KR20160037817A - 붕소 확산 최소화를 위한 MgO 터널링 장벽층과 질소-함유층을 포함한 터널링 자기저항(TMR) 소자 - Google Patents
붕소 확산 최소화를 위한 MgO 터널링 장벽층과 질소-함유층을 포함한 터널링 자기저항(TMR) 소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160037817A KR20160037817A KR1020150138065A KR20150138065A KR20160037817A KR 20160037817 A KR20160037817 A KR 20160037817A KR 1020150138065 A KR1020150138065 A KR 1020150138065A KR 20150138065 A KR20150138065 A KR 20150138065A KR 20160037817 A KR20160037817 A KR 20160037817A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- ferromagnetic
- boron
- alloy
- nanolayer
- Prior art date
Links
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 title claims abstract description 50
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 38
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 37
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 title description 5
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 76
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 claims abstract description 50
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 32
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 263
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 37
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 18
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 10
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 10
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 10
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 6
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 claims 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims 1
- 229910003321 CoFe Inorganic materials 0.000 abstract description 18
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 53
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 53
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 53
- 229910019236 CoFeB Inorganic materials 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 7
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 5
- 238000009812 interlayer coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 2
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000000407 epitaxy Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910015136 FeMn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003289 NiMn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019041 PtMn Inorganic materials 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002800 charge carrier Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910001291 heusler alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- 239000002159 nanocrystal Substances 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- 238000007736 thin film deposition technique Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
- G11B5/3909—Arrangements using a magnetic tunnel junction
-
- H01L43/02—
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
- G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
- G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
- G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
- G01R33/09—Magnetoresistive devices
- G01R33/098—Magnetoresistive devices comprising tunnel junctions, e.g. tunnel magnetoresistance sensors
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
-
- H01L43/08—
-
- H01L43/10—
-
- H01L43/12—
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
자기 레코딩 디스크 드라이브 기록 헤드와 같은 터널링 자기저항(TMR, tunneling magnetoresistance) 디바이스는 붕소를 포함하는 자유 및/또는 기준 강자성 층들과 MgO 배리어 층 사이에 질소-함유 층을 갖는다. 일 실시예에서, 자유 강자성 층은 붕소-함유 층, 및 붕소-함유 층과 MgO 배리어 층 사이의 삼층 나노층 구조물을 포함한다. 삼층 나노층 구조물은, MgO 층과 접촉하는 얇은 Co, Fe 또는 CoFe 제1 나노층, 제1 나노층 상의 얇은 FeN 또는 CoFeN 제2 나노층, 및 FeN 또는 CoFeN 나노층과 붕소-함유 층 사이에 FeN 또는 CoFeN 나노층 상의 얇은 Co, Fe 또는 CoFe 제3 나노층을 포함한다. 기준 강자성 층이 붕소-함유 층을 더 포함한다면, 유사한 삼층 나노층 구조물이 붕소-함유 층과 MgO 배리어 층 사이에 위치될 수 있다.
Description
본 발명은 일반적으로 터널링 자기저항(TMR) 소자에 관한 것이며, 보다 상세하게는 산화마그네슘(MgO) 터널링 장벽층 및 붕소-함유 강자성층을 포함하는 TMR 판독 헤드에 관한 것이다.
자기터널접합(MTJ)으로도 불리는 터널링 자기저항(TMR) 소자는 얇은 절연 터널링 장벽층에 의해 분리되는 두 개의 강자성층으로 구성된다. 장벽층은 일반적으로 두 개의 강자성층 사이에서 전하 캐리어의 양자역학 터널링이 발생할 수 있도록 충분히 얇은 금속산화물로 구성된다. 알루미나(Ag2O3), 산화티타늄(TiO2)과 같은 다양한 금속산화물은 터널링 장벽 재료로 제안되어 왔으며, 가장 유망한 재료는 결정질 산화마그네슘(MgO)이다. 양자역학 터널링 프로세스는 전자 스핀에 의존적이며, 이는 접합에 걸쳐 감지 전압을 인가할 때 측정된 전기 저항이 강자성층 및 장벽층의 스핀 의존적인 전기적 특성을 따르는 것을 의미하고, 두 강자성층의 자화의 상대적 배향의 함수이다. 기준층으로 불리는, 강자성층들 중 하나의 자화는 고정되거나 결속되는(fixed or pinned) 반면, 자유층으로 불리는 다른 강자성층의 자화는 외부 자기장에 반응하여 자유롭게 회전한다. 그들의 자화의 상대적 배향은 외부 자기장에 따라 변하며, 이에 따라 전기 저항에 변화를 초래한다. TMR 소자는 비휘발성 자기 랜덤 액세스 메모리(MRAM) 어레이 내의 메모리 셀 및 자기 기록 디스크 드라이브 내의 TMR 판독 헤드로 이용 가능하다.
