[发明专利]磁阻效应元件

说明书

本发明提供一种在高的偏压下产生比使用了现有的隧道势垒的TMR元件更高的MR比的磁阻效应元件。本发明的磁阻效应元件，其特征在于，具备层叠体，该层叠体按顺序层叠有：基底层、第一铁磁性金属层、隧道势垒层、以及第二铁磁性金属层，所述基底层由NbN、TaN或它们的混晶构成，所述隧道势垒层由具有阳离子排列不规则的尖晶石结构的、下述组成式(1)表示的化合物构成，(1)：A_xB₂O_y，式中，A表示2种以上的非磁性元素的二价阳离子，B表示铝离子，x表示满足0＜x≤2的数，y表示满足0＜y≤4的数。

技术领域

本发明涉及磁阻效应元件。

背景技术

已知由铁磁性层和非磁性层的多层膜构成的巨大磁阻(GMR)元件，及在非磁性层使用了绝缘层(隧道势垒层、势垒层)的隧道磁阻(TMR)元件(专利文献1～2、非专利文献1～3)。一般而言，TMR元件的元件电阻比GMR元件的元件电阻高，但TMR元件的磁阻(MR)比比GMR元件的MR比大。TMR元件能够分类成两种。第一种是利用了铁磁性层间的波动函数的浸出效应的仅利用了隧道效应的TMR元件。第二种是在产生上述的隧道效应时利用了挖隧道的非磁性绝缘层的特定的轨道的传导的利用了相干隧道的TMR元件。已知利用了相干隧道的TMR元件可得到比仅利用了隧道的TMR元件更大的MR比。由于引起该相干隧道效应，因此，铁磁性层和非磁性绝缘层相互为结晶，产生铁磁性层与非磁性绝缘层的界面结晶学性地连续的情况。

磁阻效应元件在各种用途中使用。例如，作为磁传感器，已知有磁阻效应型磁传感器，硬盘驱动器的再生功能中，磁阻效应元件决定其特性。磁阻效应型磁传感器是将磁阻效应元件的磁化方向根据来自外部的磁场而变化的效果作为磁阻效应元件的电阻变化进行检测的磁传感器。今后期待的设备是磁阻变化型随机存取存储器(MRAM)。MRAM是使双层铁磁性的磁方向适当变化成平行和反平行，而将磁阻读入成0和1的数字信号的存储器。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第5586028号公报

专利文献2：日本特开2013-175615号公报

非专利文献

非专利文献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)

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

非专利文献3：Yoshio Miura,Shingo Muramoto,Kazutaka Abe,and MasafumiShirai,Physical Review B 86,024426(2012)

发明内容

发明所要解决的课题

近年来，为了产生该相干隧道，需要使用MgO作为非磁性绝缘层。但是，在将MgO用作非磁性绝缘层的情况下，存在施加于TMR元件的偏压变高时，MR比大幅减少的课题。