,
    상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하며,
    상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층은 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트, 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  118. 제117항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 자유 자성층 상부에 연장된 제1 자기 저항 효과 강화층;
    상기 제1 자기 저항 효과 강화층 상부에 연장된 제1 비자성층; 및
    상기 제2 비자성층 상부에 연장된 제2 자기 저항 효과 강화층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  119. 제117항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 자유 자성층 상부에 연장된 제1 자기 저항 효과 강화층; 및
    상기 제1 자기 저항 효과 강화층 상부에 연장된 제1 비자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  120. 제117항에 있어서, 상기 중간층은
    상기 자유 자성층 상부에 연장된 제1 비자성층; 및
    상기 제1 비자성층 상부에 연장된 제1 자기 저항 효과 강화층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  121. 제117항에 있어서, 상기 자유 자성층은
    상기 중간층 상부에 연장된 제1 자유 자성층;
    상기 제1 자유 자성층 상부에 연장된 제2 비자성층; 및
    상기 제2 비자성층 상부에 연장된 제2 자유 자성층
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  122. 제117항에 있어서, 상기 자유 자성층은 상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층과 동일한 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  123. 제117항에 있어서, 상기 자유 자성층은, 상기 적어도 하나의 자기 저항 효과 강화층과 다른 재료로서 비정질 자성 재료들, 질화철계 재료들, 센더스트, 및 Co, Fe, Ni, NiFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi계 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  124. 제117항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 단일층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  125. 제117항에 있어서, 상기 고정 자성층은 Co계 재료들, Ni계 재료들, Fe계 재료들, 및 이들의 합금들로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 재료로 각각 이루어진 복수의 적층막을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
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  128. 제125항에 있어서, 상기 복수의 적층막은 적어도 하나의 제3 비자성층에 의해 서로 분리된 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
  129. 제125항에 있어서, 상기 자유 자성층은 비정질 자성 재료들, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoHfPd, CoTaZrNb 및 CoZrMoNi로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 저항 효과 센서.
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AMND Amendment
B601 Maintenance of original decision after re-examination before a trial
J301 Trial decision

Free format text: TRIAL DECISION FOR APPEAL AGAINST DECISION TO DECLINE REFUSAL REQUESTED 20020930

Effective date: 20050225

S901 Examination by remand of revocation
E801 Decision on dismissal of amendment
E902 Notification of reason for refusal
S601 Decision to reject again after remand of revocation