도 1은 종래의 TMR 판독 헤드(10)의 횡단면도이다. TMR 판독 헤드(10)는 하부의 "고정된 (fixed or pinned)" 기준 강자성(FM)층(18), 절연 터널링 장벽층(20) 및 상부의 "자유" FM층(32)을 포함한다. TMR 판독 헤드(10)는 하부 및 상부의 비자성 전극 또는 리드(lead)(12,14)를 각각 포함하며, 하부의 비자성 전극(12)은 적당한 기판 상에 형성된다. FM 층(18)은 기준층으로 불리는데, 그 이유는TMR 소자를 위한 원하는 관심 범위 내에서 인가된 자기장, 즉 자기 기록 디스크내의 자기층의 기록된 영역으로부터의 자기장의 존재하에서 FM층의 자화가 회전되지 못하기 때문이다. 기준 FM층(18)의 자화는 고-보자성 필름의 형성에 의해 또는 반강자성(AF) "고정(pinning)"층에 대한 교환결합(exchange coupling)에 의해 고정될 수 있다. 미국특허 제US 5,456,185호에 기재된 바와 같이, 기준 FM층(18)은 역평행으로(anti-parallel (AP)) 고정된 또는 자속 폐쇄(flux-closure) 구조의 일부일 수 있으며, 여기서 두 개의 강자성층은 역평행 커플링 스페이서층(anti-parallel coupling (APC)spacer layer)에 의하여 분리되며, 이에 따라 자속 폐쇄를 형성하도록 역평행으로 연결된다. 자유 FM층(32)의 자화는 관심 범위 내에서 인가된 자기장의 존재하에서 자유롭게 회전한다. 인가된 자기장 부재하에서, FM층(18,32)의 자화는 TMR 판독 헤드(10) 내에서 일반적으로 수직방향으로 정렬된다. FM층(18, 32)의 자화의 상대적 배향은 TMR 소자의 전기저항을 결정한다.
MgO 터널링 장벽층, 상세하게는 Fe/MgO/Fe, CoFe/MgO/CoFe 터널 접합을 갖는 TMR소자는 일정한 대칭성을 갖는 전자의 간섭 터널링 때문에, 매우 높은 자기저항을 나타낸다고 알려져 있다. 그러나 MgO 터널 접합은 (001) 에피택시(epitaxy) 및 완벽한 결정화도를 갖도록 요구된다. MgO 장벽층은 일반적으로 스퍼터증착 후 어닐링(annealing)에 의하여 형성되며,이는 결정구조를 형성한다. CoFe/MgO/CoFe 터널 접합의 경우 MgO 장벽층의 낮은 결정화도 때문에 자기저항이 낮다고 알려져 있다. 그러나, 붕소(B)는 기준층 및 자유 강자성층 중 하나 이상에서 사용될 때, 예를 들어 다층 구조에서 얇은 비정질 CoFeB 또는 CoFeBTa 층을 사용함으로써, 높은 터널링 자기저항(R/R 또는 TMR)이 어닐링 후 관찰되는 것으로 알려져 있다. 비정질 CoFeB 층은 (001) 방향으로 MgO의 고품질 결정화를 촉진하여보다 높은 TMR을 촉진하는 것으로 알려져 있다.
훨씬 높은 TMR을 갖는 개량된 TMR 소자는 저항 면적항(resistance-area product(RA))의 감소를 요구할 것이며, 이는 MgO 장벽층을 보다 얇게 만드는 것이 필요할 것임을 의미한다. 그러나 MgO 두께가 감소할수록, TMR 역시 감소하며, 이는 붕소의 MgO 층으로의 확산에서 일부 기인하는 것으로 여겨진다. MgO 두께의 감소는 또한 기준층과 자유층 사이의 층간 결합 자기장(interlayer coupling field(Hint)), 즉 자기 결합장(magnetic coupling field)의 강도의 바람직하지 않는 증가를 초래한다. 큰 Hint는 TMR 판독 헤드의 성능을 떨어뜨린다. MgO 장벽층의 두께가 감소함에 따라 낮은 Hint를 갖는 것이 중요하다.
필요한 것은, 얇은 MgO 장벽층 및 이에 따른 감소된 RA를 갖지만 높은 TMR과 낮은 Hint를 갖는 TMR 소자이다.
본 발명의 일 구현예는 얇은 MgO 장벽층 및 MgO 장벽층과 자유층 및/또는 기준 붕소-함유 강자성층 사이의 질소-함유층을 갖는 TMR 소자에 관한 것이다. 본 발명의 일 구현예에서, 자유 강자성층은 붕소-함유층 및 MgO 장벽층과 붕소-함유층 사이에 삼중층 나노층 구조를 포함한다. 삼중층 나노층 구조는 MgO 장벽층과 접하는 얇은 Co, Fe 또는 CoFe의 제1 나노층, 제1 나노층상의 FeN 또는 CoFeN의 제2 나노층, 및 FeN 또는 CoFeN의 나노층과 붕소-함유층 사이 FeN 또는 CoFeN의 나노층상의 얇은 Co, Fe 또는 CoFe의 제3 나노층을 포함한다. 기준 강자성층이 또한 붕소-함유층을 포함하면, 유사한 삼중층 나노층 구조가 붕소-함유층과 MgO 장벽층 사이에 위치될 수 있다. 본 발명의 구현예에 따른 TMR 소자는 질소-함유층을 포함하지 않는 TMR 소자에 비해, 얇은 MgO 장벽층에 대해 높은 TMR 값과 보다 낮은 층간 결합 자기장(Hint) 값을 나타낸다.
본 발명의 특징과 장점을 보다 더 이해하기 위하여, 첨부된 도면과 함께 하기의 상세한 설명을 참조하여야 한다.
도 1은 종래의 터널링 자기저항(TMR) 판독 헤드의 구조를 나타내는 횡단면도이다.
도 2는 선행 기술의 터널링 자기저항(TMR) 판독 헤드의 상세한 구조를 나타내는 횡단면도이다.
도 3은 선행 기술의 TMR 판독 헤드의 기준층 및 자유층에 존재하는 붕소를 갖는 전형적 기준층/MgO/자유층 구조를 나타내는 도식도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 기준층 및 자유층에 존재하는 붕소 및 MgO 장벽층과 붕소-함유층 사이의 질소-함유층을 갖는 기준층/MgO/자유층 구조를 나타내는 도식도이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 시험 소자 및 대조 소자(control device)에 대한 저항 면적항(RA)의 함수로서의 TMR 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 시험 소자 및 대조 소자(control device)에 대한 RA의 함수로서의 층간 결합 자기장(interlayer coupling field)(Hint) 그래프이다.
