專(zhuān)利名稱(chēng)：磁阻效應(yīng)元件、磁頭、磁記錄再生裝置、以及磁存儲(chǔ)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使電流相對(duì)于膜面在垂直方向上導(dǎo)通這種結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)元件、以及采用 它的磁頭、磁記錄再生裝置、和磁存儲(chǔ)器。
背景技術(shù)：
由于發(fā)現(xiàn)磁性體的迭層結(jié)構(gòu)體中的巨大磁阻效應(yīng)(Giant MagnetoResistive Effect: GMR)，磁器件性能飛躍式地提高。尤其是旋轉(zhuǎn)閥膜(Spin-Valve: SV膜)具有可容易應(yīng) 用于磁器件的結(jié)構(gòu)，能夠有效發(fā)揮GMR效應(yīng)，因而對(duì)磁頭和MRAM (MAGNETIC RANDOM ACCESS MEMORY:磁隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等磁器件帶來(lái)大的技術(shù)進(jìn)步。所謂的"旋轉(zhuǎn)闊膜"是指為2個(gè)強(qiáng)磁性層之間夾有非磁性金屬間隔層這種結(jié)構(gòu)的，設(shè) 法由反鐵磁性層等來(lái)固定其中之一強(qiáng)磁性層(稱(chēng)為"固定層"、"磁化固定層"等)的磁 化，并隨外部磁場(chǎng)(例如介質(zhì)磁場(chǎng))使其中另一強(qiáng)磁性層(稱(chēng)為"自由層"、"磁化自由 層"等)的磁化旋轉(zhuǎn)這種迭層膜。旋轉(zhuǎn)閥膜可通過(guò)固定層和自由層的磁化方向的相對(duì)角度 變化來(lái)獲得巨大的磁阻變化?，F(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)閥膜，屬于使讀出電流與膜面平行導(dǎo)通的CIP (Current In Plane:平面面內(nèi) 電流)-GMR元件。近年來(lái)，由于發(fā)現(xiàn)比CIP - GMR元件大的GMR (巨大磁阻)效應(yīng)， 因而使讀出電流在膜面的大致垂直方向上導(dǎo)通的CPP (Current Perpendicular to the Plane: 平面垂直方向電流)-GMR元件(下面稱(chēng)為CPP元件)受到關(guān)注?？紤]到將上述磁阻效應(yīng)元件應(yīng)用于磁頭的情況下，存在元件電阻一旦較高便在散粒噪 聲和高頻響應(yīng)方面有問(wèn)題發(fā)生。對(duì)于這種要求，CPP元件的元件的電阻取決于元件面積，在使元件細(xì)微化的情況下有電阻變化量增大這種優(yōu)點(diǎn)，在磁器件愈益細(xì)微化的趨勢(shì)下可有 利地應(yīng)用。從這種背景出發(fā)，CPP元件以及用它的磁頭可考慮為用以實(shí)現(xiàn)200Gbpsi lTbpsi(每平方英寸兆兆位)的記錄密度的有力替代。但采用由非磁性金屬所形成的間隔層的金 屬CPP元件，其電阻變化量本身相當(dāng)小，所以難以得到較大的再生輸出信號(hào)。為了部分解決該問(wèn)題，提出了所采用的間隔層在絕緣層中形成有由貫通其中的非磁性 金屬所形成的細(xì)微電流通路(current confined paths:窄電流通路)的CPP元件(current-confined-path — CPP元件)。這禾中current-confined-path — CPP元件(下面稱(chēng)為 CCP-CPP元件)可以給出窄電流效應(yīng)，可以得到比用非磁性金屬間隔層的單純CPP元件 大的再生輸出信號(hào)。但考慮到適應(yīng)高記錄密度的磁頭應(yīng)用的情況下，即便是CCP-CPP元 件，MR (磁阻)變化率也有可能不足。因此，作為實(shí)現(xiàn)可以適應(yīng)高記錄密度的巨大MR (磁阻)變化率這種結(jié)構(gòu)，熱切希望 新機(jī)制的MR (磁阻)元件。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件，包括:3層以上的金屬磁性層；所述3層以上的金 屬磁性層間設(shè)置的連接層；以及使電流相對(duì)于所述金屬磁性層和連接層的迭層體在垂直方 向上導(dǎo)通的電極，所述金屬磁性層當(dāng)中最底層或最頂層的金屬磁性層的磁化方向被固定， 中間的金屬磁性層的磁化方向扭轉(zhuǎn)。本發(fā)明另一方面的磁阻效應(yīng)元件，其特征在于，包括大于等于3層的金屬磁性層； 所述金屬磁性層間設(shè)置的連接層；以及使電流相對(duì)于所述金屬磁性層和連接層的迭層體在 垂直方向上導(dǎo)通的電極，外部磁場(chǎng)為零時(shí)，中間的金屬磁性層的磁化方向扭轉(zhuǎn)以便最底層 的金屬磁性層的磁化方向與最頂層的金屬磁性層的磁化方向?qū)嵸|(zhì)上正交。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件的立體圖。圖2A、圖2B和圖2C是對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式磁阻效應(yīng)元件所加上的外部磁化為零情況 下和所加上的是介質(zhì)磁場(chǎng)情況下金屬磁性層的磁化方向的說(shuō)明圖。圖3A、圖3B和圖3C是對(duì)本發(fā)明另一實(shí)施方式磁阻效應(yīng)元件所加上的外部磁化為零 情況下和所加上的是介質(zhì)磁場(chǎng)情況下金屬磁性層的磁化方向的說(shuō)明圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施方式磁頭的剖面圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施方式磁頭的剖面圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施方式磁記錄再生裝置的立體圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施方式磁頭組件的立體圖。圖8示出的是本發(fā)明實(shí)施方式磁存儲(chǔ)器的一例矩陣構(gòu)成。圖9示出的是本發(fā)明實(shí)施方式磁存儲(chǔ)器的另一例矩陣構(gòu)成。圖io是示出本發(fā)明實(shí)施方式磁存儲(chǔ)器的主要部分的剖面圖。圖11是沿圖10中A-A，線的剖面圖。
