CN108695432B

CN108695432B - 磁阻效应元件

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Publication number: CN108695432B
Application number: CN201810223951.3A
Authority: CN
Inventors: 牧野健三; 渡边克; 西冈康; 高桥宏和
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2017-04-10
Filing date: 2018-03-19
Publication date: 2022-03-29
Anticipated expiration: 2038-03-19
Also published as: US20200300942A1; CN108695432A; US10718828B2; US11209504B2; US20180292472A1; JP6586974B2; DE102018106002A1; JP2018181996A

Abstract

本发明的磁阻效应元件具备：磁化自由层，沿着第一面延伸；介入层，沿着第一面延伸，并且层叠在磁化自由层上；以及磁化固定层，沿着第一面延伸，并且隔着介入层设置在磁化自由层的相反侧。磁化自由层包括对第一面的最大倾斜角度小于等于42°的端面。

Description

磁阻效应元件

技术领域

本发明涉及一种包括磁化自由层的磁阻效应元件。

背景技术

作为检测外部磁场的磁场检测装置，已知利用霍尔元件(Hall element)、磁阻效应元件的磁场检测装置(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开2008/146809号

发明内容

然而，要求提高这样的磁场检测装置的磁场检测精度。因此，期望提供一种具有更低的饱和磁场的磁化自由层的磁阻效应元件。

作为本发明的一种实施方式的磁阻效应元件，具备：磁化自由层，沿着第一面延伸；介入层，沿着第一面延伸，并且层叠在磁化自由层上；以及磁化固定层，沿着第一面延伸，并且隔着介入层设置在磁化自由层的相反侧。在这里，磁化自由层包括对第一面的最大倾斜角度小于等于42°的端面。

附图说明

图1是表示包括作为本发明的一种实施方式的磁阻效应元件的磁阻效应器件的整体结构的立体图。

图2是图1所示的磁阻效应元件的一部分的截面形状的示意图。

图3A是图1所示的磁化自由层的磁化状态的示意截面图。

图3B是作为参考例子的磁化自由层的磁化状态的示意截面图。

图4A是图3B所示的磁化自由层的磁化状态的示意第一平面图。

图4B是图3B所示的磁化自由层的磁化状态的示意第二平面图。

图4C是图3B所示的磁化自由层的磁化状态的示意第三平面图。

图5是表示包括作为变形例的磁阻效应元件的磁阻效应器件的整体结构的立体图。

图6A是表示实验例1的端面的最大倾斜角度与角度误差的关系的特性图。

图6B是表示实验例2的端面的最小倾斜角度与角度误差的关系的特性图。

图7A是表示实验例3的磁化自由层的厚度与磁化自由层的饱和磁场的关系的特性图。

图7B是表示实验例4的磁化自由层的厚度与磁化自由层的电阻变化率的关系的特性图。

图7C是表示实验例5的磁化自由层的长度与磁化自由层的饱和磁场的关系的特性图。

图8是表示实验例6的磁化自由层的平坦部分的长度和倾斜部分的长度与磁化自由层的饱和磁场的关系的特性图。

符号的说明

1、1A 磁阻效应元件

2 磁化固定层

3 介入层

4 磁化自由层

41 端面

5 上部电极

6 下部电极

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式，参照附图进行详细说明。再有，说明按以下的顺序进行。

1.一种实施方式

2.实验例

3.其他变形例

<1.一种实施方式>

[磁阻效应器件的结构]

图1是本发明的一种实施方式的磁阻效应器件的立体图。该磁阻效应器件具有例如磁阻效应元件1、上部电极5和下部电极6。

该磁阻效应器件是检测波及自身的检测对象磁场即外部磁场的有无和该外部磁场的强度等的器件，搭载于例如电子罗盘、角度检测传感器等。外部磁场的施加方向例如是X轴方向。

上部电极5和下部电极6是都在X轴方向和Y轴方向的双方扩展的一对电极，在构成磁阻效应元件1的各层的层叠方向(Z轴方向)上，夹着磁阻效应元件1配设。也就是说，上部电极5和下部电极6发挥在与构成磁阻效应元件1的各层的面交叉的方向、例如对构成磁阻效应元件1的各层的面垂直的方向(也就是厚度方向)上，对磁阻效应元件1输入信号电流的功能。上部电极5和下部电极6优选地由单层膜或层叠膜构成，该单层膜含有例如Al(铝)、Ta(钽)、Cu(铜)、Au(金)、AuCu(金铜合金)或Ru(钌)作为主要的材料，该层叠膜由多层该单层膜层叠而成。再有，XY面对应于本发明的“第一面”的一个具体例子。