도 2는 선행 기술의 터널링 자기저항(TMR) 판독 헤드의 상세한 구조를 나타내는 횡단면도이다.
도 3은 선행 기술의 TMR 판독 헤드의 기준층 및 자유층에 존재하는 붕소를 갖는 전형적 기준층/MgO/자유층 구조를 나타내는 도식도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 기준층 및 자유층에 존재하는 붕소 및 MgO 장벽층과 붕소-함유층 사이의 질소-함유층을 갖는 기준층/MgO/자유층 구조를 나타내는 도식도이다.
도 5는 본 발명의 일 구현예에 따른 시험 소자 및 대조 소자(control device)에 대한 저항 면적항(RA)의 함수로서의 TMR 그래프이다.
도 6은 본 발명의 일 구현예에 따른 시험 소자 및 대조 소자(control device)에 대한 RA의 함수로서의 층간 결합 자기장(interlayer coupling field)(Hint) 그래프이다.
도 2는 자기 기록 디스크 드라이브에 사용되는 것과 같은 종래기술의 TMR 판독 헤드(100)의 구조를 나타내는 고도의 횡단면 도식도이다. 횡단면도는 통상 TMR 판독 헤드(100)의 공기 베어링 표면(ABS)으로 지칭되는 것의 도면이다. TMR 판독 헤드(100)는 일반적으로 전기도금된 NiFe 합금 필름으로 이루어진 두 개의 강자성 보호층(S1,S2) 사이에 형성된 층의 센서 적층(sensor stack)을 포함한다. 하단 보호층(S1)은 일반적으로 센서 적층의 성장을 위한 매끄러운 표면을 제공하기 위하여 화학적 기계 연마(CMP)에 의하여 평탄화된다. 센서 적층은 가로방향으로 고정된 자화(121)를 갖는 강자성 기준층(120)(기재 생략), 기록 디스크로부터 가로방향의 외부 자기장에 반응하여 층(110) 평면에서 회전 가능한 자화(111)를 갖는 강자성 자유층(110) 및 강자성 기준층(120)과 강자성 자유층(110) 사이의, 일반적으로 산화마그네슘(MgO)인, 전기적 절연 터널 장벽층(130)을 포함한다.
기준층(120)은 일반적으로 반강자성 층에 대한 교환 결합에 의하여 고정된(fixed or pinned) 자화 방향(121)을 갖는 종래의 "간단하거나" 또는 단일의 고정된 층일 수 있다. 그러나 도 2의 예에서, 기준층(120)은 미국 특허 제5,465,185호에 기재된 바와 같이, "적층된" 고정된 층이라고 불리는, 공지된 역평행(AP) 고정된 또는 자속 폐쇄의 일부분이다. AP-고정된(AP-pinned) 구조는 기준층(120)과 자유층(110)의 정자기 결합을 최소화한다. AP-고정된 구조는 Ru, Ir, Rh 또는 Cr 또는 이들의 합금과 같은, AP 결합(APC) 층(123)에 걸쳐 반강자성으로 결합된 기준 강자성(AP2) 층(120)과 하부 고정된 강자성(AP1) 층(122)을 포함한다. APC층(123)에 걸친 역평행 결합으로 인해, 기준(AP2) 및 고정된(AP1) 강자성층(120,122)은 서로 역평행으로 배향된 그들 각각의 자화(121, 127)를 갖는다. 결과적으로 AP2 및 AP1 강자성층(120, 122)의 총 자화는 매우 작아서 강자성 자유층(110) 내의 자속 폐쇄에 의해 유도된 감자장(demagnetizing field)은 실질적으로 최소화되고, 이에 따라 TMR 판독 헤드가 최적으로 구동하는 것이 가능하게 된다.
시드층(125) 및 반강자성(AF) 고정층(pinning layer)(124)은 하부 보호층(S1)과 AP-고정된 구조 사이에 위치한다. 시드층(125)은 강한 결정 조직을 갖는 미세구조를 성장시켜 이에 따라 높은 강한 반강자성을 나타내기 위하여 AF 고정층(124)을 촉진한다. 시드층(125)은 단일층 또는 상이한 재료의 다중층일 수 있다. 따라서 AF고정층(124)은 강하게 강자성 고정된 층(122)과 교환 결합되어 있으며, ABS에서 이격되어 수직방향으로 강자성 고정된 층(122)의 자화(127)를 단단하게 고정한다. 다음에 APC 층 (123)에 걸쳐 역평행 결합은 ABS를 향하고 수직방향으로의 자화(127)와 역평행으로 강자성 기준층(120)의 자화(121)를 순차적으로 단단하게 고정한다. 결과적으로 강자성 AP2 및 AP1층(120, 122)의 총 자화는 단단하게 고정되고, 이에 따라 TMR 판독 헤드의 최적의 구동이 확보된다. AF층에 의해 고정되는 대신에, AP1 층(122)은 그 자체로서 단단한 자기층이거나, Co100 - xPtx 또는 Co100 -x-yPtxCry (여기서, x는 약 8내지 30 원자 퍼센트)와 같은 단단한 자기층에 의하여 고정된 자화(127)를 가질 수 있다. AP-고정된 구조는 또한 "자기-고정된(self-pinned)" 것일 수 있다. 전형적으로 "자기-고정된" 센서에서 AP1 및 AP2 자화 방향(127, 121)은 전형적으로, 제작된 센서 내에 존재하는 자기변형과 잔류응력에 의하여 일반적으로 디스크 표면과 수직방향으로 설정된다.