具體實(shí)施方式
圖1示出本發(fā)明一實(shí)施方式磁阻效應(yīng)元件的立體圖。圖2A、圖2B和圖2C示意性圖 示圖1中產(chǎn)生MR (磁阻)變化率的區(qū)域(下面有時(shí)稱(chēng)為彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜)。圖1的磁阻效應(yīng)元件具有使下電極11、緩沖層12、反鐵磁性層13、強(qiáng)磁性層14、 Ru 層15、彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜16 (金屬磁性層la、連接層2a、金屬磁性層lb、連接層2b、金屬 磁性層lc)、罩蓋層17、以及上電極18迭層的結(jié)構(gòu)。該圖中，彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜16具有使金屬磁性層la、連接層2a、金屬磁性層lb、連接 層2b、以及金屬磁性層lc迭層的結(jié)構(gòu)。連接層2a、 2b由磁性氧化物或金屬反鐵磁性體所 形成。包含于彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜16中的彼此鄰接的2層金屬磁性層，通過(guò)兩層間所夾有的 連接層以磁方式具有較弱的結(jié)合。另外，圖1中反鐵磁性層13、強(qiáng)磁性層14以及Ru層 15的迭層膜起到鎖定(t' 二 >々')層作用(所謂的合成鎖定層)，使彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜16中 最底層的金屬磁性層la的磁化固定。圖1的磁阻效應(yīng)元件中，電流通過(guò)下電極11和上電 極18，相對(duì)于兩電極間的迭層膜的膜面在垂直方向上導(dǎo)通。參照?qǐng)D2A、圖2B和圖2C說(shuō)明外部磁場(chǎng)(介質(zhì)磁場(chǎng))為零情況下和加上外部磁場(chǎng)(介 質(zhì)磁場(chǎng))情況下金屬磁性層la lc的磁化方向。最底層的金屬磁性層la的磁化方向固定而起到固定層作用，最頂層的金屬磁性層lc 的磁化方向隨外部磁場(chǎng)變化而起到自由層作用。另外，對(duì)處于最底層的金屬磁性層la和最 頂層的金屬磁性層lc兩者中間的金屬磁性層lb和連接層2a、 2b的功能而言，無(wú)法如通常 旋轉(zhuǎn)閥膜那樣單純分類(lèi)為固定層、間隔層、或自由層的功能。按某一種看法，接近自由層 迭層的連接層和金屬磁性層起到自由層的一部分的作用，而接近固定層迭層的連接層和金 屬磁性層起到固定層的一部分的作用。按另一種看法，除了起到固定層作用的金屬磁性層 la和起到自由層作用的金屬磁性層lc以外，其磁化方向不論是與固定層還是與自由層均 具有微妙的差異，因而也可以稱(chēng)為具有磁性的間隔層。這樣，本發(fā)明的磁阻效應(yīng)元件難以 如同現(xiàn)有定義、明確定義為固定層、間隔層、自由層。因此，本說(shuō)明書(shū)中將即便是加上外 部磁場(chǎng)，磁化方向?qū)嶋H上也不變的這一層金屬磁性層稱(chēng)為固定層(磁化固定層、這里僅為 la)，而將加上外部磁場(chǎng)時(shí)磁化方向變化最大的金屬磁性層稱(chēng)為自由層(磁化自由層、這里僅為lc)。如圖2A所示，外部磁場(chǎng)為零時(shí)，最頂層的金屬磁性層lc的磁化方向和最底層的金屬 磁性層la的磁化方向基本上正交，處于最底層的金屬磁性層la和最頂層的金屬磁性層lc 兩者間的中間金屬磁性層lb的磁化方向有少許扭轉(zhuǎn)。這樣，3層以上的金屬磁性層彼此具 有較弱的磁耦合，上述多個(gè)金屬磁性層的磁化方向彈簧狀地各有少許扭轉(zhuǎn)，因而本發(fā)明實(shí) 施方式的磁阻效應(yīng)膜命名為彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜。如圖2B和圖2C所示，加上外部磁場(chǎng)時(shí)，最上層的金屬磁性層lc的磁化方向隨外部 磁場(chǎng)的方向而變化，中間金屬磁性層lb的磁化方向也隨之變化。在加上圖2B所示方向(這 里示出為+方向)的介質(zhì)磁場(chǎng)，最頂層的金屬磁性層lc的磁化方向和最底層的金屬磁性層 la的磁化方向平行的情況下，讀出電流在膜面垂直方向上導(dǎo)通時(shí)為低電阻(但根據(jù)材料組 合的不同，在該磁化排列狀態(tài)時(shí)也有為高電阻的情形)。另一方面，如圖2C所示加上與上 述相反的方向(這里示出為-方向)的介質(zhì)磁場(chǎng)的情況下，最頂層的金屬磁性層lc的磁 化方向和最底層的金屬磁性層la的磁化方向反向平行，讀出電流在膜面垂直方向上導(dǎo)通時(shí) 為高電阻(但根據(jù)材料組合的不同，在該磁化排列狀態(tài)時(shí)也有為低電阻的情形)。按照如上所述的原理，本發(fā)明的磁阻效應(yīng)元件可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)其作為旋轉(zhuǎn)閥膜的實(shí)用的 動(dòng)作和較大的MR (磁阻)變化率。下面說(shuō)明本發(fā)明磁阻效應(yīng)元件所用的材料。(i) 下電極由Cu、 Au、 Cr、 Ta、 NiFe等所形成。(ii) 基底層(Underlayer)由如下所述材料所形成。由Ti、 Ta、 W、 Cr、 Mo、 Nb、 V、 Zr、 Hf構(gòu)成的組中選定的金屬或包含上述金屬在 內(nèi)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) 鎖定(二 >夕')層由如下所述材料所形成。 