磁阻效应元件1具有例如在下部电极6上依次层叠磁化固定层2、介入层3和磁化自由层4的层叠体。

磁化固定层2含有例如强磁性体材料作为主要的材料，其磁化方向实质上固定在一个方向上。作为包含于磁化固定层2的上述强磁性体材料，优选例如Fe(铁)、Co(钴)或Ni(镍)的单体，或者镍铁合金、铁钴合金或铁钴B(硼)合金等高自旋极化率材料。这是因为通过选择这样的高自旋极化率材料，能够获得磁阻效应元件1的高磁阻变化率。

进一步说，作为构成磁化固定层2的强磁性材料，能够使用例如Co、CoCr类合金、Co多层膜、CoCrPt类合金、FePt类合金、含有稀土族元素的SmCo类合金或TbFeCo类合金等。含有这些强磁性材料作为主要构成材料的磁化固定层2，具有沿着膜面法线方向固定的磁化。作为构成具有沿着膜面法线方向固定的磁化的磁化固定层2的强磁性材料，除了上述的例子之外，可以列举例如Co/Pt人工晶格膜、Co/Pd人工晶格膜、Fe/Pd人工晶格膜和FeB等。另外，磁化固定层2也可以含有赫斯勒(heusler)合金作为主要的材料。磁化固定层2的厚度能够为例如1nm～10nm左右。另外，为了使磁化固定层2的磁化稳定化，也可以进一步设置反强磁性层，该反强磁性层与磁化固定层2的与介入层3相反的一侧的面接触。或者也可以利用起因于晶体构造、形状等的磁各向异性，使磁化固定层2的磁化稳定化。作为这样的反强磁性层的构成材料，能够使用例如FeO、CoO、NiO、CuFeS₂、IrMn、FeMn、PtMn、Cr(铬)或Mn(锰)等。

再有，磁化固定层2也可以具有合成构造：包括一对强磁性膜以及***这对强磁性膜之间的非磁性导电膜，并且这对强磁性膜反强磁性结合。在这种情况下，磁化固定层2也可以具有自我固定构造(Self-pinned structure)：通过调节一对强磁性膜各自的厚度以及***这对强磁性膜之间的非磁性导电膜的厚度，不用反强磁性层而使磁化固定层2的磁化稳定化。

介入层3配置在磁化固定层2与磁化自由层4之间。在磁阻效应元件1中，磁化固定层2的磁化与磁化自由层4的磁化通过介入层3相互作用，由此获得磁阻效应。介入层3由下列层构成：由导体、绝缘体、半导体构成的层，或者，在绝缘体中包括由导体构成的通电点的层(电流狭窄层)。

作为适用于介入层3的非磁性导电材料，可以列举例如铜、Ag(银)、金或钌等。在介入层3由这样的非磁性导电材料构成的情况下，磁阻效应元件1发挥巨大磁阻(GMR：GiantMagneto-Resistive)效应。这时，介入层3的厚度可以为例如0.5nm～3.5nm左右。

作为适用于介入层3的非磁性绝缘材料，可以列举例如Al₂O₃(氧化铝)或MgO(氧化镁)等。在介入层3由这样的非磁性绝缘材料构成的情况下，磁阻效应元件1发挥隧穿磁阻(TMR：Tunneling Magneto-Resistive)效应。这时，调整介入层3的厚度，使在磁化固定层2与磁化自由层4之间发挥相干隧穿效应。介入层3的厚度可以为例如0.5nm～3.5nm左右。

作为适用于介入层3的非磁性半导体材料，可以列举例如ZnO、In₂O₃、SnO₂、ITO、GaO_x或Ga₂O_x等。在这种情况下的介入层3的厚度优选例如1.0nm～4.0nm左右。

作为适用于介入层3的电流狭窄层，优选地具有下列构造：在由Al₂O₃或MgO等构成的非磁性绝缘体中，设置由CoFe、CoFeB、CoFeSi、CoMnGe、CoMnSi、CoMnAl、Fe、Co、Au、Cu、Al或Mg等导体构成的通电点。在这种情况下，介入层3的厚度优选0.5nm～2.0nm左右。

磁化自由层4具有通过外部施加磁场或自旋极化电子变化的磁化方向，由强磁性材料构成。作为构成磁化自由层4的强磁性材料，可以列举例如NiFe、CoFe、CoFeB、CoFeSi、CoMnGe、CoMnSi或CoMnAl等。磁化自由层4在含有这些强磁性材料作为主要的构成材料的情况下，沿着膜面内方向具有易磁化轴。磁化自由层4可以具有例如1nm～20nm左右的厚度。特别是，可以具有6nm～13nm的厚度。

磁化自由层4如图2所示，包括对XY面的最大倾斜角度θ2小于等于42°的端面41。另外，端面41对XY面的最小倾斜角度θ1小于等于25°。具体地说，在端面41与底面42交叉的位置P1，端面41具有对XY面的最小倾斜角度θ1(≤25°)；在端面41与上面43交叉的位置P2，端面41具有对XY面的最大倾斜角度θ2(≤42°)。另外，磁化自由层4进一步包括：具有实质上一定的厚度T1的平坦部分R1，和包括端面41且具有越远离平坦部分R1越减小的厚度T2的倾斜部分R2。再有，图2是图1所示的磁阻效应元件1的一部的截面形状的示意图。如果平坦部分R1在沿着XY面的检测对象磁场的方向(X轴方向)上具有例如小于等于6μm的长度L1；那么如后所述，使磁化自由层4的端面41倾斜的效果变得显著。

在这里，如果将磁化自由层4的平坦部分R1的沿着XY面的长度作为L1，并且将磁化自由层4的倾斜部分R2的沿着XY面的长度作为L2；那么磁化自由层4可以满足下列条件表达式(1)。

L2*(L1)²≥0.4……(1)

磁化自由层4进一步包括：沿着XY面扩展且面向介入层3的底面42，和沿着XY面扩展且位于介入层3的相反侧的上面43。在这里，端面41中的、端面41和底面42交叉的位置P1与端面41和上面43交叉的位置P2之间的部分，在与XY面正交的YZ面上，可以从连接位置P1与位置P2的直线L12上的位置凹进(参照图2)。也就是说，端面41可以呈朝着外侧的凹形状。通过端面41具有这样的凹形状，端面41中的接近介入层3的位置P1附近的倾斜角比端面41中的其他部分(例如位置P2附近)的倾斜角小。因此，能够更加有效地降低磁化自由层4的起因于介入层3附近的形状异向性的输出滞后效应。

另外，也可以在上部电极5与磁阻效应元件1之间，和下部电极6与磁阻效应元件1之间，分别配设盖帽(cap)层、籽晶(seed)层或缓冲层。作为盖帽层、籽晶层或缓冲层，可以列举：由Ru、Ta、Cu或Cr等构成的单层膜，或者由这些单层膜多层层叠而成的层叠膜等。盖帽层、籽晶层或缓冲层的厚度全都优选1nm～20nm左右。

在这里，虽然在图1中，例示了磁阻效应元件1具有截顶圆锥形状，并且磁化自由层4的沿着XY面的形状(平面形状)是圆形状的情况；但是该平面形状并不限定于此，也可以是例如椭圆形状、四角形状。

[磁阻效应器件的作用和效果]

其次，对磁阻效应器件的作用和效果，参照图3A和图3B以及图4A～图4C进行说明。图3A是表示磁阻效应元件1的磁化自由层4的端面41附近的放大截面图，并且示意性地表示XZ截面的磁化大小的分布和磁化方向。图3B是表示具有一定厚度的作为参考例子的磁化自由层104的端面141附近的放大截面图。图4A～图4C全都示意性地表示作为参考例子的磁化自由层104的XY面内的磁化大小分布和磁化方向。在图3A和图3B以及图4A～图4C中，箭头的长度表示磁化的大小，并且箭头的方向表示磁化的方向。

该磁阻效应器件在例如施加沿着+X方向的偏磁场Hb的状态下使用。图3B和图4A表示例如仅施加+X方向的偏磁场Hb，检测对象磁场Hs为零(0)的情况下的XY面内的磁化自由层104的磁化状态。在这种情况下，磁化自由层104具有与偏磁场Hb实质上相同方向(+X方向)的磁化M1作为主要的磁化分量。主要的磁化分量也可以被认为是磁化自由层104的全部自旋的总和。其中，起因于XY平面内的磁化自由层104的形状异向性，在例如X轴方向的两端部R102、R103，存在沿着端面141的磁化M2(M2A～M2D)和磁化M3(M3A～M3D)。在图4A中，磁化M2A～M2D和磁化M3A～M3D实质上大小相同，并且表示磁化M2A、M2B、M3C、M3D大体朝向+Y方向，磁化M2C、M2D、M3A、M3B大体朝向-Y方向的状态。

对于图4A的状态的磁化自由层104，如果向例如+Y方向施加检测对象磁场Hs，那么如图4B所示，朝向+X方向的磁化M1稍微向+Y方向倾斜。另外，大体朝向-Y方向的磁化M2C和磁化M3B反转成大体朝向+Y方向。之后，如果停止施加检测对象磁场Hs，那么如图4C所示，从+X方向向+Y方向稍微倾斜的磁化M1返回沿着偏磁场Hb的+X方向。然而，磁化M2C和磁化M3B维持大体朝向+Y方向的状态。在这种情况下，磁化M2C和磁化M3B作为不追随检测对象磁场Hs的磁化分量，对磁化自由层104的整个磁化方向产生影响，结果导致输出信号的误差。

因此，在本实施方式中，如图3A所示，使磁化自由层4的端部为倾斜部分R2，并且随着接近前端部R21厚度逐渐变薄。然而在图3B所示的作为参考例子的磁化自由层104中，因为直到端面141，一直具有实质上一定的厚度；所以在端面141附近的端部R102(R103)，更多地存在与偏磁场Hb方向不同的磁化M2(M3)。对此，在本实施方式的磁化自由层4中，因为该端部为倾斜部分R2，所以能够更加减小形状异向性的影响所波及的范围。因此，能够使对整个磁化自由层4的磁化M2(M3)的存在比例小于磁化自由层104的磁化M2(M3)的存在比例。其结果是：在具有磁化自由层4的磁阻效应元件1中，与具有磁化自由层104的情况相比，能够减少不追随检测对象磁场Hs的磁化分量，降低输出信号的误差。

像这样，在本实施方式中，因为磁化自由层4对其延伸的XY面具有倾斜的端面41；所以能够缓和磁化自由层4的形状异向性的影响，降低端面41的静磁能量，从而能够减少不易追随检测对象磁场Hs的位于端面41附近的磁化量。其结果是：能够实现磁化自由层4的更低的饱和磁场，从而降低来自磁阻效应元件1的输出信号的误差。特别是，如果平坦部分R1在沿着XY面的检测对象磁场的方向(X轴方向)上具有小于等于6μm的长度L1(图1)，那么上述使磁化自由层4的端面41倾斜的效果变得显著。

另外，在本实施方式中，在将磁化自由层4的平坦部分R1的沿着XY面的长度作为L1，并且将磁化自由层4的倾斜部分R2的沿着XY面的长度作为L2时，如果磁化自由层4满足条件表达式(1)，那么能够更加减少不易追随检测对象磁场Hs的位于端面41附近的磁化量。其结果是：能够更加降低来自磁阻效应元件1的输出信号的误差。

<2.实验例>

(实验例1)

其次，对于上述实施方式的磁阻效应元件1，调查了端面41的最大倾斜角度θ2与角度误差的关系，该角度误差是关于将所定强度的信号磁场施加于磁阻效应元件1时检测出的信号磁场的角度的角度误差。并且将该结果表示于图6A。在图6A中，横轴是磁化自由层4的端面41的最大倾斜角度θ2[°]，纵轴是通过磁阻效应元件1检测出的信号磁场的角度误差[°]。在这里，调查了20mT、21mT、22mT和23mT4个级别的信号磁场强度。另外，将端面41的最大倾斜角度θ2分为30°、42°、47°和54°4个级别。另外，磁化固定层2具有例如一对FeCo膜与***这对FeCo膜之间的Ru膜的叠层构造。磁化固定层2的厚度为5nm。进一步设置了反强磁性层，并且使该反强磁性层与磁化固定层2的与介入层3相反的一侧的面接触。介入层3的构成材料为MgO，介入层3的厚度为3nm。磁化自由层4的构成材料为FeCo和NiFe，磁化自由层4的厚度为18nm。

如图6A所示，如果端面41的最大倾斜角度θ2小于等于42°；那么不管信号磁场强度如何，都确认到了能够降低角度误差。

(实验例2)

其次，对于上述实施方式的磁阻效应元件1，调查了端面41的最小倾斜角度θ1与角度误差的关系，该角度误差是关于将所定强度的信号磁场施加于磁阻效应元件1时检测出的信号磁场的角度的角度误差。并且将该结果表示于图6B。在图6B中，横轴是磁化自由层4的端面41的最小倾斜角度θ1[°]，纵轴是通过磁阻效应元件1检测出的信号磁场的角度误差[°]。这里的实验条件与上述实验例1相同。

如图6B所示，如果端面41的最小倾斜角度θ1小于等于25°；那么不管信号磁场强度如何，都确认到了能够降低角度误差。

(实验例3)

其次，对于上述实施方式的磁阻效应元件1，调查了磁化自由层4的厚度T1[nm]与磁化自由层4的饱和磁场[mT]的关系。并且将该结果表示于图7A。在图7A中，横轴是磁化自由层4的厚度T1[nm]，纵轴是磁化自由层4的饱和磁场[mT]。在这里，除了使端面41的最大倾斜角度θ2为31°，端面41的最小倾斜角度θ1为16°，厚度T1为7nm、13nm和19nm之外，其他实验条件与上述实验例1相同。

如图7A所示，如果厚度T1小于等于13nm，那么确认到了能够使磁化自由层4的饱和磁场小于等于12mT。

(实验例4)

其次，对于上述实施方式的磁阻效应元件1，调查了磁化自由层4的厚度T1[nm]与磁化自由层4的电阻变化率(MR比)[A.U.]的关系。并且将该结果表示于图7B。在图7B中，横轴是磁化自由层4的厚度T1[nm]，纵轴是磁化自由层4的MR比[A.U.]。在这里，磁致伸缩为0。另外，除了使端面41的最大倾斜角度θ2为31°，端面41的最小倾斜角度θ1为16°，厚度T1在5nm～16nm的范围内变化之外，其他实验条件与上述实验例1相同。再有，对于MR比，用将厚度T1为16nm时的值作为100的任意单位表示。

如图7B所示，如果厚度T1大于等于6nm，那么确认到了能够获得比较高的稳定的磁化自由层4的MR比。因此，如果参照图7A所示的实验例3和图7B所示的实验例4，那么可知：如果厚度T1为6nm～13nm，那么在维持低磁致伸缩的同时，既可以提高灵敏度(MR比)又可以降低输出误差(饱和磁场)。

(实验例5)

其次，对于上述实施方式的磁阻效应元件1，调查了磁化自由层4的长度L1[μm]与磁化自由层4的饱和磁场[mT]的关系。并且将该结果表示于图7C。在图7C中，横轴是磁化自由层4的长度L1[μm]，纵轴是磁化自由层4的饱和磁场[mT]。在这里，除了使端面41的最大倾斜角度θ2为31°，端面41的最小倾斜角度θ1为16°，厚度T1为7nm、13nm和19nm之外，其他实验条件与上述实验例1相同。

如图7C所示，在长度L1小于等于6μm的情况下，确认到了磁化自由层4的饱和磁场急剧增大。因此，本发明在长度L1小于等于6μm的情况下，能够期待控制端面41的最大倾斜角度θ2、端面41的最小倾斜角度θ1的效果。

(实验例6)

其次，对于上述实施方式的磁阻效应元件1，调查了磁化自由层4的长度L2[μm]与磁化自由层4的长度L1[μm]的平方的乘积[μm³]，与磁化自由层4的饱和磁场[mT]的关系。并且将该结果表示于图8。在图8中，横轴是L2*(L1)²[μm³]，纵轴是磁化自由层4的饱和磁场[mT]。在这里，使端面41的最大倾斜角度θ2在16°～50°的范围内变化，端面41的最小倾斜角度θ1在6°～40°的范围内变化。除了厚度T1为7nm、13nm和19nm之外，其他实验条件与上述实验例1相同。

如图8所示，如果L2*(L1)²≥0.4，那么确认到了能够使磁化自由层4的饱和磁场小于等于12mT。

<3.其他变形例>

以上，虽然列举实施方式说明了本发明，但是本发明并不限定于上述实施方式，可以做出各种变化。例如在上述实施方式中，虽然例示了在下部电极6上依次层叠磁化固定层2、介入层3和磁化自由层4的磁阻效应元件1，但是本发明的磁阻效应元件并不限定于此。本发明的磁阻效应元件也可以像作为如图5所示的变形例的磁阻效应元件1A那样，具备：在沿着XY面延伸的基体上，隔着下部电极6依次层叠磁化自由层4、介入层3和磁化固定层2的磁阻效应元件1A。

在作为本发明的一种实施方式的磁阻效应元件中，因为使磁化自由层包括了对第一面的最大倾斜角度小于等于42°的端面，所以可以缓和磁化自由层的形状异向性的影响，减少不易追随外部磁场的位于端面附近的磁化量。

作为本发明的一种实施方式的磁阻效应元件，具备：磁化自由层，沿着第一面延伸；介入层，沿着第一面延伸，并且层叠在磁化自由层上；以及磁化固定层，沿着第一面延伸，并且隔着介入层设置在磁化自由层的相反侧。在这里，磁化自由层包括对第一面的最小倾斜角度小于等于25°的端面。

在作为本发明的一种实施方式的磁阻效应元件中，因为使磁化自由层包括了对第一面的最小倾斜角度小于等于25°的端面，所以可以缓和磁化自由层的形状异向性的影响，减少不易追随外部磁场的位于端面附近的磁化量。

作为本发明的一种实施方式的磁阻效应元件，具备：磁化自由层，沿着第一面延伸；介入层，沿着第一面延伸，并且层叠在磁化自由层上；以及磁化固定层，沿着第一面延伸，并且隔着介入层设置在磁化自由层的相反侧。在这里，磁化自由层进一步包括：平坦部分，具有实质上一定的第一厚度；以及倾斜部分，包括端面，并且具有越远离平坦部分越减小的第二厚度，满足下列条件表达式(1)。

L2*(L1)²≥0.4……(1)

其中，L1是磁化自由层的平坦部分的沿着第一面的长度，L2是磁化自由层的倾斜部分的沿着第一面的长度。

在作为本发明的一种实施方式的磁阻效应元件中，因为满足了条件表达式(1)，所以可以缓和磁化自由层的形状异向性的影响，减少不易追随外部磁场的位于端面附近的磁化量。

作为本发明的一种实施方式的磁阻效应元件，具备：磁化自由层，沿着第一面延伸；介入层，沿着第一面延伸，并且层叠在磁化自由层上；以及磁化固定层，沿着第一面延伸，并且隔着介入层设置在磁化自由层的相反侧。在这里，磁化自由层的沿着第一面的面积在对介入层最近的位置为最小。

在作为本发明的一种实施方式的磁阻效应元件中，因为磁化自由层的沿着第一面的面积在对介入层最近的位置为最小，所以能够使不易追随外部磁场的位于端面附近的磁化远离介入层。

根据作为本发明的一种实施方式的磁阻效应元件，能够抑制磁化自由层的形状异向性的影响，实现磁化自由层的更低的饱和磁场。再有，本发明的效果并不限定于此。

再有，本技术也能够采用以下结构。

(1)

一种磁阻效应元件，具备：

磁化自由层，沿着第一面延伸；

介入层，沿着所述第一面延伸，并且层叠在所述磁化自由层上；以及

磁化固定层，沿着所述第一面延伸，并且隔着所述介入层设置在所述磁化自由层的相反侧，

所述磁化自由层包括对所述第一面的最大倾斜角度小于等于42°的端面。

(2)

一种磁阻效应元件，具备：

磁化自由层，沿着第一面延伸；

所述磁化自由层包括对所述第一面的最小倾斜角度小于等于25°的端面。

(3)

一种磁阻效应元件，具备：

磁化自由层，沿着第一面延伸；

所述磁化自由层包括：

平坦部分，具有实质上一定的第一厚度；以及

倾斜部分，包括端面，并且具有越远离所述平坦部分越减小的第二厚度，

满足下列条件表达式(1)。

L2*(L1)²≥0.4……(1)

其中，

L1：磁化自由层的平坦部分的沿着第一面的长度

L2：磁化自由层的倾斜部分的沿着第一面的长度

(4)

所述(1)至所述(3)中的任一项所述的磁阻效应元件，其中，

所述磁化自由层进一步包括：

第一主面，沿着所述第一面扩展，并且面向所述介入层；以及

第二主面，沿着所述第一面扩展，并且位于所述介入层的相反侧，

所述端面中的、所述端面和所述第一主面交叉的第一位置与所述端面和所述第二主面交叉的第二位置之间的部分，在与所述第一面正交的第二面上，从连接所述第一位置与所述第二位置的直线上的位置凹进。

(5)

所述(1)至所述(4)中的任一项所述的磁阻效应元件，其中，所述介入层包含非磁性且导电性的第一材料或非磁性且非导电性的第二材料。

(6)

所述(1)至所述(5)中的任一项所述的磁阻效应元件，其中，所述磁化自由层在与所述第一面正交的厚度方向上具有大于等于6nm且小于等于13nm的厚度。

(7)

所述(1)至所述(5)中的任一项所述的磁阻效应元件，其中，所述磁化自由层在沿着所述第一面的检测对象磁场的方向上具有小于等于6μm的长度。

(8)

所述(1)至所述(7)中的任一项所述的磁阻效应元件，其中，所述磁化自由层的沿着所述第一面的面积在对所述介入层最近的位置为最小。

(9)

所述(8)所述的磁阻效应元件，其中，所述磁化自由层的沿着所述第一面的面积越接近所述介入层越缩小。

本公开含有涉及在2017年4月10日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2017-077569中公开的主旨，其全部内容包含在此，以供参考。

本领域的技术人员应该理解，虽然根据设计要求和其他因素可能出现各种修改，组合，子组合和可替换项，但是它们均包含在附加的权利要求或它的等同物的范围内。

Claims

1.一种磁阻效应元件，具备：

磁化自由层，沿着第一面延伸；

所述磁化自由层包括：

平坦部分，具有实质上一定的第一厚度；以及

满足下列条件表达式(1)，

L2*(L1)²≥0.4[μm³]……(1)

其中，

L1：磁化自由层的平坦部分的沿着第一面的长度[μm]；

L2：磁化自由层的倾斜部分的沿着第一面的长度[μm]。

2.根据权利要求1所述的磁阻效应元件，其中，

所述磁化自由层进一步包括：

3.根据权利要求1或2所述的磁阻效应元件，其中，

所述介入层包含非磁性且导电性的第一材料或非磁性且非导电性的第二材料。

4.根据权利要求1或2所述的磁阻效应元件，其中，

所述磁化自由层在与所述第一面正交的厚度方向上具有大于等于6nm且小于等于13nm的厚度。

5.根据权利要求1或2所述的磁阻效应元件，其中，

所述磁化自由层在沿着所述第一面的检测对象磁场的方向上具有小于等于6μm的长度。

6.根据权利要求1或2所述的磁阻效应元件，其中，

所述磁化自由层的沿着所述第一面的面积在对所述介入层最近的位置为最小。

7.根据权利要求6所述的磁阻效应元件，其中，

所述磁化自由层的沿着所述第一面的面积越接近所述介入层越缩小。