강자성 자유층(110)및 상부 보호층(S2) 사이에 캐핑층(capping layer) 또는 캡층(cap layer)으로도 불리는 층(112)이 위치한다. 층(112)은 가공 동안에 화학적 및 기계적 손상으로부터 강자성 자유층(110)을 보호하여, 강자성 자유층(110)은 우수한 강자성 특성을 유지한다.
관심 범위 내의 외부 자기장, 즉 기록 디스크 상에 기록된 데이터로부터의 자기장의 존재하에서, 강자성층(120,122)의 총 자화가 단단하게 고정되어 있는 동안, 강자성 자유층(110)의 자화(111)는 자기장에 반응하여 회전할 것이다. 따라서, 감지 전류(sense current)(IS)가 상부 보호층(S2)으로부터 수직으로 센서 적층을 통과해서 하부 보호층(S1)으로 흐를 때, 강자성 자유층의 자화 회전(111)은, 전기 저항의 변화로 탐지될 수 있는, 강자성 기준층(120)의 자화와 강자성 자유층(110) 사이의 각도의 변화를 초래할 것이다. 감지 전류가 두 개의 보호층(S1, S2) 사이의 층의 적층을 통과해서 수직으로 향하기 때문에, TMR 판독 헤드(100)는 수직 전류 인가형(current-perpendicular-to-the-plane (CPP)) 판독 헤드이다.
도 2는 또한 보호(S1, S2) 사이의 선택적이고 분리된 각각의 전기적 리드(126, 113) 및 센서 적층을 보여준다. 리드(126, 113)는 Ta, Ti, Ru, Rh 또는 이들의 다중층(multilayer)으로 구성될 수 있다. 리드는 선택적이고, 보호와 보호 사이의 간극을 조정하기 위하여 사용될 수 있다. 만약 리드(126, 113)가 존재하지 않으면, 하부 및 상부 보호(S1, S2)가 전기적 리드로 사용된다. 강자성 고정된 층(122)이 일반적으로 CoFe 합금으로 형성되는 반면, 강자성 기준층(120)과 강자성 자유층(110)은 일반적으로 CoFe, CoFeB 또는 NiFe 층으로 이루어지거나 이러한 필름을 포함하는 다중층으로 이루어진다. 시드층(125)은 일반적으로 Ta/NiFeCr/NiFe, Ta/NiFe, Ta/Ru 또는 Ta/Cu 필름을 포함하는 다수의 층으로 이루어진다. AFM 고정층(124)은 일반적으로 FeMn, NiMn, PtMn, IrMn, PdMn, PtPdMn 또는 RhMn 필름으로 구성된다. 캡층(112)은 일반적으로 Ru, Rh, Ti, Ta 또는 이들의 다중층으로 구성된다.
도 2에 도시된 TMR 판독 헤드(100)는, AP-고정된 구조가 자유층(110) 아래에 위치하기 때문에, "하부-고정된(bottom-pinned)" 판독 헤드인 반면에, 자유층(110)은 AP-고정된 구조 아래에 위치할 수 있다. 이러한 배치에서, AP-고정된 구조의 층은 뒤바뀌어, AP2 층(120)이 장벽층(130) 위에 접하여 위치한다.
MgO 터널 접합은 (001) 에피택시와 완벽한 결정화도를 갖도록 요구된다. MgO 장벽층은 일반적으로 스퍼터증착 후 어닐링(annealing)에 의하여 형성되며, 이는 결정 구조를 형성한다. 기준층과 자유층 중 하나 또는 둘 다에서 얇은 비정질 CoFeB 또는 CoFeBTa층의 이용은 보다 높은 터널링 자기저항(R/R 또는 TMR)을 초래하는 것으로 밝혀졌다. 증착된 상태의 비정질 CoFeB층은 (001) 방향으로 MgO의 고품질 결정화도를 조장하고, 이에 따라 어닐링 후 보다 높은 TMR을 조장하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 도 3은 기준층 및 자유층에 존재하는 붕소를 갖는 일반적인 기준층/MgO/자유층 구조를 나타내는 도식도이다. 기준층 및 자유 강자성층은 각각 MgO 장벽층에 인접한 얇은(약 1~4 Å 두께) CoFe "나노층", CoFe층 및 나노층과 CoFe층 사이의 CoFeB층(일부 예에서, CoHf, CoFeBTa 또는 다른 비정질 삽입층)으로 도시된다. CoFeB층은 (CoxFe(100-x))(100-y)By의 일반적인 조성을 가지며, 여기서 아래 첨자는 원자 퍼센트를 나타내고 x는 약 60내지 100이며, y는 약 10 내지 20이다. 기준층과 자유층 각각의 총 두께는 일반적으로 약 20 내지 80 Å 사이이다. 다른 재료는 Co 또는 Fe 나노층, NiFe 합금과 호이슬러 합금(Heusler alloy)과 같이, 기준층 및 자유층에 사용하기 위해 공지되어 있다.
훨씬 높은 TMR을 갖는 향상된 TMR 소자는 저항 면적항(RA)의 감소를 필요로 할 것이며, 이는 MgO 장벽층이 보다 얇게 형성될 필요가 있음을 의미한다. 그러나 MgO 두께가 감소함에 따라, TMR 역시 감소하고, 이는 붕소의 MgO 장벽층 내로의 확산에 일부 기인하는 것으로 여겨진다. MgO 두께의 감소는 또한 층간 결합 자기장(Hint), 즉 기준층과 자유층 사이의 자기 결합장의 세기의 바람직하지 않은 증가를 초래한다.
