TWI334663B - Magnetoresistive element and method of manufacturing the same - Google Patents

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TWI334663B TW94107444A TW94107444A TWI334663B TW I334663 B TWI334663 B TW I334663B TW 94107444 A TW94107444 A TW 94107444A TW 94107444 A TW94107444 A TW 94107444A TW I334663 B TWI334663 B TW I334663B
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Description

1334663 16361pif.doc 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明涉及一種磁電阻元件及其製造方法，特別是具 有高磁阻的磁電阻元件及其製造方法。 【先前技術】
磁阻隨機存取§己憶體MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory)是一種傾向大容量的記憶元件，苴 可取代目前廣泛應用的記憶元件DRAM，且吾人已廣泛地 對MRAM進行研究開發以作為高速永久性記^憶體。=如， 4 Mbit的MRAM樣品實際上已出貨。 圖8是MRAM的重要部位所在之穿隨(tunnd)磁阻元 件（以下稱為TMR元件）的構造和動作原理圖。如圖8八所 示’ TMR元件中具有-種穿隧構造，其中由氧化物所構成 的穿隨位障（町亦稱為轉層）的兩側是由_性全 構成的第1電極和第2電極等2個電極所挾住。可使用不 定形(amorphous)的Al_〇層作為位障層（參照
1如圖8A所示，第i強磁性電極和第2強磁性電極的 1化方向是平行的平行魏時’财_造的界面中应法 線方向有關的元件電阻會變小。另一方面，如所干， 第1強磁性電極和第2 _性電極的磁化方 :行磁化時，财隧構造的界財與法線方向有關的元件 阻值在一般的狀態時不會變化，以電阻 反千订磁化疋料久方式而記憶著，_元件可用作永久 16361pif.doc 性記憶體的基本元件。
圖9是MRAM的基本構造圖。圖9Α是MRAM的斜 視圖。圖9B是模組的電路構成圖。圖9C是該構造例顯示 用的斷面圖。如圖9A所示，MRAM中字元線WL和位元 線BL配置成交叉狀，MRAM單元配置在交叉部中。如圖 9B所示’配置在字元線和位元線的交叉部中的MRAM具 有TMR元件以及一種與TMR元件直列相連接的 MOSFET。藉由MOSFET來讀取該作為負載電阻用的TMR 元件的電阻值，則可讀出所記憶的資訊。又’例如，資訊 的重新寫入可藉由施加磁場至TMR元件來達成。如圖9C 所示，MRAM記憶單元中具有：MOSFET 1〇〇以及TMR 元件。該MOSFET 100具有：形成在p型Si基板内的源極 區105和汲極區103 ;以及閘極1U，其相對於源極區ι〇5 和沒極區103之間所界定的通道區而形成。該源極區1〇5 接地(GND)，汲極區1〇3經由TMR元件而連接至位元線 BL。字元線WL在圖中未顯示的區域中連接至閘極ln。 圖9C的113是源極，115是汲極。 如以上所說明者’永久性記憶體MRAM由於可藉由1 個MOSFET 100和TMR元件117以形成1個記憶單元， 則可成為一種適合高積體化的記憶元件。 非專利文獻 1 : D. Wang, et al.: Science 294 (2001) 1488. 【發明内容】 藉由使用現有的技術，雖然可製成64 Mbit大小的 1334663 16361pif.doc 造具有：由MgO (001)所形成的穿隧位障層；第t強磁性 體層’其由一種形成在該穿隧位障層的第！面側的Fe(〇〇i) . :形成；以及第2強磁性體層，其由-種形成在該穿隧位 . ，層的第2面側的Fe (001)所形成；該磁電阻元件的特徵 * · 是Mg〇 (〇〇 1)層藉由單晶MgOx (001)或(〇〇丨)結晶面已優先 配向的多晶Mg〇x (〇<χ<1)來形成。在一較佳的實施例 中，其特徵為：介於該MgO (001)層的導電帶下端和該& (001)層的費米（Fermi)能階之間的不連續值（穿隧位障高度） ® 較一種無缺陷的完美(Perfect)單晶中的理想值還小。若使用 以上的構成，則磁阻會增大而可使TMR元件的輸出電壓 變大。若使用上述之磁電阻元件作為丨個電晶體 則可形成-種永久㈣記憶元件。 Μ載 ，依據本發明的另一觀點，本發明提供一種磁電阻元件 的製造方法，其特徵為具備：基板之準備過程；沈積過程， 其在該基板上沈積第lFe(001)層；另一沈積過程，其在高 真空下藉由電子束蒸鍍法而在該第1Fe(001)層上沈積著 % 由單晶Mg〇x(001)或(⑼1)結晶面已優先配向的多晶Mg〇x (〇<χ<1)所形成的穿隧位障層；以及形成過程，其在穿隧 位障層上形成第2 Fe (001)層。 又’本發明提供另一種磁電阻元件的製造方法，其特 徵為具備.第1過程，其須準備一種由單晶(〇〇1)或 (001)結晶面已優先配向的多晶MgOx (1<χ<1)所形成的 基板’第2過程，其在該基板上沈積第1 Fe (〇〇1)層，然後 進行一種使表面平坦化所需的退火(anneal);第3過程，其 1334663 16361pif.doc ΐ高ΐ空下藉由電子束蒸鍍法而在第1Fe(001)層上沈積 著由單μ Mg〇x (〇〇1)或(〇〇1)結晶面已優先配向的多晶 • MgOx (〇<x<1)所形成的穿隧位障層；以及第4過程，其 • 在穿隨位障層上形成第2 Fe (001)層。又，該第i過程和第 ·. 2過程之間亦可具有一種生長過程，其可生長一種由單晶
Mg〇x (001)或(〇〇1)結晶面已優先配向的多晶河机（〇〈x 形成的種子(seed)層。又，亦可使用Mg〇x的χ值已 調整完成的乾(加㈣來沈積該Mg〇』。此時，在形成該 響 MgO層時，亦可調整Mg〇^ χ值。 _ 一依據本發明的又另一觀點，本發明另提供一種磁電阻 兀件:其磁穿隨接合構造具有：由Mg〇 _)所形成的穿 随位，層’第1強磁性體層，其由一種形成在該穿隨位障 層的第1面側的不定形磁性合金所形成；以及第2強磁性 體層’其由-種形成在該穿随位障層的第2面側的不定形 磁性合金卿成；該磁電阻元件的特徵是：介於該 (001)層的導電帶下端和該不定形磁性合金所形成的第 % f 2強磁性體層的費米位準之間的不連續值(穿隨位障高 度)車又種無缺陷的完美(perfect)單晶中的理想值還小。 φ j為讓本發明之上述和其他目的、賴和優點能更 易懂’下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式 ς 明如下。 f 5兄 【實施方式】 本况明書中，由於Mgo是一種立方晶(NaC1型構 則(001)面、（100)面、（010)面全部是等價的。此處，以垂 10 16361pif.doc 直於膜面的方向作為z軸，使該膜面可統一以(001)來記 述。又’本說明書中，電極層的結晶構造之BCC構造是一 種體心立方體的構造。更具體而言，無化學秩序的BCC 構造是指所謂A2型構造，有化學秩序的BCC構造例如是 指B2型構造或造等等。這些BCC構造的結晶袼子 含有失真很微小的構造。 本說明書中所用的無缺陷的完美單晶之，，理想值，，此種 用語是指一種由紫外線光電子分子的實驗所推測的值（參 考文獻：W. Wulfhekel，et al.: Appl. Phys. Lett. 78 (2〇〇1) 5〇9·)。在此種狀態下，此值由於可稱為幾乎不具備氧空缺 •或結晶格子缺陷的理想的單晶MgO的穿隧位障的高度的 上限值，因此使用”理想值，，此種用語。
