第1の面積範囲を有し、第1および第2の強磁性フリー層間に位置付けられたスペーサ層を含む、磁気応答性スタックと、第1のフリー層に、スペーサ層とは反対側のその表面上で結合された少なくとも1つの反強磁性AFMタブとを含み、AFMタブは、第1の面積範囲よりも小さい第2の面積範囲を有する、装置。磁気応答性スタックの両側に各々結合された第1および第2の電極層をさらに含む、請求項1に記載の装置。第2のフリー層に、スペーサ層とは反対側のその表面上で結合された第2のAFMタブをさらに含む、請求項1に記載の装置。スタックの選択された側に結合された少なくとも1つの磁気シールドをさらに含む、請求項1に記載の装置。少なくとも1つの磁気シールドは、AFMタブの一部を収納する厚さ減少領域を有する、請求項4に記載の装置。AFMタブと磁気シールドとの間に絶縁層が配置されている、請求項4に記載の装置。AFMタブは、スタックの第1の端に隣接する空気軸受面からオフセット距離離れて、第1のフリー層と接触している、請求項1に記載の装置。AFMタブと第1の電極層とは同一平面上にあり、双方とも異なる場所で第1の強磁性フリー層に結合されている、請求項2に記載の装置。第1および第2のフリー層は各々、多層構造である、請求項1に記載の装置。第1の金属挿入層がCoxFe1x層とNixFe1x層との間に位置し、第2の金属挿入層がNixFe1x層とCoxFe1xyB1y層との間に位置している、請求項1に記載の装置。各フリー層とAFMタブとの間に合成反強磁性体が配置されている、請求項11に記載の装置。データ変換ヘッドにおける読取センサとして特徴付けられる、請求項11に記載の装置。装置であって、第1の面積範囲を有し、第1および第2の強磁性フリー多層構造間に位置付けられたスペーサ層を含む、磁気応答性スタックを含み、第1および第2の強磁性フリー多層構造は各々、スペーサ層に結合されたCoxFe1x層と、AFMタブに結合されたCoxFe1xyB1y層と、CoxFe1x層とCoxFe1xyB1y層との間に配置されたNixFe1x層とを含んでおり、前記装置はさらに、第1のフリー層に、スペーサ層とは反対側のその表面上で結合された少なくとも1つの反強磁性AFMタブを含み、AFMタブは、第1の面積範囲よりも小さい第2の面積範囲を有する、装置。多層構造のうちの少なくとも1つは、フリー層の磁気モーメントを弱める金属挿入層である、請求項13に記載の装置。不揮発性固体メモリセルとして特徴付けられる、請求項13に記載の装置。第1の面積範囲を有する第1の強磁性フリー層と第2の強磁性フリー層との間に配置された非磁性トンネリングバリア層と、第1または第2のフリー層に、スペーサ層とは反対側のその表面上で接続され、第1のフリー強磁性層の前面からオフセット距離離れて間隔をおかれた、少なくとも1つの反強磁性AFMタブとを含む、磁気素子。フリー層に隣接して位置付けられ、フリー層の空気軸受面とは反対の側に面している磁石をさらに含む、請求項16に記載の磁気素子。第1および第2の絶縁材料が、AFMタブおよび第2のフリー強磁性層に結合されている、請求項16に記載の磁気素子。AFMタブは、第1の面積範囲よりも小さい第2の面積範囲を有する、請求項16に記載の磁気素子。フリー強磁性層は、不揮発性固体メモリセルとして磁気配向を記憶可能である、請求項16に記載の磁気素子。発明の概要この発明のさまざまな実施例は一般に、磁気状態の変化を検出可能な磁気素子に向けられている。さまざまな実施例によれば、磁気素子は、第1の面積範囲を有する磁気応答性スタックまたは積層を含む。スタックは、第1および第2の強磁性フリー層間に位置付けられたスペーサ層を含む。少なくとも1つの反強磁性antiferromagnetic:AFMタブが、第1のフリー層に、スペーサ層とは反対側のその表面上で接続されており、AFMタブは、第1の面積範囲よりも小さい第2の面積範囲を有する。他の実施例は、第1の面積範囲を有し、第1および第2の強磁性フリー多層構造間に位置付けられたスペーサ層で構成された、磁気応答性スタックを含み、第1および第2の強磁性フリー多層構造は各々、スペーサ層に結合されたCoxFe1x層と、AFMタブに結合されたCoxFe1xyB1y層と、CoxFe1x層とCoxFe1xyB1y層との間に配置されたNixFe1x層とを有する。