IrMn、 PtMn、 PdPtMn等反鐵磁性層、CoPt、 CoPrCr、 FePt等硬料層、IrMn、 PtMn、 PdPtMn等反鐵磁性層/強(qiáng)磁性層/Ru、 CoPt、 CoPrCr、 FePt等硬料層/強(qiáng)磁性層/Ru。舉例來(lái)說(shuō)，PtMn/ CoFe [厚度3nm] / Ru這種迭層結(jié)構(gòu)的鎖定(匕° 二 >夕')層，上下金 屬磁性層通過(guò)Ru以反鐵磁性方式磁耦合，因而稱(chēng)為所謂的合成鎖定層。作為鎖定層來(lái)說(shuō)也可以用由IrMn、 PtMn、 PdPtMn所形成的單層鎖定層和由硬料層形成的單層鎖定層，但 采用合成鎖定層的話，可以使固定層的實(shí)際凈磁矩為零以防止固定層的泄漏磁場(chǎng)的影響。 另外，合成鎖定層所含的強(qiáng)磁性層的材料可以用與后面述及的彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜中的金屬磁 性層的材料同樣的材料，所以請(qǐng)參照其說(shuō)明。合成鎖定層所含的Ru以下形成的金屬磁性層的膜厚，希望是小于等于Ru以上的彈簧 式旋轉(zhuǎn)閥膜所含的金屬磁性層的合計(jì)膜厚的1/2。而且，Ru以下形成的金屬磁性層的膜厚， 希望是lnm 10nm，進(jìn)一步希望是lnm ~ 5nm。(iv)金屬磁性層由如下所述材料所形成?？梢允谴判詫訂螌樱部梢允谴判詫雍头?磁性層的迭層膜。包含F(xiàn)e、 Co、 Ni、 Co-Fe、 Ni-Fe、 Ni-Co、 Fe-Co-Ni、 Co在內(nèi)的合金、包含Ni的合 金、包含F(xiàn)e的合金，(FeCo/Cu) Xn周期， (CoNi/Cu) Xn周期， (NiFe/Cu) Xn周期， (FeCoNi/Cu) Xn周期。(FeCo/Cu) Xn等迭層膜最好是采用Fe富即Fe濃度為大于等于50%的磁性層。這 種金屬磁性層，可獲得增大總體散射的效應(yīng)。為了加強(qiáng)上下金屬磁性層的磁耦合，Cu等非 磁性層的膜厚不希望太厚，較好是0.1nm lnm，更為理想的是O.lnm ~ 0.5nm。而且，用 CoMnGe、 NiMnSb、 CoMnAl等霍伊斯勒合金材料也行。此外，也可以對(duì)以上磁性材料加入添加元素。作為添加元素可例舉Cu、 Cr、 Ti、 V、 Mn、 Zr、 Nb、 Mo、 Hf、 Ta、 W、 Pt等。尤其是對(duì)FeCo添加了 Cu的FeCoCu合金由于總 體散射效應(yīng)增大因而較為理想。非磁性添加元素的濃度較好是1 ~ 50原子％，更為理想的 是2~20原子％。而且，也可以釆用對(duì)上述金屬磁性材料進(jìn)行過(guò)氮化處理的材料。每一層金屬磁性層的厚度tm希望為0.5nm 10nm，更為希望的是0.5nrn ~ 5nm。多個(gè) 金屬磁性層可以用相同材料，也可以用不同材料。但遠(yuǎn)離鎖定層的金屬磁性層需要有相對(duì) 于介質(zhì)磁場(chǎng)容易磁化旋轉(zhuǎn)的功能，因而較好是用NiFe、 CoFe、 NiCo、 Fe、 NiFeCo、 CoFeNi 合金，或在它們中加入添加元素來(lái)用軟磁性材料形成。而靠近鎖定層的金屬磁性層的材料 則不需要限定為軟磁性材料，較好是采用有利于得到較大MR (磁阻)變化率的磁性材料。金屬磁性層的層數(shù)為大于等于3層的話，便發(fā)揮其作為迭層彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜的作用。 金屬磁性層的層數(shù)較好是3層~20層，更為理想的是3層~10層。金屬磁性層的合計(jì)膜 厚較好是約3nm 30nm，更為理想的是約5nm 20nm。金屬磁性層的合計(jì)膜厚過(guò)厚的話， MR (磁阻)變化率便變大，但電阻也增加，因而高頻響應(yīng)方面不理想。而金屬磁性層的合計(jì)膜厚較薄的話，從磁頭、MRAM制作工藝方面的觀點(diǎn)來(lái)考慮則較為理想。但金屬磁性 層的合計(jì)膜厚太薄的話，就有可能限定于MR (磁阻)變化率給出較大值的材料。金屬磁性層的晶體結(jié)構(gòu)，希望fee結(jié)構(gòu)情形具有fee (111)取向性、bcc結(jié)構(gòu)情形具有 bec (110)取向性、hcp結(jié)構(gòu)情形具有hcp (001)取向性或hcp (110)取向性。晶體取向性希望取向的隨機(jī)誤差角度在4.0。以?xún)?nèi)，較好是3.5°以?xún)?nèi)，更為理想的是 3.0°以?xún)?nèi)。這是例如X射線衍射中可作為按9-2 0測(cè)定得到的峰值位置的擺動(dòng)曲線的半 高寬進(jìn)行測(cè)定的測(cè)定值。對(duì)磁頭來(lái)說(shuō)，可以檢測(cè)為剖面是納米級(jí)衍射坑的分布角度。(v)連接層發(fā)現(xiàn)有傾向于夾住其的上下2層金屬磁性層的磁化方向來(lái)結(jié)合這種彈簧 功能。這種功能無(wú)法實(shí)現(xiàn)為連接層是完全的非磁性層這種情形。連接層需要是具有磁性的 層，尤其較好的是每一原子層自旋磁化排列呈反向平行狀態(tài)這種反鐵磁材料(反強(qiáng)磁性材 料)、或具有鐵磁性的材料(尖晶石氧化物等)。連接層所用的具體材料及其膜厚如下面所示。 (vl)磁性氧化物 (via)反鐵磁性材料含a - Fe203的氧化物[厚度0.5nm ~ 5nm]，含NiO的氧化物[厚度0.5nm ~ 5nm]，含Co304的氧化物[厚度0.5nm ~ 5nm]。 (vlb)尖晶石氧化物(具有反鐵磁性自旋排列)含MFe204 (M = Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Mn、 Cr、 Ti、 V、 Zn等)的氧化物[厚度0.5run 5nm]，含y - Fe304的氧化物[厚度0.5nm ~ 5nm]。(v2)具有反鐵磁性的自旋排列的金屬材料 含Mn、 Cr、 V、 Ti中某一種元素至少大于等于10原子％的合金[厚度0.5nm ~ 5nm]， 含IrMn、 PrMn、 PdPtMn、 CrMn、 NiMn、 RuRhMn、 RuMn中至少一個(gè)的層等[厚度 0.5nm ~ 5nm]。