【手続補正書】
【提出日】平成29年12月22日(2017.12.22)
【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】
磁気抵抗素子であって、
基板と、
前記基板の上に配置された第１の層であって、シード層を含む、第１の層と、
前記第１の層の上に配置された第２の層であって、第１の反強磁性固定化層を含む、第２の層と、
前記第２の層の上に配置された第３の層であって、前記第３の層は第１の固定層を含み、前記第２の層の位置は前記第３の層の磁化に影響を与えるように選択される、第３の層と、
前記第３の層の上に配置された第４の層であって、第１の非磁性スペーサ層を含む、第４の層と、
前記第４の層の上に配置された第５の層であって、前記第５の層は自由層を含み、前記自由層は複数の磁区を有し、前記複数の磁区は、
第１の方向を指す磁界を有する第１の複数の磁区と、
第１の方向とは異なる１つ又は複数の方向を指す磁界を有する第２の複数の磁区と
を含む、第５の層と、
前記第５の層の上に配置された第６の層であって、第２の固定層を含み、単一の強磁性層からなる、第６の層と、
前記第６の層の上に配置された第７の層であって、前記第７の層は第２の反強磁性固定化層を含み、前記第７の層の位置は前記第６の層の磁化に影響を与えるように選択され、前記第６の層は前記第５の層に対して選択された位置にあり、前記第５の層に対する前記第６の層の前記選択された位置は、前記第５の層を完全に固定することなく、前記第５の層における前記第２の複数の磁区内の磁区の量の選択された減少をもたらす、第７の層と、
前記第５の層と、一緒に考慮した前記第６及び第７の層との間に配置された第８の層であって、前記第８の層は第２の非磁性スペーサ層を含み、前記第８の層の材料は、前記第５の層と前記第６の層との間での所望の部分的な固定を可能にしながら、前記第８の層の厚さが０．５ｎｍよりも大きくなることを可能にするように選択される、第８の層と
を備え、前記第１の固定層は、
前記第２の層に近接して配置された第１の強磁性固定層と、
前記第１の強磁性固定層の上に配置された第３の非磁性スペーサ層と、
前記第３の非磁性スペーサ層の上に配置された第２の強磁性固定層と
から構成され、
前記第１及び第２の固定層における磁界方向は、９０度離れるようにアニールされ、前記第２の固定層における磁界方向は、前記第２の反強磁性固定化層における磁界方向と平行であり、
前記第１及び第２の反強磁性固定化層の両方がＰｔＭｎから構成される磁気抵抗素子。
【請求項２】
前記第２の非磁性スペーサ層の材料は、前記第５の層と前記第６の層との間の磁気結合が最大の強磁性結合と最大の反強磁性結合との間となることを可能にするように、前記第２の非磁性スペーサ層の厚さが０．５ｎｍより大きいことを可能にするように選択される、請求項１に記載の磁気抵抗素子。
【請求項３】
前記第２の非磁性スペーサ層は、前記第５の層と前記第６の層との間の調整可能なＲＫＫＹ結合を提供するように選択された材料から構成される、請求項１に記載の磁気抵抗素子。
【請求項４】
前記第２の非磁性スペーサ層はＲｕから構成される、請求項１に記載の磁気抵抗素子。
【請求項５】
前記第２の非磁性スペーサ層の厚さは約０．９ｎｍと約２ｎｍの間である、請求項４に記載の磁気抵抗素子。
【請求項６】
前記第２の非磁性スペーサ層が、Ｒｕ、Ａｇ又はＡｕのうちの選択された１つから構成される、請求項１に記載の磁気抵抗素子。
【請求項７】
前記第２の非磁性スペーサ層の厚さは約０．９ｎｍと約２ｎｍの間である、請求項６に記載の磁気抵抗素子。
【請求項８】
前記第２の非磁性スペーサ層の厚さは約０．９ｎｍと約２ｎｍの間である、請求項１に記載の磁気抵抗素子。
【請求項９】
前記第２の非磁性スペーサ層の材料及び厚さは、前記第５の層の部分的な固定をもたらすように選択され、前記部分的な固定は、前記第６の層と前記第５の層との間の磁気結合が前記第３の層と前記第５の層との間の磁気結合よりも小さいことに対応する、請求項１に記載の磁気抵抗素子。
【請求項１０】
前記第２の非磁性スペーサ層はＲｕから構成され、前記第２の非磁性スペーサ層の厚さは約０．５ｎｍから約１．７ｎｍの間である、請求項１に記載の磁気抵抗素子。
【請求項１１】
前記第２の反強磁性固定化層の材料は、両方が３００℃より上の、ネール温度及びブロッキング温度を有するように選択される、請求項１に記載の磁気抵抗素子。
【請求項１２】
前記第１及び第２の固定層の両方がＣｏＦｅから構成される、請求項１に記載の磁気抵抗素子。
【請求項１３】
前記第１及び第２の強磁性固定層はＣｏＦｅから構成され、前記第３の非磁性スペーサ層はＲｕから構成される、請求項１２に記載の磁気抵抗素子。
【請求項１４】
磁気抵抗素子の製造方法であって、
基板上に二重固定磁気抵抗素子を堆積させるステップを含み、
前記二重固定磁気抵抗素子は、
前記基板の上に配置された第１の反強磁性固定化層と、
前記反強磁性固定化層の上に配置された第１の固定層と、
前記第１の固定層の上に配置された第１の非磁性スペーサ層と、
前記第１の非磁性スペーサ層の上に配置された自由層と、
前記自由層の上に配置され、単一の強磁性層からなる第２の固定層と、
前記第２の固定層の上に配置された第２の反強磁性固定化層と、
前記第２の固定層と前記自由層との間に配置された第２の非磁性スペーサ層であって、前記第２の非磁性スペーサ層の材料は、前記第２の固定層と前記自由層との間の所望の部分的な固定を可能にしながら、前記第２の非磁性スペーサ層の厚さが０．５ｎｍよりも大きくなることを可能にするように選択される、第２の非磁性スペーサ層と
を含み、前記第１の固定層は、
前記第２の層に近接して配置された第１の強磁性固定層と、
前記第１の強磁性固定層の上に配置された第３の非磁性スペーサ層と、
前記第３の非磁性スペーサ層の上に配置された第２の強磁性固定層と
から構成され、
前記第１及び第２の固定層における磁界方向は、９０度離れるようにアニールされ、前記第２の固定層における磁界方向は、前記第２の反強磁性固定化層における磁界方向と平行であり、
前記第１及び第２の反強磁性固定化層の両方がＰｔＭｎから構成される、方法。
【請求項１５】
前記第２の非磁性スペーサ層の材料は、前記第２の固定層と前記自由層との間の磁気結合が最大の強磁性結合と最大の反強磁性結合との間になることを可能にするように、前記第２の非磁性スペーサ層の厚さが０．５ｎｍより大きいことを可能にするように選択される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
第１のアニーリング温度、第１のアニーリング磁界、第１のアニーリング磁界方向及び第１のアニーリング時間で、前記第１の固定層及び前記第１の反強磁性層をアニールするステップと、
第２のアニーリング温度、第２のアニーリング磁界、第２のアニーリング磁界方向及び第２のアニーリング時間で、前記第２の固定層及び前記第２の反強磁性層をアニールするステップと
を含み、
前記第１のアニーリング磁界方向は選択された磁化方向にあり、
前記第２のアニーリング磁界方向は前記第１のアニーリング磁界方向と直交し、
前記第１のアニーリング磁界は前記第２のアニーリング磁界より高く、前記第２のアニーリング磁界は、前記第１の固定層のアニーリング又は前記第１の反強磁性層のアニーリングに影響を与えることなく、前記第２の固定層のアニーリング及び前記第２の反強磁性層のアニーリングをもたらすように選択される、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のアニーリング磁界は約１テスラであり、前記第２のアニーリング磁界は約２０ミリテスラから約１００ミリテスラの範囲にある、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のアニーリング温度は約２９５℃であり、前記第２のアニーリング温度は約３００℃であり、前記第１のアニーリング時間は約１時間であり、前記第２のアニーリング時間は約１時間である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１及び第２の固定層の両方がＣｏＦｅから構成される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第１及び第２の固定層の両方がＣｏＦｅから構成される、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
前記第２の非磁性スペーサ層はＲｕから構成され、前記第２の非磁性スペーサ層の厚さが約０．９ｎｍと約２ｎｍの間である、請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
前記第２の非磁性スペーサ層はＲｕから構成され、前記第２の非磁性スペーサ層の厚さが約０．５ｎｍと約１．５ｎｍの間である、請求項１４に記載の方法。
【請求項２３】
前記二重固定磁気抵抗素子を堆積させるステップは、前記二重固定磁気抵抗素子の少なくとも一部をヨーク形状に堆積させるステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２４】
前記ヨーク形状の長さ（Ｌ）及び前記ヨーク形状の横方向アームの長さ（ｄ）は、それぞれ前記ヨーク形状の幅（ｗ）の少なくとも３倍であり、前記ヨーク形状の幅（ｗ）は、約１μｍと約２０μｍの間であり、前記長さ（Ｌ）は前記ヨーク形状の最長の寸法である、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記磁気抵抗素子の少なくとも一部はヨーク形状を有する、請求項１に記載の磁気抵抗素子。
【請求項２６】
前記ヨーク形状の長さ（Ｌ）及び前記ヨーク形状の横方向アームの長さ（ｄ）は、それぞれ前記ヨーク形状の幅（ｗ）の少なくとも３倍であり、前記ヨーク形状の幅（ｗ）は、約１μｍと約２０μｍの間であり、前記長さ（Ｌ）は前記ヨーク形状の最長の寸法である、請求項２５に記載の磁気抵抗素子。
【請求項２７】
前記第２の非磁性スペーサ層は、約−５０ｍＴと約５０Ｔの間の、前記第５の層と前記第６の層との間のＲＫＫＹ結合を提供する、請求項１０に記載の磁気抵抗素子。
【請求項２８】
前記第２の非磁性スペーサ層は、約−５０ｍＴと約５０Ｔの間の、前記自由層と前記第２の固定層との間のＲＫＫＹ結合を提供する、請求項２２に記載の方法。