少なくとも1つの反強磁性AFMタブが、第1のフリー層に、スペーサ層とは反対側のその表面上で結合されており、AFMタブは、第1の面積範囲よりも小さい第2の面積範囲を有する。別の例示的な実施例では、非磁性トンネリングバリア層が、第1の面積範囲を有する第1の強磁性フリー層と第2の強磁性フリー層との間に配置されている。少なくとも1つの反強磁性AFMタブが、第1または第2のフリー層に、スペーサ層とは反対側のその表面上で接続され、第1のフリー層の空気軸受面からオフセット距離離れて間隔をおかれている。この発明のさまざまな実施例を特徴付けるこれらの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図面に鑑みて理解され得る。詳細な説明この開示は一般に、データ変換ヘッドにおいて使用される読取センサ、およびデータの不揮発性記憶を提供するために使用される磁気メモリ素子といった状況で、磁気揺動を検出可能な磁気素子に関する。電子機器がより高性能になるにつれて、データ容量の増大およびデータ転送速度の改良に対する要望は、データ感知素子の速度および信頼性を特に重んじてきた。データ記憶の大部分は磁気記憶の使用を通して行なわれるため、磁気揺動の変化に敏感なデータ感知素子の磁気安定化は、さらに重要な役割を担っている。したがって、この発明のさまざまな実施例は一般に、1つ以上のフリー層に結合された反強磁性AFMタブの使用を通し、増大した磁気安定化を有する磁気素子に向けられている。AFMタブは、フリー層の延長されたストライプ高さの部分の上に位置付けることができるため、フリー層のより広い面積範囲に対応する形状異方性が、より大きい磁気安定化を提供する。空気軸受面airbearingsurface:ABSからオフセットされたAFMタブの位置は、より小さいシールド間間隔を可能にし得る。図1は、データ記憶装置のデータ変換ヘッドにおいて読取センサとして使用可能な磁気素子100の例示的なブロック図を示す。素子100は、外部磁場に各々敏感な第1の強磁性フリー層102と第2の強磁性フリー層104とを含む。各フリー層102および104は、データ記憶媒体106上のプログラム済磁気ビットによって提供されるような遭遇する外部磁場に対応する、個別のまたは共通の磁化を有し得る。フリー層102および104は、所望のフリー層磁気感知に適応するようにさまざまな厚さを有して構成可能な非磁性スペーサ層108によって隔てられている。いくつかの実施例では、スペーサ層108はトンネリングバリア層である。フリー層102および104は各々、シード層110およびキャップ層112といった電極層にさらに結合され得る。電極層の組成、形状、および配置は限定されておらず、要望に応じて修正可能である。磁気素子100はさらに、フリー層102および104の両側の電極層に取付けられたシールド層114、116をオプションで含む。シールド層114および116は、望ましくない磁束をフリー層102および104から離れるよう方向付けるために、さまざまな構成および組成で配向され得る。そのような遮蔽は、隣接ビットのノイズおよび不測の感知をなくすことによって、媒体106からのプログラム済ビットの磁気感知の改良を可能にし得る。図1に示すように、スペーサ層108とフリー層102および104とからなる積層された感知スタック118は、シールド114および116と比べて細長い、第1の面積範囲と一致するストライプ高さ120と、より小さい面積範囲およびストライプ高さを各々有する電極層110、112とを有する。感知スタックのより長いストライプ高さ120は、動作変動性に対する頑健性を有する性能向上を提供することによって、データビットの磁気感知を高めることができる。そのような性能向上は、外部ビットに応答してより強い磁化を保つことによって、それらの外部ビットの磁気感知の改良を可能にし得る。フリー層102および104は各々、外部磁場に敏感であるため、外部ビットの感知は、基準として使用するデフォルト磁気配向がなければ難しいであろう。さまざまな実施例では、フリー層の磁気配向に影響を与え、デフォルト磁気基準を提供するために、フリー層102および104の一方または双方に反強磁性AFMタブ122が結合される。AFMタブ122は、予め定められたしきい値を上回る外部磁化の存在下で克服可能な、AFM材料に関連する交換バイアスを通して、フリー層102および104の一方または双方を予め定められた磁気配向に保つことができる。