CN100452175C - 磁阻效应元件、磁头、磁记录再生装置、以及磁存储器 - Google Patents

磁阻效应元件、磁头、磁记录再生装置、以及磁存储器 Download PDF

Info

Publication number
CN100452175C
CN100452175C CNB2006100924062A CN200610092406A CN100452175C CN 100452175 C CN100452175 C CN 100452175C CN B2006100924062 A CNB2006100924062 A CN B2006100924062A CN 200610092406 A CN200610092406 A CN 200610092406A CN 100452175 C CN100452175 C CN 100452175C
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic
layer
magneto
metal
articulamentum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2006100924062A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1870140A (zh
Inventor
福泽英明
汤浅裕美
岩崎仁志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN1870140A publication Critical patent/CN1870140A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100452175C publication Critical patent/CN100452175C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • G11B5/3929—Disposition of magnetic thin films not used for directly coupling magnetic flux from the track to the MR film or for shielding
    • 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
    • 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
    • G11B5/3929—Disposition of magnetic thin films not used for directly coupling magnetic flux from the track to the MR film or for shielding
    • G11B5/3932—Magnetic biasing films
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/161—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect details concerning the memory cell structure, e.g. the layers of the ferromagnetic memory cell
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/165—Auxiliary circuits
    • G11C11/1653—Address circuits or decoders
    • G11C11/1657—Word-line or row circuits
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/165—Auxiliary circuits
    • G11C11/1659—Cell access
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/165—Auxiliary circuits
    • G11C11/1675—Writing or programming circuits or methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
    • H01F10/3268—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn
    • H01F10/3272—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn by use of anti-parallel coupled [APC] ferromagnetic layers, e.g. artificial ferrimagnets [AFI], artificial [AAF] or synthetic [SAF] anti-ferromagnets
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/10—Magnetoresistive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/80—Constructional details
    • H10N50/85—Magnetic active materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
    • H01F10/3263—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being symmetric, e.g. for dual spin valve, e.g. NiO/Co/Cu/Co/Cu/Co/NiO
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B61/00—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices
    • H10B61/10—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having two electrodes, e.g. diodes or MIM elements
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B61/00—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices
    • H10B61/20—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having three or more electrodes, e.g. transistors
    • H10B61/22—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having three or more electrodes, e.g. transistors of the field-effect transistor [FET] type

Abstract

本发明的磁阻效应元件，包括：3层或以上的金属磁性层；所述3层或以上的金属磁性层间设置的磁性连接层；以及使电流相对于所述金属磁性层和连接层的迭层体在垂直方向上导通的电极，所述3层或以上的金属磁性层当中最底层或最顶层的金属磁性层的磁化方向被固定，外部磁场为零时，中间的金属磁性层的磁化方向扭转，以便最底层的金属磁性层的磁化方向与最顶层的金属磁性层的磁化方向正交。

