发明名称 具有改良之磁阻比之磁性元件及其制造方法
摘要 一种改良而新颖之磁性元件及制造方法。磁性元件(10;30)包括互相反平行制造之一底部钉住铁磁层(12;32)与一顶部钉住铁磁层(20;40)。磁性元件(10;30)更包括一底部隧道障壁(14;34),一游离铁磁层(16;46及48)与一顶部隧道障壁(18;38)被形成在底部钉住铁磁层(12;32)与顶部钉住铁磁层(20;40)之间。可界定结构为包括两隧道障壁层其中一隧道障壁层系正常(18)与一层系反向(14),或两隧道障壁层系属相同型式(34;38)之一结构且该结构更包括一SAF结构(36)以让跨两隧道障壁层之一致改变磁阻比。磁性元件(10;30)有一改良之磁阻比与一减低之电压依赖度。
申请公布号 TWI264739 申请公布日期 2006.10.21
申请号 TW090106612 申请日期 2001.03.21
申请人 飞思卡尔半导体公司 发明人 尤金 尤郡 陈
分类号 H01F10/32;H01F41/30 主分类号 H01F10/32
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 1.一种磁性元件,包括: 一底部钉住铁磁层有一顶部表面及一底部表面,其 磁化在一所加磁场存在时系被固定在一较佳方向; 一顶部钉住铁磁层有一顶部表面及一底部表面,其 磁化在一所加磁场存在时系被固定在一较佳方向, 底部钉住铁磁层与顶部钉住铁磁层系彼此反平行 制造;及 一底部隧道障壁层,一游离铁磁层与一顶部隧道障 壁层被形成底部钉住铁磁层与顶部钉住铁磁层之 间。 2.如申请专利范围第1项之磁性元件,其中游离铁磁 层与顶部钉住铁磁层和底部钉住铁磁层包括NiFe, NiFeCo,CoFe,或Co中至少一种合金。 3.如申请专利范围第2项之磁性元件,其中游离铁磁 层系形成为分开底部隧道障壁层与顶部隧道障壁 层,游离铁磁层具有其磁化在一所加磁场存在可自 由旋转。 4.如申请专利范围第3项之磁性元件,其中顶部隧道 障壁层系由AlOx所形成而底部隧道障壁层系由TaOY 所形成。 5.如申请专利范围第4项之磁性元件,其中顶部隧道 障壁层系正常藉以形成一磁性隧道接面有一反平 行校准磁性电极之最大电阻与一平行校准磁性电 极之最小电阻且底部隧道障壁层系反向藉以具有 一磁性隧道接面有一平行校准磁性电极之最大电 阻和一反平行磁性电极之最小电阻。 6.如申请专利范围第5项之磁性元件,其中与底部钉 住铁磁层及顶部钉住铁磁层共同线性地对准游离 铁磁层。 7.如申请专利范围第5项之磁性元件,其中游离铁磁 层系与底部钉住铁磁层及顶部钉住铁磁层垂直地 对准。 8.如申请专利范围第2项之磁性元件,其中游离铁磁 层系被形成为一合成反铁磁(SAF)结构,此结构系分 开底部隧道障壁层与顶部隧道障壁层之一层所形 成,接近一底部隧道障壁层之顶部表面或接近一顶 部隧道障壁层之底部表面。 9.如申请专利范围第8项之磁性元件,其中合成反铁 磁结构包括第一游离铁磁层与第二游离铁磁层,由 一包括反铁磁交换耦合之隔板层所分开,藉此界定 SAF结构。 10.如申请专利范围第9项之磁性元件,其中底部隧 道障壁层与顶部隧道障壁层系由TaOY或AlOx所形成 。 11.如申请专利范围第10项之磁性元件,其中第一隧 道障壁层与第二隧道障壁层系正常藉以形成一磁 性隧道接面有反平行对准之磁性电极之最大电阻 与平行对准磁性电极之最小电阻。 12.如申请专利范围第11项之磁性元件,其中第一游 离铁磁层与第二游离铁磁层系共同线性地对准至 第一钉住铁磁层与第二钉住铁磁层。 13.如申请专利范围第11项之磁性元件,其中第一游 离铁磁层与第二游离铁磁层系垂直地对准至顶部 钉住铁磁层与底部钉住铁磁层。 14.一种磁性元件,包括: 一底部钉住铁磁层有一顶部表面及底部表面,其磁 化在一所加磁场存在时系在一较佳方向; 一底部隧道障壁层被形成在底部钉住铁磁层之顶 部表面上; 一游离铁磁层被形成在底部隧道障壁层之顶部表 面上,游离铁磁层有顶部表面和底部表面其磁化在 所加磁场存在时系自由旋转; 一顶部隧道障壁层被形成在游离铁磁层之顶部表 面上;及 一顶部钉住铁磁层被形成在顶部隧道障壁层之顶 部表面上,顶部钉住铁磁层有在一所加磁场存在时 系固定在一较佳方向之一磁化, 因此游离铁磁层系与底部钉住铁磁层及顶部钉住 铁磁层之一层共同线性地对准或与底部钉住铁磁 层及顶部钉住铁磁层垂直地对准。 15.一种磁性元件,包括: 一底部钉住铁磁层有一顶部表面和一底部表面,其 磁化在所加磁场存在时系固定在一较佳方向; 一顶部钉住铁磁层有一顶部表面和一底部表面,其 磁化在所加磁场存在时系钉在一较佳方向,底部钉 住铁磁层和顶部钉住铁磁层系互相反平行所制造; 与 一底部隧道障壁层,一合成反铁磁(SAF)结构包括一 游离铁磁层和在底部钉住铁磁层与顶部钉住铁磁 层间所形成之一顶部隧道障壁层。 16.一种制造磁性元件之方法,包括以下步骤: 形成一底部钉住铁磁层其磁化在所加磁场存在时 系钉住在较佳方向,底部钉住铁磁层有一顶部表面 ,底部表面和一厚度; 形成一顶部钉住铁磁层有一顶部表面和一底部表 面其磁化在所加磁场存在时系钉住在一较佳方向, 底部钉住铁磁层与顶部钉住铁磁层系相互反平行 所制造;与 形成在底部钉住铁磁层与顶部钉住铁磁层间之一 底部隧道障壁层,一游离铁磁层和一顶部隧道障壁 层。 图式简单说明: 图1及2说明按照本发明以切面视图,一磁性元件具 有改良磁阻比之第一及第二实例;与 图3及4说明按照本发明以切面视图,一磁性元件具 有改良磁阻比之第二及第三实例。
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