본 발명의 구현예는 얇은 MgO 장벽층, 및 MgO 장벽층과 MgO 장벽층 내로의 붕소 확산을 줄이는 것으로 도시된,자유 및/또는 기준 붕소-함유층 사이에 질소-함유층을 갖는 TMR 소자에 관한 것이다. 도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 기준층 및 자유층 내에 존재하는 붕소를 갖는 기준층/MgO/자유층을 나타내는 도식도이다. MgO 장벽층은 일반적으로 약 6 내지 10 Å 범위의 두께를 갖는다. 기준층 및 자유층 각각은 CoFeB(또는 CoFeBTa)층 및 MgO 장벽층과 붕소-함유층 사이의 얇은(예를 들어, 약1~4 Å 두께의) 질소-함유 나노층 형태로 붕소를 함유한다. 바람직한 구현예에서, 질소-함유 나노층은 MgO층에 접하는 얇은(예를 들어, 약1~4 Å 두께의) CoFe 나노층 및 CoFeN 나노층과 CoFeB(또는 CoFeBTa) 층 사이의 다른 얇은(예를 들어, 약1~4 Å 두께의) CoFe 나노층을 포함하는 삼중층 나노층의 일부인 CoFeN 나노층이다. CoFe 나노층은 바람직하게 CoxFe(100-x) 형태의 조성을 가지며, x는 약 20 내지 80 원자 퍼센트이다. 다른 구현예에서, CoFe 나노층은 Co 또는 Fe 나노층으로 대체될 수 있으며, CoFeN 나노층은 FeN 나노층으로 대체될 수 있다. 삼중층 나노층 구조의 결합된 두께는 3 Å이상이고, 12 Å이하이다. 도 4는 고정 및 자유층 모두가 붕소를 함유하는 것으로 도시한다; 그러나 본 발명의 구현예에 따른 TMR 소자에서는 자유층만 또는 기준층만 붕소를 함유할 수 있으며, 이 경우에는 그 층만이 MgO 장벽층과 붕소-함유층 사이에 위치하는 질소-함유층을 가질 것이다. 또한, 기준층이 자유층 아래에 위치하기 때문에, 도 4는 TMR 소자를 "하부-고정된" 소자로서 도시한다; 그러나 도 2에 기술된 방식으로 기준층이 자유층 위에 위치할 수 있다.
도 4에 도시되고 상술한 터널 접합을 갖는 TMR 판독 헤드는 스퍼터증착 또는 다른 공지된 박막 증착 기술에 의한 센서 적층에서 층의 증착에 의한 종래 방법으로 제작된다. CoFeN(또는 FeN) 나노층은, 질소 가스 존재하에서, CoFe(또는 Fe) 타겟으로부터 반응성 스퍼터링(reactive sputtering)에 의해 증착되거나 분리된 Co 및 Fe 타겟으로부터 동시-스퍼터링(co-sputtering)될 수 있다. 반응성 스퍼터링 가스의 질소 농도는 바람직하게 (CoxFe(100-x))(100-y)Niy (또는 Fe(100-y)Niy) 형태의 추정된 조성을 초래하는 5% 내지 50%이어야 하며, 여기서 x는 약 20 내지 80 원자 퍼센트이고, y는 약 1 내지 50 원자 퍼센트이다. 증착된 상태의 필름의 구조분석은 반응성 질소 흐름이 증가하는 것으로 보이는 낮은 규칙상(minor ordered phase)을 갖는 질소-도핑된 상을 암시한다. 이어서 구조는 기준 강자성층의자화 방향을 결정하기 위하여 인가된 자기장 존재하에서 어닐링된다. 어닐링은 일반적으로 약 4내지 24시간 동안 약 250내지 290에서 실시된다. 어닐링은 또한 원하는 결정화도를 갖지만, MgO 장벽층내로의 상당한 붕소 확산이 없는 MgO 장벽층을 형성한다. 또한, 어닐링 중, CoFeN 층의 질소의 일부는 이 층으로부터 장벽층을 포함한 주변의 다른 층으로 확산된다. 필름의 증착과 어닐링 후, 판독 헤드의 원하는 치수를 한정하기 위하여, 적층은 리소그래피 패터닝(lithographically patterned)되고 에칭된다.
본 발명의 일구현예에 따른 TMR 시험 소자는 웨이퍼 수준에서 제작되고 TMR(R/R)과 Hint에 대해 TMR 대조 소자(control device)와 비교되었다. 시험 소자 및 대조 소자 모두의 경우, MgO 장벽층은 Co 나노층 상에 형성되었다. 자유층의 주요 부분은 15 Å 두께의 (Co96Fe4)B20 층이었다. 대조 소자의 경우, MgO층과 주요 자유층 부분 사이의 구조는 질소가 없는 5 Å의 Co40Fe60 이중층(bilayer)의 나노층이었다. 시험 소자의 경우, MgO층과 주요 자유층 부분 사이의 구조는 2 Å Co50Fe50/2 Å CoFeN/2 Å Co50Fe50 삼중층 나노층 구조였다. 시험소자 및 대조 소자는 상이한 RA 값을 갖도록 제작되었다.
도 5는 TMR의 측정된 값을 도시한다. RA가 약 0.45 Ω·㎛2으로부터 약 0.27 Ω·㎛2으로 감소함에 따라, 대조 소자의 TMR은 시험 소자용 TMR보다 훨씬 급격히 감소하고, 낮은 RA 값에서 시험 소자는 보다 높은 TMR을 나타낸다. 이는 MgO 장벽층으로의 붕소의 이동의 감소 및/또는 어닐링 중 MgO층 내 붕소 원자의 질소 원자로의 치환 때문이라고 여겨진다.