(v3) 3d過(guò)渡金屬的氧化物和氮化物以Mn、 Cr、 Ti、 V中至少一個(gè)元素為母材的氧化物、氮化物[厚度0.5nm ~ 5nm]。為上述某一元素的情況下，也可以對(duì)上述金屬材料中加入Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Cr、 Ti、 V、 Mn、 Zr、 Nb、 Mo、 Hf、 Ta、 W、 Al、 Si等添加元素。而且，上述連接層的材料當(dāng)中，為氧化物層或氮化物的情況下，為了避免元件電阻的 增加，膜厚不太厚較為理想。具體來(lái)說(shuō)，0.5nm 3nm則是更為理想的膜厚范圍。上述連接層材料當(dāng)中， 一般來(lái)說(shuō)也可包含認(rèn)為不具有磁性的材料，但按本發(fā)明這種結(jié)構(gòu)使用的情況下，在被上下金屬磁性層夾住的狀態(tài)下，并且按較薄的膜厚使用，因而具有 磁性。上面例舉的材料，為本發(fā)明這種實(shí)施方式時(shí)發(fā)現(xiàn)磁性的一組材料。上述材料所形成的連接層的厚度較厚的話，其上下2層的金屬磁性層的磁化方向所呈 的相對(duì)角度較大。這里，雖與本發(fā)明在概念上有所不同，但H.Fukuzawa等人在《日本應(yīng) 用物理》(J. APPL. PHYS.) 91, 6684 (2002)中披露了有磁性氧化物層介于其中的上下2層 的金屬磁性層的磁化方向呈現(xiàn)角度的現(xiàn)象。該篇論文報(bào)道，使氧暴露量增加來(lái)增加磁性氧 化物層的膜厚的話，上下2層金屬磁性層的磁化方向所呈的角度從0。變化至30° 、60° 、 90° 。本發(fā)明實(shí)施方式中，用3層以上的金屬磁性層發(fā)揮其作為旋轉(zhuǎn)閥膜的作用，所以未加 上介質(zhì)磁場(chǎng)的狀態(tài)下，如圖2A所示，夾住1層連接層的上下2層金屬磁性層的磁化方向 所呈的角度(下面有時(shí)稱(chēng)為磁化排列角度)在0<9<90°范圍內(nèi)。存在有2個(gè)連接層的情 況下，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，每一層連接層的磁化排列角度便為90° /2 = 45° ，但2個(gè)連接層之間磁 化排列角度的數(shù)值不一定相同也行。較佳的磁化排列角度范圍，每一層連接層為30° ~ 60° 。為該范圍磁化排列角度的話，便容易發(fā)揮其作為迭層彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜的作用。連接層可以由如下所述方法來(lái)形成。由金屬反鐵磁性體形成連接層的情況下，可考慮用濺射法、MBE (Molecular Beam Epitaxy:分子束外延生長(zhǎng)法)、CVD (化學(xué)氣相沉積法)、蒸鍍法、PLD (脈沖激光沉積法) 等來(lái)成膜。由磁性氧化物形成連接層的情況下，可以采用在利用濺射法、MBE、 CVD、蒸鍍法等 使金屬材料成膜后進(jìn)行氧化處理來(lái)使金屬材料形成為氧化物的方法。作為氧化方法來(lái)說(shuō)， 可采用自然氧化法、基團(tuán)氧化法、離子束氧化法、RF (射頻)等離子氧化法等。氧化處理 時(shí)為了提高氧化活性，也可以進(jìn)行UV (紫外線)照射、基底加熱等。進(jìn)行離子束氧化的 情況下，也可以將氧氣導(dǎo)入到離子源中，或?qū)⒀鯕庵苯訉?dǎo)入到氧化室中。離子束的加速能 量較好是設(shè)定為50V ~ IOOV。而且，也可以用氧化物靶進(jìn)行RF (射頻)濺射、離子束沉 積等。(vi) 罩蓋層由如下所述材料所形成。 Cu[厚度0 10nm]/Ta [厚度lnm 5nm]， Cu [厚度0 ~ 10nm] / Ru [厚度0 ~ 10nm]。(vii) 上電極與下電極同樣，由Cu、 Au、 Cr、 Ta、 NiFe等所形成。 將本發(fā)明實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件應(yīng)用于磁頭的情況下，將彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜16的寬度W加工為與記錄軌寬度相對(duì)應(yīng)。寬度W可設(shè)定為小于等于0.1微米，為了用于高記錄 密度可設(shè)定為小于等于50nm。彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜16的進(jìn)深h也加工為與寬度W基本上相同的尺寸。另外，為了使自由層的磁化方向偏置為與固定層的磁化方向相正交的方向，也可 以在例如彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜16的邊上設(shè)置硬料層，或在彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜16的上面設(shè)置堆疊 式偏置層。但本發(fā)明實(shí)施方式中不一定需要設(shè)置偏置層?，F(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)閥膜中，固定層和自由層間的磁耦合非常弱，為了使自由層的磁化方向形 成為一方向，必定需要使用采用對(duì)接接合的偏置磁場(chǎng)施加膜。但本發(fā)明的彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜， 固定層(與磁化固定層最為靠近的金屬磁性層)和自由層(與磁化固定層最為遠(yuǎn)離的金屬 磁性層)之間通過(guò)連接層磁耦合，因而自由層的磁化方向由固定層的磁化決定。通過(guò)用適 當(dāng)?shù)倪B接層，即便是未設(shè)置偏置磁場(chǎng)施加膜也能夠使固定層和自由層的磁化排列為90度。這樣不需要設(shè)置偏置磁場(chǎng)施加膜的話，作為高密度記錄的再生磁頭，磁頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單這種好處相當(dāng)大。