在說明本發明的實施形式之前，先說明該發明者所進 行的考察。TMR元件的磁電阻(MR)比以下式來表示： AR/RP=(Rap-Rp) /RP 此處’ RP和Rap是2個電極的磁化成為平行和反平 行時的穿隧接合電阻。依據Jullire公式，低偏壓時的MR 比是以下式來表示： MR 比=(Rap-Rp) /RP=2P|P2/(1- PR) Pa=(Dat(EF)-Dal(EF))/(Dat(EF)+Da|(EF)) a=1.2 (1) 此處，Pa是電極的自旋分極率。Dc^(ef)和d〇4(ef) 分別是多數自旋帶(spin band)-和少數自旋帶的費米能階 ®f)時的狀態密度(DOS: Density Of State)。強磁性過渡金 1334663 , 16361pif.doc 屬及合金的自旋偏極率大約是〇 5以下，則依據Jullire公 式，可推測最高的推定MR比是大約70%。若使用不定形 • 的A1-0的穿隧位障和多晶電極作為TMR元件，則在室溫 . 時雖然可得到的MR比，但DRAM要得到200 mV的 '· 輸出電壓是困難的，這就成為要製成上述 MRAM時的問 題點。 本發明者έ式圖成長一種TMR元件，其使用氧化鎖 (Mg〇)的單晶（001)或(001)結晶面已優先配向的多晶Mg〇 • 以作為穿隧位障。這與先前的不定形的A1-0的位障不同， 由於氧化鎂是一種結晶（原子成規則地配列的物質），則電 子不會散亂’且可預測電子的相參(coherent)狀態在穿隧過 程中仍保持著。圖1中圖1A係本發明第1實施形式中該 強磁性體金屬之Fe (001)的能帶構造圖中，相對於波數空 間的[001]方向的E_EF之關係之圖解；圖1B係TMR元件 的構造圖。如圖1B所示’本實施形式中的TMR元件構造 具備：第1 Fe (001)層1 ;第2Fe (001)層5 ;以及夾於上述 ^ 之層1和層5之間的單晶MgOx(001)或(〇〇1)結晶面已優先 配向的多晶MgOx (0<x< 1)層3。依據上述的juiHre公式， 若傳導電子的運動量在穿随過程中仍保持著，則透過MgO 之穿隧電流是由具有一種與穿隧位障成垂直方向（即，相對 於接合界面的法線方向）的波數向量kz之電子所支配。依 據圖1A所示的[001](Γ-Η)方向中的Fe之能帶圖，由於多 數自旋-和少數自旋的次能帶(sub-band)具有費米位準中 之狀態，則費米位準EF中之狀態密度(DOS)未顯示像那樣 丄幻4663 ' 16361pif.doc 向$偏極率。然而，若電子的相參狀態在穿隧過程中仍保 持著時，則只有具有一種對該位障的垂直軸是完全對稱的 . ㈣函數的傳導電子才可與轉區域巾的狀態她合以保 • 射限的穿關率。Fe _)電極的Δι帶具有如前所述的 . 完全對稱的波動函數。如圖1Α所示’多數自旋…帶(實線) 雖然具有費米位準ef中之狀態，但少數自旋Δι帶(點線) 則未具有費米位準EF中之狀態。藉由此種&4帶的半金 屬之特徵，則在相參的自旋偏極穿隧中可得到非常高的 響 MR比。$晶(單晶或(001)配向多晶)的TMR元件中由於穿 隧過程中的電子的散亂會受到抑制，則在實現如上所述的 相參的穿隧現象時，此種磊晶的TMR元件被視為一種理 想的物件。 以下將參照圖面來說明本發明的第丨實施形式中的磁 電阻元件及其製造方法。圖2A至圖2D係本發明的實施形 式中具有Fe (〇〇l)/MgO (001)/ Fe (〇〇1)構造的磁電阻元件 (以下稱為Fe (〇〇 1 )/MgO (〇〇 1)/ Fe (00丨）TMR元件）的製造 % 過程的圖解。Fe (001)是一種具有BCC構造的強磁性體。 首先，準備一種單晶MgO (〇〇1)基板π，藉由MBE法(分 子^磊晶法）’為了改良該單晶Mg〇 (〇〇1)基板u表面的 形恶，則須生長MgO (〇〇1)種子(seeci)層15。然後，如圖 1B所示，在室溫時在該Mg〇 (〇〇1)種子層15上生長一種 50nm厚的磊晶Fe(001)下部電極（第1電極)17。其次在 超尚真空(2xl(T8Pa)中在35〇〇C時進行退火。又，在電子束 蒸鍍的條件下，加速電壓是8 kv，成長速度是〇 〇2 nm/秒， 1334663 • 16361pif.doc 成長溫度是室溫(2 93 K)，使用化學計量的組成的％〇 (吨 和〇的比是1:1)作為電子束蒸鐘的源極(s〇urce)材料，源極 和基板的距離成為40公分，最高到達之真空产β lxl〇-8Pa’ 〇2分壓是lxl〇-6pa。又，亦可使用一種具^ (0)空缺的源極以取代化學計量的組成的Mg〇 比是1:1)。
圖3A係此時的Fe (001)下部電極(第i電極)17的 RHEED影像。如gj 3A所示，Fe_)下部電極（第i電極π 具有良好的結晶性和平坦性。其次，如圖2C所示，在室 溫時以磊晶方式在&(001)下部電極(第i電極)17上成長2 γη厚的Mgo (001)位障層21。此時，使用Mg〇的電子束 蒸鍍法。圖3B顯示此時的Mg0(001)位障層21的rheed 影像。如圖3B所示，Mg0 (001)位障層21亦具有良好的 結晶性和平坦性。 如圖2D所示，在Mg0(001)位障層21上在室溫時形 成10 nm厚的Fe (001)上部電極（第2電極)23。然後，在
Fe (001)上部電極（第2電極)23上沈積1〇 nm厚的鈷 層25，藉由上部電極23的保磁力變大以實現反平行磁化 配置。其次’對上述的作成試料作微細加工，以形成Fe (001)/MgO (001)/ Fe (001) TMR 元件。 藉由上述電子束來進行的MgO蒸鍍是在ι〇-9托(τ〇ΓΓ) 的超咼真空狀態中進行成膜過程。此種方法中即使例如在 玻璃基板上進行300 nm的成膜，仍可形成無色透明且良 好的結晶膜。圖4係Mg0成長時之成膜室中的四極質量 14 16361pif.doc 數(mass spectra)的觀測結果。如圖4所示’與〇的光譜ρι 和〇2的光譜P2有關的分壓較高。圖5係Mg〇蒸鍍時氧 分壓相對於層沈積速度的相依性。如圖5所示，氧分壓本 身很向，沈積速度亦和氧分壓同時變高，這些都指出 沈積時氧會由MgO脫離’由於已脫離之氧藉由真空栗而 排出至成絲置之外，因此會發生像MgC^ (Q 9<x<i)那 樣的氧空缺現象。t空缺發生時，須考慮、Mg〇穿隨位障 的高度會變低(例如，0.10〜〇.85eV，更詳細而言是在〇2 〜0.5eV的範圍中），因此亦須考慮該穿隧電流會增加。又， 在一般的A1-0穿隧位障的情況下，與Fe(〇〇1)之間的穿隧 位障的尚度考慮成0.7〜2.5eV。對此而言，MgO結晶中理 想的穿隧位障的高度是3.6eV，所得到的實驗值是〇 9〜 3.7eV。若使用本實施形式中的方法，則可推定該穿隧位障 的高度是大約0.3eV，且穿隧位障可達成低電阻化。然而， 亦可能存在著其它例如與上述之相參(c〇herem)的穿隧的 影響有關的原因。又，以氧空缺為基準時的Mg〇x的X值 是〇.98<χ<α，更好的情況是〇.99<x<卜此時未含有像 Mg的單體，MgO的特性基本上是在所維持的範圍中。 又’穿随位障的高度ψ是以最小自乘法來配合 (fit)TMR元件的電氣傳導特性（穿隧電流密度；和偏壓v的 關係）而求出’使恰巧相當於以WKB近似為基準的 Simmons 的公式（非專利文獻 J. G. Simmons: j. Appl. Phys. 34, ρρ· 1793-1803 (1963).的(20)式）。此時，電子的有效質 量是使用自由電子的質量（m=9.11xl〇-31kg)來進行配合 16361pif.doc (fitting)而算出者。若施加過程直至j_v特性顯現非線性程 度的偏壓V(500 mv〜lOOOmv)為止，則使用Simm〇ns的公 式藉由配合J-V特性可同時決定該穿隧位障的高度ψ和穿 隧位障的有效厚度As。 又 此處’穿隧位障的有效厚度較由TMR元件的斷面 透過電子顯从鏡(TEM)照片所求得的實際的(〇〇1)穿 隨位I5早層的厚度(tMg0)更薄大約〇.5 nm。藉由Mg〇 (〇〇1) 層和Fe或Co作為主成份的合金層的界面上所生成的鏡像 電位的效果，則結果會使穿隧位障的有效厚度As較實際 的MgO (001)層的厚度更薄。 又’使用該斷面TEM照片而可正確地求出tMg〇時， 以如下所述的方法可更簡便地估計出該穿隨位障的高度 Ψ。即’施加至TMR元件之偏壓V較低(通常是10〇 mV 以下）時，穿隧電流密度J是與該偏壓V成比例，j_v特性 成為線性關係。在此種低偏壓的區域中，Simmons的公式 可如以下的（2)式所示。 J=[(2my)1/2/As](e/h)2xexp [~(4nAs /h)x(2my)1/2]xy (2) 此處，爪是自由電子的質量(9.11乂1〇-311^)，6是純電 荷（1.6〇xl〇-i9C) ’ h 是浦朗克常數(6.63xl(T34J . s)。又，穿 隧位障的有效厚度As是As与tMgO-0.5 nm。TMR元件的低 偏壓區域的J-V特性若與(2)式相配合時，則穿隧位障的高 度Ψ可簡便且正確地估計出來。 圖 6 係 Fe (001 )/MgO (001)/Fe (001) TMR 元件的典型 16361pif.doc 的磁電阻曲線。該測定溫度是20K時MR比是146%，測 定溫度293K時MR比是88%。這些值是現在為止之室溫 中所得到的最高的MR比。這樣高的MR比不能藉由Fe (001)電極的自旋分極率來說明，這寧可考慮成與相參的自 旋偏極穿隧有關。試作160個TMR元件的結果，則與Mr 比及穿隧電阻有關的偏差是在20%以内。