Description

磁阻效应元件、磁头、磁记录再生装置、以及磁存储器
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求享有2005年5月26日提交的在先的日本专利申请2005-154023号的优先权权益，其全部内容通过引用在此一并考虑。
技术领域
本发明涉及使电流相对于膜面在垂直方向上导通这种结构的磁阻效应元件、以及采用它的磁头、磁记录再生装置、和磁存储器。
背景技术
由于发现磁性体的迭层结构体中的巨大磁阻效应(Giant MagnetoResistive Effect：GMR)，磁器件性能飞跃式地提高。尤其是旋转阀膜(Spin-Valve：SV膜)具有可容易应用于磁器件的结构，能够有效发挥GMR效应，因而对磁头和MRAM(MAGNETICRANDOM ACCESS MEMORY：磁随机存取存储器)等磁器件带来大的技术进步。
所谓的“旋转阀膜”是指为2个强磁性层之间夹有非磁性金属间隔层这种结构的，设法由反铁磁性层等来固定其中之一强磁性层(称为“固定层”、“磁化固定层”等)的磁化，并随外部磁场(例如介质磁场)使其中另一强磁性层(称为“自由层”、“磁化自由层”等)的磁化旋转这种迭层膜。旋转阀膜可通过固定层和自由层的磁化方向的相对角度变化来获得巨大的磁阻变化。
现有的旋转阀膜，属于使读出电流与膜面平行导通的CIP(Current In Plane：平面面内电流)-GMR元件。近年来，由于发现比CIP-GMR元件大的GMR(巨大磁阻)效应，因而使读出电流在膜面的大致垂直方向上导通的CPP(Current Perpendicular to the Plane：平面垂直方向电流)-GMR元件(下面称为CPP元件)受到关注。
考虑到将上述磁阻效应元件应用于磁头的情况下，存在元件电阻一旦较高便在散粒噪声和高频响应方面有问题发生。对于这种要求，CPP元件的元件的电阻取决于元件面积，在使元件细微化的情况下有电阻变化量增大这种优点，在磁器件愈益细微化的趋势下可有利地应用。从这种背景出发，CPP元件以及用它的磁头可考虑为用以实现200Gbpsi～1Tbpsi(每平方英寸兆兆位)的记录密度的有力替代。但采用由非磁性金属所形成的间隔层的金属CPP元件，其电阻变化量本身相当小，所以难以得到较大的再生输出信号。
为了部分解决该问题，提出了所采用的间隔层在绝缘层中形成有由贯通其中的非磁性金属所形成的细微电流通路(current confined paths：窄电流通路)的CPP元件(current-confined-path-CPP元件)。这种current-confined-path-CPP元件(下面称为CCP-CPP元件)可以给出窄电流效应，可以得到比用非磁性金属间隔层的单纯CPP元件大的再生输出信号。但考虑到适应高记录密度的磁头应用的情况下，即便是CCP-CPP元件，MR(磁阻)变化率也有可能不足。
因此，作为实现可以适应高记录密度的巨大MR(磁阻)变化率这种结构，热切希望新机制的MR(磁阻)元件。
发明内容
本发明实施方式的磁阻效应元件，包括：3层或以上的金属磁性层；所述3层或以上的金属磁性层间设置的磁性连接层；以及使电流相对于所述金属磁性层和连接层的迭层体在垂直方向上导通的电极，所述3层或以上的金属磁性层当中最底层或最顶层的金属磁性层的磁化方向被固定，外部磁场为零时，中间的金属磁性层的磁化方向扭转，以便最底层的金属磁性层的磁化方向与最顶层的金属磁性层的磁化方向正交。
附图说明
图1是本发明实施方式的磁阻效应元件的立体图。
图2A、图2B和图2C是对本发明实施方式磁阻效应元件所加上的外部磁化为零情况下和所加上的是介质磁场情况下金属磁性层的磁化方向的说明图。
图3A、图3B和图3C是对本发明另一实施方式磁阻效应元件所加上的外部磁化为零情况下和所加上的是介质磁场情况下金属磁性层的磁化方向的说明图。
图4是本发明实施方式磁头的剖面图。
图5是本发明实施方式磁头的剖面图。
图6是本发明实施方式磁记录再生装置的立体图。
图7是本发明实施方式磁头组件的立体图。
图8示出的是本发明实施方式磁存储器的一例矩阵构成。
图9示出的是本发明实施方式磁存储器的另一例矩阵构成。
图10是示出本发明实施方式磁存储器的主要部分的剖面图。
图11是沿图10中A-A’线的剖面图。
具体实施方式
图1示出本发明一实施方式磁阻效应元件的立体图。图2A、图2B和图2C示意性图示图1中产生MR(磁阻)变化率的区域(下面有时称为弹簧式旋转阀膜)。
图1的磁阻效应元件具有使下电极11、缓冲层12、反铁磁性层13、强磁性层14、Ru层15、弹簧式旋转阀膜16(金属磁性层1a、连接层2a、金属磁性层1b、连接层2b、金属磁性层1c)、罩盖层17、以及上电极18迭层的结构。
该图中，弹簧式旋转阀膜16具有使金属磁性层1a、连接层2a、金属磁性层1b、连接层2b、以及金属磁性层1c迭层的结构。连接层2a、2b由磁性氧化物或金属反铁磁性体所形成。包含于弹簧式旋转阀膜16中的彼此邻接的2层金属磁性层，通过两层间所夹有的连接层以磁方式具有较弱的结合。另外，图1中反铁磁性层13、强磁性层14以及Ru层15的迭层膜起到锁定(ピニング)层作用(所谓的合成锁定层)，使弹簧式旋转阀膜16中最底层的金属磁性层1a的磁化固定。图1的磁阻效应元件中，电流通过下电极11和上电极18，相对于两电极间的迭层膜的膜面在垂直方向上导通。
参照图2A、图2B和图2C说明外部磁场(介质磁场)为零情况下和加上外部磁场(介质磁场)情况下金属磁性层1a～1c的磁化方向。
最底层的金属磁性层1a的磁化方向固定而起到固定层作用，最顶层的金属磁性层1c的磁化方向随外部磁场变化而起到自由层作用。另外，对处于最底层的金属磁性层1a和最顶层的金属磁性层1c两者中间的金属磁性层1b和连接层2a、2b的功能而言，无法如通常旋转阀膜那样单纯分类为固定层、间隔层、或自由层的功能。按某一种看法，接近自由层迭层的连接层和金属磁性层起到自由层的一部分的作用，而接近固定层迭层的连接层和金属磁性层起到固定层的一部分的作用。按另一种看法，除了起到固定层作用的金属磁性层1a和起到自由层作用的金属磁性层1c以外，其磁化方向不论是与固定层还是与自由层均具有微妙的差异，因而也可以称为具有磁性的间隔层。这样，本发明的磁阻效应元件难以如同现有定义、明确定义为固定层、间隔层、自由层。因此，本说明书中将即便是加上外部磁场，磁化方向实际上也不变的这一层金属磁性层称为固定层(磁化固定层、这里仅为1a)，而将加上外部磁场时磁化方向变化最大的金属磁性层称为自由层(磁化自由层、这里仅为1c)。
如图2A所示，外部磁场为零时，最顶层的金属磁性层1c的磁化方向和最底层的金属磁性层1a的磁化方向基本上正交，处于最底层的金属磁性层1a和最顶层的金属磁性层1c两者间的中间金属磁性层1b的磁化方向有少许扭转。这样，3层或以上的金属磁性层彼此具有较弱的磁耦合，上述多个金属磁性层的磁化方向弹簧状地各有少许扭转，因而本发明实施方式的磁阻效应膜命名为弹簧式旋转阀膜。
如图2B和图2C所示，加上外部磁场时，最上层的金属磁性层1c的磁化方向随外部磁场的方向而变化，中间金属磁性层1b的磁化方向也随之变化。在加上图2B所示方向(这里示出为+方向)的介质磁场，最顶层的金属磁性层1c的磁化方向和最底层的金属磁性层1a的磁化方向平行的情况下，读出电流在膜面垂直方向上导通时为低电阻(但根据材料组合的不同，在该磁化排列状态时也有为高电阻的情形)。另一方面，如图2C所示加上与上述相反的方向(这里示出为-方向)的介质磁场的情况下，最顶层的金属磁性层1c的磁化方向和最底层的金属磁性层1a的磁化方向反向平行，读出电流在膜面垂直方向上导通时为高电阻(但根据材料组合的不同，在该磁化排列状态时也有为低电阻的情形)。