たとえば、第1のフリー層102は、AFMタブ122によって授けられる第1の方向のデフォルト磁化を有することができ、それは、外部磁化に応答して第2の方向に反転され、また、タブ122から授けられる磁化よりも大きい。なお、AFMタブ122およびフリー層102、104の磁化方向ならびに大きさは、磁気素子100の所望の性能のために必要に応じて構成可能である。1つの例示的な磁気素子構成を、図2の磁気スタック130を用いて示す。スペーサ層またはトンネリングバリア層132が、第1のフリー層134と第2のフリー層136とを隔てており、各フリー層は個別のAFMタブ138および140に取付けられている。AFMタブは各々、空気軸受面ABSからオフセットされ、隔てられており、そのためキャップ電極層142またはシード電極層144は、ABSとAFMタブ138、140との間にそれぞれ位置している。そのため、AFMタブ134および136はABSに接触または接近しておらず、ABSから測定されたオフセット距離146だけ離れてフリー層134および136に結合されている。AFMタブ138および140はABSからオフセットしているため、ABSでのスタック130の厚さは、より高い線密度の用途を可能にするよう、最小限に抑えられ得る。スタック130のストライプ高さに沿ってAFMタブ138および140を取付けることは、フリー層134および136に関連する形状異方性が、AFMタブの交換バイアス磁化と効率的に相互作用して、予め定められたしきい値を上回る外部磁化がない場合に予め定められたデフォルト磁化を設定するようことを可能にする。図2に示すように、第1のフリー層134、第2のフリー層136、および介在するスペーサ層132は、第1の面積範囲を有する磁気応答性積層またはスタックを形成している。この第1の面積範囲は、積層の上方または下方から見たような、その主軸最大の軸に沿った積層の表面積を表わす。AFMタブ138および140は、介在する積層の両側に結合されており、各々、第2の面積範囲が設けられている。この第2の面積範囲は、積層の第1の面積範囲と面する関係になっており、第1の面積範囲よりも小さい。これは、図示されているように、積層に対して、AFMタブについてのオフセット距離146を提供する。少なくともいくつかの実施例では、AFMタブ138、140は、オフセット距離146よりも大きいタブ長さ138を有するであろう。参考までに、フリー層の例示的なストライプ厚さは約300ナノメータnmであってもよく、例示的なオフセット距離は約50nmであってもよい。このため、図面は必ずしも縮尺通りに描かれていない、ということが理解されるであろう。フリー層134、136に対するAFMタブ138および140の面積範囲のサイズ設定は、フリー層134および136の磁化に影響を与えるよう選択されており、所与の用途の要件に依存して変更されてもよい。一般に、AFMタブはABSから離れてフリー層の一部にのみ隣接して延在しており、それにより、各フリー層の上面の一部に沿って均一な交換バイアス磁場を生成する。いくつかの実施例では、予め定められたデフォルト磁化を保つようにフリー層134および136に磁気的に影響を与えるために、永久磁石148がAFMタブ138および140とともに構成されている。図2のスタック130は例示的な構成に過ぎず、限定的ではない。必要および要望に応じて、材料、配向、ならびに構成に対するさまざまな修正を、スタック130の局面に対して加えることができる。たとえば、単一のAFMタブが、第1のフリー層164の厚さよりも大きいタブ長さ150を有して構成可能であり、ここで厚さは上面152から垂直に測定される。また、これに代えて、向かい合うAFMタブに異なる面積範囲が提供されてもよい。図3は、後部の磁石を使用し、AFMタブを使用しないさまざまな例示的な外部磁化に応答する複数の磁気スタックを大まかに示す。スタック160は、磁石162からのバイアス磁化によって設定されたデフォルト磁気配向を有する第1および第2のフリー層を示す。各フリー層の磁化は、静磁気相互作用エネルギを最小限に抑えるために角に向かって傾いているため、磁気的に中性な外部場164は、スタック160のデフォルト磁化に影響を与えない。