[發明專利]磁阻效應元件

有效

• 申請號: 201710897489.0
• 申請日: 2017-09-28
• 公開（公告）號: CN107887504B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 佐佐木智生
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L43/10;H01L43/12
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦;沈央

本發明提供一種在高的偏壓下產生比使用了現有的隧道勢壘的TMR元件更高的MR比的磁阻效應元件。本發明的磁阻效應元件，其特征在于，具備層疊體，該層疊體按順序層疊有：基底層、第一鐵磁性金屬層、隧道勢壘層、以及第二鐵磁性金屬層，所述基底層由NbN、TaN或它們的混晶構成，所述隧道勢壘層由具有陽離子排列不規則的尖晶石結構的、下述組成式(1)表示的化合物構成，(1)：A_xB₂O_y，式中，A表示2種以上的非磁性元素的二價陽離子，B表示鋁離子，x表示滿足0＜x≤2的數，y表示滿足0＜y≤4的數。

技術領域

本發明涉及磁阻效應元件。

背景技術

已知由鐵磁性層和非磁性層的多層膜構成的巨大磁阻(GMR)元件，及在非磁性層使用了絕緣層(隧道勢壘層、勢壘層)的隧道磁阻(TMR)元件(專利文獻1～2、非專利文獻1～3)。一般而言，TMR元件的元件電阻比GMR元件的元件電阻高，但TMR元件的磁阻(MR)比比GMR元件的MR比大。TMR元件能夠分類成兩種。第一種是利用了鐵磁性層間的波動函數的浸出效應的僅利用了隧道效應的TMR元件。第二種是在產生上述的隧道效應時利用了挖隧道的非磁性絕緣層的特定的軌道的傳導的利用了相干隧道的TMR元件。已知利用了相干隧道的TMR元件可得到比僅利用了隧道的TMR元件更大的MR比。由于引起該相干隧道效應，因此，鐵磁性層和非磁性絕緣層相互為結晶，產生鐵磁性層與非磁性絕緣層的界面結晶學性地連續的情況。

磁阻效應元件在各種用途中使用。例如，作為磁傳感器，已知有磁阻效應型磁傳感器，硬盤驅動器的再生功能中，磁阻效應元件決定其特性。磁阻效應型磁傳感器是將磁阻效應元件的磁化方向根據來自外部的磁場而變化的效果作為磁阻效應元件的電阻變化進行檢測的磁傳感器。今后期待的設備是磁阻變化型隨機存取存儲器(MRAM)。MRAM是使雙層鐵磁性的磁方向適當變化成平行和反平行，而將磁阻讀入成0和1的數字信號的存儲器。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：專利第5586028號公報

專利文獻2：日本特開2013-175615號公報

非專利文獻

非專利文獻1：Hiroaki Sukegawa,Huixin Xiu,Tadakatsu Ohkubo,TakaoFurubayashi,Tomohiko Niizeki,Wenhong Wang,Shinya Kasai,Seiji Mitani,KoichiroInomata,and Kazuhiro Hono,APPLIED PHYSICS LETTERS 96,212505(2010)

非專利文獻2：Thomas Scheike,Hiroaki Sukegawa,Takao Furubayashi,Zhenchao Wen,Koichiro Inomata,Tadakatsu Ohkubo,Kazuhiro Hono,and SeijiMitani,Applied Physics Letters,105,242407(2014)

非專利文獻3：Yoshio Miura,Shingo Muramoto,Kazutaka Abe,and MasafumiShirai,Physical Review B 86,024426(2012)

發明內容

發明所要解決的課題

近年來，為了產生該相干隧道，需要使用MgO作為非磁性絕緣層。但是，在將MgO用作非磁性絕緣層的情況下，存在施加于TMR元件的偏壓變高時，MR比大幅減少的課題。