這是因?yàn)椋哂涗浢芏鹊脑偕蓬^中至少為小于等于80nm的話，記錄軌寬度 便較小，因而制作對(duì)接接合的提起工藝相當(dāng)難。而且，磁頭的再生靈敏度隨偏置磁場(chǎng)施加 膜的磁場(chǎng)而降低，磁頭輸出在某種程度上會(huì)有所降低，但能夠利用本發(fā)明去除偏置磁場(chǎng)施 加膜的話，便可解決偏置磁場(chǎng)施加膜引起的輸出降低的問(wèn)題，因而可在不發(fā)生巴克豪森噪 聲的良好偏置狀態(tài)下得到較大的磁頭輸出。也就是說(shuō)，為適合高密度記錄再生磁頭的結(jié)構(gòu)。將本發(fā)明實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件應(yīng)用于磁存儲(chǔ)器(MRAM)的情況下，可以采用比 磁頭情形大的元件尺寸，將彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜16的寬度W和進(jìn)深h加工為小于等于1微米 為宜。而且，偏置層一般來(lái)說(shuō)并不設(shè)置，可通過(guò)對(duì)彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜16的形狀進(jìn)行研究來(lái) 賦予單軸各向異性以實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)動(dòng)作。用本發(fā)明實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件，可以實(shí)現(xiàn)20 1000。/。這種較大的MR (磁阻)變 化率和60~ 1000mQuirf這種較低的RA (面積電阻)。參照?qǐng)D3A、圖3B和圖3C，針對(duì)含有5層金屬磁性層la ~ le和4層連接層2a ~ 2d 的迭層彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜，說(shuō)明外部磁化(介質(zhì)磁場(chǎng))為零的情況下和加上外部磁場(chǎng)(介質(zhì) 磁場(chǎng))的情況下的金屬磁性層的磁化方向。圖3A、圖3B和圖3C的迭層彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜，其基本原理均與圖2A、圖2B和圖2C 情形完全同樣。但在未加上介質(zhì)磁場(chǎng)的狀態(tài)下利用固定層至自由層的5層金屬磁性層la le使磁化方向旋轉(zhuǎn)90°即可，因而夾住1層連接層的2層金屬磁性層的磁化方向所呈的角 度(磁化排列角度)平均來(lái)說(shuō)為90。 /4 = 22.5° 。但每一層連接層的磁化排列角度不需要 相同，因而磁化排列角度的理想范圍仍然為30° ~60°大小。而且，對(duì)圖2A、圖2B和圖2C及圖3A、圖3B和圖3C都適用，將具有不同組成的2 層金屬磁性層迭層的情況下，該金屬磁性層間的交換結(jié)合極強(qiáng)，因而可以視為一體的金屬 磁性層，可考慮為磁化排列角度并沒(méi)有分散這種情況。也就是說(shuō)，圖2A、圖2B和圖2C 及圖3A、圖3B和圖3C中各自的金屬磁性層也可以由金屬磁性層的迭層膜所形成。下面說(shuō)明具有圖1結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)元件的具體例。膜構(gòu)成如下文所述。 下電極(11): Cu
緩沖層(12): Ta[厚度5nm]/NiFeCr[厚度5nm]
鎖定層(13、 14、 15): PtMn[厚度15nm]/CoFe[厚度3nm]/Ru[厚度lnm]
金屬磁性層(la): CoFe[厚度2nm]
連接層(2a): Fe8oCo2Q氧化物[厚度1.5nm]
金屬磁性層(lb): CoFe[厚度2nm]
連接層(2b): Fe8oCo2Q氧化物[厚度1.5nm]
金屬磁性層(lc): CoFe[厚度lnm]/NiFe[厚度3nm]
罩蓋層(17): Cu[厚度lnm]/Ru[厚度5nm]
上電極(18): Cu。
該磁阻效應(yīng)元件可以利用下面所述方法來(lái)制造。在基底上使成為下電極ll的Cu成膜 來(lái)形成圖案。將該基底放置到DC (直流)磁控管濺射裝置中。該裝置具有通過(guò)真空閥與 濺射室連接的氧化室。為了形成緩沖層12、鎖定層13、 14、 15、以及金屬磁性層la，使 Ta/NiFeCr、 PtMn / CoFe / Ru、以及CoFe成膜。這里，也可以用IrMn替代PtMn作為反 鐵磁性層。IrMn可以用10nm量級(jí)的膜厚(比PtMn的15nm薄)，因而在器件動(dòng)作方面有 好處，有利于實(shí)現(xiàn)高記錄密度。
為了形成連接層2a，使FesoCo2()按lnm厚度成膜，在該階段將基底輸送至氧化室，進(jìn) 行離子束氧化、RF (射頻)等離子氧化、或基團(tuán)氧化。可利用該氧化處理，通過(guò)氧化FeCo 來(lái)形成具有尖晶石晶體結(jié)構(gòu)的FeCo氧化物。連接層的厚度tc較好是0.5nm 5nm，更為理 想的是lnm 2nm。連接層的厚度為該范圍的話，便可以使每一層連接層的磁化排列角度 為30°~ 60°范圍。
再度將基底輸送至濺射室，為了形成金屬磁性層lb，使CoFe成膜。然后，為了形成 連接層2b，使FeCo成膜后，與上述同樣將基底輸送至氧化室氧化。再度將基底輸送至濺 射室，為了形成金屬磁性層lc和罩蓋層17，使CoFe/NiFe和Cu/Ru成膜。
在29(TC、 10kOe量級(jí)的磁場(chǎng)中對(duì)成膜后的基底進(jìn)行4小時(shí)熱處理。此后，利用光刻 將彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜的元件寬度微細(xì)加工為與記錄軌寬度基本上相等。具體來(lái)說(shuō)，進(jìn)行圖案 形成以使元件其中一邊尺寸為100nm 20nm。這種彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜可得到60 300mQum2 量級(jí)的面積電阻RA和大于等于20M較大的MR (磁阻)變化率。