TMR元件的成品 率在實驗室階段亦可達到90%以上。此種高的值顯示本方 式的有效性。TMR元件的電阻面積(RA)是數kQum2。此種 值用於MRAM中。 如圖7A係室溫時MR比相對於偏壓的相依性。如圖 7A所示’ MR比相對於偏壓的相依性很低。其雖然顯示非 對稱的特性’但MR比減半時的電壓vhalf可得到1250mv 之很咼的值。又，先前的A1-0系中的MR比減半時的電 壓Vhaif是300〜600mV。如圖7B所示，TMR元件的輸出 電壓Vout是(=偏壓x(Rap_Rp)/Rap)。輸出電壓的最大值 在順向偏麗時可得到380mV的值。該值是A1-0位障時的 值(200mV弱）的大約2倍。因此，可得到MR比和輸出電 壓的二者中較高的值，以顯示出本實施形式的技術的有效 性。 又，上述實施形式中，雖然使用BCC的Fe(OOl)，但 亦可使用BCC的Fe系合金，例如，Fe_c〇合金，Fe_Ni 合金和Fe-Pt合金。或亦可在電極層和Mg〇(〇〇1)之間插入 1原子層或數個原子層厚度的Co、Ni等。 其次，就本發明的第2實施形式中磁電阻元件及其製 I6361pif.doc 造方法來說明。本實施形式中的Fe (001)/MgO (001)/ Fe (001) TMR元件的製造方法中，其特徵是首先藉由濺鍍法 等在多晶-或不定形狀態中沈積Mg〇 (〇〇1)層，然後藉由進 行退火處理，使(001)結晶面成為已配向的多晶化或單晶 化。濺鍍條件例如是在溫度於室溫(293K)時使用2吋的 MgO作為乾而在Ar空氣中進行濺鑛。加速電力是， 成長速率是0·008 nm/s。在此種條件下所沈積的Mg〇由於 是在不定形狀態中，則溫度由室溫開始上升至3〇〇〇c為止 時，藉由在300oC中保持一段時間，以得到結晶化的Mg〇。 又，作為Ο空缺的導入方法時’亦可使用一種成長時 在生成Ο空缺的條件下進行成長的方法，由〇空缺後導入 的方法，由Ο空缺中的狀態藉由氧電聚處理或自然氧化等 以進行至氧化程度的0空缺為止時的調整方法等以上任一 種方法。 以上，依據本實施形式的磁電阻元件，使用減鍵法在 沈積不定形的MgO之後由於藉由退火處理而達成結晶 化’則其優點是不需大小達一定程度的相關之農置。 其次’參照圖面來說明本實施形式的變形例之磁電阻 元件。圖11係本發明的實施形式的變形例中TMR元件的 構造圖，其與圖1B相對應。如圖11所示，依據本實施形 式的磁電阻元件，與上述實施形式的磁電阻元件一樣，其 特徵是使用不定形的強磁性合金，例如，CoFeB層501， 5〇5作為單晶MgOx (001)或(001)結晶面已優先配^的氧空 缺多晶MgOx(〇<x<l)層503的二側所設置的電極。不定 16361pif.doc 形的強磁性合金例如可使用蒸鍍法或濺鍍法而形成。所得 到的特性等是與第1實施形式者幾乎相同。 又’就不定形的磁性合金而言，例如，亦可使用
FeCoB、FeCoBSi、FeCoBP、FeZr、CoZr 等。又，製作元 件之後若施加退火處理，則雖然電極層的不定形的磁性合 金的一部份或全部都可結晶化，但不會因此使MR比變大 而劣化。因此’即便使用此種已結晶化的不定形的磁性合 金作為電極層亦可行。 以上雖然就本實施形式之磁電阻元件來說明，但本發 明=二Γ種種的變更，改良，組合的可能性是此 仃2者所明瞭的。例如，_層+亦可 而代之的是亦可藉由Ca或Sr的格雜 匕取 位障的高度調整用的方法。又，雖然以 種穿隱 ，，—— ν , ,一 |J 時大約是指10-6Pa以下的值。另〜方面， 時是指10_4Pa程度的值。 ’ 即使積極導入氧 法作為例子來說明Mgo的沈積方^，但火瘵鍍法或濺鍍 它的沈積方法。又’就高真空的用詳;:§然亦可使用其 時大約是指10-6Pa以下的佶。另〜_ 例如未導入氧 產審上的可利n 依據本發明，在與先前的tmr 的磁電阻，TMR元件的輸出電壓^千比較時可得到大 電阻值在MRAM中可成為最 反元件的 點是使用TMR元件的Mram可六易=阻。因此，其優 MRAM的輸出電壓大約可增加成二也達到高積體化。 Gigabits級的超高積體化中'，的2倍而適用於 1334663 16361pif.doc 圖，圖9B是其電路的圖解，圖9C是其斷面的構造圖。 圖10是以不定形A1-0作為穿隧位障之先前的TMR 元件的磁電阻之由偏壓所造成的變化的圖解。 圖11係本發明的實施形式的變形例中TMR元件的構 造圖，其與圖1B相對應。 【主要元件符號說明】 1 鐵(Fe)(001) 3 氧化鎂(MgO)(001) 5 鐵(Fe)(001) 11 基板 15 種子層
17 第1電極 21 位障層 23 第2電極 25 鈷層 100 金氧半場效電晶體(MOSFET)
101 砍基板 103 >及極區 105 源極區 111 閘極 117 穿隧磁阻(TMR)元件 BL 位元線 WL 字元線

Claims (1)

  1. I6361pif3 -94107444號中文專利士圍^劃露蓚正本 1334663 修正日期:99年7月9曰 十、申請專利範圍： ,丨.一種磁電阻元件，其具備磁穿隧接合構造，該磁穿 隧接=構造具有：第1強磁性體層，其具有(〇〇l)BCC構 造；穿隧位障層；以及第2強磁性體層，其具有(〇〇1)BCC 構造；該磁電阻元件的特徵是： 、/' f 該牙隧位障層藉由（001)結晶面已優先配向的具備氧 空缺的多晶氧化鎂來形成。 2.如申喷專利範圍第1項所之磁 #第1強磁性體以及該第2強磁性體是金了中乂 …3.如中請專利範圍第丨項所述之磁電阻元件，其中該 =強磁性體以及該第2強磁性體是含有Fe和c〇的& 合金。 隧接阻元件，其具備磁穿_合構造，該磁穿 、生.:構仏具有：第1強磁性體層，其具有(OOl)BCC構 二造；，層丄，第2強磁性體層’其具有_)3〇： φ *牙位層藉由(GG1)結晶面已優先配向的具傷氧 _ 4衫晶氧化鎂來形成，其特徵為： 備氧 體層C障層的導電帶下端和第1或第2強磁性 度)較該位米位準之間的不連續值(穿隨位障高 理想值還小/乳化社完美(perfeet)的單晶形成時的 續值=申〇C第4項之磁電阻元件’其中該不連 疋在0.2〜〇.5ev的範圍中。 6·如申請專利範圍第4項之磁電阻元件，其中該不連 22 1334663
    16361ρΐβ 爲94107444號中文專利麵無劃線修正本 修正曰期:99年7月9曰 縯值是在0.1〇〜0 85eV的範圍中。 、7·一種磁電阻元件，其磁穿隧接合構造具有；第2強 磁性體層，其包括不定形磁性合金；穿隧輯層；以及第 2強磁性體層，其包括不定形磁性合金，·其特徵是： 該牙隧位障層藉由（〇〇1)結晶面已優先配向的具 空缺的多晶氧化鎂來形成。 八
    8.如申凊專利範圍第7項所述之磁電阻元件，其中介 於該穿·障層的導電帶下端和第丨或第2強磁性體層中 ，至少一層的費米(Fermi)位準之間的不連續值（穿隧位障 高度)較該位障層是由完美(perfect)的單晶氧化鎂形成之 況下的理想值還小。 9·如申請專利範圍第8項之磁電阻元件，其中該不連 續值是在0.2〜0.5eV的範圍中。 ^ 10.如申請專利範圍第8項之磁電阻元件，其中該不連 續值是在0.10〜〇.85eV的範圍中。 11.一種磁電阻元件之製造方法，其特徵為包括： 基板之準備過程； 沈積過程，其在該基板上沈積一種由不定形磁性合金 所形成的第1強磁性體層； 口 形成過程，其在第1強磁性體層上形成不定形之氧化 鎂層’藉由退火使該不定形之氧化鎂層結晶化，以形成(〇〇1) 結晶面已優先配向的多晶氧化鎂所形成的穿隧位障層， 另一沈積過程，其在該穿隧位障層上沈積第2強磁性 體層。 23 1334663 16361ρίβ 修正曰期:99年7月9曰 爲94107444號中文專利範圍無劃線修正本 12. 如申請專利範圍第11項所述之磁電阻元件之製造 方法，其中該第1強磁性體是CoFeB合金。 13. 如申請專利範圍第7項所述之磁電阻元件，其中該 穿隧位障層包括(001)結晶面已優先配向的多晶氧化鎂。
    24 1334663
    圖1A
    1334663 爲94107444號中文圖式無劃線修正本 修正日期:99年7月9曰
    15 11 圖2A
    17 15 11 圖2B
    圖2D 1334663
    1334663 爲94107444號中文圖式無劃線修正本 修正曰期:99年7月9曰 4.0x10一8 3.0χ1〇-8 〇γΡ2
    分壓pa.u P1 i:最高真空度⑽Χ1〇·1〇Τ〇ΓΓ). I: MgO depo.(6X10'9Torr) 2.0χ10-8 1.0χ10-8 0.0 10 20 30 40 50 60 70 80 質量數圖4 工 〇 Ο 少 I rW. ILvu O 〇a_, 7Όχ1〇-8 6.0x10'δ 令 5.0χ1〇-8 ® 4.0x10'8 Ρ (a_u) 3Όχ1〇-8 2.0x10'8 1.0χ10_8 0.0
    0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 沈積速度（A/s) MgO蒸鍍中的氧分壓 1334663 爲94107444號中文圖式無劃線修正本 DOUU 6000 5500 5000 4500 4000 3500 3000 2500 修正曰期:99年7月9曰
    UE5ci〕(S)電阻 -100 -50 0 100 磁場[mT ] 1334663
    爲94107444號中文圖式無劃線修正本 修正日期:99年7月9日
    1.0 ο ο ο ο ο 6 5 4 3 2(％ ) ql
    5 0· 10 - 〇 I~*~1~>~~~~1~*~1~*~1—I—~1~1~1~1~~~*~~~1~~~ 〇 〇 -1000 -500 0 500 1000 偏壓㈧mV) 圖7A
    偏壓1/( mV) 圖7B 1334663 爲94107444號中文圖式無劃線修正本 修正日期:99年7月9曰
    電極 (強磁性金屬)
    穿隧位障 (氧化物) 圖8A
    1334663
    字元線
    位元線 令 穿隧磁阻元件 MOS FET 圖9B
    MOSFET 100 圖9C 1334663 爲94107444號中文圖式無劃線修正本 修正日期:99年7月9日
    磁電阻（％)
    1334663 h 爲94107444號中文圖式無劃線修正本 修正日期:99年7月9曰
    CoFeB Mg〇(001) CoFeB 505 503 501
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Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7386530B2 (en) * 2002-12-19 2008-06-10 Mathon Systems, Inc. System and method for managing content including addressability features
JP4581133B2 (ja) * 2004-03-12 2010-11-17 独立行政法人科学技術振興機構 磁気抵抗素子
US7884403B2 (en) 2004-03-12 2011-02-08 Japan Science And Technology Agency Magnetic tunnel junction device and memory device including the same
JP4292128B2 (ja) * 2004-09-07 2009-07-08 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP2006210391A (ja) * 2005-01-25 2006-08-10 Japan Science & Technology Agency 磁気抵抗素子及びその製造方法
JP5077802B2 (ja) 2005-02-16 2012-11-21 日本電気株式会社 積層強磁性構造体、及び、ｍｔｊ素子
JP4877575B2 (ja) * 2005-05-19 2012-02-15 日本電気株式会社 磁気ランダムアクセスメモリ
JP4444241B2 (ja) 2005-10-19 2010-03-31 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ランダムアクセスメモリ、電子カード及び電子装置
JP2008283207A (ja) * 2005-10-19 2008-11-20 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子、磁気ランダムアクセスメモリ、電子カード及び電子装置
US7479394B2 (en) * 2005-12-22 2009-01-20 Magic Technologies, Inc. MgO/NiFe MTJ for high performance MRAM application
US7851785B2 (en) * 2006-02-08 2010-12-14 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetic tunnel transistor with thin read gap for head applications
CN101615653B (zh) * 2006-03-03 2012-07-18 佳能安内华股份有限公司 磁阻效应元件的制造方法以及制造设备
JP2008010509A (ja) * 2006-06-27 2008-01-17 Fujitsu Ltd 磁気抵抗効果素子及び磁気ディスク装置
WO2008133107A1 (ja) * 2007-04-24 2008-11-06 Nec Corporation 磁気抵抗素子、ｍｒａｍ、及び磁気センサー
JP5062832B2 (ja) 2007-12-28 2012-10-31 富士通株式会社 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP4703660B2 (ja) 2008-01-11 2011-06-15 株式会社東芝 スピンｍｏｓ電界効果トランジスタ
JP5351140B2 (ja) * 2008-03-03 2013-11-27 キヤノンアネルバ株式会社 磁気トンネル接合デバイスの製造方法
JP4774082B2 (ja) * 2008-06-23 2011-09-14 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗効果素子の製造方法
KR20110002878A (ko) * 2008-09-01 2011-01-10 캐논 아네르바 가부시키가이샤 자기 저항 소자와 그 제조 방법, 그 제조 방법에 이용되는 기억 매체
WO2010026705A1 (ja) * 2008-09-08 2010-03-11 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗素子とその製造方法、該製造方法に用いる記憶媒体
JPWO2010029702A1 (ja) * 2008-09-09 2012-02-02 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗素子の製造方法、該製造方法に用いる記憶媒体
JP4764466B2 (ja) * 2008-09-25 2011-09-07 株式会社東芝 ホイスラー合金を有する積層体、この積層体を用いた磁気抵抗素子、及びスピントランジスタ
JP2010080806A (ja) * 2008-09-29 2010-04-08 Canon Anelva Corp 磁気抵抗素子の製造法及びその記憶媒体
JP4774092B2 (ja) * 2008-10-06 2011-09-14 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗効果素子およびそれを用いたｍｒａｍ
JP2009044173A (ja) * 2008-10-06 2009-02-26 Canon Anelva Corp 磁性多層膜形成装置
KR101584747B1 (ko) * 2009-01-20 2016-01-13 삼성전자주식회사 자기 메모리 소자
JP4902686B2 (ja) * 2009-04-06 2012-03-21 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗効果素子の製造方法
US8154828B2 (en) * 2009-07-10 2012-04-10 Tdk Corporation Magnetoresistive effect element in CPP-type structure and magnetic disk device
JP4774116B2 (ja) * 2009-08-19 2011-09-14 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗効果素子
US8194364B2 (en) * 2009-08-31 2012-06-05 Tdk Corporation Magnetoresistive effect element in CPP-type structure including ferromagnetic layer configured with CoFe system alloy and magnetic disk device therewith
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
US9287321B2 (en) * 2010-05-26 2016-03-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Magnetic tunnel junction device having amorphous buffer layers that are magnetically connected together and that have perpendicular magnetic anisotropy
JP5598975B2 (ja) * 2010-09-02 2014-10-01 独立行政法人理化学研究所 スピン注入源およびその製造方法
JP5318137B2 (ja) * 2011-03-22 2013-10-16 株式会社東芝 多層膜の製造方法
US8758909B2 (en) * 2011-04-20 2014-06-24 Alexander Mikhailovich Shukh Scalable magnetoresistive element
TWI415253B (zh) 2011-05-17 2013-11-11 Novatek Microelectronics Corp 光學感測器及其製造方法
KR102130054B1 (ko) * 2012-06-07 2020-07-06 삼성전자주식회사 자기 터널링 접합 시드, 캡핑 및 스페이서 막 물질들
JP2013016820A (ja) * 2012-08-20 2013-01-24 Hitachi Ltd トンネル磁気抵抗効果素子、それを用いた磁気メモリセル及びランダムアクセスメモリ
KR102055905B1 (ko) * 2012-09-21 2020-01-22 더 데꼬르 코포레이션 피티와이.엘티디. 개선된 밀봉 가능한 용기
JP5774568B2 (ja) 2012-09-21 2015-09-09 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
US8995181B2 (en) 2013-03-21 2015-03-31 Daisuke Watanabe Magnetoresistive element
JP5865858B2 (ja) 2013-03-22 2016-02-17 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果素子の製造方法
US9123879B2 (en) 2013-09-09 2015-09-01 Masahiko Nakayama Magnetoresistive element and method of manufacturing the same
US9385304B2 (en) 2013-09-10 2016-07-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic memory and method of manufacturing the same
US9231196B2 (en) 2013-09-10 2016-01-05 Kuniaki SUGIURA Magnetoresistive element and method of manufacturing the same
US9368717B2 (en) 2013-09-10 2016-06-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistive element and method for manufacturing the same
US8956882B1 (en) 2013-09-12 2015-02-17 Kazuhiro Tomioka Method of manufacturing magnetoresistive element
US9425388B2 (en) 2013-09-12 2016-08-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic element and method of manufacturing the same
JP6173854B2 (ja) 2013-09-20 2017-08-02 株式会社東芝 歪検知素子、圧力センサ、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネル
US9373781B2 (en) 2013-11-12 2016-06-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Dual perpendicular magnetic anisotropy magnetic junction usable in spin transfer torque magnetic random access memory applications
KR102465539B1 (ko) 2015-09-18 2022-11-11 삼성전자주식회사 자기 터널 접합 구조체를 포함하는 반도체 소자 및 그의 형성 방법
US9633678B2 (en) 2015-09-29 2017-04-25 Seagate Technology Llc Data reader with spin filter
KR20170064054A (ko) * 2015-11-30 2017-06-09 에스케이하이닉스 주식회사 전자 장치 및 그 제조 방법
JP6826344B2 (ja) * 2017-02-09 2021-02-03 Tdk株式会社 強磁性トンネル接合体の製造方法及び強磁性トンネル接合体
US11367551B2 (en) * 2017-12-20 2022-06-21 Montana State University Large moments in BCC FExCOyMNz and other alloy thin films
JP2020155565A (ja) 2019-03-20 2020-09-24 キオクシア株式会社 磁気記憶装置
US11646143B2 (en) * 2019-05-21 2023-05-09 International Business Machines Corporation Magnetic multi-layers containing MgO sublayers as perpendicularly magnetized magnetic electrodes for magnetic memory technology
CN110246656A (zh) * 2019-07-02 2019-09-17 西华大学 一种多层耦合图形化磁性薄膜及制备和测试方法
CN113130735B (zh) * 2019-12-31 2023-08-04 浙江驰拓科技有限公司 磁隧道结中势垒层的制备方法、磁隧道结及其制备方法
KR20220125050A (ko) * 2021-03-04 2022-09-14 삼성전자주식회사 자기터널접합 소자, 자기터널접합 소자를 포함하는 메모리 장치, 및 자기터널접합 소자의 제조 방법
US20230084970A1 (en) * 2021-09-10 2023-03-16 Western Digital Technologies, Inc. Tunneling magnetoresistive (tmr) device with improved seed layer

Family Cites Families (93)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA849070B (en) 1983-12-07 1985-07-31 Energy Conversion Devices Inc Semiconducting multilayered structures and systems and methods for synthesizing the structures and devices incorporating the structures
JPH02101268A (ja) 1988-10-11 1990-04-13 Taisei Corp 制振性を有する構造物
US5506063A (en) * 1990-11-14 1996-04-09 Nec Corporation Soft magnetic film of iron and process of formation thereof
US5239504A (en) * 1991-04-12 1993-08-24 International Business Machines Corporation Magnetostrictive/electrostrictive thin film memory
JPH05144729A (ja) 1991-11-20 1993-06-11 Hitachi Ltd 異種材料成長方法
US5514484A (en) * 1992-11-05 1996-05-07 Fuji Xerox Co., Ltd. Oriented ferroelectric thin film
JP2924574B2 (ja) * 1993-05-31 1999-07-26 富士ゼロックス株式会社 配向性強誘電体薄膜素子
JPH08181289A (ja) 1994-12-26 1996-07-12 Yasuo Tarui 強誘電体薄膜と基体との複合構造体およびその製造方法
US5800635A (en) * 1995-06-15 1998-09-01 Alliedsignal Inc. Method of achieving a controlled step change in the magnetization loop of amorphous alloys
US5817366A (en) * 1996-07-29 1998-10-06 Tdk Corporation Method for manufacturing organic electroluminescent element and apparatus therefor
JP3325478B2 (ja) * 1996-12-27 2002-09-17 ワイケイケイ株式会社 磁気抵抗効果素子および磁気検出器並びにその使用方法
US5945694A (en) * 1997-01-31 1999-08-31 Motorola, Inc. Compound semiconductor device having reduced temperature variability
JPH1197766A (ja) 1997-09-17 1999-04-09 Res Inst Electric Magnetic Alloys 強磁性トンネル接合素子
US20020004595A1 (en) 1997-12-08 2002-01-10 Smithkline Beecham Corporation Process for preparing potassium clavulanate
JP3041273B2 (ja) 1998-07-14 2000-05-15 株式会社日立製作所 垂直磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記録再生装置
EP1097457B1 (de) * 1998-07-15 2003-04-09 Infineon Technologies AG Speicherzellenanordnung, bei der ein elektrischer widerstand eines speicherelements eine information darstellt und durch ein magnetfeld beeinflussbar ist, und verfahren zu deren herstellung
JP4027041B2 (ja) 1999-03-19 2007-12-26 インフィネオン テクノロジース アクチエンゲゼルシャフト メモリセル装置及びその製造方法
US6181537B1 (en) * 1999-03-29 2001-01-30 International Business Machines Corporation Tunnel junction structure with junction layer embedded in amorphous ferromagnetic layers
US6201672B1 (en) * 1999-04-26 2001-03-13 International Business Machines Corporation Spin valve sensor having improved interface between pinning layer and pinned layer structure
JP3220116B2 (ja) 1999-07-06 2001-10-22 株式会社日立製作所 垂直磁気記録媒体および磁気記憶装置
JP2001007420A (ja) * 1999-06-17 2001-01-12 Sony Corp 磁気抵抗効果膜とこれを用いた磁気読取りセンサ
JP3589346B2 (ja) 1999-06-17 2004-11-17 松下電器産業株式会社 磁気抵抗効果素子および磁気抵抗効果記憶素子
US6252750B1 (en) * 1999-07-23 2001-06-26 International Business Machines Corporation Read head with file resettable double antiparallel (AP) pinned spin valve sensor
US6275362B1 (en) * 1999-07-30 2001-08-14 International Business Machines Corporation Magnetic read head having spin valve sensor with improved seed layer for a free layer
US6611405B1 (en) 1999-09-16 2003-08-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistive element and magnetic memory device
JP3434476B2 (ja) 1999-09-29 2003-08-11 秋田県 高密度情報記録媒体及びその媒体の製造方法
WO2001056090A1 (fr) 2000-01-28 2001-08-02 Sharp Kabushiki Kaisha Dispositif a magnetoresistance et procede de fabrication de celui-ci, base pour dispositif a magnetoresistance et procede de fabrication de celle-ci, et capteur a magnetoresistance
JP2002020400A (ja) 2000-07-03 2002-01-23 Yakult Honsha Co Ltd 抗活性型ケラチノサイトトランスグルタミナーゼ抗体
JP2002050011A (ja) * 2000-08-03 2002-02-15 Nec Corp 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド、磁気抵抗変換システム及び磁気記録システム
US6544801B1 (en) * 2000-08-21 2003-04-08 Motorola, Inc. Method of fabricating thermally stable MTJ cell and apparatus
US6767655B2 (en) * 2000-08-21 2004-07-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magneto-resistive element
JP2002167661A (ja) * 2000-11-30 2002-06-11 Anelva Corp 磁性多層膜作製装置
JP2002270790A (ja) * 2000-12-27 2002-09-20 Toshiba Corp 半導体記憶装置
JP3607609B2 (ja) * 2000-12-28 2005-01-05 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気メモリ、磁気ヘッド、及び磁気再生装置
US6771473B2 (en) 2001-01-22 2004-08-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetoresistive element and method for producing the same
JP2002319722A (ja) 2001-01-22 2002-10-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気抵抗効果素子とその製造方法
JP2002246567A (ja) 2001-02-14 2002-08-30 Toshiba Corp 磁気ランダムアクセスメモリ
JP3576111B2 (ja) 2001-03-12 2004-10-13 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子
JP3961777B2 (ja) * 2001-03-26 2007-08-22 株式会社東芝 磁気センサー
JP4304568B2 (ja) * 2002-04-23 2009-07-29 独立行政法人産業技術総合研究所 平坦化トンネル磁気抵抗素子
KR100886602B1 (ko) 2001-05-31 2009-03-05 도꾸리쯔교세이호진 상교기쥬쯔 소고겡뀨죠 터널자기저항소자
JP2002359413A (ja) 2001-05-31 2002-12-13 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 強磁性トンネル磁気抵抗素子
JP3815601B2 (ja) 2001-09-14 2006-08-30 独立行政法人産業技術総合研究所 トンネル磁気抵抗素子および磁気ランダムアクセスメモリ
US7262064B2 (en) * 2001-10-12 2007-08-28 Sony Corporation Magnetoresistive effect element, magnetic memory element magnetic memory device and manufacturing methods thereof
JP2003124541A (ja) * 2001-10-12 2003-04-25 Nec Corp 交換結合膜、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気ランダムアクセスメモリ
FR2830971B1 (fr) * 2001-10-12 2004-03-12 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetoresistif a vanne de spin a performances ameliorees
JP2003133531A (ja) 2001-10-26 2003-05-09 Fujitsu Ltd 電子装置とその製造方法
JP2003152239A (ja) * 2001-11-12 2003-05-23 Fujitsu Ltd 磁気抵抗効果素子、及び、それを有する読み取りヘッド並びにドライブ
JP3638563B2 (ja) 2002-03-27 2005-04-13 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子およびこれを用いた磁気メモリ
JP4100025B2 (ja) 2002-04-09 2008-06-11 ソニー株式会社 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ装置
JP2003304012A (ja) * 2002-04-10 2003-10-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd トンネル磁気抵抗効果素子
JP2004022599A (ja) 2002-06-12 2004-01-22 Sony Corp 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ装置、磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ装置の製造方法
JP4352659B2 (ja) 2002-06-25 2009-10-28 ソニー株式会社 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP3729159B2 (ja) 2002-06-26 2005-12-21 ソニー株式会社 磁気メモリ装置
JP2004063592A (ja) 2002-07-25 2004-02-26 Sony Corp 磁気抵抗効果素子および磁気メモリ装置
JP2004071897A (ja) * 2002-08-07 2004-03-04 Sony Corp 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ装置
US6621730B1 (en) * 2002-08-27 2003-09-16 Motorola, Inc. Magnetic random access memory having a vertical write line
US6831312B2 (en) * 2002-08-30 2004-12-14 Freescale Semiconductor, Inc. Amorphous alloys for magnetic devices
TWI277363B (en) * 2002-08-30 2007-03-21 Semiconductor Energy Lab Fabrication system, light-emitting device and fabricating method of organic compound-containing layer
JPWO2004025744A1 (ja) 2002-09-13 2006-01-12 富士通株式会社 感磁素子及びその製造方法、並びにその感磁素子を用いた磁気ヘッド、エンコーダ装置、及び磁気記憶装置
JP2004128015A (ja) 2002-09-30 2004-04-22 Sony Corp 磁気抵抗効果素子および磁気メモリ装置
JP2004128229A (ja) * 2002-10-02 2004-04-22 Nec Corp 磁性メモリ及びその製造方法
US6828260B2 (en) * 2002-10-29 2004-12-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ultra-violet treatment of a tunnel barrier layer through an overlayer a tunnel junction device
US7192787B2 (en) * 2002-12-10 2007-03-20 International Business Machines Corporation Highly nonlinear magnetic tunnel junctions for dense magnetic random access memories
JP3889710B2 (ja) * 2003-01-23 2007-03-07 三洋電機株式会社 混成集積回路装置
JP3999677B2 (ja) 2003-01-23 2007-10-31 富士通株式会社 磁気記録媒体の製造方法
JP4050709B2 (ja) * 2003-04-01 2008-02-20 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及びこの電気光学装置を備えた電子機器
JP2004348777A (ja) * 2003-05-20 2004-12-09 Hitachi Ltd 垂直磁気記録媒体および磁気記録装置
US7598555B1 (en) * 2003-08-22 2009-10-06 International Business Machines Corporation MgO tunnel barriers and method of formation
US6967366B2 (en) * 2003-08-25 2005-11-22 Freescale Semiconductor, Inc. Magnetoresistive random access memory with reduced switching field variation
US7227728B2 (en) 2003-08-29 2007-06-05 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method and apparatus for a current-perpendicular-to-plane Giant Magneto-Resistance sensor with embedded composite film
US6911685B2 (en) * 2003-10-10 2005-06-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Thermally-assisted magnetic memory structures
US6819586B1 (en) 2003-10-24 2004-11-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Thermally-assisted magnetic memory structures
US20050110004A1 (en) * 2003-11-24 2005-05-26 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junction with improved tunneling magneto-resistance
US7252852B1 (en) * 2003-12-12 2007-08-07 International Business Machines Corporation Mg-Zn oxide tunnel barriers and method of formation
US7149105B2 (en) * 2004-02-24 2006-12-12 Infineon Technologies Ag Magnetic tunnel junctions for MRAM devices
JP4581133B2 (ja) 2004-03-12 2010-11-17 独立行政法人科学技術振興機構 磁気抵抗素子
US7884403B2 (en) 2004-03-12 2011-02-08 Japan Science And Technology Agency Magnetic tunnel junction device and memory device including the same
TW200600282A (en) * 2004-06-30 2006-01-01 Kabo Tool Co A tool sleeve capable of preventing undesirable rolling on a plane
US7357995B2 (en) * 2004-07-02 2008-04-15 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel barriers and associated magnetic tunnel junctions with high tunneling magnetoresistance
US7270896B2 (en) * 2004-07-02 2007-09-18 International Business Machines Corporation High performance magnetic tunnel barriers with amorphous materials
US20060012926A1 (en) * 2004-07-15 2006-01-19 Parkin Stuart S P Magnetic tunnel barriers and associated magnetic tunnel junctions with high tunneling magnetoresistance
US7408749B2 (en) * 2004-08-23 2008-08-05 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. CPP GMR/TMR structure providing higher dR
JPWO2006022183A1 (ja) * 2004-08-27 2008-05-08 独立行政法人科学技術振興機構 磁気抵抗素子及びその製造方法
JP4292128B2 (ja) * 2004-09-07 2009-07-08 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗効果素子の製造方法
US7377025B2 (en) * 2004-10-29 2008-05-27 Headway Technologies, Inc. Method of forming an improved AP1 layer for a TMR device
JP4951858B2 (ja) 2005-01-12 2012-06-13 ソニー株式会社 メモリ
US7443639B2 (en) * 2005-04-04 2008-10-28 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junctions including crystalline and amorphous tunnel barrier materials
US8091209B1 (en) 2005-12-16 2012-01-10 Seagate Technology Llc Magnetic sensing device including a sense enhancing layer
JP2008263031A (ja) * 2007-04-11 2008-10-30 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子とその製造方法、磁気抵抗効果素子を備えた磁気記憶装置とその製造方法
JP2009124058A (ja) * 2007-11-19 2009-06-04 Fujitsu Ltd 磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法
JP4774092B2 (ja) 2008-10-06 2011-09-14 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗効果素子およびそれを用いたｍｒａｍ
US8183653B2 (en) 2009-07-13 2012-05-22 Seagate Technology Llc Magnetic tunnel junction having coherent tunneling structure

Also Published As

Publication number Publication date
US20230363288A1 (en) 2023-11-09
JP2012151494A (ja) 2012-08-09
JP2009021626A (ja) 2009-01-29
US20200020851A1 (en) 2020-01-16
US7884403B2 (en) 2011-02-08
US11233193B2 (en) 2022-01-25
US20130228883A1 (en) 2013-09-05
US20170155042A1 (en) 2017-06-01
EP1737055A4 (en) 2008-07-30
JP5152734B2 (ja) 2013-02-27
JP5002788B2 (ja) 2012-08-15
JP2012039144A (ja) 2012-02-23
KR20060122970A (ko) 2006-11-30
EP1737055A1 (en) 2006-12-27
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