(57)【要約】      （修正有）【課題】磁気記憶装置において、精度のよい面積解像度に対応する低減された作動幅を有する変換素子を提供する。【解決手段】磁気に反応する第１の面積範囲を有する自由層１３２と、第１の面積範囲よりも広い第２の面積範囲を有し、自由層に隣接する合成反強磁性（ＳＡＦ）層１３４を設ける。【選択図】図１
2011216890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場を検出可能な第１の面積範囲を有する自由層と、
前記第１の面積範囲よりも広い第２の面積範囲を有する合成反強磁性（ＳＡＦ）層とを含む、装置。
【請求項２】
前記ＳＡＦの少なくとも一部は、予め定められたしきい値より低い磁場と遭遇することに応答して形状異方性によって維持されるハード磁化方向に向けてプログラムされる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ＳＡＦは、リファレンス層と、バランシング層とを含み、前記リファレンス層と前記バランシング層の各々は、それらの間に設けられたカップリング層と当接係合する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記バランシング層は第１の磁化方向を有し、前記リファレンス層は、前記第１の磁化方向と反対方向の第２の磁化方向を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記リファレンス層と前記バランシング層は、各々、複数の異なる磁化方向を含む不均一なマイクロ磁化構造を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記自由層は、前記自由層において初期磁化を設定するキャップ層に連結され、前記自由層は、前記キャップ層に対して反平行の磁化を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記キャップ層は、予め定められたしきい値よりも大きい外部の磁場と遭遇するまで前記初期磁化を維持するように、前記自由層について、隣接して接合されるように構成される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記第２の面積範囲は、前記第１の面積範囲よりも少なくとも１．５倍長い、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記自由層は双安定であって、かつ、不揮発性メモリとして磁化を永久的に記憶する、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記自由層とＳＡＦ層とは、第１の磁気シールド層と第２の磁気シールド層との間に設けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記ＳＡＦ層は、前記予め定められたしきい値よりも低い磁場を検出可能なイージー磁化方向を有する、請求項２に記載の装置。
【請求項１２】
前記自由層は、少なくともＣｏＦｅに基いた合金を含み、前記ＳＡＦは、少なくとも、ＣｏＦｅに基づいた複数の合金を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記自由層および前記ＳＡＦ層のいずれも反強磁性層と当接係合しない、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
合成反強磁性（ＳＡＦ）層と連結する自由層を提供するステップと、
前記自由層と前記ＳＡＦ層との第１の面積範囲をマスクするステップと、
前記ＳＡＦ層が前記第１の面積範囲を有するように、前記自由層と前記ＳＡＦ層のマスクされていない部分をエッチングするステップと、
前記自由層の第２の面積範囲をマスクするステップと、
前記自由層が前記第２の面積範囲を有し、かつ、前記第１の面積範囲が前記第２の面積範囲よりも広くなるように、前記自由層の第２のマスクされていない部分をエッチングするステップとを備える、方法。
【請求項１５】
予め定められたしきい値よりも小さい磁場に遭遇することに応答して形状異方性によって維持されるハード磁化方向に向けて前記ＳＡＦ層の少なくとも一部をプログラムするステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＳＡＦ層は、零の正味磁化を有し、対抗する磁化を有する複数の層を有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＳＡＦ層は、一方がハード方向にプログラムされ、他方がイージー磁化方向にプログラムされる、バランシング層とリファレンス層とを有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
各々のエッチングステップの後に絶縁層により埋め戻すステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
データ記憶媒体に対して垂直に延びる第１の高さを含む、前記データ記憶媒体に対して垂直方向に向けられた自由層と、
前記第１の高さよりも大きくかつ前記データ記憶媒体に対して垂直に延びる第２の高さを有する、前記自由層に隣接する合成反強磁性（ＳＡＦ）層と、
２０ｎｍ以下の、第１のシールドと第２のシールドとの間の作動範囲とを含む、磁気センサ。
【請求項２０】
前記第１の高さは５０ｎｍと等しく、前記第２の高さは７５ｎｍ以上である、請求項１９に記載の磁気センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の詳細な説明
発明の概要
本発明のさまざまな実施例は一般的に磁束の変化を検出することができる記憶装置に向けられている。
【背景技術】
【０００２】
さまざまな実施例によると、自由層は磁場を検知可能な第１の面積範囲を有し、自由層に隣接する構成反強磁性（ＳＡＦ）層は第１の面積範囲よりも広い第２の面積範囲を有する。いくつかの実施例において、ＳＡＦの少なくとも一部は予め定められたしきい値よりも小さい磁場に遭遇することに応答して形状異方性によって維持される、磁化が困難な方向に向けてプログラムされる。
【０００３】
本発明のさまざまな実施例を特徴付けるこれら、および他の特徴ならびに利点は以下の詳細な説明および添付の図面を参照して考慮して理解される。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】一般的に磁気素子の一例を示す。
【図２Ａ】本発明のさまざまな実施例に従って構成され作動される図１の磁気素子の例の一部を示す。
【図２Ｂ】本発明のさまざまな実施例に従って構成され作動される図１の磁気素子の例の一部を示す。
【図３Ａ】本発明のさまざまな実施例に従って作動される図１の磁気素子の一部を示す。
【図３Ｂ】本発明のさまざまな実施例に従って作動される図１の磁気素子の一部を示す。
【図３Ｃ】本発明のさまざまな実施例に従って作動される図１の磁気素子の一部を示す。
【図４】本発明のさまざまな実施例に従って作動される図１の磁気素子の作動例のグラフである。
【図５】本発明のさまざまな実施例に従って構成される磁気素子の一例を提供する。
【図６Ａ】本発明のさまざまな実施例に従って実行される素子製造ルーチンの一例のフローチャートを示す。
【図６Ｂ】素子製造ルーチンの一部の例を一般的に示す。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
詳細な説明
本開示は一般的に、磁気変動を検出することができる磁気装置に関する。電子機器がより高度になるにつれ、より大きいデータ容量および向上されたデータ転送レートに対する要求により、データを読み書きするコンポーネントの物理サイズがより重視される。データ記憶の大きなセグメントは磁気記憶の利用によって実行されるため、磁気変動の変化を検知可能な磁気素子の大きさは常に重要な役割を果たす。
【０００６】
したがって、磁場を検出可能な自由層と、ハード方向に向けてプログラムされ、自由層に比べて大きいＳＡＦ層の面積範囲に対応する形状異方性を用いてハード方向に維持されるＳＡＦ層とを用いることによって、磁気素子の物理的大きさを小さくすることができる。すなわち、大きな面積範囲のＳＡＦ層は形状異方性によって磁気的な安定性をもたらし、形状異方性は、ＳＡＦ層を安定させることを目的とした磁気素子において反強磁性（ＡＦＭ）層のような二次層の必要性をなくす。その結果、磁気素子はデータ記憶メディアのより小さい部分からデータを読出すことができる向上された解像度を有することができる。
【０００７】
磁気記憶装置において、データトランスデューサの適切な配置を維持しながらデータトラックの幅を低減するという能力は少なくとも１つの変換磁気素子の作動幅を低減することにより達成できる。したがって、磁気装置は、より精度のよい面積解像度に対応する低減された作動幅を有する変換素子を組込むことによって容量を増大することができる。
【０００８】
図１は、磁気記憶装置において用いることができる磁気素子１３０のブロック図の例を示す。磁気素子１３０は、外部の磁場を検出することができる強磁性自由層１３２を用いて構成することができる。すなわち、自由層１３２は遭遇した外部の磁場に対応する磁化を有し得る。いくつかの実施例において、自由層１３２は、ＭｇＯ、ＡＬ2Ｏ3、ＴｉＯｘなどの酸化物の非磁性スペーサ層１３６を介して多層合成反強磁性（ＳＡＦ）層１３４と連結され得る。
【０００９】
さまざまな実施例において、ＳＡＦ層１３４が予め定められたプログラミングしきい値より小さい外部の磁場に反応しないように、ＳＡＦ層１３４の少なくとも一部はプログラミングが困難な方向に設定される。たとえば、ＳＡＦ層１３４は大きな磁化を用いてプログラミングが困難な方向に設定され得、結果として、大きな磁化よりも低い磁場を検出することができなくなる。
【００１０】
ＳＡＦ層１３４の少なくとも一部の磁化を確実にする外部の磁石がないので、ＳＡＦ層１３４が低い磁場に反応するようにする磁気的な不安定化が起こり得る。したがって、ＳＡＦ層１３４は、自由層１３２の面積範囲よりも大きな面積範囲を有するように拡大され得る。そのような構成により、ＳＡＦ層１３４に対してプログラミングが困難な方向およびプログラミングが容易な方向が形成され得、形状異方性と、ＳＡＦ層１３４における反強磁性の相互作用とに起因して安定した磁化が形成され得る。
【００１１】
示されるように、磁気素子１３０は、自由層１３２に接触係合し、初期磁化を与えるキャップ層１３８を有し得る。すなわち、キャップ層１３８は、予め定められた磁化に向けて自由層１３２に影響を及ぼすのに十分に大きいが、自由層１３２が外部の磁場に反応することを防ぐには十分でない予め定められた磁化を有する硬磁石であり得る。キャップ層１３８は、無くてもよく、または、所定のサイズには限定されず、所定の磁化には限定されず、さまざまな素材であり得ることに留意すべきである。
【００１２】
いくつかの実施例において、自由層１３２の磁化の軸に垂直な軸に沿って、自由層１３２の各々の側面に隣接して形成される隣接接合部により、自由層１３２に対して初期磁化が設定され得る。すなわち、磁気素子１３０の作動範囲を増加させることなく、たとえば図１において示されるｚ軸に沿うように、磁気素材が自由層１３２に隣接して方向付けられる。隣接接合部を含むことにより、キャップ層１３８が、大きさを低減することができ、その結果磁気素子１３０に対してより小さい作動範囲Ｄ1となる非磁性スペーサとなり得る。
【００１３】
例示の作動において、自由層１３２は、被覆面１４４のいたる所でデータ記憶メディア１４２上のプログラムされた磁気ビットに遭遇することに応じて、帰還または増幅される予め定められた磁化を有する。そのようにして、自由層１３２の磁化が、磁気ビットに遭遇することに反応して変わる。しかしながら、磁気ビットを残しておくと、自由層１３２は、別の外部の磁場がないことに起因して初期磁化に戻る。
【００１４】
磁気素子１３０はさらに、作動範囲Ｄ1および素子１３０の物理的大きさを定める１つ以上のシールド１４６を用いて構成され得る。一例の作動において、シールド１４６は、外部からの磁場または予め定められた範囲外からのビットが磁気素子１３０のさまざまな層に影響を及ぼすのを防ぎながら、磁気素子１３０の範囲を記憶メディア１４２の予め定められた部分にまで狭くすることができる。シード層１４８は、ＳＡＦ層１３４に磁気効果が偶発的に到達することを防ぐために、シールド層１４６とＳＡＦ層１３４との間に任意に配置され得る。シールド１４６は特定の構造または構成に限定されず、さまざまな磁気特性を有するさまざまな素材から作られ得ることに留意すべきである。
【００１５】
磁気的に安定しているＳＡＦ層１３４を有する磁気素子１３０を用いているため、安定化層は必要でなく、素子１３０の作動範囲Ｄ1が小さくされる。いくつかの実施例において、作動範囲Ｄ1は、１５ｎｍおよび２０ｎｍなどの、限定されない、予め定められた量以下である。さまざまな実施例において、安定化層をなくすことにより、作動範囲Ｄ1を６〜７ｎｍだけ小さくすることができる。そのように幅を狭くすることにより、記憶メディアのより詳細なエリアにおいて磁気ビットを検出することが可能となる。磁気ビット密度をそのように増加させることによって、複数のデータ記憶メディア１４２を利用する装置１００などのデータ記憶装置の全体的なデータ容量を大きくすることができる。
【００１６】
本発明のいくつかの実施例において、外部の磁場をより精度よくかつ正しく検出するために、磁気素子１３０のさまざまな層は異なる素材から構成される。磁気素子１３０の組合せられた層は、特定の素材化合物または合金に限定されず、さまざまな層は、磁気素子１３０の大きさを小さくする結果となるさまざまな組合せにおいて構成され得る。
【００１７】
そのような実施例の１つはＣｏＦｅ合金、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＮｉＦｅ合金、またはＣｏＦｅＢ合金から構成される自由層１３２を有し、ＳＡＦ層１３４の少なくとも一部は、ＣｏＦｅまたはＣｏＦｅＢである。一方、シールド１４６は、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｕ、およびＮｉＣｏＦｅなどの、限定されない、さまざまな合金から作られ得る。磁気素子１３０のさまざまな構造物は、さらに、シード層１４８に対する非磁性素材、および、キャップ層１３８に対する永久磁石などの磁性素材のような、さまざまな異なる素材を含み得る隣接接合部構造を可能にするさまざまな磁化となるようにキャップ層１３８およびシード層１４８を構成することを含む。
【００１８】
さらに別の代替の実施例において、キャップ層１３８およびシード層１４８は、入力電流を予め定められたスピン方向に設定するスピントンネル層となるように構成され得る。磁気素子１３０のさまざまな例示の構成は、さらに、自由層１３２に対して予め定められた比率の、図１におけるｘ軸に沿った高さを有するＳＡＦ層１３４を含み得る。たとえば、ＳＡＦ層１３４は、より広い面積範囲に対応する、少なくとも１．５および２倍などの、限定されない、自由層１３２の高さの予め定められた倍数となるように構成され得る。
【００１９】
図２Ａおよび２Ｂは、本発明のさまざまな実施例に従って構成され作動された例示のＳＡＦ層１５０を示す。Ｒｕのような、非磁性カップリング層１５２が、リファレンス層１５４とバランシング層１５６との間に当接係合によって配置される。リファレンス層１５４およびバランシング層１５６は、さまざまな単層構造および多層構造ならびにＣｏＦｅ合金、ＣｏＦｅＢ合金、ＣｏＮｉＦｅ合金などの素材から構成される。いくつかの実施例において、バランシング層１５６は、矢印１５８で示されるようにプログラミングが困難な方向に設定されるように構成される。層間の反強磁性相互作用の結果により、リファレンス層１５４は矢印１６０で示されるようにバランシング層１５６に対して反平行となり得る。
【００２０】
図２Ａにおいて示されるように、ＳＡＦ層１５０は同時に、反対方向に磁化を有し得る。異なる磁化により、ＳＡＦ層１５０の全体に対して、正味磁化は零の結果となり得る。さらに、図１の自由層のような、磁気素子の隣接層に対して最小の磁化効果を有しつつ、ＳＡＦ層１５０は、形状異方性に起因して、バランシング層１５６とリファレンス層１５４との両方に安定した磁化を与え得る。そのような特性により素早くかつ効果的に外部磁場を検出するために用いることができる信頼性のある参照磁化をもたらし得る。
【００２１】
図２Ｂは一般的にＳＡＦ層１５０の例示のマイクロ磁気モデルを示す。形状異方性に起因してＳＡＦ層１５０の拡張された長さが安定した磁化をもたらす一方で、磁化は時折り層全般にわたって不均一であり得る。すなわち、ＳＡＦ層１５０の１つ以上の層の磁化を固定する外部の硬磁石がないことにより、磁化の不安定化に抵抗する形状異方性をもたらす結果となるが、複数の異なるマイクロ磁化方向をもたらす結果とはならない。しかしながら、さまざまなマイクロ磁化方向が存在しつつ、バランシング層１５６とリファレンス層１５４の全体的な磁化は、プログラミングが困難な方向に設定されたバランシング層１５６に対して反平行のままである。
【００２２】
図３Ａから３Ｃにおいて、図１の磁気素子１３０の例示のセンサスタック１７０部が、さまざまな外部の磁気条件下において示される。センサスタック１７０が、リファレンス層１７４に隣接する自由層１７２を有することに留意すべきである。リファレンス層１７４は、図３Ａおよび３ＢのＳＡＦ層１５０のような合成層の分離層または一部であってもよい。
【００２３】
図３Ａは、負の磁場に応答するセンサスタック１７０を示す。示されるように、自由層１７２は複数のマイクロ磁性方向を有するが、全体的な一致磁化を有する。同様に、リファレンス層１７４も不均一なマイクロ磁化モデルを有するが、全体的な安定磁化を有する。図１の被覆面のように、外部の磁場の方向に、さまざまなマイクロ磁化方向が傾けられたことが見られる。
【００２４】
図３Ｂは、外部の磁場が存在しないときのセンサスタック１７０を示す。自由層１７２は、図１のキャップ層等の、隣接する硬磁石からの付勢磁場に起因し得る実質的に均一の磁化を有する。しかしながら、外部の磁性の影響がないにもかかわらず、リファレンス層１７４におけるマイクロ磁化の不均一な方向性が残る。そのような特性は、リファレンス層１７４を介して、リファレンス層１７４全体にわたって安定した、しかし異なる磁化を与えるリファレンス層１７４の形状異方性に起因し得る。
【００２５】
図３Ｃは、さらに、正の磁場に遭遇したときのセンサスタック１７０を示す。同じ全体的な磁化方向を生み出す一方で、自由層１７２が、図３Ａに示されるものとは反対の方向に傾く不均一なマイクロ磁化を得ることが見られる。センサスタック１７０のさまざまな磁化は、単なる例であり、外部の固定構造の代わりに形状異方性に基づく磁気的に安定したリファレンス層に対するさまざまなモデル化された観察の証拠である。
【００２６】
そのような観察は、図４において平方センチメートル毎にミリレンジ単位（ｍｅｍｕ）で、かつ信号強度がボルトによってグラフ化された例示の伝達曲線１８０をモデル化するために用いられるデータを生み出す。第１伝達曲線１８２および第２伝達曲線１８４は、図３Ａ〜３Ｃのセンサスタック１７０および、対応する図１の磁気素子１３０の、実質的に直線的な挙動を示す。曲線１８２は、１５０ｎｍまたは２５０ｎｍに対応する例示のＳＡＦストライプ高さおよび５０ｎｍの例示の自由層ストライプ高さを表わし、曲線１８４は、７５ｎｍの例示のＳＡＦストライプ高さおよび５０ｎｍの自由層ストライプ高さを表わす。しかしながら、そのような例示のストライプ高さは要求も限定もされず、別のストライプ高さが、図４において描かれる挙動を示し得る。そのような直線的な挙動はヘッドリニアリティに対応し得、増加されたデータ容量に関連付けられた、より小さな磁気ビットを検出する能力との組合せにおいて、向上された精度および効率を提供する。
【００２７】
図５は、一般的に、本発明のさまざまな実施例に従う磁気素子１９０を示す。ある例示の実施例において示されるように、自由層１９４と、自由層１９４の面積範囲よりも大きな面積範囲を有するＳＡＦ層１９６との間にスペーサ層１９２が設けられる。より大きな面積範囲は、磁気素子１９０をメモリセルとして作動させることができるプログラミングが困難な方向において安定した磁化を与え得る。すなわち、ＳＡＦ層１９６は、プログラム可能な論理状態を表わす自由層１９４の磁化と比較することができる参照磁化を与え得る。
【００２８】
そのような例示の実施例のにおいて、自由層１９４は、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＮｉＦｅ、ＣｏＮｉＦｅなどの、限定されないさまざまな素材、またはＣｏＦｅＢおよびＮｉＦｅの多層構造を用いて構成される。一方、スペーサ層１９２は、ＭｇＯ、ＡＬ2Ｏ3、ＴｉＯX、等の酸化物、または単一の金属素材であり得る。
【００２９】
さらに、例示の実施例において、自由層１９４は、ＳＡＦ層１９６との参照磁化との組合せにおいて、正確にかつ効率よく作動されることができる双安定不揮発性素子を与えることができる２つの対抗する磁化のうちの１つに向けて設定され得る。さまざまな層および素子１９０の作動は、素子１９０において選択された論理状態を記憶する特定のプログラミング作動に限定されない。
【００３０】
しかしながら、いくつかの実施例において、第１の方向に向けて素子１９０にプログラミング電流を通過させることによって第１の論理状態を記憶する、あるいは第１の方向から、第１の方向とは反対の方向に向けて、素子にプログラミング電流を通過させることによって第２の論理状態を記憶する機能を果たす。磁気素子１９０は、スピン偏極および抵抗ランダムアクセスメモリのような、さまざまなデータ記憶素子として素子１９０を作動させることができる１つ以上の付加的な磁気層を有し得る。
【００３１】
磁気素子１９０は図５に示される構成に限定されず、所望のさまざまな方向性および素材において構成され得ることに留意すべきである。たとえば、自由層１９４はＣｏＦｅ合成物であり得、スペーサ層１９２は、Ｒｕのような非磁性素材であり得、ＳＡＦ層１９６は、零の正味磁化および参照磁化を提供する複数の素材からなる合成層であり得る。
【００３２】
図６Ａおよび６Ｂは、本発明のさまざまな実施例に従って実行される例示の素子製造ルーチンのフローチャート２００および関連するブロック図３００を示す。ルーチン２００は、最初に、ステップ２０２において、磁性スタック３０２を用いて説明された、ＳＡＦ層に連結された自由層を提供する。次に、予め定められた大きさのマスクが、磁気スタックに適用され、スタック３０４において示されるように、ステップ２０４において、スタックのマスクされなかった領域の部分がエッチングされ取除かれる。
【００３３】
ステップ２０６は、絶縁素材を適用し、ステップ２０４からマスクを取除く、その後、ステップ２０８において異なる予め定められた大きさの異なるマスクが適用され、エッチングによって自由層の露出した少なくとも一部が取除かれ、スタック３０８において示されるように、ＳＡＦ層との関連において自由層の面積範囲において違いが作成される。そして、絶縁素材がスタックに適用された後、ステップ２１０においてマスク素材が取除かれる。最後に、ステップ２１２において、スタック３１２において示されるように、自由層に固定されたキャップ層等の少なくとも１つの二次層にスタックが連結される。
【００３４】
ルーチン２００は図６Ａおよび６Ｂに示された実施例に限定されず本発明の精神から外れない範囲で変更され得る。すなわち、スタック３１２と同様のもしくは異なる構成を有する磁気スタックを生成するためにステップは移動または削除され得る。たとえば磁気スタックのバックエッジを定めるステップが追加されてもよい。さらに、ルーチン２００は、磁気スタックのさまざまな構成を生成するために追加された追加のステップを有し得る。
【００３５】
本発明の目的のために、「面積範囲」という用語は、磁気素子の層の外寸に関連する。すなわち、より大きい面積範囲を有する層は、より小さい面積範囲を有する層の外寸を超えて延びる外寸を有するものである。たとえば、より大きい面積範囲は、別の層に対してより大きな長さ、幅、深さ、および表面積の１つ以上を有する層であり得る。
【００３６】
いくつかの実施例において、素材の除去はイオンミリングまたはリアクティブエッチングによって促進される。加えて、磁気スタックは、磁気素材を配置しながら予め定められた寸法を定めるウェハレベルプロセシングを用いて構成され得る。スタックの特定の表面を定め得るラッピング処理とは別に、あるいは組合せて、サブトラックティブ処理およびアディティブ処理によっても、磁気スタックが定められ得る。
【００３７】
本開示において説明された磁気素子の素材的なおよび幾何学的な特徴は、磁場の検出において利点を有する。さらに、ここで述べられたさまざまな実施例は、シールド間の空間を低減し、面積解像度を向上することができる。加えて、実施例は磁場の検出に向けられている一方で、特許請求の範囲に記載された発明は、双安定不揮発性メモリ素子を含む、任意の数の別のアプリケーションにおいて容易に利用することができる。
【００３８】
発明のさまざまな実施例の構造および機能の詳細とともに、本発明のさまざまな実施例の顕著な特性および利点が前述の説明において説明されてはいるが、この詳細な説明は説明的なものに過ぎず、詳細において、特に添付の特許請求の範囲が表わす用語の広い一般的な意味によって示される最大の範囲に対する本発明の原則の範囲内での部品の構造および配置に関する事項は変更がなされ得る。たとえば、本発明の精神および範囲から離れない範囲で、特定の要素は特定のアプリケーションに依存して代わり得る。
【図１】
2011216890.tif 000003
【図２Ａ】
2011216890.tif 000004
【図２Ｂ】
2011216890.tif 000005
【図３Ａ】
2011216890.tif 000006
【図３Ｂ】
2011216890.tif 000007
【図３Ｃ】
2011216890.tif 000008
【図４】
2011216890.tif 000009
【図５】
2011216890.tif 000010
【図６Ａ】
2011216890.tif 000011
【図６Ｂ】
2011216890.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月28日(2011.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁場を検出可能な第１の面積範囲を有する自由層と、
前記第１の面積範囲よりも広い第２の面積範囲を有する合成反強磁性（ＳＡＦ）層とを含む、装置。
【請求項２】
前記ＳＡＦの少なくとも一部は、予め定められたしきい値より低い磁場と遭遇することに応答して形状異方性によって維持されるハード磁化方向に向けてプログラムされる、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ＳＡＦは、リファレンス層と、バランシング層とを含み、前記リファレンス層と前記バランシング層の各々は、それらの間に設けられたカップリング層と当接係合する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記バランシング層は第１の磁化方向を有し、前記リファレンス層は、前記第１の磁化方向と反対方向の第２の磁化方向を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記リファレンス層と前記バランシング層は、各々、複数の異なる磁化方向を含む不均一なマイクロ磁化構造を有する、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記自由層は、前記自由層において初期磁化を設定するキャップ層に連結され、前記自由層は、前記キャップ層に対して反平行の磁化を有する、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記キャップ層は、予め定められたしきい値よりも大きい外部の磁場と遭遇するまで前記初期磁化を維持するように、前記自由層について、隣接して接合されるように構成される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記自由層は双安定であって、かつ、不揮発性メモリとして磁化を永久的に記憶する、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記自由層とＳＡＦ層とは、第１の磁気シールド層と第２の磁気シールド層との間に設けられる、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記ＳＡＦ層は、前記予め定められたしきい値よりも低い磁場を検出可能なイージー磁化方向を有する、請求項２に記載の装置。
【請求項１１】
前記自由層は、少なくともＣｏＦｅに基いた合金を含み、前記ＳＡＦは、少なくとも、ＣｏＦｅに基づいた複数の合金を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記自由層および前記ＳＡＦ層のいずれも反強磁性層と当接係合しない、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
合成反強磁性（ＳＡＦ）層と連結する自由層を提供するステップと、
前記自由層と前記ＳＡＦ層との第１の面積範囲をマスクするステップと、
前記ＳＡＦ層が前記第１の面積範囲を有するように、前記自由層と前記ＳＡＦ層のマスクされていない部分をエッチングするステップと、
前記自由層の第２の面積範囲をマスクするステップと、
前記自由層が前記第２の面積範囲を有し、かつ、前記第１の面積範囲が前記第２の面積範囲よりも広くなるように、前記自由層の第２のマスクされていない部分をエッチングするステップとを備える、方法。
【請求項１４】
データ記憶媒体に対して垂直に延びる第１の高さを含む、前記データ記憶媒体に対して垂直方向に向けられた自由層と、
前記第１の高さよりも大きくかつ前記データ記憶媒体に対して垂直に延びる第２の高さを有する、前記自由層に隣接する合成反強磁性（ＳＡＦ）層と、
２０ｎｍ以下の、第１のシールドと第２のシールドとの間の作動範囲とを含む、磁気センサ。
【外国語明細書】
2011216890000001.pdf