スタック166および磁化168によって示すように、磁石162によって課せられるデフォルト磁化よりも大きい第1の上方向の外部磁化に、フリー層が遭遇すると、フリー層の磁化は、0または1といった論理状態に対応するように感知され得る態様で、角に向かってさらに傾く。磁気スタック170は、磁石162のデフォルト磁化の上方の、第2の下方向の外部磁化172が、フリー層の磁化にどのように影響を与えるかを示す。外部磁化172が磁石162からのバイアス磁場の方向と整合しているため、フリー層の磁化は、角に向かう傾きを小さくしてより平行になる。スタック166のフリー層の磁化と同様に、外部磁化172の影響は、論理状態を読取るために、スタック162のデフォルト磁化から感知され、区別され得る。二重フリー層のスタック160、166、および170の動作は、フリー層間のスペーサ層の構成に依存して、トンネリング磁気抵抗tunnelingmagnetoresistive:TMR効果、巨大磁気抵抗giantmagnetoresistive:GMR効果、および異方性磁気抵抗anisotropicmagnetoresistive:AMR効果を含むもののこれらに限定されないさまざまな異なる態様によって感知され得るが、スタック174に示すようにフリー層の一方が不意に磁化方向を切換えると、磁気不安定性が起こる場合がある。そのような磁化の切換をAP状態176と呼んでもよく、その状態では、抵抗が高く、出力が非常に小さい応答によって、外部データビットの読取りが不適当になる。AP状態176への切換は、熱および比較的強い外部場といったさまざまな特性に応答して起こる場合があり、データ変換ヘッドの壊滅的な故障をもたらす場合がある。そのため、図1および図2のAFMタブの包含は、磁気スタックに不利に厚さを追加せずに、フリー層の磁化を安定させる交換バイアス磁場を生成することができる。また、AFMタブをABSからある距離離して引っ込ませることにより、交換バイアス磁場はABSでフリー層の磁気応答に影響を与えない。各フリー層の上面に沿ってAFMタブを配置することはさらに、フリー層の後部に配向された磁石とは対称的に、交換バイアス磁場がABSに垂直となることを可能にする。図1および図2に示すようなAFMタブの構成はまた、フリー層のデフォルト磁化および磁化しきい値を設定可能なさまざまな交換バイアス強度を生成するための、フリー層のストライプ高さおよびタブ長さの操作を可能にする。したがって、ストライプ高さの少なくとも半分といった比較的大きい面積範囲を有するAFMタブの構成は、熱励起または磁気励起にもかかわらずフリー層がデフォルト磁化に戻ることをもたらし得る。図4は、この発明のさまざまな実施例に従って構成された例示的な磁気素子180を示す。素子180は、各々個別に磁場に敏感である1対の強磁性フリー多層182および184を有する。すなわち、各フリー多層182および184は、図1および図2のフリー層と同様に、正味磁化を有し得る。図4に示すように、フリー多層は、第1のAFMタブ186に結合されたCoxFe1x強磁性フリー層と、NixFe1x中間層と、スペーサ188に結合されたCoxFe1xyB1y強磁性フリー層とを有して構成可能である。理解され得るように、フリー多層212および214の各層の化学組成は変更可能であり、変数XおよびYは、0~100に及ぶ各成分の原子濃度または重量濃度を示す。多層182および184の1つの例示的な構成は、CoFe30強磁性フリー層とCoFe48B20強磁性フリー層との間に配置されたNiFe4中間層をもたらす。しかしながら、変数XおよびYはどの範囲においても要望通り選択的に修正可能であるため、そのような多層構成は要求または限定されていない。別の例示的な実施例では、各層は本質的に、面心立方facedcenteredcubic:FCCまたは体心立方bodycenteredcubic:BCCの格子構造を有する非晶質、ナノ結晶質、または結晶質であり得る。フリー多層182および184のそのような多様性および構成は、AFMタブの交換バイアス磁場が、フリー多層の磁化により効率的に影響を与えて安定させることを可能にする。フリー多層は、図1および図2のフリー層とともに、または図4に示すようなフリー磁気感知層として独立して使用可能である。