JP2008124322A - 強磁性トンネル接合素子、その製造方法、及びそれを用いた磁気ヘッド、磁気メモリ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 磁化方向が固定された強磁性材料からなるピンド層(20,22)の上に、電子がトンネル現象により透過する厚さのバリア層が配置されている。バリア層の上に、外部磁場の影響を受けて磁化方向が変化する非晶質または微結晶質の軟磁性材料で形成された第1のフリー層が配置されている。第1のフリー層の上に、外部磁場の影響を受けて磁化方向が変化するとともに、第1のフリー層と交換結合した結晶質の軟磁性材料で形成された第2のフリー層が配置されている。
【選択図】 図1
Description
ここで、Rsは、磁化方向の相対角度θが0、すなわち磁化方向が平行であるときのトンネル抵抗を表し、ΔRは、磁化方向の相対角度が180°、すなわち磁化方向が反平行であるときのトンネル抵抗と、磁化方向が平行であるときのトンネル抵抗との差を表す。
ここで、P1及びP2は、それぞれバリア層の両側の強磁性材料の偏極率である。偏極率Pは、下記の式で与えられる。
例えば、NiFe、Co、及びCoFeの偏極率はそれぞれ0.3、0.34、及び0.46である。従って、理論的には、それぞれ約20%、26%、及び54%のトンネル抵抗の変化率が実現できる。このトンネル抵抗の変化率は、異方性磁気抵抗効果(AMR)や巨大磁気抵抗効果(GMR)による抵抗変化率よりも大きい。このため、強磁性トンネル接合素子を用いた磁気ヘッドは、高分解能な磁気記録再生に有効であると期待されている(例えば、特許文献1参照)。
磁化方向が固定された強磁性材料からなるピンド層と、
前記ピンド層の上に配置され、電子がトンネル現象により透過する厚さのバリア層と、
前記バリア層の上に配置され、外部磁場の影響を受けて磁化方向が変化する非晶質または微結晶質の軟磁性材料で形成された第1のフリー層と、
前記第1のフリー層の上に配置され、外部磁場の影響を受けて磁化方向が変化するとともに、前記第1のフリー層と交換結合した結晶質の軟磁性材料で形成された第2のフリー層と
を有する強磁性トンネル接合素子が提供される。
(a)支持基板の上に、反強磁性材料からなるピニング層を形成する工程と、
(b)前記ピニング層の上に、該ピニング層との交換相互作用により磁化方向が固定された強磁性材料からなるピンド層を形成する工程と、
(c)前記ピンド層の上に、電子がトンネル現象により透過する厚さのバリア層を形成する工程と、
(d)前記バリア層の上に、非晶質または微結晶質の軟磁性材料からなる第1のフリー層を形成する工程と、
(e)前記第1のフリー層の表面を、窒素プラズマに晒す工程と、
(f)窒素プラズマに晒された前記第1のフリー層の上に、結晶質の軟磁性材料からなる第2のフリー層を形成する工程と、
(g)前記支持基板から第2のフリー層までの積層構造体を磁場中に配置して、前記ピニング層の規則化熱処理を行う工程と
を有する強磁性トンネル接合素子の製造方法が提供される。
(a)支持基板の上に、反強磁性材料からなるピニング層を形成する工程と、
(b)前記ピニング層の上に、該ピニング層との交換相互作用により磁化方向が固定された強磁性材料からなるピンド層を形成する工程と、
(c)前記ピンド層の上に、電子がトンネル現象により透過する厚さのバリア層を形成する工程と、
(d)前記バリア層の上に、非晶質または微結晶質の軟磁性材料からなる第1のフリー層を形成する工程と、
(e)前記第1のフリー層の上に、結晶化抑制層を形成する工程と、
(f)前記結晶化抑制層の上に、結晶質の軟磁性材料からなる第2のフリー層を形成する工程と、
(g)前記支持基板から第2のフリー層までの積層構造体を磁場中に配置して、前記ピニング層の規則化熱処理を行う工程と
を有し、前記結晶化抑制層は、前記工程gにおいて、前記第2のフリー層の結晶構造を引き継いで前記第1のフリー層が結晶化することを抑制する強磁性トンネル接合素子の製造方法が提供される。
上記強磁性トンネル接合素子と、
前記強磁性トンネル接合素子に磁場を印加して、該強磁性トンネル接合素子の第1及び第2のフリー層の磁化方向を変化させる書込手段と、
前記強磁性トンネル接合素子にセンス電流を流して、該強磁性トンネル接合素子の抵抗を検出する読出手段と
を有する磁気メモリが提供される。
・窒素ガス流量:100sccm
・RF電力:50W
・処理時間:30秒
図2Cに示すように、窒素プラズマで表面処理された第1のフリー層30の上に、第2のフリー層32、第1のキャップ層35、及び第2のキャップ層36を、マグネトロンスパッタリング装置を用いて成膜する。その後、基板を真空中に配置し、磁場を印加した状態で、ピニング層18の規則化熱処理を行う。熱処理温度は、例えば270℃とし、熱処理時間は、例えば4時間とする。なお、熱処理温度を250℃〜400℃の範囲内としてもよい。
磁化方向が固定された強磁性材料からなるピンド層と、
前記ピンド層の上に配置され、電子がトンネル現象により透過する厚さのバリア層と、
前記バリア層の上に配置され、外部磁場の影響を受けて磁化方向が変化する非晶質または微結晶質の軟磁性材料で形成された第1のフリー層と、
前記第1のフリー層の上に配置され、外部磁場の影響を受けて磁化方向が変化するとともに、前記第1のフリー層と交換結合した結晶質の軟磁性材料で形成された第2のフリー層と
を有する強磁性トンネル接合素子。
前記第1のフリー層は、CoFeに、B、C、Al、Si、及びZrからなる群より選択された少なくとも1つの添加元素を含有させた軟磁性材料で形成されている付記1に記載の強磁性トンネル接合素子。
前記第1のフリー層は、CoFeBで形成されており、B濃度が10原子%以上である付記1に記載の強磁性トンネル接合素子。