以上說(shuō)明的是連接層采用FeCo類(lèi)氧化物的例子，但連接層也可以采用2nm量級(jí)膜厚 的金屬反鐵磁性體例如Ir22Mn78等。連接層采用金屬反鐵磁性層的情況下，與采用FeCo 類(lèi)氧化物的情況相比較，有可作為CPP元件避免電阻增加這種好處。對(duì)于高記錄密度來(lái)說(shuō)，為了提高高頻響應(yīng)速度，盡可能降低元件電阻是至關(guān)重要的。具體來(lái)說(shuō)，需要將面積電阻 RA抑制為40 300mQurf量級(jí)。連接層采用金屬反鐵磁性體的情況下，可以很容易實(shí)現(xiàn) 40 ~ 200mQ!im2的面積電阻RA，因而從高頻響應(yīng)速度方面考慮較為理想。連接層采用IrMn 的情況下，可以得到約60 mQuii^的面積電阻RA和約20。/。這種較大的MR (磁阻)變化 率。
如圖2A-圖2C和圖3A-圖3C所示，本發(fā)明實(shí)施方式的彈簧式旋轉(zhuǎn)閥膜中全部的金屬 磁性層為了以磁方式實(shí)現(xiàn)較弱的結(jié)合狀態(tài)，需要連接層的層數(shù)為大于等于2層。這是因?yàn)椋?連接層僅為1層，則其磁耦合的影響過(guò)大。具體來(lái)說(shuō)，可通過(guò)增加夾住1層連接層的上下 2層金屬磁性層與金屬磁性層內(nèi)的磁耦合相比較較弱地磁耦合的連接層或非磁性層的層 數(shù)，來(lái)如圖2A-圖2C和圖3A-圖3C所示分階段實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)的磁化旋轉(zhuǎn)，可進(jìn)行作為彈簧式 旋轉(zhuǎn)閥膜的動(dòng)作。
下面說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件的應(yīng)用。
圖4和圖5示出將本發(fā)明實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件組裝到磁頭中的狀態(tài)。圖4為相對(duì) 于與磁記錄介質(zhì)(未圖示)相對(duì)置的介質(zhì)對(duì)置面在基本上平行的方向上剖切磁阻效應(yīng)元件 的剖面圖。圖5為相對(duì)于介質(zhì)對(duì)置面P在垂直方向上剖切該磁阻效應(yīng)元件的剖面圖。
圖4和圖5例示的磁頭具有所謂的硬對(duì)接結(jié)構(gòu)。磁阻效應(yīng)膜10是具有例如圖1所示 結(jié)構(gòu)的膜層。磁阻效應(yīng)膜10的上下分別設(shè)置有下電極11和上電極18。圖4中，磁阻效應(yīng) 膜10的兩側(cè)面迭層設(shè)置有偏置磁場(chǎng)施加膜21和絕緣膜22。如圖5所示，磁阻效應(yīng)膜10 的介質(zhì)對(duì)置面設(shè)置有保護(hù)層23。
針對(duì)磁阻效應(yīng)膜10的讀出電流由其上下配置的電極11、 18如箭頭A所示在相對(duì)于膜 面基本上垂直的方向上導(dǎo)通。而且，利用左右設(shè)置的一對(duì)偏置磁場(chǎng)施加膜21、 21對(duì)磁阻 效應(yīng)膜10加上偏置磁場(chǎng)?？梢酝ㄟ^(guò)用該偏置磁場(chǎng)控制磁阻效應(yīng)膜10的自由層的磁各向異 性形成單磁疇，來(lái)使其磁疇結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，并抑制隨磁壁移動(dòng)而產(chǎn)生的巴克豪森噪聲 (Barkhausen noise)(如前文所述，隨金屬磁性層和連接層材料的不同，也有可對(duì)彈簧式 旋轉(zhuǎn)閥膜去除偏置磁場(chǎng)施加膜的情形)。
按照本發(fā)明，磁阻效應(yīng)膜的MR (磁阻)變化率提高，因而應(yīng)用于磁頭的情況下可實(shí) 現(xiàn)高靈敏度的磁再生。
圖4和圖5所示的磁頭可組裝到記錄再生一體式磁頭組件中，裝載于磁記錄再生裝置上。
圖6是例示這種磁記錄再生裝置概略構(gòu)成的主要部分的立體圖。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明的 磁記錄再生裝置150為采用旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器這種形式的裝置。該圖中，磁盤(pán)200加裝于主軸152 上，利用響應(yīng)未圖示的驅(qū)動(dòng)裝置控制部輸出的控制信號(hào)的未圖示的電動(dòng)機(jī)在箭頭A方向上旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明的磁記錄再生裝置150也可以形成為具備多個(gè)磁盤(pán)200的結(jié)構(gòu)。
對(duì)磁盤(pán)200所存儲(chǔ)的信息進(jìn)行記錄再生的滑動(dòng)頭153，裝配于懸浮件154的前端?；?動(dòng)頭153將包含上述任意一種實(shí)施方式磁阻效應(yīng)元件的磁頭裝載于其前端附近。
磁盤(pán)200—旦旋轉(zhuǎn)，滑動(dòng)頭153的介質(zhì)對(duì)置面(ABS)便相對(duì)于磁盤(pán)200表面保持有 規(guī)定的上浮量?；蛘咭部梢允腔瑒?dòng)頭與磁盤(pán)200相接觸的所謂"接觸行進(jìn)型"。
懸浮件154與具有繞線部等的致動(dòng)臂155的一端連接，該繞線部保持有未圖示的驅(qū)動(dòng) 線圈。致動(dòng)臂155的另一端設(shè)置有線性電動(dòng)機(jī)其中一種的音頻線圈電動(dòng)機(jī)156。音頻線圈 電動(dòng)機(jī)156由致動(dòng)臂155的繞線部所巻繞的未圖示的驅(qū)動(dòng)線圈和相向配置為夾住該線圈的 永磁鐵和對(duì)置磁軛所形成的磁路構(gòu)成。
致動(dòng)臂155由主軸157的上下2處設(shè)置的未圖示的滾珠軸承保持，以便可由音頻線圈 電動(dòng)機(jī)156實(shí)現(xiàn)自如的旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)。