多層182および184の使用は、700Oeを上回るような大きい交換バイアスを生み出し得る一方、約200Oeといった適当な保磁場を可能にする。このため、AFMタブ186をフリー多層に結合することは、磁気安定化の改良を通して磁気素子180の正確性および耐久性を高めることができる。CoxFe1x強磁性フリー層をスペーサ層188から最も遠くに配置することは、CoxFe1xの結晶構造によるAFMタブ186のより効率的な堆積を可能にし得る。そのような結晶構造はさらに、AFMタブ186の交換結合が強化され得る界面を提供することができる。すなわち、AFMタブ186がIrxMn1x、PtxMn1x、NiCo、およびNixCo1xOといった材料で構成されている場合、フリー多層182および184のCoxFe1xとAFMタブ186との間の交換バイアス磁場は、作動的に増加する。図5A~5Cは各々、図4の磁気素子において使用可能な磁気スタックの一部を示す。図5Aでは、フリー多層202は、NixFe1x層とCoxFe1xyB1y層との間に金属挿入層を有して構成されている。図5Bの多層204に示すように、金属挿入層はまた、CoxFe1x層とNixFe1x層との間に配置されてもよい。磁気スタック200の構成は、単一の金属挿入層に限定されない。図5Cは、1対の金属挿入層の間に配置されたNixFe1x層を有するような多層206を示す。なお、図5A~5Cに示す多層202~206は単なる例示であり、スペーサ層またはトンネリングバリア層208の片側にある磁気スタックのほんの一部を提供している。そのため、金属挿入層を採用している磁気スタックは、スペーサ層208の片側または両側に、図5A~5Cの多層構造のいずれかを有し得る。しかしながら、図5A~5Cに示すような金属層の挿入が、400Oeを上回る強化されたバイアス磁化を提供できるということが、これまでに観察されている。金属挿入層の組成および厚さは限定されていないが、Ta、Hf、La、Ti、およびWといったさまざまな異なる金属であってもよい。金属層の挿入は、フリー多層212および214の磁気モーメントを弱くして、多層に影響を与える交換バイアス磁場全体を増加させることができる。金属層の1つの例示的な使用では、固体のTa層が.2ナノメートル未満の厚さを有して構成され、CoxFe1x層とNixFe1x層との間に配置され、一方、Ti合金層が.2オングストロームよりも大きい厚さを有して、NixFe1x層とCoxFe1xyB1y層との間に設置される。図4に戻って、フリー多層182および184は各々、ABSとAFMタブ186との間に配置された電極層192を通して、磁気シールド190に結合される。シールド190は各々、AFMタブ186を収納するよう適合された厚さ減少領域194を有して構成可能である。AFMタブ186の結合で達成された磁気安定化の強化により、シールド190は、厚さ減少領域194を有しつつ、望ましくない磁束に対する適切な保護を提供することができる。図示されているように、シールド190の厚さは、隣接する媒体トラックといった浮遊磁化に対してフリー多層のための最大の磁気保護を提供するために、ABSで最大である。図6に示す例示的な磁気素子220では、シールド222の厚さ減少領域は、第1のフリー層224および第2のフリー層226のストライプ高さを超えて延在していない。厚さ減少領域には絶縁材料228がさらに充填されており、それは、フリー層224および226と平行なシャント抵抗を生成しないよう、交換バイアス磁場を減少させることができる。その結果、絶縁材料228は、シャント抵抗の減少によるより大きい振幅リードバック信号損失を提供する。シールド222は、AFMタブ230の後部を遮蔽するよう、フリー層224および226のストライプ高さを超えて延在しているが、そのような構成は、より大きいまたはより小さい遮蔽に適応するよう変更可能である。たとえば、シールド222は、ABSの反対側のフリー層224および226の背後で接していてもよく、または、図2の磁石といった後部に位置付けられた磁石を収納するための他の厚さ減少区域を含んでいてもよい。図7は、双方のAFMタブ242と磁石244とが第1のフリー層246および第2のフリー層248の垂直面上に位置付けられている、そのような例示的な磁気素子240を示す。