前記第2のフリー層は、面心立方構造を有する多結晶質であり、無配向または(111)面が優先的に基板表面に平行に配向している付記1乃至3のいずれか1項に記載の強磁性トンネル接合素子。
前記第2のフリー層の保磁力が、前記第1のフリー層の保磁力よりも小さい付記1乃至4のいずれか1項に記載の強磁性トンネル接合素子。
さらに、前記第2のフリー層の結晶構造を引き継いで前記第1のフリー層が結晶化されることを防止する結晶化抑制層が、該第1のフリー層と第2のフリー層との間に配置されている付記1乃至5のいずれか1項に記載の強磁性トンネル接合素子。
前記結晶化抑制層がTaで形成されている付記6に記載の強磁性トンネル接合素子。
(a)支持基板の上に、反強磁性材料からなるピニング層を形成する工程と、
(b)前記ピニング層の上に、該ピニング層との交換相互作用により磁化方向が固定された強磁性材料からなるピンド層を形成する工程と、
(c)前記ピンド層の上に、電子がトンネル現象により透過する厚さのバリア層を形成する工程と、
(d)前記バリア層の上に、非晶質または微結晶質の軟磁性材料からなる第1のフリー層を形成する工程と、
(e)前記第1のフリー層の表面を、窒素プラズマに晒す工程と、
(f)窒素プラズマに晒された前記第1のフリー層の上に、結晶質の軟磁性材料からなる第2のフリー層を形成する工程と、
(g)前記支持基板から第2のフリー層までの積層構造体を磁場中に配置して、前記ピニング層の規則化熱処理を行う工程と
を有する強磁性トンネル接合素子の製造方法。
前記工程gは、前記第1のフリー層と第2のフリー層との界面から該第1のフリー層内に向かって結晶化が進まない条件で行う付記8に記載の強磁性トンネル接合素子の製造方法。
前記第1のフリー層は、CoFeに、B、C、Al、Si、及びZrからなる群より選択された少なくとも1つの添加元素を含有させた軟磁性材料で形成される付記8または9に記載の強磁性トンネル接合素子の製造方法。
前記第1のフリー層は、CoFeBで形成されており、B濃度が10原子%以上である付記8または9に記載の強磁性トンネル接合素子の製造方法。
前記第2のフリー層は、面心立方構造を有する多結晶質であり、無配向または(111)面が優先的に基板表面に平行に配向する条件で成膜される付記8乃至11のいずれか1項に記載の強磁性トンネル接合素子の製造方法。
前記第2のフリー層の保磁力が、前記第1のフリー層の保磁力よりも小さい付記8乃至12のいずれか1項に記載の強磁性トンネル接合素子の製造方法。
(a)支持基板の上に、反強磁性材料からなるピニング層を形成する工程と、
(b)前記ピニング層の上に、該ピニング層との交換相互作用により磁化方向が固定された強磁性材料からなるピンド層を形成する工程と、
(c)前記ピンド層の上に、電子がトンネル現象により透過する厚さのバリア層を形成する工程と、
(d)前記バリア層の上に、非晶質または微結晶質の軟磁性材料からなる第1のフリー層を形成する工程と、
(e)前記第1のフリー層の上に、結晶化抑制層を形成する工程と、
(f)前記結晶化抑制層の上に、結晶質の軟磁性材料からなる第2のフリー層を形成する工程と、
(g)前記支持基板から第2のフリー層までの積層構造体を磁場中に配置して、前記ピニング層の規則化熱処理を行う工程と
を有し、前記結晶化抑制層は、前記工程gにおいて、前記第2のフリー層の結晶構造を引き継いで前記第1のフリー層が結晶化することを抑制する強磁性トンネル接合素子の製造方法。
前記第1のフリー層は、CoFeに、B、C、Al、Si、及びZrからなる群より選択された少なくとも1つの添加元素を含有させた軟磁性材料で形成される付記14に記載の強磁性トンネル接合素子の製造方法。
前記第1のフリー層は、CoFeBで形成されており、B濃度が10原子%以上である付記14に記載の強磁性トンネル接合素子の製造方法。
前記第2のフリー層は、面心立方構造を有する多結晶質であり、無配向または(111)面が優先的に基板表面に平行に配向する条件で成膜される付記14乃至16のいずれか1項に記載の強磁性トンネル接合素子の製造方法。
前記第2のフリー層の保磁力が、前記第1のフリー層の保磁力よりも小さい付記14乃至17のいずれか1項に記載の強磁性トンネル接合素子の製造方法。
付記1乃至7のいずれか1項に記載された強磁性トンネル接合素子を備えた磁気ヘッド。
付記1乃至7のいずれか1項に記載された強磁性トンネル接合素子と、
前記強磁性トンネル接合素子に磁場を印加して、該強磁性トンネル接合素子の第1及び第2のフリー層の磁化方向を変化させる書込手段と、
前記強磁性トンネル接合素子にセンス電流を流して、該強磁性トンネル接合素子の抵抗を検出する読出手段と
を有する磁気メモリ。
12 導電層
13 第1の下地層
14 第2の下地層
18 ピニング層
20 第1のピンド層
21 非磁性結合層
22 第2のピンド層
25 バリア層
30 第1のフリー層
32 第2のフリー層
35 第1のキャップ層
36 第2のキャップ層
38 窒素プラズマ
40 強磁性トンネル接合素子
45 第1の電極
46 第2の電極
48 絶縁膜
50 結晶化抑制層
60 半導体基板
61 不純物拡散層
62 読出用ワード線
63 MOSトランジスタ
64 プラグ
65 孤立配線
66 プレート線
67 配線
68 書込用ワード線
69 ビット線
70 強磁性トンネル接合素子
75 基体
76 アルミナ膜
80 再生素子
81 下部電極
82 絶縁膜
83 磁区制御膜
85 強磁性トンネル接合素子
86 アルミナ膜
87 上部電極
90 誘導型記録素子
91 下部磁極
92 上部磁極
93 記録ギャップ層
Claims (10)
- 磁化方向が固定された強磁性材料からなるピンド層と、