도 6은 Hint의 측정된 값을 도시한다. RA의 모든 값의 경우, 시험 소자는 대조 소자보다 실질적으로 보다 낮은 Hint의 절대값을 보였다. 또한, 보자력 및 자기변형과 같은, 시험 소자의 자기적 특성은 대조 소자와 크게 다르지 않았으며, 이에 의해 판독 헤드의 적절한 안정성을 확보한다.
본 발명은 특히 바람직한 구현예에 대해 도시되고 설명되었으나, 당업자는 본 발명의사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 형태 및 상세한 내용에서 다양한 변화가 이루어질 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 발명은 단지 도시된 것으로만 간주 되고, 단지 첨부된 청구범위에 명시된 바와 같은 범위 내에서만 한정된다.
Claims (17)
- 기판;
상기 기판 상의 제1 강자성층;
상기 제1 강자성층상의 필수적으로 MgO로 이루어지는 터널링 장벽층; 및
상기 터널링 장벽층상의 제2 강자성층을 포함하며,
상기 제1 및 제2 강자성층 중 적어도 하나는 붕소-함유층 및 상기 장벽층과 상기 붕소-함유층 사이의 질소 함유층을 포함하는 다중층인, 터널링 자기저항(TMR) 소자. - 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 강자성층은 상기 장벽층과 접하고 Co, Fe 및 Co와 Fe로 이루어진 합금 중 선택된 제1 나노층, 및 상기 제1 나노층과 접하고 FeN 합금 및 CoFeN 합금 중 선택된 제2 나노층을 포함하는, 소자.
- 제2항에 있어서, 상기 제1 및 제2 나노층은 2 Å이상 8 Å이하인 결합된 두께를 갖는, 소자.
- 제2항에 있어서, 상기 FeN 합금은 Fe(100-x)Nx의 형태의 조성을 가지며, 여기서 x는 1 내지 50 원자 퍼센트이고, 상기 CoFeN 합금은 (CoxFe(100-x))(100-y)Ny 형태의 조성을 가지며, 여기서 x는 20 내지 80 원자 퍼센트이고, y는 1 내지 50 원자 퍼센트인, 소자.
- 제2항에 있어서, 상기 제2 나노층과 접하고 Co, Fe 및 Co와 Fe로 이루어진 합금 중 선택된 제3 나노층을 추가로 포함하는, 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 붕소-함유층은 Co, Fe 및 B를 포함한 합금인, 소자.
- 제6항에 있어서, 상기 붕소-함유층은 추가로 Ta를 포함하는 합금인, 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 강자성층은 외부 자기장 존재하에서 실질적으로 자유롭게 회전하는 면내 자화 방향을 갖는 자유 강자성층이고, 상기 제2 강자성층은 외부 자기장 존재하에서 실질적으로 회전되지 못하는 면내 자화 방향을 갖는 기준층인, 소자.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 강자성층은 외부 자기장 존재하에서 실질적으로 회전하지 못하는 면내 자화 방향을 갖는 기준층이고, 상기 제2 강자성층은 외부 자기장 존재하에서 실질적으로 자유롭게 회전하는 면내 자화 방향을 갖는 자유 강자성층인, 소자.
- 제9항에 있어서, 상기 기준층은 면내 자화 방향을 갖는 제1 AP-고정된(AP1) 강자성층, 상기 터널링 장벽층에 인접하고 면내 자화 방향이 상기 AP1층의 자화 방향과 실질적으로 역평행인 제2 AP-고정된(AP2) 강자성층, 및 상기 AP1 층 및 AP2 층 사이에서 이들과 접하는 AP 결합(APC) 층을 포함하는 역평행(AP)으로 고정된 구조의 일부이고, 상기 기준층은 상기 AP2 층인, 소자.
- 제10항에 있어서, 상기 AP1 층의 자화 방향을 고정하기 위하여,상기 AP1 층과 교환 결합된 반강자성층을 추가로 포함하는, 소자.
- 자기 투과성 재료의 제1 보호층;
상기 제1 보호층상의, 외부 자기장 존재하에서 실질적으로 회전하지 못하는 면내 자화 방향을 갖는 기준 강자성층;
상기 기준층 상에 접하여 필수적으로 MgO로 이루어지는 전기 절연 터널링 장벽층;
상기 터널링 장벽층상의, 외부 자기장 부재시 상기 기준층의 자화 방향과 실질적으로 수직으로 배향된 면내 자화 방향을 갖는 자유 강자성층으로서, 상기 장벽층과 접하며 Co, Fe 및 Co와 Fe로 이루어진 합금 중 선택된 제1 나노층, 상기 제1 나노층과 접하며 FeN 합금 및 CoFeN 합금 중 선택된 제2 나노층, 및 상기 제2 나노층상의 붕소-함유 강자성층을 포함하는 자유 강자성층;
상기 자유 강자성층 상의 캐핑층(capping layer); 및
상기 캐핑층 상의 자기 투과 재료의 제2 보호층을 포함하는, 터널링 자기저항(TMR) 판독 헤드. - 제12항에 있어서, 상기 FeN 합금은 Fe(100-x)Nx의 형태의 조성을 가지며, 여기서 x는 1 내지 50 원자 퍼센트이고, 상기 CoFeN 합금은 (CoxFe(100-x))(100-y)Ny 형태의 조성을 가지며, 여기서 x는 20 내지 80 원자 퍼센트이고, y는 1 내지 50 원자 퍼센트인, 판독 헤드.
- 제12항에 있어서, 상기 판독 헤드는 상기 제2 나노층과 접하고 Co, Fe 및 Co와 Fe로 이루어진 합금 중 선택된 제3 나노층을 추가로 포함하며, 상기 붕소-함유층은 상기 제3 나노층과 접하는, 판독 헤드.
- 제14항에 있어서, 상기 제1 나노층, 제2 나노층 및 제3 나노층의 결합된 두께는 3 Å이상 12 Å이하인, 판독 헤드.
- 제12항에 있어서, 상기 기준층은 붕소-함유 강자성층, 상기 장벽층과 접하고, Co, Fe 및 Co와 Fe로 이루어진 합금 중 선택된 제1 나노층, 상기 붕소-함유층과 상기 제1 나노층 사이의, FeN 합금 및 CoFeN 합금 중 선택된 제2 나노층을 포함하는, 판독 헤드.
- 제12항에 있어서, 상기 제1 보호층과 상기 장벽층 사이에 역평행(AP) 고정된 구조를 추가로 포함하며, 상기 제1 보호층상에 면내 자화 방향을 갖는 제1 AP-고정된 (AP1) 강자성층, 상기 AP1의 자화 방향과 실질적으로 역평행인 면내 자화 방향을 갖는 제2 AP-고정된 (AP2) 강자성층, 및 상기 AP1층과 상기 AP2 층 사이에서 접하는 AP 결합(APC) 층을 포함하고, 상기 기준층은 상기 AP2 층인, 판독 헤드.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US14/499,218 US9099124B1 (en) | 2014-09-28 | 2014-09-28 | Tunneling magnetoresistive (TMR) device with MgO tunneling barrier layer and nitrogen-containing layer for minimization of boron diffusion |
| US14/499,218 | 2014-09-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160037817A true KR20160037817A (ko) | 2016-04-06 |
Family
ID=53719013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150138065A KR20160037817A (ko) | 2014-09-28 | 2015-09-30 | 붕소 확산 최소화를 위한 MgO 터널링 장벽층과 질소-함유층을 포함한 터널링 자기저항(TMR) 소자 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9099124B1 (ko) |
| EP (1) | EP3002755B1 (ko) |
| JP (1) | JP2016071925A (ko) |
| KR (1) | KR20160037817A (ko) |
| CN (1) | CN105469809B (ko) |
| SG (1) | SG10201507997XA (ko) |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090122450A1 (en) * | 2007-11-08 | 2009-05-14 | Headway Technologies, Inc. | TMR device with low magnetostriction free layer |
| US9240547B2 (en) | 2013-09-10 | 2016-01-19 | Micron Technology, Inc. | Magnetic tunnel junctions and methods of forming magnetic tunnel junctions |
| US9373779B1 (en) | 2014-12-08 | 2016-06-21 | Micron Technology, Inc. | Magnetic tunnel junctions |
| US9502642B2 (en) | 2015-04-10 | 2016-11-22 | Micron Technology, Inc. | Magnetic tunnel junctions, methods used while forming magnetic tunnel junctions, and methods of forming magnetic tunnel junctions |
| US9520553B2 (en) * | 2015-04-15 | 2016-12-13 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming a magnetic electrode of a magnetic tunnel junction and methods of forming a magnetic tunnel junction |
| US9530959B2 (en) * | 2015-04-15 | 2016-12-27 | Micron Technology, Inc. | Magnetic tunnel junctions |
| US9257136B1 (en) | 2015-05-05 | 2016-02-09 | Micron Technology, Inc. | Magnetic tunnel junctions |
| US9960346B2 (en) | 2015-05-07 | 2018-05-01 | Micron Technology, Inc. | Magnetic tunnel junctions |
| US10141498B2 (en) | 2015-12-10 | 2018-11-27 | Everspin Technologies, Inc. | Magnetoresistive stack, seed region thereof and method of manufacturing same |
| US10483320B2 (en) | 2015-12-10 | 2019-11-19 | Everspin Technologies, Inc. | Magnetoresistive stack with seed region and method of manufacturing the same |
| US9590010B1 (en) * | 2016-03-24 | 2017-03-07 | Qualcomm Incorporated | Perpendicular magnetic tunnel junction (pMTJ) devices employing a thin pinned layer stack and providing a transitioning start to a body-centered cubic (BCC) crystalline / amorphous structure below an upper anti-parallel (AP) layer |
| US10361361B2 (en) * | 2016-04-08 | 2019-07-23 | International Business Machines Corporation | Thin reference layer for STT MRAM |
| US9680089B1 (en) | 2016-05-13 | 2017-06-13 | Micron Technology, Inc. | Magnetic tunnel junctions |
| US10566015B2 (en) * | 2016-12-12 | 2020-02-18 | Western Digital Technologies, Inc. | Spin transfer torque (STT) device with template layer for heusler alloy magnetic layers |
| US10794968B2 (en) * | 2017-08-24 | 2020-10-06 | Everspin Technologies, Inc. | Magnetic field sensor and method of manufacture |
| US10867625B1 (en) | 2019-03-28 | 2020-12-15 | Western Digital Technologies, Inc | Spin transfer torque (STT) device with template layer for Heusler alloy magnetic layers |
| DE102019126320B4 (de) * | 2019-09-30 | 2024-03-28 | Infineon Technologies Ag | Magnetoresistiver Sensor und Fertigungsverfahren für einen magnetoresistiven Sensor |
| CN112993151A (zh) * | 2019-12-02 | 2021-06-18 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 半导体结构及其形成方法 |
| CN113449834A (zh) * | 2020-03-26 | 2021-09-28 | 希捷科技有限公司 | 具有多层合成铁磁体自由层的读取器 |
| US11283006B1 (en) * | 2020-05-05 | 2022-03-22 | Western Digital Technologies, Inc. | Methods and apparatus of high moment free layers for magnetic tunnel junctions |