二重のバイアス磁界が各フリー層246および248に影響を与えるため、AFMタブ242のタブ長さおよび面積範囲は、予め定められたデフォルト磁化および磁化しきい値を設定するよう修正されてもよい。絶縁材料250がAFMタブ242の周りにのみ示されているが、その材料は、磁石244を包含してシールド252間の空間を絶縁するよう延在可能である。図8では、例示的な磁気素子260は、フリー層264とAFMタブ266との間に配置された合成反強磁性体syntheticantiferromagnet:SAF262を有して構成されている。SAF262は、単一層として、または、強磁性フリー基準層268と導電層270と磁気的ピン止め層272との積層として構成可能である。導電層270はさらに、SAF262のための正味磁化を可能とするよう、基準層268とピン止め層272との間に配置され得る。いくつかの実施例では、導電層270はルテニウムであってもよい。そのようなSAFの構成およびAFMタブ266とフリー層264との間への配置は、AFMタブ266の交換バイアス磁場を強化することによってフリー層をさらに安定させ得る。いくつかの実施例では、SAF262の代わりに、図4~5CのCoxFe1x、NixFe1x、およびCoxFe1xyB1yフリー多層が使用可能であり、CoxFe1x層がAFMタブ266に直接結合された状態で構成された場合、交換バイアス磁場の強化を提供することができる。なお、磁気素子260のシールド274は、SAF262の包含による厚さのさらなる減少に適応するよう、修正されて示されている。シールド284は、複数の厚さ減少区域を有してABSの反対側のフリー層の後部で磁石276を収納する、といった数々の異なる態様で構成可能である、ということが理解され得る。SAF262は図8ではAFMタブ266と共通の面積範囲を共有するよう示されているが、そのような配向は要求されてはいない。なぜなら、さまざまな実施例では、SAF262は、フリー層264の面積範囲より小さいものの、AFMタブ266の面積範囲より大きいまたは小さい面積範囲を有するためである。そのため、フリー層264の上面に沿って測定されたSAF262の面積範囲は、磁気素子260の動作特性を変更するために要望に応じて修正可能である。図1~8では、共通の構造として接続されても接続されなくてもよいいくつかのAFMタブが提示されてきた。図9の磁気素子280では、単一のAFMタブ282が、1対の強磁性フリー層284および286の片側に結合されている。図示されているように、単一のAFMタブ282が双方のフリー層に接触してデフォルト磁化およびしきい値磁化に影響を与えるようにするために、第1のフリー層284の面積範囲は第2のフリー層286の面積範囲よりも小さい。デフォルト磁化の操作および磁気素子280の動作は、フリー層の距離差288を調節することによって修正可能である。たとえば、距離差288を増加させることは、第2のフリー層286に直接接触するAFMタブ282の表面積をより大きくすることができ、逆もまた同様である。さまざまな実施例では、第1のフリー層284および第2のフリー層286は同じ面積範囲で構成され、次に、エッチングプロセスなどによって第1のフリー層284およびスペーサ層290の一部の除去が行なわれる。しかしながら、フリー層284および286は、図9に示す配向に限定されない。なぜなら、第1のフリー層284は第2のフリー層286よりも大きい面積範囲を有し得るためである。図示されているような磁気素子280は、上部シールド292が底部シールド294とは異なる厚さ減少を有する非対称的な構成を有している。この非対称性はさらに、シールド292および294に取付けられても取付けられなくてもよい絶縁材料296および298の形状にまで及んでいる。すなわち、上部シールド292、およびAFMタブ282と上部シールドとの間に配置された上部絶縁材料296は、底部シールド294および底部絶縁材料298の90°の角度遷移とは対照的に、上部シールドの厚さ減少領域からテーパを有して遷移している。いくつかの実施例では、第1のフリー層284から第2のフリー層286への遷移は、AFMタブ282と同様にテーパが付けられている。一方、他の実施例では、底部絶縁材料298は、上部絶縁材料296およびフリー層284、286の厚さよりも大きい厚さを有する。磁気素子280のさまざまな構成は、第1のフリー層284および第2のフリー層286を安定させる強力な交換バイアス磁場の相互作用を保ちながら幅広いさまざまな使用に適応するよう、構成および動作の修正を可能にする。前述の説明はデータ変換ヘッドの読取センサの状況における例示的なメモリ素子を説明してきたが、そのようなものは必ずしも限定的ではないということが理解されるであろう。図10は、この発明のさまざまな実施例に従った固体メモリセルとして使用可能な磁気素子300を大まかに示す。図1および図6~9の磁気素子では、望ましくない磁束をフリー層から離れるよう方向付け、素子の磁気感知の安定性および信頼性を改良するために、磁気シールド材料が電極層を介して二重フリー層に取付けられていた。しかしながら、図10の素子300によって示すように、磁気シールドは上述のさまざまな磁気素子の動作にとって要求されてはいない。回転する媒体からの浮遊磁場に遭遇する伝統的な磁気抵抗変換器とは異なり、固体メモリセルはアレイに取付けられていることが多く、遮蔽を必要とする浮遊磁場に最小限しか遭遇しない。そのため、磁気素子300は、素子300の全体的な厚さを増加させ得る遮蔽層を有していない。しかしながら、いくつかの実施例では、二重フリー層302の一部または全体にわたって磁気シールド層が堆積される。磁気素子300は、第1の面積範囲306と一致し、形状異方性の増大による磁気安定性を促進する延長されたストライプ高さを有する、二重フリー層302および非磁性スペーサ層304を構成する。各フリー層302は、第2の面積範囲310を有するフリー層302の予め定められた一部と連続的に接触して係合するAFMタブ308に結合されている。AFMタブ308の反強磁性特性は、タブの面積範囲が増加するにつれて強化される。すなわち、AFMタブ308は、各フリー層302に接触する多かれ少なかれ反強磁性の材料をもたらすさまざまな面積範囲を有して構成可能である。AFMタブ308のより大きい面積範囲は、タブ308の連続接触によってフリー層302に均一に適用されるより大きい交換バイアス磁場を提供できる。図10に示す例示的な実施例では、AFMタブ308は、フリー層302の厚さ312および面積範囲の半分よりも大きい面積範囲と有する。図10にさらに示すように、AFMタブ308は、リード線316を介してフリー層302との間で電気信号をやり取りするよう各々適合されたキャップ電極層およびシード電極層314から隔てられ得る。動作時、フリー層302とAFMタブ308との間の接続および交換バイアス磁場相互作用の増加により、磁気素子300は改良された安定性を有する。磁気安定性は、電極層314を通りAFMタブ308を通らない電気信号の流れを通してさらに強化される。すなわち、リード線316への接続、および結果として起こる電気信号の受信は、AFMタブ308の磁気特性に、続いてフリー層302と相互作用する交換バイアス磁場に影響を与え得る。このため、AFMタブ308とリード線316との電気的分離は、フリー層302における磁気安定性を促進する均一な交換バイアス磁場を可能にする。磁気素子300の例示的な一実施例は、AFMタブ308と少なくとも1つの電極層とが同一平面上にあり、離れて隣接しながら第1の強磁性フリー層302に各々結合されていることを含み得る。別の例示的な実施例は、AFMタブ308を、フリー層302およびスペーサ層304の前面318から予め定められた距離離して構成する。磁気素子300の構成にかかわらず、AFMタブ308は、素子厚さの増加を最小限に抑えながら磁気安定性の追加を提供することができる。図11は、この発明のさまざまな実施例に従って行なわれる例示的な素子作製ルーチン320を提供する。ルーチン320はまず、ステップ322で、第1の面積範囲を有する第1および第2の強磁性フリー層を提供する。図1~10に示すように、強磁性フリー層はスペーサ層によって隔てられ、より小さい面積範囲を有するキャップまたはシードといった電極層に各々接続され得る。さまざまな実施例では、フリー層は各々、図4に示すようなCoxFe1x、NixFe1x、およびCoxFe1xyB1yの積層である。ステップ322に続き、ステップ324で単一のタブを有する磁気素子を作成するか、またはステップ326で二重のタブを有する磁気素子を作成するかについて、決定が下され得る。図9に示すように、単一のAFMタブは、ステップ328で第1のフリー層およびスペーサ層が第2の面積範囲までエッチングされた後、接触係合を通して双方のフリー層に影響を与え得る。第1のフリー層の代わりに第2のフリー層をエッチングしてもよいため、エッチングはある特定のプロセス、形状、または配向に限定されない。双方のフリー層の上面が露出した状態で、ステップ330で、第3の面積範囲を有するAFMタブが各フリー層の上面に結合される。AFMタブは次に双方のフリー層と連続的に接触し、各フリー層のためにデフォルト磁化を生成する均一な交換バイアス磁場を提供するであろう。ステップ332は、シャント抵抗からの振幅フィードバック損失を減少させるために、絶縁材料をAFMタブおよび第2のフリー層に取付ける。ステップ328のエッチングおよびステップ330のAFMタブ堆積の後のフリー層のさまざまな構成は、AFMタブの上面の形状が第2のフリー層の底面の形状とは異なっている非対称的配向を提供することができる。そのため、AFMタブ上の絶縁材料の形状は、第2のフリー層上の形状と異なっていてもよい。ステップ326で二重AFMタブ構成が選択された場合、ステップ334で、第4の面積範囲を有する1対のAFMタブが、第1および第2のフリー層に結合される。図1~7に示すように、AFMタブは各々、フリー層上に同じ面積範囲および配向を有し得る。しかしながら、そのような構成は要求または限定されていない。なぜなら、AFMタブは異なる面積範囲を有していてもよく、フリー層の上面の異なる領域に接続されてもよいためである。ステップ336は、シャント抵抗を減少させるために各AFMタブの周りに絶縁材料を取付ける。絶縁材料は双方のAFMタブを包囲し、フリー層に接触するよう延在可能であるが、そのような配向は要求または限定されていない。ルーチン320は、決定338で素子を固体メモリセルとして構成するか否かを判断することに進む。メモリセルの構成が選択されなかった場合、ステップ340で、少なくとも絶縁材料に磁気シールドが取付けられる。上述のように、シールドは、局所的に厚さが減少した区域を有するなどさまざまな形状をとることができ、フリー層の一部または全体にわたって、またオプションとして後部に搭載された磁石の周囲に延在することができる。メモリセルを作成するという決定は、ステップ342で、フリー層に直接隣接する以前に堆積された電極層にリード線を接続することによって、AFMタブを引き込み導線から隔てることに進む。図9の磁気素子は、AFMタブがフリー層への電気経路からどのように電気的に分離可能であるかを大まかに示している。この開示で説明された磁気素子の構成および材料特性は、小さいシールド間間隔を保ちつつ、有利な磁気安定性を可能にする、ということが理解され得る。二重フリー層の延長されたストライプ高さおよび面積範囲は、磁気性能の改良を提供する。また、ABSからオフセットされたAFMタブは、フリー層との比較的大きく均一な交換バイアス相互作用を通してフリー層の磁気安定性を強化しつつ、小さい素子厚さを可能にする。加えて、実施例は磁気感知に向けられてきたが、請求されている発明はデータ記憶装置用途を含む任意の数の他の用途において容易に利用可能である、ということが理解されるであろう。参考までに、ここで使用されているような面積範囲という用語は、前述の説明と一致するよう、物体の最も長い直交軸に面する関係で配向された物体の累積表面積を意味すると理解され、軸に面していない表面積を考慮してはいない。たとえば、ある表面が、反対方向に面しつつまっすぐに切り立っている表面同士を有するU字型の切込みを有する場合があり、表面積は表面同士に面する側を含むものの、切込み上方から見た場合の面積範囲は切込みの表面同士に面する側の面積を含まないであろう。上述の説明において、この発明のさまざまな実施例の数々の特徴および利点が、この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述べられてきたが、この詳細な説明は単なる例示であり、特に部品の構造および構成の事項において、この発明の原理の範囲内で、添付された請求項を表現する用語の広範な一般的意味によって示される全範囲にわたり、変更を詳細に行なってもよい、ということが理解されるべきである。たとえば、特定の用途に依存して、この発明の精神および範囲から逸脱することなく、特定の要素を変更してもよい。