前記ピンド層の上に配置され、電子がトンネル現象により透過する厚さのバリア層と、
前記バリア層の上に配置され、外部磁場の影響を受けて磁化方向が変化する非晶質または微結晶質の軟磁性材料で形成された第1のフリー層と、
前記第1のフリー層の上に配置され、外部磁場の影響を受けて磁化方向が変化するとともに、前記第1のフリー層と交換結合した結晶質の軟磁性材料で形成された第2のフリー層と
を有する強磁性トンネル接合素子。 - 前記第1のフリー層は、CoFeに、B、C、Al、Si、及びZrからなる群より選択された少なくとも1つの添加元素を含有させた軟磁性材料で形成されている請求項1に記載の強磁性トンネル接合素子。
- 前記第1のフリー層は、CoFeBで形成されており、B濃度が10原子%以上である請求項1に記載の強磁性トンネル接合素子。
- 前記第2のフリー層は、面心立方構造を有する多結晶質であり、無配向または(111)面が優先的に基板表面に平行に配向している請求項1乃至3のいずれか1項に記載の強磁性トンネル接合素子。
- 前記第2のフリー層の保磁力が、前記第1のフリー層の保磁力よりも小さい請求項1乃至4のいずれか1項に記載の強磁性トンネル接合素子。
- さらに、前記第2のフリー層の結晶構造を引き継いで前記第1のフリー層が結晶化されることを防止する結晶化抑制層が、該第1のフリー層と第2のフリー層との間に配置されている請求項1乃至5のいずれか1項に記載の強磁性トンネル接合素子。
- (a)支持基板の上に、反強磁性材料からなるピニング層を形成する工程と、
(b)前記ピニング層の上に、該ピニング層との交換相互作用により磁化方向が固定された強磁性材料からなるピンド層を形成する工程と、
(c)前記ピンド層の上に、電子がトンネル現象により透過する厚さのバリア層を形成する工程と、
(d)前記バリア層の上に、非晶質または微結晶質の軟磁性材料からなる第1のフリー層を形成する工程と、
(e)前記第1のフリー層の表面を、窒素プラズマに晒す工程と、
(f)窒素プラズマに晒された前記第1のフリー層の上に、結晶質の軟磁性材料からなる第2のフリー層を形成する工程と、
(g)前記支持基板から第2のフリー層までの積層構造体を磁場中に配置して、前記ピニング層の規則化熱処理を行う工程と
を有する強磁性トンネル接合素子の製造方法。 - (a)支持基板の上に、反強磁性材料からなるピニング層を形成する工程と、
(b)前記ピニング層の上に、該ピニング層との交換相互作用により磁化方向が固定された強磁性材料からなるピンド層を形成する工程と、
(c)前記ピンド層の上に、電子がトンネル現象により透過する厚さのバリア層を形成する工程と、
(d)前記バリア層の上に、非晶質または微結晶質の軟磁性材料からなる第1のフリー層を形成する工程と、
(e)前記第1のフリー層の上に、結晶化抑制層を形成する工程と、
(f)前記結晶化抑制層の上に、結晶質の軟磁性材料からなる第2のフリー層を形成する工程と、
(g)前記支持基板から第2のフリー層までの積層構造体を磁場中に配置して、前記ピニング層の規則化熱処理を行う工程と
を有し、前記結晶化抑制層は、前記工程gにおいて、前記第2のフリー層の結晶構造を引き継いで前記第1のフリー層が結晶化することを抑制する強磁性トンネル接合素子の製造方法。 - 請求項1乃至6のいずれか1項に記載された強磁性トンネル接合素子を備えた磁気ヘッド。
- 請求項1乃至6のいずれか1項に記載された強磁性トンネル接合素子と、
前記強磁性トンネル接合素子に磁場を印加して、該強磁性トンネル接合素子の第1及び第2のフリー層の磁化方向を変化させる書込手段と、
前記強磁性トンネル接合素子にセンス電流を流して、該強磁性トンネル接合素子の抵抗を検出する読出手段と
を有する磁気メモリ。
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US11/899,486 US20080112093A1 (en) | 2006-11-14 | 2007-09-06 | Tunneling magnetoresistance (TMR) device, its manufacture method, magnetic head and magnetic memory using TMR device |
CN2007101527981A CN101183704B (zh) | 2006-11-14 | 2007-09-21 | 隧道磁阻器件、其制造方法、磁头及磁存储器 |
KR1020070096414A KR100917560B1 (ko) | 2006-11-14 | 2007-09-21 | 강자성 터널 접합 소자, 그 제조 방법, 및 그것을 이용한자기 헤드, 자기 메모리 |
US13/046,567 US8072714B2 (en) | 2006-11-14 | 2011-03-11 | Tunneling magnetoresistance (TMR) device, its manufacture method, magnetic head and magnetic memory using TMR device |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011198809A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果素子およびその製造方法ならびに磁気メモリ |
JP5429480B2 (ja) * | 2007-04-24 | 2014-02-26 | 日本電気株式会社 | 磁気抵抗素子、mram、及び磁気センサー |
JP2014078722A (ja) * | 2009-01-13 | 2014-05-01 | Qualcomm Inc | 記憶層材料を備えた磁気素子 |
Families Citing this family (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8164863B2 (en) * | 2008-03-26 | 2012-04-24 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Current-perpendicular-to-plane (CPP) read sensor with multiple ferromagnetic sense layers |
CN102074329B (zh) * | 2009-11-23 | 2012-04-18 | 中国科学院物理研究所 | 一种磁性多层膜及其磁逻辑元件和磁性随机存取存储器 |
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 |
KR101209328B1 (ko) * | 2010-01-14 | 2012-12-06 | 고려대학교 산학협력단 | 수직자기이방성을 가지는 코발트-철-보론/팔라듐 다층박막 및 이를 이용하여 제조한 자기 랜덤 액세스 메모리 |
KR101093976B1 (ko) * | 2010-01-14 | 2011-12-15 | 고려대학교 산학협력단 | 수직자기이방성을 가지는 코발트-철-보론 박막 제조 방법 및 이를 이용하여 제조한 자기 랜덤 액세스 메모리 |
US9478730B2 (en) | 2010-12-31 | 2016-10-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and system for providing magnetic layers having insertion layers for use in spin transfer torque memories |
US8432009B2 (en) * | 2010-12-31 | 2013-04-30 | Grandis, Inc. | Method and system for providing magnetic layers having insertion layers for use in spin transfer torque memories |
TWI452743B (zh) * | 2011-03-03 | 2014-09-11 | Voltafield Technology Corp | 磁阻感測器的製造方法 |
US8450722B2 (en) * | 2011-07-15 | 2013-05-28 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Magnetoresistive random access memory and method of making the same |
KR20130015927A (ko) * | 2011-08-05 | 2013-02-14 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 멀티 레벨을 갖는 자기 저항 메모리 장치 및 그 구동방법 |
US8879214B2 (en) * | 2011-12-21 | 2014-11-04 | HGST Netherlands B.V. | Half metal trilayer TMR reader with negative interlayer coupling |
US8570792B2 (en) | 2012-01-24 | 2013-10-29 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. | Magnetoresistive random access memory |
US8884386B2 (en) | 2012-02-02 | 2014-11-11 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | MRAM device and fabrication method thereof |
RU2522714C2 (ru) * | 2012-08-09 | 2014-07-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" | Способ формирования магниторезистивного элемента памяти на основе туннельного перехода и его структура |
US8988923B2 (en) * | 2012-09-11 | 2015-03-24 | The Regents Of The University Of California | Nonvolatile magneto-electric random access memory circuit with burst writing and back-to-back reads |
JP2014090109A (ja) | 2012-10-31 | 2014-05-15 | Hitachi High-Technologies Corp | 磁気抵抗素子の製造方法 |
US10096767B2 (en) * | 2013-03-09 | 2018-10-09 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Elongated magnetoresistive tunnel junction structure |
US9142756B2 (en) * | 2013-09-06 | 2015-09-22 | Makoto Nagamine | Tunneling magnetoresistive element having a high MR ratio |
US20160072047A1 (en) * | 2014-09-08 | 2016-03-10 | Satoshi Seto | Semiconductor memory device and manufacturing method thereof |
US9099124B1 (en) * | 2014-09-28 | 2015-08-04 | HGST Netherlands B.V. | Tunneling magnetoresistive (TMR) device with MgO tunneling barrier layer and nitrogen-containing layer for minimization of boron diffusion |
US9958511B2 (en) * | 2014-12-08 | 2018-05-01 | Infineon Technologies Ag | Soft switching of magnetization in a magnetoresistive sensor |
US9177573B1 (en) * | 2015-04-30 | 2015-11-03 | HGST Netherlands B.V. | Tunneling magnetoresistive (TMR) device with magnesium oxide tunneling barrier layer and free layer having insertion layer |
CN109314181B (zh) * | 2016-06-20 | 2022-09-30 | 国立大学法人东北大学 | 隧道磁阻元件及其制备方法 |
US10534047B2 (en) * | 2017-03-30 | 2020-01-14 | Qualcomm Incorporated | Tunnel magneto-resistive (TMR) sensors employing TMR devices with different magnetic field sensitivities for increased detection sensitivity |
US20190178954A1 (en) * | 2017-12-11 | 2019-06-13 | Allegro Microsystems, Llc | Magnetoresistance Element Having Selected Characteristics To Achieve A Desired Linearity |
US10777734B2 (en) * | 2018-12-19 | 2020-09-15 | Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. | Magnetic memory devices with magnetic field sensing and shielding |
CN111613720B (zh) * | 2019-02-25 | 2022-09-09 | 上海磁宇信息科技有限公司 | 一种磁性随机存储器存储单元及磁性随机存储器 |
US10950260B1 (en) | 2020-04-17 | 2021-03-16 | Western Digital Technologies, Inc. | Magnetoresistive sensor with improved magnetic properties and magnetostriction control |
CN113866691B (zh) * | 2021-12-02 | 2022-09-23 | 北京芯可鉴科技有限公司 | 隧穿磁电阻传感器及其制备方法、使用方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6181537B1 (en) * | 1999-03-29 | 2001-01-30 | International Business Machines Corporation | Tunnel junction structure with junction layer embedded in amorphous ferromagnetic layers |
JP2001068760A (ja) * | 1999-08-31 | 2001-03-16 | Hitachi Ltd | 強磁性トンネル接合素子 |
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 |
Family Cites Families (29)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3327375B2 (ja) * | 1996-04-26 | 2002-09-24 | 富士通株式会社 | 磁気抵抗効果型トランスデューサ、その製造方法及び磁気記録装置 |
JP2871670B1 (ja) | 1997-03-26 | 1999-03-17 | 富士通株式会社 | 強磁性トンネル接合磁気センサ、その製造方法、磁気ヘッド、および磁気記録/再生装置 |
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 |
JP2002092829A (ja) * | 2000-09-21 | 2002-03-29 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗センサ及び磁気抵抗ヘッド |
JP4780878B2 (ja) * | 2001-08-02 | 2011-09-28 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 薄膜磁性体記憶装置 |
US7262064B2 (en) * | 2001-10-12 | 2007-08-28 | Sony Corporation | Magnetoresistive effect element, magnetic memory element magnetic memory device and manufacturing methods thereof |
US6531723B1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-03-11 | Motorola, Inc. | Magnetoresistance random access memory for improved scalability |
JP2003218424A (ja) * | 2002-01-18 | 2003-07-31 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果膜 |
US6674617B2 (en) * | 2002-03-07 | 2004-01-06 | International Business Machines Corporation | Tunnel junction sensor with a multilayer free-layer structure |
JP2003289133A (ja) | 2002-03-28 | 2003-10-10 | Sony Corp | 磁気メモリ素子、そのメモリ素子を含む集積回路または磁気メモリ装置、その集積回路または磁気メモリ装置を組み込んだ電子機器 |
JP4178867B2 (ja) * | 2002-08-02 | 2008-11-12 | ソニー株式会社 | 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ装置 |
US20040229430A1 (en) * | 2003-05-14 | 2004-11-18 | Frank Findeis | Fabrication process for a magnetic tunnel junction device |
KR100512180B1 (ko) | 2003-07-10 | 2005-09-02 | 삼성전자주식회사 | 자기 랜덤 엑세스 메모리 소자의 자기 터널 접합 및 그의형성방법 |
US20050110004A1 (en) * | 2003-11-24 | 2005-05-26 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction with improved tunneling magneto-resistance |
US7246427B2 (en) * | 2004-02-03 | 2007-07-24 | Headway Technologies, Inc. | Method to achieve both narrow track width and effective longitudinal stabilization in a CPP GMR read head |
US7149105B2 (en) * | 2004-02-24 | 2006-12-12 | Infineon Technologies Ag | Magnetic tunnel junctions for MRAM devices |
US6977181B1 (en) * | 2004-06-17 | 2005-12-20 | Infincon Technologies Ag | MTJ stack with crystallization inhibiting layer |
US7081658B2 (en) * | 2004-06-28 | 2006-07-25 | International Business Machines Corporation | Techniques for reducing Neel coupling in toggle switching semiconductor devices |
EP1701357B1 (en) * | 2005-03-09 | 2008-10-29 | Korea University Foundation | Magnetic tunnel junction structure with amorphous NiFeSiB free layer |
US7791844B2 (en) * | 2005-12-14 | 2010-09-07 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetoresistive sensor having a magnetically stable free layer with a positive magnetostriction |
US7800868B2 (en) * | 2005-12-16 | 2010-09-21 | Seagate Technology Llc | Magnetic sensing device including a sense enhancing layer |
US7746602B2 (en) * | 2006-06-21 | 2010-06-29 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic read head with reduced shunting |
US7760474B1 (en) * | 2006-07-14 | 2010-07-20 | Grandis, Inc. | Magnetic element utilizing free layer engineering |
US7663848B1 (en) * | 2006-07-14 | 2010-02-16 | Grandis, Inc. | Magnetic memories utilizing a magnetic element having an engineered free layer |
US7595520B2 (en) * | 2006-07-31 | 2009-09-29 | Magic Technologies, Inc. | Capping layer for a magnetic tunnel junction device to enhance dR/R and a method of making the same |
US7751156B2 (en) * | 2006-09-29 | 2010-07-06 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. | Dual-layer free layer in a tunneling magnetoresistance (TMR) element |
US7746603B2 (en) * | 2006-12-19 | 2010-06-29 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | CPP Magnetoresistive head with different thickness free layers for improved signal to noise ratio |
US7791845B2 (en) * | 2006-12-26 | 2010-09-07 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Tunneling magnetoresistive sensor having a high iron concentration free layer and an oxides of magnesium barrier layer |
JP2008192827A (ja) * | 2007-02-05 | 2008-08-21 | Alps Electric Co Ltd | トンネル型磁気検出素子 |
-
2006
- 2006-11-14 JP JP2006307987A patent/JP5003109B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2007
- 2007-09-06 US US11/899,486 patent/US20080112093A1/en not_active Abandoned
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-
2011
- 2011-03-11 US US13/046,567 patent/US8072714B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6181537B1 (en) * | 1999-03-29 | 2001-01-30 | International Business Machines Corporation | Tunnel junction structure with junction layer embedded in amorphous ferromagnetic layers |
JP2001068760A (ja) * | 1999-08-31 | 2001-03-16 | Hitachi Ltd | 強磁性トンネル接合素子 |
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 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5429480B2 (ja) * | 2007-04-24 | 2014-02-26 | 日本電気株式会社 | 磁気抵抗素子、mram、及び磁気センサー |
JP2014078722A (ja) * | 2009-01-13 | 2014-05-01 | Qualcomm Inc | 記憶層材料を備えた磁気素子 |
US8823120B2 (en) | 2009-01-13 | 2014-09-02 | Qualcomm Incorporated | Magnetic element with storage layer materials |
JP2011198809A (ja) * | 2010-03-17 | 2011-10-06 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果素子およびその製造方法ならびに磁気メモリ |
US8530887B2 (en) | 2010-03-17 | 2013-09-10 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive element, method of manufacturing the same, and magnetic memory |
Also Published As
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