圖7為從磁盤(pán)一側(cè)觀察致動(dòng)臂155前端的磁頭組件的放大立體圖。具體來(lái)說(shuō)，磁頭組 件160具有例如保持驅(qū)動(dòng)線圈的繞線部等的致動(dòng)臂155，致動(dòng)臂155其中一端連接有懸浮 件154。
懸浮件154的前端裝配有滑動(dòng)頭153，該滑動(dòng)頭153所具有的磁頭包含上述任意一種 實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件。懸浮件154具有信號(hào)寫(xiě)入和信號(hào)讀取用導(dǎo)線164，該導(dǎo)線164 與組裝到滑動(dòng)頭153中的磁頭的各電極電連接。圖中165為磁頭組件160中的電極盤(pán)。
按照本發(fā)明，通過(guò)具有含有上述本發(fā)明實(shí)施方式磁阻效應(yīng)元件的磁頭，能夠可靠地讀 取以比現(xiàn)有情形高的記錄密度以磁方式記錄于磁盤(pán)200的信息。
下面說(shuō)明裝載了本發(fā)明實(shí)施方式磁阻效應(yīng)元件的磁存儲(chǔ)器。具體來(lái)說(shuō)，可以用本發(fā)明 實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件，來(lái)實(shí)現(xiàn)例如存儲(chǔ)單元按矩陣形狀配置的隨機(jī)存取的磁存儲(chǔ)器 MRAM (magnetic random access memory:磁隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等磁存儲(chǔ)器。
圖8示出的為本發(fā)明實(shí)施方式磁存儲(chǔ)器的一例矩陣構(gòu)成。該圖示出存儲(chǔ)單元按陣列形 狀配置情形的電路構(gòu)成。為了對(duì)陣列中的1位進(jìn)行選擇，可通過(guò)預(yù)先具有列譯碼器350、 行譯碼器351，利用位線334和字線332使開(kāi)關(guān)晶體管330導(dǎo)通來(lái)進(jìn)行唯一的選擇，并由 讀出放大器352進(jìn)行檢測(cè)，來(lái)讀出磁阻效應(yīng)元件10中磁記錄層(自由層)所記錄的位信 息。寫(xiě)入位信息時(shí)，加上通過(guò)使寫(xiě)入電流流過(guò)特定的寫(xiě)入字線323和位線322所產(chǎn)生的磁 場(chǎng)。
屈9示出的為本發(fā)明實(shí)施方式磁存儲(chǔ)器的另一例矩陣構(gòu)成。這種情況下，按矩陣形狀 布線的位線322和字線334分別由譯碼器360、 361選擇，選擇陣列中的特定存儲(chǔ)單元。 各個(gè)存儲(chǔ)單元具有使磁阻效應(yīng)元件10和二極管D串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。這里，二極管D具有 防止讀出電流在所選定的磁阻效應(yīng)元件10以外的存儲(chǔ)單元中迂回這種作用。寫(xiě)入是利用通過(guò)分別使寫(xiě)入電流流過(guò)特定的位線322和寫(xiě)入字線323所產(chǎn)生的磁場(chǎng)進(jìn)行的。
圖10為示出本發(fā)明實(shí)施方式磁存儲(chǔ)器的主要部分的剖面圖。圖11為沿圖10中A-A， 線的剖面圖。上述圖示的結(jié)構(gòu)與圖8或圖9中所示的磁存儲(chǔ)器中所含的1位的存儲(chǔ)單元相 對(duì)應(yīng)。該存儲(chǔ)單元具有存儲(chǔ)元件部分311和地址選擇用晶體管部分312。
存儲(chǔ)元件部分311具有磁阻效應(yīng)元件10和與之連接的一對(duì)布線322、 324。磁阻效應(yīng) 元件10為上述實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件。
另一方面，選擇用晶體管部分312設(shè)置有通過(guò)通路326和嵌埋布線328連接的晶體管 330。該晶體管330根據(jù)加在控制極332上的電壓進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，控制磁阻效應(yīng)元件10和 布線334的電流路徑的開(kāi)閉。
而且，磁阻效應(yīng)元件10的下方在與布線322基本上正交的方向上設(shè)置有寫(xiě)入布線323。 上述寫(xiě)入布線322、 323可以利用例如鋁(Al)、銅(Cu)、鉤(W)、鉭(Ta)、或含上述 任意一種材料的合金來(lái)形成。
這種構(gòu)成的存儲(chǔ)單元中，將位信息寫(xiě)入磁阻效應(yīng)元件10時(shí)，通過(guò)使寫(xiě)入脈沖電流流 過(guò)布線322、 323，加上用上述電流感應(yīng)產(chǎn)生的合成磁場(chǎng)，來(lái)使磁阻效應(yīng)元件的記錄層磁化 適當(dāng)反轉(zhuǎn)。
而且，讀出位信息時(shí)，通過(guò)對(duì)布線322、含有磁記錄層的磁阻效應(yīng)元件10、以及下電 極324流過(guò)讀出電流，并測(cè)定磁阻效應(yīng)元件10的電阻值或電阻值的變化。
本發(fā)明實(shí)施方式的磁存儲(chǔ)器，采用上述實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件，即便是對(duì)單元尺寸 進(jìn)行微細(xì)化，也能夠可靠控制記錄層的磁疇來(lái)確?？煽康膶?xiě)入，而且讀出也能夠可靠進(jìn)行。
以上參照具體例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。但本發(fā)明不限于上述具體例。舉例 來(lái)說(shuō)，對(duì)于磁阻效應(yīng)膜的具體結(jié)構(gòu)、此外對(duì)于電極、偏置施加膜、絕緣膜等的形狀、材質(zhì) 而言，可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員從公知范圍當(dāng)中進(jìn)行適當(dāng)選擇，與本發(fā)明同樣地實(shí)施，并得 到同樣的效果。
舉例來(lái)說(shuō)，將磁阻效應(yīng)元件應(yīng)用于再生用磁頭時(shí)，可通過(guò)對(duì)元件的上下賦予磁屏蔽， 來(lái)規(guī)定磁頭的檢測(cè)分辨率。
而且，本發(fā)明不僅適用于縱向磁記錄方式的磁頭或磁記錄再生裝置，而且同樣適用于 垂直磁記錄方式的磁頭或磁記錄再生裝置，可得到同樣效果。
此外，本發(fā)明的磁記錄再生裝置可以是始終具有特定記錄介質(zhì)的所謂固定式磁記錄再 生裝置，另一方面也可以是可調(diào)換記錄介質(zhì)的所謂"可拆"方式的磁記錄再生裝置。
另外，作為本發(fā)明的實(shí)施方式，以上述磁頭和磁記錄再生裝置為基礎(chǔ)，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可作適當(dāng)設(shè)計(jì)修改來(lái)實(shí)施的全部磁阻效應(yīng)元件、磁頭、磁記錄再生裝置、以及磁存儲(chǔ)器， 都同樣屬于本發(fā)明范圍。另外的優(yōu)點(diǎn)和修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。所以，本發(fā)明的更寬方面不 限于這里圖示說(shuō)明的具體細(xì)節(jié)和示范性實(shí)施例。因而，可以在不背離總體發(fā)明構(gòu)思的實(shí)質(zhì) 或保護(hù)范圍的情況下如所附權(quán)利要求及其等效保護(hù)范圍所定義的那樣對(duì)本發(fā)明進(jìn)行種種 修改。
權(quán)利要求
1.一種磁阻效應(yīng)元件，其特征在于，包括3層以上的金屬磁性層；所述金屬磁性層間設(shè)置的連接層；以及使電流相對(duì)于所述金屬磁性層和連接層的迭層體在垂直方向上導(dǎo)通的電極，所述金屬磁性層當(dāng)中最底層或最頂層的金屬磁性層的磁化方向被固定，中間的金屬磁性層的磁化方向扭轉(zhuǎn)。
2. —種磁阻效應(yīng)元件，其特征在于，包括 3層以上的金屬磁性層； 所述金屬磁性層間設(shè)置的連接層；以及使電流相對(duì)于所述金屬磁性層和連接層的迭層體在垂直方向上導(dǎo)通的電極， 外部磁場(chǎng)為零時(shí)，中間的金屬磁性層的磁化方向扭轉(zhuǎn)以便最底層的金屬磁性層的磁化 方向與最頂層的金屬磁性層的磁化方向?qū)嵸|(zhì)上正交。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的磁阻效應(yīng)元件，其特征在于，所述金屬磁性層當(dāng)中，夾住 l層連接層的2層金屬磁性層的磁化方向成30。 ~60°角度。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的磁阻效應(yīng)元件，其特征在于，所述連接層由厚度為大于等 于0.5nm小于等于5.0nm的、包含由Co、 Fe、 Ni、 Mn、 Ti、 V、以及Cr構(gòu)成的組中選定 的至少一種元素的氧化物或氮化物所形成。
5. 如權(quán)利要求4所述的磁阻效應(yīng)元件，其特征在于，所述連接層由d-Fe203、或者具 有尖晶石晶體結(jié)構(gòu)或反尖晶石晶體結(jié)構(gòu)的Y-Fe304、或者XFe204所形成，其中X為Fe、 Co、 Ni、 Mn、 Cr、 Ti或V。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的磁阻效應(yīng)元件，其特征在于，所述連接層由厚度為大于等 于0.5nm小于等于5nm的金屬反鐵磁性體所形成。
7. 如權(quán)利要求6所述的磁阻效應(yīng)元件，其特征在于，所述連接層由Mn和XMn構(gòu)成 的組中選定的金屬反鐵磁性體所形成，其中X為Ni、 Ir、 Pt、 Pd、 Cr、 Ru、或Rh。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的磁阻效應(yīng)元件，其特征在于，所述連接層由包含Ti、 Cr、 V中至少一種元素的金屬層所形成。
9. 如權(quán)利要求8所述的磁阻效應(yīng)元件，其特征在于，所述連接層由厚度為大于等于 0.5nm小于等于5nm的金屬層所形成。
10. 如權(quán)利要求1或2所述的磁阻效應(yīng)元件，其特征在于，所述金屬磁性層由厚度為 大于等于0.5nm小于等于5nm的、包含由Co、 Fe、以及Ni構(gòu)成的組中選定的至少一種元 素的材料所形成。
11. 一種磁頭，其特征在于，具有權(quán)利要求1或2所述的磁阻效應(yīng)元件。
12. —種磁記錄再生裝置，其特征在于，包括 磁記錄介質(zhì)；以及 權(quán)利要求ll所述的磁頭。
13. —種磁存儲(chǔ)器，其特征在于，具有權(quán)利要求1或2所述的磁阻效應(yīng)元件。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁阻效應(yīng)元件、磁頭、磁記錄再生裝置、以及磁存儲(chǔ)器，該磁阻效應(yīng)元件包括3層以上的金屬磁性層；所述3層以上的金屬磁性層間設(shè)置的連接層；以及使電流相對(duì)于所述金屬磁性層和連接層的迭層體在垂直方向上導(dǎo)通的電極，所述3層以上的金屬磁性層當(dāng)中最底層或最頂層的金屬磁性層的磁化方向被固定，中間的金屬磁性層的磁化方向扭轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)H01L43/08GK101404320SQ20081017870
公開(kāi)日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2006年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月26日
發(fā)明者巖崎仁志, 湯淺裕美, 福澤英明 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