按照如上所述的原理，本发明的磁阻效应元件可以同时实现其作为旋转阀膜的实用的动作和较大的MR(磁阻)变化率。
下面说明本发明磁阻效应元件所用的材料。
(i)下电极由Cu、Au、Cr、Ta、NiFe等所形成。
(ii)基底层(Underlayer)由如下所述材料所形成。
由Ti、Ta、W、Cr、Mo、Nb、V、Zr、Hf构成的组中选定的金属或包含上述金属在内的合金[厚度3nm～10nm]、
Ta[厚度3nm～5nm]/Ru[厚度2nm]、
NiFeCr[厚度3nm～5nm]、
Ta[厚度3nm]/NiFeCr[厚度3nm～5nm]、
Ta[厚度3nm]/NiFe[厚度2nm～5nm]。
(iii)锁定(ピニング)层由如下所述材料所形成。
IrMn、PtMn、PdPtMn等反铁磁性层、
CoPt、CoPrCr、FePt等硬料层、
IrMn、PtMn、PdPtMn等反铁磁性层/强磁性层/Ru、
CoPt、CoPrCr、FePt等硬料层/强磁性层/Ru。
举例来说，PtMn/CoFe[厚度3nm]/Ru这种迭层结构的锁定(ピニング)层，上下金属磁性层通过Ru以反铁磁性方式磁耦合，因而称为所谓的合成锁定层。作为锁定层来说也可以用由IrMn、PtMn、PdPtMn所形成的单层锁定层和由硬料层形成的单层锁定层，但采用合成锁定层的话，可以使固定层的实际净磁矩为零以防止固定层的泄漏磁场的影响。另外，合成锁定层所含的强磁性层的材料可以用与后面述及的弹簧式旋转阀膜中的金属磁性层的材料同样的材料，所以请参照其说明。
合成锁定层所含的Ru以下形成的金属磁性层的膜厚，希望是Ru以上的弹簧式旋转阀膜所含的金属磁性层的合计膜厚的1/2或以下。而且，Ru以下形成的金属磁性层的膜厚，希望是1nm～10nm，进一步希望是1nm～5nm。
(iv)金属磁性层由如下所述材料所形成。可以是磁性层单层，也可以是磁性层和非磁性层的迭层膜。
包含Fe、Co、Ni、Co-Fe、Ni-Fe、Ni-Co、Fe-Co-Ni、Co在内的合金、包含Ni的合金、包含Fe的合金，
(FeCo/Cu)×n周期，
(CoNi/Cu)×n周期，
(NiFe/Cu)×n周期，
(FeCoNi/Cu)×n周期。
(FeCo/Cu)×n等迭层膜最好是采用Fe富即Fe浓度为50％或以上的磁性层。这种金属磁性层，可获得增大总体散射的效应。为了加强上下金属磁性层的磁耦合，Cu等非磁性层的膜厚不希望太厚，较好是0.1nm～1nm，更为理想的是0.1nm～0.5nm。而且，用CoMnGe、NiMnSb、CoMnAl等霍伊斯勒合金材料也行。
此外，也可以对以上磁性材料加入添加元素。作为添加元素可例举Cu、Cr、Ti、V、Mn、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Pt等。尤其是对FeCo添加了Cu的FeCoCu合金由于总体散射效应增大因而较为理想。非磁性添加元素的浓度较好是1～50原子％，更为理想的是2～20原子％。而且，也可以采用对上述金属磁性材料进行过氮化处理的材料。
每一层金属磁性层的厚度tm希望为0.5nm～10nm，更为希望的是0.5nm～5nm。多个金属磁性层可以用相同材料，也可以用不同材料。但远离锁定层的金属磁性层需要有相对于介质磁场容易磁化旋转的功能，因而较好是用NiFe、CoFe、NiCo、Fe、NiFeCo、CoFeNi合金，或在它们中加入添加元素来用软磁性材料形成。而靠近锁定层的金属磁性层的材料则不需要限定为软磁性材料，较好是采用有利于得到较大MR(磁阻)变化率的磁性材料。
金属磁性层的层数为3层或以上的话，便发挥其作为迭层弹簧式旋转阀膜的作用。金属磁性层的层数较好是3层～20层，更为理想的是3层～10层。金属磁性层的合计膜厚较好是约3nm～30nm，更为理想的是约5nm～20nm。金属磁性层的合计膜厚过厚的话，MR(磁阻)变化率便变大，但电阻也增加，因而高频响应方面不理想。而金属磁性层的合计膜厚较薄的话，从磁头、MRAM制作工艺方面的观点来考虑则较为理想。但金属磁性层的合计膜厚太薄的话，就有可能限定于MR(磁阻)变化率给出较大值的材料。
金属磁性层的晶体结构，希望fcc结构情形具有fcc(111)取向性、bcc结构情形具有bcc(110)取向性、hcp结构情形具有hcp(001)取向性或hcp(110)取向性。
晶体取向性希望取向的随机误差角度在4.0°以内，较好是3.5°以内，更为理想的是3.0°以内。这是例如X射线衍射中可作为按θ-2θ测定得到的峰值位置的摆动曲线的半高宽进行测定的测定值。对磁头来说，可以检测为剖面是纳米级衍射坑的分布角度。
(v)连接层发现有倾向于夹住其的上下2层金属磁性层的磁化方向来结合这种弹簧功能。这种功能无法实现为连接层是完全的非磁性层这种情形。连接层需要是具有磁性的层，尤其较好的是每一原子层自旋磁化排列呈反向平行状态这种反铁磁材料(反强磁性材料)、或具有铁磁性的材料(尖晶石氧化物等)。
连接层所用的具体材料及其膜厚如下面所示。
(v1)磁性氧化物
(v1a)反铁磁性材料
含α-Fe2O3的氧化物[厚度0.5nm～5nm]，
含NiO的氧化物[厚度0.5nm～5nm]，
含Co3O4的氧化物[厚度0.5nm～5nm]。
(v1b)尖晶石氧化物(具有反铁磁性自旋排列)
含MFe2O4(M＝Fe、Co、Ni、Cu、Mn、Cr、Ti、V、Zn等)的氧化物[厚度0.5nm～5nm]，
含γ-Fe3O4的氧化物[厚度0.5nm～5nm]。
(v2)具有反铁磁性的自旋排列的金属材料
含Mn、Cr、V、Ti中某一种元素至少10原子％或以上的合金[厚度0.5nm～5nm]，
含IrMn、PrMn、PdPtMn、CrMn、NiMn、RuRhMn、RuMn中至少一个的层等[厚度0.5nm～5nm]。
(v3)3d过渡金属的氧化物和氮化物
以Mn、Cr、Ti、V中至少一个元素为母材的氧化物、氮化物[厚度0.5nm～5nm]。
为上述某一元素的情况下，也可以对上述金属材料中加入Fe、Co、Ni、Cu、Cr、Ti、V、Mn、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Al、Si等添加元素。
而且，上述连接层的材料当中，为氧化物层或氮化物的情况下，为了避免元件电阻的增加，膜厚不太厚较为理想。具体来说，0.5nm～3nm则是更为理想的膜厚范围。
上述连接层材料当中，一般来说也可包含认为不具有磁性的材料，但按本发明这种结构使用的情况下，在被上下金属磁性层夹住的状态下，并且按较薄的膜厚使用，因而具有磁性。上面例举的材料，为本发明这种实施方式时发现磁性的一组材料。
上述材料所形成的连接层的厚度较厚的话，其上下2层的金属磁性层的磁化方向所呈的相对角度较大。这里，虽与本发明在概念上有所不同，但H.Fukuzawa等人在《日本应用物理》(J.APPL.PHYS.)91，6684(2002)中披露了有磁性氧化物层介于其中的上下2层的金属磁性层的磁化方向呈现角度的现象。该篇论文报道，使氧暴露量增加来增加磁性氧化物层的膜厚的话，上下2层金属磁性层的磁化方向所呈的角度从0°变化至30°、60°、90°。
本发明实施方式中，用3层或以上的金属磁性层发挥其作为旋转阀膜的作用，所以未加上介质磁场的状态下，如图2A所示，夹住1层连接层的上下2层金属磁性层的磁化方向所呈的角度(下面有时称为磁化排列角度)在0＜θ＜90°范围内。存在有2个连接层的情况下，简单来说，每一层连接层的磁化排列角度便为90°/2＝45°，但2个连接层之间磁化排列角度的数值不一定相同也行。较佳的磁化排列角度范围，每一层连接层为30°～60°。为该范围磁化排列角度的话，便容易发挥其作为迭层弹簧式旋转阀膜的作用。
连接层可以由如下所述方法来形成。
由金属反铁磁性体形成连接层的情况下，可考虑用溅射法、MBE(Molecular BeamEpitaxy：分子束外延生长法)、CVD(化学气相沉积法)、蒸镀法、PLD(脉冲激光沉积法)等来成膜。
由磁性氧化物形成连接层的情况下，可以采用在利用溅射法、MBE、CVD、蒸镀法等使金属材料成膜后进行氧化处理来使金属材料形成为氧化物的方法。作为氧化方法来说，可采用自然氧化法、基团氧化法、离子束氧化法、RF(射频)等离子氧化法等。氧化处理时为了提高氧化活性，也可以进行UV(紫外线)照射、基底加热等。进行离子束氧化的情况下，也可以将氧气导入到离子源中，或将氧气直接导入到氧化室中。离子束的加速能量较好是设定为50V～100V。而且，也可以用氧化物靶进行RF(射频)溅射、离子束沉积等。
(vi)罩盖层由如下所述材料所形成。
Cu[厚度0～10nm]/Ta[厚度1nm～5nm]，
Cu[厚度0～10nm]/Ru[厚度0～10nm]。
(vii)上电极与下电极同样，由Cu、Au、Cr、Ta、NiFe等所形成。
将本发明实施方式的磁阻效应元件应用于磁头的情况下，将弹簧式旋转阀膜16的宽度W加工为与记录轨宽度相对应。宽度W可设定为0.1微米或以下，为了用于高记录密度可设定为50nm或以下。弹簧式旋转阀膜16的进深h也加工为与宽度W基本上相同的尺寸。另外，为了使自由层的磁化方向偏置为与固定层的磁化方向相正交的方向，也可以在例如弹簧式旋转阀膜16的边上设置硬料层，或在弹簧式旋转阀膜16的上面设置堆叠式偏置层。但本发明实施方式中不一定需要设置偏置层。
现有的旋转阀膜中，固定层和自由层间的磁耦合非常弱，为了使自由层的磁化方向形成为一方向，必定需要使用采用对接接合的偏置磁场施加膜。但本发明的弹簧式旋转阀膜，固定层(与磁化固定层最为靠近的金属磁性层)和自由层(与磁化固定层最为远离的金属磁性层)之间通过连接层磁耦合，因而自由层的磁化方向由固定层的磁化决定。通过用适当的连接层，即便是未设置偏置磁场施加膜也能够使固定层和自由层的磁化排列为90度。这样不需要设置偏置磁场施加膜的话，作为高密度记录的再生磁头，磁头结构简单这种好处相当大。这是因为，高记录密度的再生磁头中至少为80nm或以下的话，记录轨宽度便较小，因而制作对接接合的提起工艺相当难。而且，磁头的再生灵敏度随偏置磁场施加膜的磁场而降低，磁头输出在某种程度上会有所降低，但能够利用本发明去除偏置磁场施加膜的话，便可解决偏置磁场施加膜引起的输出降低的问题，因而可在不发生巴克豪森噪声的良好偏置状态下得到较大的磁头输出。也就是说，为适合高密度记录再生磁头的结构。
将本发明实施方式的磁阻效应元件应用于磁存储器(MRAM)的情况下，可以采用比磁头情形大的元件尺寸，将弹簧式旋转阀膜16的宽度W和进深h加工为1微米或以下为宜。而且，偏置层一般来说并不设置，可通过对弹簧式旋转阀膜16的形状进行研究来赋予单轴各向异性以实现开关动作。
用本发明实施方式的磁阻效应元件，可以实现20～1000％这种较大的MR(磁阻)变化率和60～1000mΩμm2这种较低的RA(面积电阻)。
参照图3A、图3B和图3C，针对含有5层金属磁性层1a～1e和4层连接层2a～2d的迭层弹簧式旋转阀膜，说明外部磁化(介质磁场)为零的情况下和加上外部磁场(介质磁场)的情况下的金属磁性层的磁化方向。
图3A、图3B和图3C的迭层弹簧式旋转阀膜，其基本原理均与图2A、图2B和图2C情形完全同样。但在未加上介质磁场的状态下利用固定层至自由层的5层金属磁性层1a～1e使磁化方向旋转90°即可，因而夹住1层连接层的2层金属磁性层的磁化方向所呈的角度(磁化排列角度)平均来说为90°/4＝22.5°。但每一层连接层的磁化排列角度不需要相同，因而磁化排列角度的理想范围仍然为30°～60°大小。
而且，对图2A、图2B和图2C及图3A、图3B和图3C都适用，将具有不同组成的2层金属磁性层迭层的情况下，该金属磁性层间的交换结合极强，因而可以视为一体的金属磁性层，可考虑为磁化排列角度并没有分散这种情况。也就是说，图2A、图2B和图2C及图3A、图3B和图3C中各自的金属磁性层也可以由金属磁性层的迭层膜所形成。
下面说明具有图1结构的磁阻效应元件的具体例。膜构成如下文所述。
下电极(11)：Cu
缓冲层(12)：Ta[厚度5nm]/NiFeCr[厚度5nm]
锁定层(13、14、15)：PtMn[厚度15nm]/CoFe[厚度3nm]/Ru[厚度1nm]
金属磁性层(1a)：CoFe[厚度2nm]
连接层(2a)：Fe80Co20氧化物[厚度1.5nm]
金属磁性层(1b)：CoFe[厚度2nm]
连接层(2b)：Fe80Co20氧化物[厚度1.5nm]
金属磁性层(1c)：CoFe[厚段1nm]/NiFe[厚度3nm]
罩盖层(17)：Cu[厚度1nm]/Ru[厚度5nm]
上电极(18)：Cu。
该磁阻效应元件可以利用下面所述方法来制造。在基底上使成为下电极11的Cu成膜来形成图案。将该基底放置到DC(直流)磁控管溅射装置中。该装置具有通过真空阀与溅射室连接的氧化室。为了形成缓冲层12、锁定层13、14、15、以及金属磁性层1a，使Ta/NiFeCr、PtMn/CoFe/Ru、以及CoFe成膜。这里，也可以用IrMn替代PtMn作为反铁磁性层。IrMn可以用10nm量级的膜厚(比PtMn的15nm薄)，因而在器件动作方面有好处，有利于实现高记录密度。
为了形成连接层2a，使Fe80Co20按1nm厚度成膜，在该阶段将基底输送至氧化室，进行离子束氧化、RF(射频)等离子氧化、或基团氧化。可利用该氧化处理，通过氧化FeCo来形成具有尖晶石晶体结构的FeCo氧化物。连接层的厚度tC较好是0.5nm～5nm，更为理想的是1nm～2nm。连接层的厚度为该范围的话，便可以使每一层连接层的磁化排列角度为30°～60°范围。
再度将基底输送至溅射室，为了形成金属磁性层1b，使CoFe成膜。然后，为了形成连接层2b，使FeCo成膜后，与上述同样将基底输送至氧化室氧化。再度将基底输送至溅射室，为了形成金属磁性层1c和罩盖层17，使CoFe/NiFe和Cu/Ru成膜。
在290℃、10kOe量级的磁场中对成膜后的基底进行4小时热处理。此后，利用光刻将弹簧式旋转阀膜的元件宽度微细加工为与记录轨宽度基本上相等。具体来说，进行图案形成以使元件其中一边尺寸为100nm～20nm。这种弹簧式旋转阀膜可得到60～300mΩμm2量级的面积电阻RA和20％或以上较大的MR(磁阻)变化率。
以上说明的是连接层采用FeCo类氧化物的例子，但连接层也可以采用2nm量级膜厚的金属反铁磁性体例如Ir22Mn78等。连接层采用金属反铁磁性层的情况下，与采用FeCo类氧化物的情况相比较，有可作为CPP元件避免电阻增加这种好处。对于高记录密度来说，为了提高高频响应速度，尽可能降低元件电阻是至关重要的。具体来说，需要将面积电阻RA抑制为40～300mΩμm2量级。连接层采用金属反铁磁性体的情况下，可以很容易实现40～200mΩμm2的面积电阻RA，因而从高频响应速度方面考虑较为理想。连接层采用IrMn的情况下，可以得到约60mΩμm2的面积电阻RA和约20％这种较大的MR(磁阻)变化率。
如图2A-图2C和图3A-图3C所示，本发明实施方式的弹簧式旋转阀膜中全部的金属磁性层为了以磁方式实现较弱的结合状态，需要连接层的层数为2层或以上。这是因为，连接层仅为1层，则其磁耦合的影响过大。具体来说，可通过增加夹住1层连接层的上下2层金属磁性层与金属磁性层内的磁耦合相比较较弱地磁耦合的连接层或非磁性层的层数，来如图2A-图2C和图3A-图3C所示分阶段实现扭转的磁化旋转，可进行作为弹簧式旋转阀膜的动作。
下面说明本发明实施方式的磁阻效应元件的应用。
图4和图5示出将本发明实施方式的磁阻效应元件组装到磁头中的状态。图4为相对于与磁记录介质(未图示)相对置的介质对置面在基本上平行的方向上剖切磁阻效应元件的剖面图。图5为相对于介质对置面P在垂直方向上剖切该磁阻效应元件的剖面图。
图4和图5例示的磁头具有所谓的硬对接结构。磁阻效应膜10是具有例如图1所示结构的膜层。磁阻效应膜10的上下分别设置有下电极11和上电极18。图4中，磁阻效应膜10的两侧面迭层设置有偏置磁场施加膜21和绝缘膜22。如图5所示，磁阻效应膜10的介质对置面设置有保护层23。
针对磁阻效应膜10的读出电流由其上下配置的电极11、18如箭头A所示在相对于膜面基本上垂直的方向上导通。而且，利用左右设置的一对偏置磁场施加膜21、21对磁阻效应膜10加上偏置磁场。可以通过用该偏置磁场控制磁阻效应膜10的自由层的磁各向异性形成单磁畴，来使其磁畴结构稳定，并抑制随磁壁移动而产生的巴克豪森噪声(Barkhausen noise)(如前文所述，随金属磁性层和连接层材料的不同，也有可对弹簧式旋转阀膜去除偏置磁场施加膜的情形)。
按照本发明，磁阻效应膜的MR(磁阻)变化率提高，因而应用于磁头的情况下可实现高灵敏度的磁再生。
图4和图5所示的磁头可组装到记录再生一体式磁头组件中，装载于磁记录再生装置上。
图6是例示这种磁记录再生装置概略构成的主要部分的立体图。具体来说，本发明的磁记录再生装置150为采用旋转致动器这种形式的装置。该图中，磁盘200加装于主轴152上，利用响应未图示的驱动装置控制部输出的控制信号的未图示的电动机在箭头A方向上旋转。本发明的磁记录再生装置150也可以形成为具备多个磁盘200的结构。
对磁盘200所存储的信息进行记录再生的滑动头153，装配于悬浮件154的前端。滑动头153将包含上述任意一种实施方式磁阻效应元件的磁头装载于其前端附近。
磁盘200一旦旋转，滑动头153的介质对置面(ABS)便相对于磁盘200表面保持有规定的上浮量。或者也可以是滑动头与磁盘200相接触的所谓“接触行进型”。
悬浮件154与具有绕线部等的致动臂155的一端连接，该绕线部保持有未图示的驱动线圈。致动臂155的另一端设置有线性电动机其中一种的音频线圈电动机156。音频线圈电动机156由致动臂155的绕线部所卷绕的未图示的驱动线圈和相向配置为夹住该线圈的水磁铁和对置磁轭所形成的磁路构成。
致动臂155由主轴157的上下2处设置的未图示的滚珠轴承保持，以便可由音频线圈电动机156实现自如的旋转滑动。
图7为从磁盘一侧观察致动臂155前端的磁头组件的放大立体图。具体来说，磁头组件160具有例如保持驱动线圈的绕线部等的致动臂155，致动臂155其中一端连接有悬浮件154。
悬浮件154的前端装配有滑动头153，该滑动头153所具有的磁头包含上述任意一种实施方式的磁阻效应元件。悬浮件154具有信号写入和信号读取用导线164，该导线164与组装到滑动头153中的磁头的各电极电连接。图中165为磁头组件160中的电极盘。
按照本发明，通过具有含有上述本发明实施方式磁阻效应元件的磁头，能够可靠地读取以比现有情形高的记录密度以磁方式记录于磁盘200的信息。
下面说明装载了本发明实施方式磁阻效应元件的磁存储器。具体来说，可以用本发明实施方式的磁阻效应元件，来实现例如存储单元按矩阵形状配置的随机存取的磁存储器MRAM(magnetic random access memory：磁随机存取存储器)等磁存储器。
图8示出的为本发明实施方式磁存储器的一例矩阵构成。该图示出存储单元按阵列形状配置情形的电路构成。为了对阵列中的1位进行选择，可通过预先具有列译码器350、行译码器351，利用位线334和字线332使开关晶体管330导通来进行唯一的选择，并由读出放大器352进行检测，来读出磁阻效应元件10中磁记录层(自由层)所记录的位信息。写入位信息时，加上通过使写入电流流过特定的写入字线323和位线322所产生的磁场。
图9示出的为本发明实施方式磁存储器的另一例矩阵构成。这种情况下，按矩阵形状布线的位线322和字线334分别由译码器360、361选择，选择阵列中的特定存储单元。各个存储单元具有使磁阻效应元件10和二极管D串联连接的结构。这里，二极管D具有防止读出电流在所选定的磁阻效应元件10以外的存储单元中迂回这种作用。写入是利用通过分别使写入电流流过特定的位线322和写入字线323所产生的磁场进行的。
图10为示出本发明实施方式磁存储器的主要部分的剖面图。图11为沿图10中A-A’线的剖面图。上述图示的结构与图8或图9中所示的磁存储器中所含的1位的存储单元相对应。该存储单元具有存储元件部分311和地址选择用晶体管部分312。
存储元件部分311具有磁阻效应元件10和与之连接的一对布线322、324。磁阻效应元件10为上述实施方式的磁阻效应元件。
另一方面，选择用晶体管部分312设置有通过通路326和嵌埋布线328连接的晶体管330。该晶体管330根据加在控制极332上的电压进行开关动作，控制磁阻效应元件10和布线334的电流路径的开闭。
而且，磁阻效应元件10的下方在与布线322基本上正交的方向上设置有写入布线323。上述写入布线322、323可以利用例如铝(Al)、铜(Cu)、钨(W)、钽(Ta)、或含上述任意一种材料的合金来形成。
这种构成的存储单元中，将位信息写入磁阻效应元件10时，通过使写入脉冲电流流过布线322、323，加上用上述电流感应产生的合成磁场，来使磁阻效应元件的记录层磁化适当反转。
而且，读出位信息时，通过对布线322、含有磁记录层的磁阻效应元件10、以及下电极324流过读出电流，并测定磁阻效应元件10的电阻值或电阻值的变化。
本发明实施方式的磁存储器，采用上述实施方式的磁阻效应元件，即便是对单元尺寸进行微细化，也能够可靠控制记录层的磁畴来确保可靠的写入，而且读出也能够可靠进行。
以上参照具体例对本发明的实施方式进行了说明。但本发明不限于上述具体例。举例来说，对于磁阻效应膜的具体结构、此外对于电极、偏置施加膜、绝缘膜等的形状、材质而言，可以由本领域技术人员从公知范围当中进行适当选择，与本发明同样地实施，并得到同样的效果。
举例来说，将磁阻效应元件应用于再生用磁头时，可通过对元件的上下赋予磁屏蔽，来规定磁头的检测分辨率。
而且，本发明不仅适用于纵向磁记录方式的磁头或磁记录再生装置，而且同样适用于垂直磁记录方式的磁头或磁记录再生装置，可得到同样效果。
此外，本发明的磁记录再生装置可以是始终具有特定记录介质的所谓固定式磁记录再生装置，另一方面也可以是可调换记录介质的所谓“可拆”方式的磁记录再生装置。
另外，作为本发明的实施方式，以上述磁头和磁记录再生装置为基础，本领域技术人员可作适当设计修改来实施的全部磁阻效应元件、磁头、磁记录再生装置、以及磁存储器，都同样属于本发明范围。
另外的优点和修改对本领域技术人员来说是显而易见的。所以，本发明的更宽方面不限于这里图示说明的具体细节和示范性实施例。因而，可以在不背离总体发明构思的实质或保护范围的情况下如所附权利要求及其等效保护范围所定义的那样对本发明进行种种修改。

Claims (12)

1.一种磁阻效应元件，其特征在于，包括：
3层或以上的金属磁性层；
所述金属磁性层间设置的磁性连接层；
以及使电流相对于所述金属磁性层和连接层的迭层体在垂直方向上导通的电极，
所述金属磁性层当中最底层或最顶层的金属磁性层的磁化方向被固定，外部磁场为零时，中间的金属磁性层的磁化方向扭转，以便最底层的金属磁性层的磁化方向与最顶层的金属磁性层的磁化方向正交。
2.如权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于，所述金属磁性层当中，夹住1层连接层的2层金属磁性层的磁化方向成30°～60°角度。
3.如权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于，所述连接层由厚度为0.5nm以上但5.0nm以下的、包含由Co、Fe、Ni、Mn、Ti、V、以及Cr构成的组中选定的至少一种元素的氧化物或氮化物所形成。
4.如权利要求3所述的磁阻效应元件，其特征在于，所述连接层由α-Fe2O3、或者具有尖晶石晶体结构或反尖晶石晶体结构的γ-Fe3O4、或者XFe2O4所形成，其中X为Fe、Co、Ni、Mn、Cr、Ti或V。
5.如权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于，所述连接层由厚度为0.5nm以上但5nm以下的金属反铁磁性体所形成。
6.如权利要求5所述的磁阻效应元件，其特征在于，所述连接层由Mn和XMn构成的组中选定的金属反铁磁性体所形成，其中X为Ni、Ir、Pt、Pd、Cr、Ru、或Rh。
7.如权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于，所述连接层由包含Ti、Cr、V中至少一种元素的金属层所形成。
8.如权利要求7所述的磁阻效应元件，其特征在于，所述连接层由厚度为0.5nm以上但5nm以下的金属层所形成。
9.如权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于，所述金属磁性层由厚度为0.5nm以上但5nm以下的、包含由Co、Fe、以及Ni构成的组中选定的至少一种元素的材料所形成。
10.一种磁头，其特征在于，具有权利要求1所述的磁阻效应元件。
11.一种磁记录再生装置，其特征在于，包括：
磁记录介质；以及
权利要求10所述的磁头。
12.一种磁存储器，其特征在于，具有权利要求1所述的磁阻效应元件。
CNB2006100924062A 2005-05-26 2006-05-26 磁阻效应元件、磁头、磁记录再生装置、以及磁存储器 Expired - Fee Related CN100452175C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005154023A JP4521316B2 (ja) 2005-05-26 2005-05-26 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、および磁気記録再生装置
JP2005154023 2005-05-26

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2008101787019A Division CN101404320A (zh) 2005-05-26 2006-05-26 磁阻效应元件、磁头、磁记录再生装置、以及磁存储器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1870140A CN1870140A (zh) 2006-11-29
CN100452175C true CN100452175C (zh) 2009-01-14

Family

ID=37443784

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006100924062A Expired - Fee Related CN100452175C (zh) 2005-05-26 2006-05-26 磁阻效应元件、磁头、磁记录再生装置、以及磁存储器
CNA2008101787019A Pending CN101404320A (zh) 2005-05-26 2006-05-26 磁阻效应元件、磁头、磁记录再生装置、以及磁存储器

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2008101787019A Pending CN101404320A (zh) 2005-05-26 2006-05-26 磁阻效应元件、磁头、磁记录再生装置、以及磁存储器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7602592B2 (zh)
JP (1) JP4521316B2 (zh)
CN (2) CN100452175C (zh)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4690675B2 (ja) * 2004-07-30 2011-06-01 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、および磁気記録再生装置
JP4786331B2 (ja) 2005-12-21 2011-10-05 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP4514721B2 (ja) 2006-02-09 2010-07-28 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド、磁気記録再生装置及び磁気記憶装置
TWI300225B (en) * 2006-04-28 2008-08-21 Ind Tech Res Inst Method for accessing data on magnetic memory
JP2007299880A (ja) 2006-04-28 2007-11-15 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子，および磁気抵抗効果素子の製造方法
JP2007323725A (ja) * 2006-05-31 2007-12-13 Toshiba Corp 垂直通電型磁気ヘッドおよびそれを用いた磁気ディスク装置
JP4550777B2 (ja) 2006-07-07 2010-09-22 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置及び磁気メモリ
JP4490950B2 (ja) * 2006-07-07 2010-06-30 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、及び磁気抵抗効果素子
JP4764294B2 (ja) * 2006-09-08 2011-08-31 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、及び磁気ヘッド
JP4388093B2 (ja) 2007-03-27 2009-12-24 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置
US20100061023A1 (en) * 2008-09-11 2010-03-11 Tdk Corporation Magnetic head device and magnetic disk drive apparatus with the magnetic head device
JP5039007B2 (ja) 2008-09-26 2012-10-03 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP5039006B2 (ja) * 2008-09-26 2012-10-03 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP2010080839A (ja) 2008-09-29 2010-04-08 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気記録再生装置
US20110026169A1 (en) * 2009-07-28 2011-02-03 Hardayal Singh Gill Dual cpp gmr head using a scissor sensor
JP4991920B2 (ja) 2010-09-01 2012-08-08 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP5629608B2 (ja) * 2011-02-25 2014-11-26 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ、磁気記録再生装置、メモリセルアレイ、及び磁気抵抗効果素子の製造方法
US8760818B1 (en) 2013-01-09 2014-06-24 Western Digital (Fremont), Llc Systems and methods for providing magnetic storage elements with high magneto-resistance using heusler alloys
US10204671B2 (en) 2017-03-10 2019-02-12 Simon Fraser University Applications of non-collinearly coupled magnetic layers
JP2020043224A (ja) 2018-09-11 2020-03-19 キオクシア株式会社 磁気装置
JP7379272B2 (ja) * 2020-06-01 2023-11-14 株式会社東芝 磁気ヘッド及び磁気記録装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1153371A (zh) * 1995-06-30 1997-07-02 国际商业机器公司 具有反平行钉扎层和改进的交换偏磁层的自旋阀磁致电阻传感器，使用此传感器的磁记录系统
CN1419232A (zh) * 2001-11-12 2003-05-21 富士通株式会社 磁敏电阻器件、具有这种器件的读写头以及驱动器
US20030184921A1 (en) * 2001-04-24 2003-10-02 Yasunari Sugita Magnetoresistive element and magnetoresistive magnetic head, magnetic recording apparatus and magnetoresistive memory device using the same
CN1534605A (zh) * 2002-12-26 2004-10-06 ��ʽ���綫֥ 磁电阻元件、磁再现头和磁再现装置
CN1604355A (zh) * 2003-10-02 2005-04-06 株式会社东芝 磁电阻效应元件、磁头和磁再现设备

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2658623C2 (de) * 1976-12-23 1982-07-29 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh, 8225 Traunreut Aufzeichnungsträger und Verfahren zu seiner Herstellung
US5390061A (en) * 1990-06-08 1995-02-14 Hitachi, Ltd. Multilayer magnetoresistance effect-type magnetic head
JPH09212829A (ja) * 1996-02-07 1997-08-15 Hitachi Ltd 磁気抵抗効果素子と、それを用いた磁気記録再生装置
JP2000099922A (ja) 1998-09-17 2000-04-07 Sony Corp 磁気トンネル素子及びその製造方法
US6348274B1 (en) * 1998-12-28 2002-02-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistive element and magnetic recording apparatus
KR20010113813A (ko) * 1999-04-20 2001-12-28 추후 자유층 내의 스펙트럼 전자 산란을 가지는 스핀 밸브 센서
US6262869B1 (en) * 1999-08-02 2001-07-17 International Business Machines Corporation Spin valve sensor with encapsulated keeper layer and method of making
KR100373473B1 (ko) * 1999-09-24 2003-02-25 가부시끼가이샤 도시바 자기 저항 효과 소자, 자기 저항 효과 헤드, 자기 재생장치 및 자성 적층체
US6603642B1 (en) * 2000-03-15 2003-08-05 Tdk Corporation Magnetic transducer having a plurality of magnetic layers stacked alternately with a plurality of nonmagnetic layers and a fixed-orientation-of-magnetization layer and thin film magnetic head including the magnetic transducer
JP3563375B2 (ja) * 2001-06-19 2004-09-08 アルプス電気株式会社 磁気検出素子及び前記磁気検出素子を用いた薄膜磁気ヘッド
JP2003031870A (ja) * 2001-07-19 2003-01-31 Alps Electric Co Ltd 交換結合膜及び前記交換結合膜を用いた磁気検出素子
JP3967237B2 (ja) 2001-09-19 2007-08-29 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子及びその製造方法、磁気再生素子並びに磁気メモリ
US6937447B2 (en) * 2001-09-19 2005-08-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element, its manufacturing method, magnetic reproducing element and magnetic memory
JP4032695B2 (ja) * 2001-10-23 2008-01-16 ソニー株式会社 磁気メモリ装置
US6822838B2 (en) * 2002-04-02 2004-11-23 International Business Machines Corporation Dual magnetic tunnel junction sensor with a longitudinal bias stack
JP3863484B2 (ja) * 2002-11-22 2006-12-27 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子および磁気メモリ
US7054119B2 (en) * 2003-06-18 2006-05-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Coupled ferromagnetic systems having modified interfaces
US7242556B2 (en) * 2004-06-21 2007-07-10 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. CPP differential GMR sensor having antiparallel stabilized free layers for perpendicular recording
JP4690675B2 (ja) * 2004-07-30 2011-06-01 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、および磁気記録再生装置
JP4594679B2 (ja) * 2004-09-03 2010-12-08 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置、および磁気メモリ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1153371A (zh) * 1995-06-30 1997-07-02 国际商业机器公司 具有反平行钉扎层和改进的交换偏磁层的自旋阀磁致电阻传感器，使用此传感器的磁记录系统
US20030184921A1 (en) * 2001-04-24 2003-10-02 Yasunari Sugita Magnetoresistive element and magnetoresistive magnetic head, magnetic recording apparatus and magnetoresistive memory device using the same
CN1419232A (zh) * 2001-11-12 2003-05-21 富士通株式会社 磁敏电阻器件、具有这种器件的读写头以及驱动器
CN1534605A (zh) * 2002-12-26 2004-10-06 ��ʽ���綫֥ 磁电阻元件、磁再现头和磁再现装置
CN1604355A (zh) * 2003-10-02 2005-04-06 株式会社东芝 磁电阻效应元件、磁头和磁再现设备

Also Published As

Publication number Publication date
US7602592B2 (en) 2009-10-13
US20060268470A1 (en) 2006-11-30
CN1870140A (zh) 2006-11-29
JP2006332340A (ja) 2006-12-07
CN101404320A (zh) 2009-04-08
JP4521316B2 (ja) 2010-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100452175C (zh) 磁阻效应元件、磁头、磁记录再生装置、以及磁存储器
JP4594679B2 (ja) 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置、および磁気メモリ
US7525776B2 (en) Magnetoresistive element, magnetoresistive head, magnetic recording apparatus, and magnetic memory
US9028909B2 (en) Magnetoresistive element and method of manufacturing the same
JP4786331B2 (ja) 磁気抵抗効果素子の製造方法
CN101101959B (zh) 磁阻效应元件的制造方法
JP5150284B2 (ja) 磁気抵抗効果素子およびその製造方法
US7307819B2 (en) Magnetoresistive element magnetic head, magnetic recording apparatus, and magnetic memory
CN101101957A (zh) 磁阻效应元件的制造方法及磁阻效应元件
CN101276878A (zh) 磁阻效应元件及其制造方法
JP2007299880A (ja) 磁気抵抗効果素子，および磁気抵抗効果素子の製造方法
CN101101958A (zh) 磁阻效应元件的制造方法和磁阻效应元件
CN101154706A (zh) 磁致电阻效应元件,磁头,磁记录/音响装置和磁存储器
JP2009283499A (ja) 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド、磁気記録再生装置および磁気メモリ
JP5814898B2 (ja) 磁気抵抗効果素子、およびその製造方法
CN101101756A (zh) 磁阻效应元件,磁头,磁记录/再现装置和磁存储器
JP2008243327A (ja) 垂直通電型ｇｍｒ再生素子、並びにこのｇｍｒ再生素子を具えることを特徴とする磁気ヘッド及び磁気記録再生装置
US20080062574A1 (en) Magneto-resistance effect element, magnetic head, magnetic recording/reproducing device and magnetic memory
Fukuzawa et al. Magnetoresistive element including connection layers with magnetization alignment angles therebetween of 30 to 60 between metallic magnetic layers
JP2008078265A (ja) 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気ヘッド、磁気記録再生装置、および磁気メモリ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090114

Termination date: 20160526

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee