(57)【要約】【課題】バリア層の下面として平滑な界面を有するＴＭＲデバイスを提供する。【解決手段】シード層１１上に、反強磁性層１２、外側ピンド層２０、ＡＦＭ 結合層１４、内側ピンド層１５、バリア層１６、フリー層１７およびキャップ層１８をこの順で備えている。外側ピンド層（ＡＰ２層）２０は、（ＣｏＦｅ）outer 層２１（外側ＣｏＦｅ層２１）／ （ＣｏＦｅx ）Ｂy 層２２（非晶質層２２）／（ＣｏＦｅ）inner 層２３（内側ＣｏＦｅ層２３）の積層構造を有している。デバイスのロバスト性が改善される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピンド層を備えたＴＭＲデバイスの製造方法であって、
シード層の上に、反強磁性（ＡＦＭ：antiferromagnetic）層を形成する工程と、
前記ＡＦＭ層の上に第１ＣｏＦｅ層を形成するステップと、前記第１ＣｏＦｅ層の上に（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層を形成するステップと、前記非晶質層の上に第２ＣｏＦｅ層を形成するステップとを行うことによりＡＰ２層を形成する工程と、
前記第２ＣｏＦｅ層の上にＡＦＭ結合層を形成する工程と、
前記ＡＦＭ結合層の上にＡＰ１層を形成する工程と、
前記ＡＰ１層の上にバリア層を形成する工程と、
前記バリア層の上にフリー層を形成する工程と、
前記フリー層の上にキャップ層を形成する工程とを含む
ことを特徴とするＴＭＲデバイスの製造方法。
【請求項２】
前記第１ＣｏＦｅ層を、０．５ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の厚さに形成する
ことを特徴とする請求項１記載のＴＭＲデバイスの製造方法。
【請求項３】
前記第２ＣｏＦｅ層を、０．５ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の厚さに形成する
ことを特徴とする請求項１記載のＴＭＲデバイスの製造方法。
【請求項４】
前記（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層を、０．３ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の厚さに形成する
ことを特徴とする請求項１記載のＴＭＲデバイスの製造方法。
【請求項５】
前記バリア層を、０．５ｎｍ以上１ｎｍ以下の厚さに形成し、前記ＴＭＲデバイスのＲＡ値を、０．５Ωμｍ2 以上５Ωμｍ2 以下とする
ことを特徴とする請求項１記載のＴＭＲデバイスの製造方法。
【請求項６】
前記（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層において、ｘを０．１以上０．７以下とし、ｙを０．０５以上０．４以下とする
ことを特徴とする請求項１記載のＴＭＲデバイスの製造方法。
【請求項７】
前記非晶質層を形成しない場合と比較して前記ピンド層内の層間結合磁界を約３分の１減少させる
ことを特徴とする請求項１記載のＴＭＲデバイスの製造方法。
【請求項８】
前記非晶質層を形成しない場合と比較して前記ピンド層内の交換結合磁界の減少を４％よりも少なくする
ことを特徴とする請求項１記載のＴＭＲデバイスの製造方法。
【請求項９】
ピンド層を有するＴＭＲデバイスであって、
シード層の上に設けられ、このシード層と接触する反強磁性（ＡＦＭ）層と、
前記ＡＦＭ層の上に設けられ、前記ＡＦＭ層と接触する第１ＣｏＦｅ層と、
前記第１ＣｏＦｅ層の上に設けられ、前記第１ＣｏＦｅ層と接触する（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層と、
前記（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層の上に設けられ、前記（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層と接触する第２ＣｏＦｅ層と、
前記第２ＣｏＦｅ層の上に設けられ、前記第２ＣｏＦｅ層と接触するＡＦＭ結合層と、
前記ＡＦＭ結合層の上に設けられ、前記ＡＦＭ結合層と接触するＡＰ１層と、
前記ＡＰ１層の上に設けられ、前記ＡＰ１層と接触するバリア層と、
前記バリア層の上に設けられ、前記バリア層と接触するフリー層と、
前記フリー層の上に設けられ、前記フリー層と接触するキャップ層と
を備え、
前記第１ＣｏＦｅ層と、前記（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層と、前記第２ＣｏＦｅ層とは、ＡＰ２層を構成する
ことを特徴とするＴＭＲデバイス。
【請求項１０】
前記第１ＣｏＦｅ層は、０．５ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の厚さを有する
ことを特徴とする請求項９記載のＴＭＲデバイス。
【請求項１１】
前記第２ＣｏＦｅ層は、０．５ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の厚さを有する
ことを特徴とする請求項９記載のＴＭＲデバイス。
【請求項１２】
前記（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層は、０．３ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の厚さを有する
ことを特徴とする請求項９記載のＴＭＲデバイス。
【請求項１３】
前記バリア層は、０．５ｎｍ以上１ｎｍ以下の厚さを有し、前記ＴＭＲデバイスは、０．５Ωμｍ2 以上５Ωμｍ2 以下であるＲＡ値を有する
ことを特徴とする請求項９記載のＴＭＲデバイス。
【請求項１４】
前記（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層において、ｘが０．１以上０．７以下であり、ｙが０．０５以上０．４以下である
ことを特徴とする請求項９記載のＴＭＲデバイス。
【請求項１５】
前記ピンド層内の層間結合磁界は、前記非晶質層を設けない場合と比較して約３分の１減少する
ことを特徴とする請求項９記載のＴＭＲデバイス。
【請求項１６】
前記ピンド層内の交換結合磁界の減少は、前記非晶質層を設けない場合と比較して４％よりも少ない
ことを特徴とする請求項９記載のＴＭＲデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デバイスのロバスト性を大幅に失うことなく、ＲＡ（resistance area）値を減少させたＴＭＲデバイスおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ：tunneling magneto-resistance）デバイスの信頼性および性能は、そのバリア層の質に大きく依存することがよく知られている。今日の高密度磁気記録用途においてＲＡ値が小さくなるに従って、それに付随するバリア層の厚さも薄くする必要がある。例えば、ＲＡ値が、１Ωμｍ2 以上３Ωμｍ2 以下の範囲である場合には、バリア層の厚さは、通常、約０．５ｎｍ以上１ｎｍ以下であることが望ましい。
【０００３】
図１は、典型的なＴＭＲデバイス（ＴＭＲ素子）の断面構成を表すものである。このＴＭＲデバイスは、シード層（またはバッファ層）１１上に、反強磁性（ＡＦＭ：antiferromagnetic）層１２、外側ピンド層（ＡＰ２（anti-parallel２）層）１３、例えばＲｕからなるＡＦＭ結合層１４、例えばＣｏＦｅからなる内側ピンド層（ＡＰ１（anti-parallel１）層）１５、誘電体からなるバリア層１６、フリー層１７およびキャップ層１８を備えている。ＡＰ２層１３をＣｏＦｅにより構成するのは、ＣｏＦｅとＡＦＭ層１２との間に強力な交換結合磁界（Ｈex）が形成されるからである。
【０００４】
上記ＴＭＲデバイスに関する従来技術としては以下の特許文献１〜５がある。
【０００５】
特許文献１では、ＣｏＦｅ／挿入層／ＣｏＦｅよりなる構成を有する外側ピンド（ＡＰ２）層が示されており、挿入層をＣｏＦｅＢとしてもよいとしている。このような構成により、外側ピンド層としてＣｏＦｅ層を用いた場合よりも外側ピンド層とＡＦＭ層との間の交換結合磁界が改善されると共にセンサの平滑さが改善されるが、そのデバイスのロバスト性に対する効果については考慮されていない。特許文献２には、３つのＦｅＣｏ層によって構成されたピンド層が示されている。特許文献３には、積層構造を有するピンド層として、Ｃｏ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢを用いてもよい旨が開示されている。特許文献４には、ＣｏＦｅＢ／Ｆｅ／Ｃｏよりなる構成の内側ピンド層と、ＣｏＦｅからなる外側ピンド層が示されている。特許文献５では、ピンド層は、Ｃｏ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢなどの積層構造であってもよいとされ、Ｒｕを積層構造の層間に挿入してもよい旨が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００８／０３１６６５７号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００９／０２６９６１７号明細書
【特許文献３】米国特許第７５２５１６６号明細書
【特許文献４】米国特許第７６０２０３３号明細書
【特許文献５】米国特許第７６１６４７５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１〜５では、バリア層の下面の平滑性が十分ではなく、その厚さをより薄くし、ＲＡ値を十分に低くすることが困難であった。また、十分なロバスト性が得られにくいという問題もあった。よって、ＴＭＲデバイスの密度を向上させることも難しい。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、例えばＭＲＡＭ（Magnetoresistive Random Access Memory）におけるＴＭＲデバイス（ＭＴＪ（Magnetic Tunnel Junction）デバイス）の密度を増加させることが可能なＴＭＲデバイスおよびその製造方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、バリア層の厚さを０．５ｎｍ以上１ｎｍ以下にすることができるＴＭＲデバイスおよびその製造方法を提供することにある。
【００１０】
本発明のその他の目的は、バリア層の下面として平滑な界面を有するＴＭＲデバイスおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るＴＭＲデバイスは、ピンド層を有するものであって、シード層の上に設けられ、このシード層と接触する反強磁性（ＡＦＭ：antiferromagnetic）層と、ＡＦＭ層の上に設けられ、このＡＦＭ層と接触する第１ＣｏＦｅ層と、第１ＣｏＦｅ層の上に設けられ、第１ＣｏＦｅ層と接触する（ＣｏＦｅx ）Ｂyからなる非晶質層と、（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層の上に設けられ、（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層と接触する第２ＣｏＦｅ層と、第２ＣｏＦｅ層の上に設けられ、この第２ＣｏＦｅ層と接触するＡＦＭ結合層と、ＡＦＭ結合層の上に設けられ、ＡＦＭ結合層と接触するＡＰ１層と、ＡＰ１層の上に設けられ、ＡＰ１層と接触するバリア層と、バリア層の上に設けられ、バリア層と接触するフリー層と、フリー層の上に設けられ、フリー層と接触するキャップ層とを備え、第１ＣｏＦｅ層と、（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層と、第２ＣｏＦｅ層とは、ＡＰ２層を構成するものである。
【００１２】
本発明に係るＴＭＲデバイスの製造方法は、ピンド層を備えたＴＭＲデバイスの製造方法であって、シード層の上に、ＡＦＭ層を形成する工程と、ＡＦＭ層の上に第１ＣｏＦｅ層を形成するステップと、第１ＣｏＦｅ層の上に（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層を形成するステップと、非晶質層の上に第２ＣｏＦｅ層を形成するステップとを行うことによりＡＰ２層を形成する工程と、第２ＣｏＦｅ層の上にＡＦＭ結合層を形成する工程と、ＡＦＭ結合層の上にＡＰ１層を形成する工程と、ＡＰ１層の上にバリア層を形成する工程と、バリア層の上にフリー層を形成する工程と、フリー層の上にキャップ層を形成する工程とを含むものである。
【００１３】
本発明のＴＭＲデバイスおよびＴＭＲデバイスの製造方法では、ＡＰ２層において第１ＣｏＦｅ層と第２ＣｏＦｅ層との間に（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層が挿入されている。これにより、第１ＣｏＦｅ層が第２ＣｏＦｅ層の結晶化度に対して与える影響を減少させると同時に、ＡＰ２層の下地となるＡＦＭ層の表面の粗さが補われる。このため、ＡＰ２層の上面が高い平滑性を有することになり、ＡＰ２層の上に形成されるＡＦＭ結合層およびＡＰ１層の平滑性もより高くなり、従って、バリア層の下の界面の平滑性が高くなる。よって、バリア層を薄く形成することができ、ＲＡ値を低くすることができる。この場合、ＡＦＭ層とＡＰ２層との間の交換結合磁界の強度は十分に確保される。
【００１４】
また、本発明のＴＭＲデバイスおよびＴＭＲデバイスの製造方法では、第１ＣｏＦｅ層の厚さを０．５ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の厚さとしてもよく、第２ＣｏＦｅ層の厚さを０．５ｎｍ以上１．５ｎｍ以下にしてもよい。また、非晶質層は、０．３ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の厚さに形成してもよく、ｘを０．１以上０．７以下とし、ｙを０．０５以上０．４以下としてもよい。
【００１５】
さらに、本発明のＴＭＲデバイスおよびＴＭＲデバイスの製造方法では、バリア層は０．５ｎｍ以上１ｎｍ以下の厚さを有し、ＲＡ値が０．５Ωμｍ2 以上５Ωμｍ2 以下であることが好ましい。また、非晶質層を形成しない場合と比較して、ピンド層内の層間結合磁界が約３分の１減少する、または交換結合磁界の減少が４％よりも少なくなるのが好ましい。これにより、交換結合磁界の強度が十分に確保されると共に、バリア層の下の界面の平滑性がより高くなる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のＴＭＲデバイスまたはＴＭＲデバイスの製造方法によれば、ＡＰ２層が（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層を有するようにしたので、バリア層の下の界面の平滑性を高くすることができる。これにより、バリア層の厚さを、非晶質層を設けなかった場合よりも薄く、例えば０．５ｎｍ以上１ｎｍ以下にすることができる。また、高いロバスト性を得ることもできる。よって、例えばＭＲＡＭにおいて、ＴＭＲデバイス密度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の典型的なＴＭＲデバイスの構成を表す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るＴＭＲデバイスの構成を表す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図２は本発明の一実施の形態に係るＴＭＲデバイスの断面構造を表すものである。なお、本実施の形態では、ＡＰ２層以外の層構造は図１の構成と同様であり、図１と同一構成部分については同一符号を付して以下説明する。
【００２０】
本実施の形態のＴＭＲデバイス（ＴＭＲセンサであり、ＴＭＲ素子でもある）は、ピンド層を有する積層構造を備えている。その積層構造は、シード層（またはバッファ層）１１上に、反強磁性（ＡＦＭ）層１２、外側ピンド層（ＡＰ２層）２０、例えばＲｕからなるＡＦＭ結合層１４、例えばＣｏＦｅからなる内側ピンド層（ＡＰ１層）１５、誘電体からなるバリア層１６、フリー層１７およびキャップ層１８をこの順で備えている。ＡＰ２層２０は、ＡＦＭ層１２側から順に、（ＣｏＦｅ）outer 層２１（外側ＣｏＦｅ層２１）／ （ＣｏＦｅx ）Ｂy 層２２（非晶質層２２）／（ＣｏＦｅ）inner 層２３（内側ＣｏＦｅ層２３）を有する積層構造を備えている。なお、ここでのピンド層は、ＡＰ２層２０、ＡＦＭ結合層１４およびＡＰ１層１５により構成されている。
【００２１】
前述のように、ＴＭＲデバイスにおいてバリア層１６の質が非常に重要である。このバリア層１６の質を制御するための重要な鍵は、バリア層１６の下に形成する膜の平滑さにある。本実施の形態は、上述したＡＰ２層２０とＡＦＭ層１２との間の強力な交換結合磁界（Ｈex）を減少させることなく、ＡＰ２層２０の平滑さを改善させるものである。
【００２２】
本実施の形態では、ＡＰ２層２０の平滑さを改善するために、通常のＡＰ２層として用いられる標準的なＣｏＦｅ層内に、（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層２２が挿入されている。外側ＣｏＦｅ層２１の厚さは、０．５ｎｍ以上１．５ｎｍ以下であることが好ましい。また、内側ＣｏＦｅ層２３の厚さは、０．５ｎｍ以上１．５ｎｍ以下であることが好ましい。非晶質層２２において「（ＣｏＦｅx ）Ｂy 」はＣｏＦｅの原子組成とホウ素（Ｂ）の原子割合との双方が変化することを表している。（ＣｏＦｅx ）Ｂy において、ｘは０．１以上０．７以下の範囲内の値であることが望ましく、０．１以上０．５以下の範囲であることがより望ましい。ｙは０．０５以上０．４以下の範囲内の値であることが望ましく、０．１５以上０．３以下であることがより望ましい。また、非晶質層２２の厚さは、好ましくは０．３ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の範囲内であり、０．４ｎｍ以上１ｎｍ以下の範囲内であることがより望ましい。
【００２３】
即ち、本実施の形態のＡＰ２層２０は、図２に表されているように、外側ＣｏＦｅ層２１／ 非晶質層２２／内側ＣｏＦｅ層２３の積層構造を有し、外側ＣｏＦｅ層２１がＡＦＭ層１２の最も近くに形成される。挿入された（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層２２は、内側ＣｏＦｅ層２３の結晶化度に対する外側ＣｏＦｅ層２１の影響を減少させると同時に、下地となるＡＦＭ層１２に用いられるＩｒＭｎ材料によって生じる表面の粗さをも補うものである。
【００２４】
なお、ＡＦＭ層１２としてＩｒＭｎが使用される場合もあるが、本発明では、特定のＡＦＭ材料に依存することなく、いずれのＡＦＭ材料を用いて形成しても同様の作用効果が得られる。また、ＡＰ１層１５は図１と同様に例えばＣｏＦｅにより構成されている。
【００２５】
バリア層１６は、誘電体材料により構成されている。バリア層１６は、ＡＰ２層２０を設けることにより、非晶質層２２を設けない場合よりも薄く形成されることができ、例えばその厚さを０．５ｎｍ以上１ｎｍ以下にすることができる。これにより、ＴＭＲデバイスのＲＡ値は０．５Ωμｍ2 以上５Ωμｍ2 以下の範囲内に低く抑えられる。よって、高い安定性および信頼性が得られるため、優れたロバスト性を有するＴＭＲデバイスが得られ、また、デバイス密度を高くすることができる。
【００２６】
なお、シード層１１、ＡＦＭ結合層１４、フリー層１７およびキャップ層１８は、従来のＴＭＲデバイスに用いられる材料によりそれぞれ形成することができる。
【００２７】
本実施の形態のＴＭＲデバイスは、シード層（またはバッファ層）１１の上に、ＡＦＭ層１２を形成する工程と、ＡＦＭ１２層の上に外側ＣｏＦｅ層２１を形成するステップと、外側ＣｏＦｅ層２１の上に非晶質層２２を形成するステップと、非晶質層２２の上に内側ＣｏＦｅ層２３を形成するステップとを行うことによりＡＰ２層２０を形成する工程と、内側ＣｏＦｅ層２３の上にＡＦＭ結合層１４を形成する工程と、ＡＦＭ結合層１４の上にＡＰ１層１５を形成する工程と、ＡＰ１層１５の上にバリア層１６を形成する工程と、バリア層１６の上にフリー層１７を形成する工程と、フリー層１７の上にキャップ層１８を形成する工程とを含んで製造される。各層の具体的な形成方法としては、例えば、従来のＴＭＲデバイスを形成する際に用いる製膜方法などを用いることができる。
【００２８】
このように本実施の形態のＴＭＲデバイスおよびその製造方法では、ＡＰ２層２０において外側ＣｏＦｅ層２１と内側ＣｏＦｅ層２３との間に（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層２２が挿入されている。これにより、外側ＣｏＦｅ層２１が内側ＣｏＦｅ層２３の結晶化度に対して与える影響を減少させると同時に、下地となるＡＦＭ層１２の表面の粗さが補われる。このため、ＡＰ２層２０の上面が高い平滑性を有することになることから、ＡＰ２層２０の上に形成されるＡＦＭ結合層１４およびＡＰ１層１５の平滑性もより高くなり、その結果、バリア層１６の下の界面の平滑性が高くなる。この場合、ＡＦＭ層１２とＡＰ２層２０との間の交換結合磁界の強度は十分に確保される。すなわち、本実施の形態によれば、バリア層１６の厚さを、非晶質層２２を設けなかった場合よりも薄く、例えば０．５ｎｍ以上１ｎｍ以下にすることができ、ＲＡ値を低くすることができる。また、高いロバスト性を有するデバイスを得ることもできる。よって、例えばＭＲＡＭにおいて、デバイス密度を高くすることができる。
【００２９】
また、バリア層１６の厚さを０．５ｎｍ以上１ｎｍ以下とし、かつＲＡ値を０．５Ωμｍ2 以上５Ωμｍ2 以下の範囲内にすれば、より高いロバスト性を有するデバイスを得ることができ、デバイス密度をより高くすることができる。
【００３０】
さらに、非晶質層２２を形成しない場合と比較して、ＡＰ２層２０内（ピンド層内でもある）の、層間結合磁界を約３分の１減少させる、または交換結合磁界の減少を４％よりも少なくするようにすれば、デバイス全体の交換特性に大きな影響を与えることなく、バリア層１６の下の界面の平滑性がより高くなる。よって、より高い効果を得ることができる。
【００３１】
上記の構成の効果を確かめるために、ＧＭＲ（giant magneto-resistance）デバイスの積層構造において、（ＣｏＦｅx ）Ｂy からなる非晶質層を挿入した場合、即ちピンド層がＣｏＦｅ／（ＣｏＦｅx ）Ｂy ／ＣｏＦｅからなる構成を有する場合と、非晶質層２２を挿入しない場合、即ちピンド層がＣｏＦｅのみからなる場合との、ピンド層部分の層間結合磁界（Ｈin）を比較した。表１にその結果を示す。Ｈinの値は、そのＢ−Ｈループから得た。なお、ＧＭＲ積層構造におけるＨin値は、膜の粗さに応じて単調に増加するため、下層の粗さの測定に適しており、このことはＴＭＲデバイスの積層構造においても同様である。
【００３２】
表１のデータのもととなる全体構造は、Ｔａ層（５ｎｍ）／Ｒｕ層（５ｎｍ）／ＩｒＭｎ層（７ｎｍ）／ピンド層／Ｃｕ層（２．５ｎｍ）／ＣｏＦｅ層（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ層（７ｎｍ）／Ｒｕ層（５ｎｍ）とした（括弧内は各層の厚さを表す）。なお、表１中の（ＣｏＦｅ）x Ｂy におけるｘは０．１以上０．７以下であり、ｙは０．０５以上０．４以下である。
【００３３】
【表１】
2012015513.tif 000003
【００３４】
表１の結果から、ピンド層がＣｏＦｅ／（ＣｏＦｅ）x Ｂy ／ＣｏＦｅからなる構成を有する場合にはＨinが３分の１程減少していることが分かる。このことからＣｏＦｅからなるピンド層内に薄い（ＣｏＦｅ）x Ｂy 層を挿入した構造では、ピンド層がより平滑になったことが裏付けられる。
【００３５】
表２は、ＣｏＦｅのみを備えたＧＭＲ積層構造のピンド層部分と、ＣｏＦｅ／（ＣｏＦｅ）x Ｂy ／ＣｏＦｅからなるピンド層（ＡＰ２層）を有するＧＭＲ積層構造のピンド層部分とにおける、Ｈex、Ｈc（保持力）、およびＨex／Ｈc の値を比較している。表２のデータのもととなる全体構造は、Ｔａ層（５ｎｍ）／Ｒｕ層（５ｎｍ）／ＩｒＭｎ層（７ｎｍ）／ピンド層／Ｒｕ層（５ｎｍ）とした。なお、表２中の（ＣｏＦｅ）x Ｂy におけるｘは０．１以上０．７以下であり、ｙは０．０５以上０．４以下である。
【００３６】
【表２】
2012015513.tif 000004
【００３７】
表２のデータは、本発明によってＡＰ２層にもたらされた変化がデバイス全体の交換特性に大きな影響を与えないことを示している。よって、本発明によれば、より優れたロバスト性を有するＴＭＲデバイスを実現することができ、信頼性および／または性能を犠牲にすることなく、ＲＡ値の低い（すなわち、バリア層のより薄い）ＴＭＲデバイスを製造することができるようになる。
【００３８】
なお、本発明の一般原理は、ＣＰＰ（current perpendicular to plane：垂直通電型）ＧＭＲデバイス、デュアルスピンバルブなどの同様のスピントロニクスデバイスに対して等しい効果をもって適用してもよい。また、上記した実施の形態では、ピンド層がＣｏＦｅを含んで構成されたものについて説明したが、本発明においてピンド層を構成する材料は、本実施の形態で説明したものに限定されない。
【符号の説明】
【００３９】
１１…シード層（またはバッファ層）、１２…反強磁性（ＡＦＭ）層、１４…ＡＦＭ結合層、１５…内側ピンド層（ＡＰ１層）、１６…バリア層、１７…フリー層、１８…キャップ層、２０…外側ピンド層（ＡＰ２層）、２１…（ＣｏＦｅ）outer 層（外側ＣｏＦｅ層）、２２…（ＣｏＦｅx ）Ｂy 層（非晶質層）、２３…（ＣｏＦｅ）inner 層（内側ＣｏＦｅ層）。
【図１】
2012015513.tif 000005
【図２】
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