| US11528038B2 (en) | 2020-11-06 | 2022-12-13 | Western Digital Technologies, Inc. | Content aware decoding using shared data statistics |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5465185A (en) | 1993-10-15 | 1995-11-07 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive spin valve sensor with improved pinned ferromagnetic layer and magnetic recording system using the sensor |
| JP4731393B2 (ja) * | 2006-04-28 | 2011-07-20 | 株式会社日立製作所 | 磁気再生ヘッド |
| JP5003109B2 (ja) * | 2006-11-14 | 2012-08-15 | 富士通株式会社 | 強磁性トンネル接合素子、その製造方法、及びそれを用いた磁気ヘッド、磁気メモリ |
| JP2009140952A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Fujitsu Ltd | Ｃｐｐ構造磁気抵抗効果素子およびその製造方法並びに記憶装置 |
| US8059374B2 (en) * | 2009-01-14 | 2011-11-15 | Headway Technologies, Inc. | TMR device with novel free layer structure |
| JP2011123923A (ja) * | 2009-12-08 | 2011-06-23 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気抵抗効果ヘッド、磁気記録再生装置 |
| US8225489B2 (en) * | 2010-03-26 | 2012-07-24 | Tdk Corporation | Method of manufacturing magnetoresistive element having a pair of free layers |
| US8907436B2 (en) * | 2010-08-24 | 2014-12-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic devices having perpendicular magnetic tunnel junction |
| US20120299132A1 (en) | 2011-05-27 | 2012-11-29 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Tunneling magnetoresistance (tmr) read sensor with low-contact-resistance interfaces |
| KR20130008929A (ko) * | 2011-07-13 | 2013-01-23 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 개선된 자성층의 두께 마진을 갖는 자기 메모리 디바이스 |
| US8817426B2 (en) * | 2011-10-17 | 2014-08-26 | HGST Netherlands B.V. | Magnetic sensor having CoFeBTa in pinned and free layer structures |
| US8617644B2 (en) * | 2012-03-08 | 2013-12-31 | HGST Netherlands B.V. | Method for making a current-perpendicular-to-the-plane (CPP) magnetoresistive sensor containing a ferromagnetic alloy requiring post-deposition annealing |
-
2014
- 2014-09-28 US US14/499,218 patent/US9099124B1/en active Active
-
2015
- 2015-09-25 SG SG10201507997XA patent/SG10201507997XA/en unknown
- 2015-09-28 CN CN201510881741.XA patent/CN105469809B/zh active Active
- 2015-09-28 EP EP15187046.6A patent/EP3002755B1/en active Active
- 2015-09-28 JP JP2015189324A patent/JP2016071925A/ja active Pending
- 2015-09-30 KR KR1020150138065A patent/KR20160037817A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3002755A2 (en) | 2016-04-06 |
| SG10201507997XA (en) | 2016-04-28 |
| CN105469809A (zh) | 2016-04-06 |
| JP2016071925A (ja) | 2016-05-09 |
| US9099124B1 (en) | 2015-08-04 |
| CN105469809B (zh) | 2018-11-30 |
| EP3002755B1 (en) | 2021-06-16 |
| EP3002755A3 (en) | 2016-09-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3002755B1 (en) | Tunneling magnetoresistive (tmr) device with mgo tunneling barrier layer and nitrogen-containing layer for minimization of boron diffusion | |
| US9177573B1 (en) | Tunneling magnetoresistive (TMR) device with magnesium oxide tunneling barrier layer and free layer having insertion layer | |
| US20210234092A1 (en) | Reduction of Barrier Resistance X Area (RA) Product and Protection of Perpendicular Magnetic Anisotropy (PMA) for Magnetic Device Applications | |
| US9437812B2 (en) | TMR device with novel free layer structure | |
| US7488609B1 (en) | Method for forming an MgO barrier layer in a tunneling magnetoresistive (TMR) device | |
| US8059374B2 (en) | TMR device with novel free layer structure | |
| JP5172472B2 (ja) | ピンド層およびこれを用いたｔｍｒセンサ並びにｔｍｒセンサの製造方法 | |
| US8456781B2 (en) | TMR device with novel free layer structure | |
| JP5759973B2 (ja) | 感知向上層（ｓｅｎｓｅｅｎｈａｎｃｉｎｇｌａｙｅｒ）を含む磁気感知デバイス | |
| US8617644B2 (en) | Method for making a current-perpendicular-to-the-plane (CPP) magnetoresistive sensor containing a ferromagnetic alloy requiring post-deposition annealing | |
| US8154829B2 (en) | Tunneling magnetoresistive (TMR) device with improved ferromagnetic underlayer for MgO tunneling barrier layer | |
| US8385026B2 (en) | Tunneling magnetoresistive (TMR) read head with low magnetic noise | |
| US8611053B2 (en) | Current-perpendicular-to-the-plane (CPP) magnetoresistive sensor with multilayer reference layer including a Heusler alloy | |
| US7746603B2 (en) | CPP Magnetoresistive head with different thickness free layers for improved signal to noise ratio | |
| US8091209B1 (en) | Magnetic sensing device including a sense enhancing layer | |
| US12035634B2 (en) | Tunneling magnetoresistive (TMR) device with improved seed layer | |
| US20230084970A1 (en) | Tunneling magnetoresistive (tmr) device with improved seed layer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |