TWI450284B

TWI450284B - 具有垂直異向性之合成反鐵磁結構及其製法

Info

Publication number: TWI450284B
Application number: TW100137841A
Authority: TW
Inventors: Gung Chern; Cheng Hung Shiue
Original assignee: Nat Univ Chung Cheng
Priority date: 2011-10-19
Filing date: 2011-10-19
Publication date: 2014-08-21
Also published as: TW201318010A

Description

具有垂直異向性之合成反鐵磁結構及其製法

本發明係有關於一種反鐵磁結構及其製法，更具體而言，係有關於一種用於垂直性自旋閥或隧道結的具有垂直異向性之合成反鐵磁結構及其製法。

記錄媒體可依其記錄方式概分為磁記錄、光記錄、磁光記錄及半導體記錄媒體，其中，以巨磁阻(Giant magneto resistance；GMR)磁性多層結構為讀取頭的磁記錄媒體，可大大提升硬碟的資料存量，而具有交換耦合效應的自旋閥(Spin Valve)多層結構則被視為最有潛力的巨磁阻系統之一。

請參閱第1A圖，自旋閥的多層結構1包括反鐵磁層10、第一鐵磁層11、分隔層12、及第二鐵磁層13，其中，第一鐵磁層11受反鐵磁層10的影響會產生磁滯回路偏移現象，故又稱為扎釘層(pinned layer)，第二鐵磁層13不受反鐵磁層10的影響故又稱為自由層(free layer)，而分隔層12(spacer layer)則區隔第一和第二鐵磁層11和13，自旋閥的分隔層12通常使用銅會有較好巨磁阻效果。另外，磁性隧道結(magnetic tunnel junction；MTJ)的多層結構亦可包括如第1A圖所示之反鐵磁層10、第一鐵磁層11、分隔層12、第二鐵磁層13，其中，反鐵磁層10可用來釘住第一鐵磁層11，使之相對於第二鐵磁層13不易被外加磁場反轉。惟，傳統的反鐵磁層10在被外加磁場多次反轉後往往出現拒磁的現象，從而使得磁紀錄媒體的工作效率出現下降，甚至可能使磁紀錄媒體失去功效。

基於此原因，相關技術領域提供一種人工反鐵磁結構，如第1B圖所示，人工反鐵磁結構10’包含兩個鐵磁層101、103及夾置於兩鐵磁層101、103中的非磁性金屬層102，當非磁性金屬層102的厚度在某一範圍時，上下兩鐵磁層101、103間會呈現反平行耦合特徵。因此，人工反鐵磁結構10’可抵抗外加場多次翻轉作用後可能出現的拒磁效應。一般而言，在自旋閥或磁性隧道結的多層結構中的鐵磁與反鐵磁層的交換磁異向性研究中，鐵磁層多為鐵、鈷或鎳鐵合金(NiFe)等3d過渡鐵磁性金屬。反鐵磁層的種類則大致可分為鐵磁性金屬氧化物，例如氧化鈷、氧化鎳等；Mn系與鐵磁性金屬的合金，例如鐵錳、鎳錳NiMn、鈷錳等合金；Mn與其他過渡金屬的合金，例如鉑錳、鉛錳、銥錳等合金；或其他金屬，例如二氟化鐵等。惟，這類的材料一般都只呈現出水平方向異向性，因此也多被應用於水平式的自旋閥或隧道結中。

近年來，隨著元件微小化，水平式的自旋閥或隧道結在尺寸縮小到一定範圍後會受熱擾動的影響，為了不斷提高記錄媒體的讀取速度、存儲密度和熱穩定性，對垂直式的自旋閥或隧道結的研究變得越來越重要。

鑒於先前技術的問題，本發明提供一種具有垂直異向性之合成反鐵磁結構及其製法，其製法簡單，且應用於自旋閥或隧道結亦可提高磁記錄媒體的讀取速度、儲存密度和熱穩定性。

本發明之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構，係包括：基材；依序堆疊於該基材上之緩衝層、第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層、及第二氧化層；其中，該第一鐵磁層與該第二鐵磁層之間呈垂直式反平行耦合。

所述之緩衝層的厚度係在50至100埃之間，所述之第一鐵磁層及第二鐵磁層的厚度各自為等於或小於15埃，所述之非磁性金屬層的厚度係在5至35埃之間，該第一氧化層及該第二氧化層的厚度各自為10至20埃之間，而該第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層、及第二氧化層之整體厚度係在50至60埃之間。

所述之非磁性金屬可例如鉭，所述之第一鐵磁層及第二鐵磁層可例如CoFeB，所述之第一氧化層及第二氧化層可例如氧化鎂。藉由調整第一及第二鐵磁層的厚度及界於兩者之間的非磁性金屬層的厚度，可實現第一及第二鐵磁層之間呈現垂直式反平行耦合的特性。因此，本發明之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構可應用於自旋閥或隧道結的多層膜結構，其垂直異向性反平行耦合的特徵能改善裝置尺寸縮小後受熱擾動的影響。

本發明之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構的製法，係包括以下步驟：於預定氣壓及室溫下，於一基材上依序形成緩衝層、第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層、及第二氧化層；以及進行退火處理。

復包括在於預定氣壓及室溫下於一基材上依序形成緩衝層、第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層、及第二氧化層之步驟之前，將該基材置於4×10^-7 Torr以下的背景氣壓下，接著通入氬氣並維持4×10^-3 Torr的氣壓，以氬離子分別轟擊提供形成該緩衝層、第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層、及第二氧化層的靶材。在執行於一基材上依序形成緩衝層、第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層、及第二氧化層之步驟時，所述預定氣壓為在1×10^-3 Torr至4×10^-3 Torr之間的氬氣氣壓。此外，該退火處理的氣壓係可在10^-4 Torr以上，該退火處理的時間為1至2小時，該退火處理的溫度界於攝氏250至350度之間。

藉由適當的退火處理，可實現第一及第二鐵磁層之間呈現垂直式反平行耦合的特性。於一較佳實施形態中，本發明之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構，其緩衝層的厚度為100埃、第一氧化層及第二氧化層的厚度各自為10埃、第一鐵磁層及第二鐵磁層的厚度各自為12埃、非磁性金屬層的厚度係在10至15埃之間。

相較習知技術，本發明具有垂直異向性之合成反鐵磁結構的製法簡單，即一般的磁控濺射設備即可，且藉由本發明之製法所得到的具有垂直異向性之合成反鐵磁結構，在基於CoFeB垂直性自旋閥或隧道結多層膜裝置中具有很強的兼容性，特別適用垂直式磁記錄媒體。

以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技術之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效，亦可藉由其他不同的具體實施例加以施行或應用。

須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中所引用之如“上”、“一”、“第一”及“第二”等之用語，亦僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。

請參閱第2A圖，具有垂直異向性之合成反鐵磁結構2包括：基材20、依序堆疊在基材20上之緩衝層21、氧化層22、鐵磁層23、非磁性金屬層24、鐵磁層25及氧化層26。

基材20可為表面經氧化處理的矽基材。

緩衝層21形成於基材20上，例如鉭，其厚度可為50至100埃。

氧化層22形成於緩衝層21上，氧化層22和26將夾置有非磁性金屬層24的鐵磁層23和25夾置於其中，氧化層22和26可為氧化金屬層，例如氧化鎂，氧化層22和26各自的厚度可為10至20埃之間。

鐵磁層23形成於氧化層22上，鐵磁層23和25將非磁性金屬層24夾置於其中，鐵磁層23和25可例如CoFeB。鐵磁層23和25各自的厚度可等於或小於15埃。

非磁性金屬層24形成於鐵磁層23上，被鐵磁層23和25夾置於其中，可為過渡性金屬，例如鉭。非磁性金屬層24的厚度可在5至35埃之間。

依序堆疊之氧化層22、鐵磁層23、非磁性金屬層24、鐵磁層25及氧化層26之整體厚度可在50至60埃之間。

此外，具有垂直異向性之合成反鐵磁結構2復包括保護層27，例如鉭，係形成於氧化層26上。或者，如第2B圖所示，具有垂直異向性之合成反鐵磁結構2’進一步包括鐵磁層28，例如CoFeB，係形成於氧化層26上，保護層27形成於鐵磁層28上，第2B圖所示之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構2’可稱之為全結構。

接著參閱第3圖，大致說明本發明具有垂直異向性之合成反鐵磁結構之製法。於步驟S31中，提供一基材，其中，復包括步驟S310，先將該基材置於背景氣壓下，其中，該背景氣壓為4×10^-7 Torr以下。接著進至步驟S32。

於步驟S32中，通入氬氣，以氬離子轟擊提供形成後述緩衝層、第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層、及第二氧化層的靶材，以清洗靶材表面的氧化層或雜質，其中，通入氬氣後維持4×10^-3 Torr的氣壓。接著進至步驟S33。

於步驟S33中，於預定氣壓及室溫下，於該基材上依序形成緩衝層、第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層、及第二氧化層，其中，該緩衝層、非磁性金屬層可為過渡金屬(例如鉭)，第一氧化層及第二氧化層可例如氧化鎂，第一鐵磁層及第二鐵磁層可例如CoFeB。

需說明的是，在基材上依序形成緩衝層、第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層、第二氧化層等各層時，該預定氣壓較佳約在1×10^-3 Torr至4×10^-3 Torr之間的氬氣氣壓。

而在基材上所形成之緩衝層的厚度約在50至100埃之間，該第一鐵磁層及該第二鐵磁層的厚度各自為等於或小於15埃，該非磁性金屬層的厚約在5至35埃之間，該第一氧化層及該第二氧化層的厚度各自為10至20埃之間，而該第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層及第二氧化層之整體厚度約在50至60埃之間。最後進至步驟S34。

於步驟S34中，進行退火處理。所述之退火處理的氣壓約在10^-4 Torr以上，退火處理的時間約為1至2小時，退火處理的溫度約在攝氏250至350度之間。需說明的是，退火溫度可視各層的厚度而改變，所形成的層厚度越薄，則所需的退火溫度越低。

藉由步驟S31至S34的製法所製造之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構，可於第一與第二鐵磁層CoFeB之間出現垂直方向上的反鐵磁耦合，即其磁性方向係垂直於基材的表面且相互平行而方向相反。

此外，經由在5至35埃厚度的範圍內反覆調整非磁性金屬層的厚度，配合適當的退火處理，可得到優化的參數，亦即，該緩衝層的厚度為100埃、該第一氧化層及該第二氧化層的厚度各自為10埃、該第一鐵磁層及該第二鐵磁層的厚度各自為12埃、該非磁性金屬層的厚度係在10至15埃之間，而該退火處理的氣壓係在10^-4 Torr以上、該退火處理的溫度的範圍係在攝氏250至350度之間、該退火處理的時間為1小時。

實施例1

於背景壓力約4×10^-7 Torr或以下之氣壓及室溫下，依序在基材上形成Ta緩衝層、MgO(10)/CoFeB(12)/Ta(t_Ta )/CoFeB(12)/MgO(10)、及Ta保護層的結構。

實施例2

重複實施例1之步驟製作結構樣品，探討中間夾層(Ta)不同厚度對CoFeB/Ta/CoFeB三明治層反鐵磁耦合的影響。通過製作以下7種不同中間夾層(Ta)厚度，即t_Ta =5、10、15、20、25、30、35，觀察其對CoFeB/Ta/CoFeB形成反鐵磁耦合的影響。

請參閱第4A圖，合成反鐵磁結構為MgO(10)/CoFeB(12)/Ta(t_Ta =5-35)/CoFeB(12)/MgO(10)。在尚未經退火處理之前，CoFeB/Ta/CoFeB在大多數情況下呈現出意料中的水平式結構，但在t_Ta =15、30時也出現了垂直式佔優勢的情況。說明在如此反鐵磁結構中，CoFeB/Ta的界面異向性在垂直方向具有較強的貢獻。

實施例3

將實施例2之步驟製作得到的結構樣品進行真空退火處理。退火條件是：氣壓在10^-4 Torr以上，退火溫度300℃，退火時間1小時。退火處理完畢後，將結構樣品進行室溫下VSM測量，探討真空退火後，中間夾層(Ta)不同厚度對CoFeB/Ta/CoFeB三明治層反鐵磁耦合的影響。

由第4B圖可知，經退火處理後，CoFeB/Ta/CoFeB的垂直異向性得到顯著的加強，其中，t_Ta =5時，磁滯曲線呈水平及垂直綜合的現象，可能是由於中間夾層(Ta)非常薄的原因，而其餘樣品經退火後均出現垂直異向性。尤其值得注意的是t_Ta =10、15的樣品的矯頑磁場強度值可以達到130 Oe左右。此外，從垂直於層面方向的M-H數據中提取出剩磁(Mr)和矯頑磁場(Hc)，並將這兩項指標對中間夾層(Ta)厚度作圖，如第5A和5B圖所示，發現Mr和Hc隨中間夾層(Ta)厚度的增加呈現出週期震盪的特點，其震盪週期為13。所以，CoFeB/Ta/CoFeB表現出來的垂直異向性和週期震盪，可使鐵磁層(CoFeB)在垂直方向上通過中間夾層(Ta)呈現出的RKKY(Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida)耦合現象。

實施例4

在實施例1之步驟製作結構樣品的基礎上設計製作新的樣品，在合成反鐵磁結構MgO(10)/CoFeB(12)/Ta(13)/CoFeB(12)/MgO(10)的上面再長一層CoFeB(t_CoFeB )鐵磁層，即形成所謂的全結構，並在上面形成約10厚的Ta層。然後研究退火前和退火後在全結構中各CoFeB鐵磁層磁矩反轉機制。這裡，中間夾層(Ta)的厚度固定為震盪週期13，最上面的CoFeB自由層的厚度設計為11、14、和17三個厚度，合成反鐵磁的全結構為SiO₂ /Ta(100)/MgO(10)/CoFeB(12)/Ta(13)/CoFeB(12)/MgO(10)/CoFeB(t_CoFeB =11、14、17)/Ta(10)。

由第6A圖可知，合成反鐵磁的全結構在退火前也只呈現出水平式耦合的特徵，但在300℃退火1小時後，如第6B圖所示，出現了顯著的垂直異向性。尤其是t_CoFeB =14的樣品出現了兩個step，三個loop的磁滯曲線現象。CoFeB鐵磁層磁矩在大約100 Oe和200 Oe處出現各自反轉的現象。如果我們可以控制外加場在100至200 Oe範圍內，就可以實現CoFeB自由層對CoFeB人工反鐵磁層的反轉。

因此，本發明得出合成反鐵磁結構的優化參數是：SiO₂ /Ta(100)/MgO(10)/CoFeB(12)/Ta(10-15)/CoFeB(12)/MgO(10)；在氣壓10^-4 Torr以上的環境下於300℃下退火1小時。

此外，本發明還初步製作了具有垂直異向性之合成反鐵磁的全結構，證明本發明之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構可以被應用於基於CoFeB的垂直式磁性隧道結裝置。

綜上所述，本發明之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構係包括基材及在基材上依序堆疊之緩衝層、第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層及第二氧化層，其中，所述之緩衝層的厚度可約在50至100埃之間，所述之第一及第二鐵磁層(例如CoFeB)的厚度各可自約等於或小於15埃，所述之非磁性金屬層(例如鉭)的厚度可約在5至35埃之間，所述之第一及第二氧化層(例如氧化鎂)的厚度可各自約為10至20埃之間。此結構經退火處理後，可實現第一與第二鐵磁層之間呈現垂直式反平行耦合的特性。此外，製作具有垂直異向性之合成反鐵磁結構之退火處理的溫度可界於攝氏250至350度之間，退火處理的時間可約為1至2小時。

上述實施例僅為例示性說明本發明之原理及其功效，並非用於限制本發明，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施例進行修飾與變化。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

1．．．自旋閥的多層結構

10．．．反鐵磁層

11．．．第一鐵磁層

12．．．分隔層

13．．．第二鐵磁層

10’．．．人工反鐵磁結構

101、103．．．鐵磁層

102．．．非磁性金屬層

2、2’．．．具有垂直異向性之合成反鐵磁結構

20．．．基材

21．．．緩衝層

22、26．．．氧化層

23、25、28．．．鐵磁層

24．．．非磁性金屬層

27．．．保護層

S31至S34、S310．．．步驟

第1A圖係習知自旋閥或磁性隧道結的多層結構之示意圖；

第1B圖係習知人工反鐵磁結構之示意圖；

第2A圖係本發明之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構之示意圖；

第2B圖係本發明之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構之一實施形態之示意圖；

第3圖係本發明之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構之製法的流程圖；

第4A圖係本發明具有垂直異向性之合成反鐵磁結構SiO₂ /Ta(100)/MgO(10)/CoFeB(12)/Ta(5、10、15、20、25、30、35)/CoFeB(12)/MgO(10)/Ta(10)室溫下量測到的M-H曲線；

第4B圖係本發明具有垂直異向性之合成反鐵磁結構SiO₂ /Ta(100)/MgO(10)/CoFeB(12)/Ta(5、10、15、20、25、30、35)/CoFeB(12)/MgO(10)/Ta(10)經300℃退火1小時後在室溫下量測到的M-H曲線；

第5A圖係本發明具有垂直異向性之合成反鐵磁結構SiO₂ /Ta(100)/MgO(10)/CoFeB(12)/Ta(5、10、15、20、25、30、35)/CoFeB(12)/MgO(10)/Ta(10)經退火處理後，剩磁(Mr)對中間夾層Ta厚度的震盪現象；

第5B圖係本發明具有垂直異向性之合成反鐵磁結構SiO₂ /Ta(100)/MgO(10)/CoFeB(12)/Ta(5、10、15、20、25、30、35)/CoFeB(12)/MgO(10)/Ta(10)經退火處理後，矯頑磁場(Hc)對中間夾層Ta厚度的震盪現象；

第6A圖係本發明具有垂直異向性之合成反鐵磁結構SiO₂ /Ta(100)/MgO(10)/CoFeB(12)/Ta(13)/CoFeB(12)/MgO(10)/CoFeB(11、14、17)/Ta(10)室溫下量測到的M-H曲線；以及

第6B圖係本發明具有垂直異向性之合成反鐵磁結構SiO₂ /Ta(100)/MgO(10)/CoFeB(12)/Ta(13)/CoFeB(12)/MgO(10)/CoFeB(11、14、17)/Ta(10)經300℃退火1小時後在室溫下量測到的M-H曲線。

2．．．具有垂直異向性之合成反鐵磁結構

20．．．基材

21．．．緩衝層

22、26．．．氧化層

23、25．．．鐵磁層

24．．．非磁性金屬層

27．．．保護層

Claims

一種具有垂直異向性之合成反鐵磁結構，係包括：基材；依序堆疊於該基材上之緩衝層、第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層、及第二氧化層，其中，該非磁性金屬層為過渡金屬、第一鐵磁層及第二鐵磁層各自為CoFeB、第一氧化層及第二氧化層分別為氧化金屬，該第一鐵磁層與該第二鐵磁層之間呈垂直式反平行耦合。
如申請專利範圍第1項所述之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構，其中，該緩衝層的厚度係在50至100埃之間，該第一鐵磁層及該第二鐵磁層的厚度各自為等於或小於15埃，該非磁性金屬層的厚度係在5至35埃之間，該第一氧化層及該第二氧化層的厚度各自為10至20埃之間，而該第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層、及第二氧化層之整體厚度係在50至60埃之間。
如申請專利範圍第1項所述之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構，其中，該過渡金屬為鉭。
如申請專利範圍第1項所述之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構，其中，該氧化金屬為氧化鎂。
如申請專利範圍第1項所述之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構，其中，該緩衝層的厚度為100埃、該第一氧化層及該第二氧化層的厚度各自為10埃、該第一鐵磁層及該第二鐵磁層的厚度各自為12埃、該非磁性金屬層的厚度係在10至15埃之間。
如申請專利範圍第1項所述之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構，復包括保護層，係形成於該第二氧化層上。
如申請專利範圍第1項所述之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構，復包括第三鐵磁層及保護層，係依序形成於該第二氧化層上。
一種具有垂直異向性之合成反鐵磁結構的製法，係包括以下步驟：於1×10^-3 Torr至4×10^-3 Torr之氣壓及室溫下，於一基材上依序形成緩衝層、第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層、及第二氧化層，其中，該非磁性金屬層為過渡金屬、第一鐵磁層及第二鐵磁層各自為CoFeB、第一氧化層及第二氧化層分別為氧化金屬；以及進行退火處理，其中，該退火處理的氣壓係在10^-4 Torr以上，該退火處理的時間為1至2小時，該退火處理的溫度界於攝氏250至350度之間。
如申請專利範圍第8項所述之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構的製法，其中，在於預定氣壓及室溫下於一基材上依序形成緩衝層、第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層、及第二氧化層之步驟之前，復包括先將該基材置於4×10^-7 Torr以下的背景氣壓下，接著通入氬氣並維持4×10^-3 Torr的氣壓，以氬離子分別轟擊提供形成該緩衝層、第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層、及第二氧化層的靶材。
如申請專利範圍第8項所述之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構的製法，其中，在執行於一基材上依序形成緩衝層、第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層、及第二氧化層之步驟時，該預定氣壓為在1×10^-3 Torr至4×10^-3 Torr之間的氬氣氣壓。
如申請專利範圍第8項所述之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構的製法，其中，該緩衝層的厚度係在50至100埃之間，該第一鐵磁層及該第二鐵磁層的厚度為等於或小於15埃，該第一氧化層及該第二氧化層的厚度各自為10至20埃之間，該非磁性金屬層的厚度係在5至35埃之間，而該第一氧化層、第一鐵磁層、非磁性金屬層、第二鐵磁層及第二氧化層之整體厚度係在50至60埃之間。
如申請專利範圍第8項所述之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構的製法，其中，復包括於該退火處理之前於該第二氧化層上形成保護層。
如申請專利範圍第8項所述之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構的製法，其中，復包括於該退火處理之前於該第二氧化層上依序形成第三鐵磁層及保護層。
如申請專利範圍第8項所述之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構的製法，其中，該緩衝層的厚度為100埃、該第一氧化層及該第二氧化層的厚度各自為10埃、該第一鐵磁層及該第二鐵磁層的厚度各自為12埃、該非磁性金屬層的厚度係在10至15埃之間。
如申請專利範圍第8項所述之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構的製法，其中，該過渡金屬為鉭。
如申請專利範圍第8項所述之具有垂直異向性之合成反鐵磁結構的製法，其中，該氧化金屬為氧化鎂。