[发明专利]磁阻元件和磁存储器

权利要求书

1.一种磁阻元件，其特征在于包括：

包含磁性材料并具有(001)面取向的fct(面心四方)晶体结构的自由层，该自由层具有与膜面垂直并具有可通过自旋极化电子改变的方向的磁化；

夹住自由层并具有四方晶体结构和立方晶体结构中的一个的第一非磁性层和第二非磁性层；和

仅被设置在自由层的一侧和第一非磁性层的与具有自由层的表面相对的表面上并包含磁性材料的固定层，该固定层具有与膜面垂直并具有固定方向的磁化。

2.根据权利要求1的元件，其特征在于，第一非磁性层由包含选自包含Li、Be、Na、Mg、Nb、Ti、V、Ta和Ba的组的至少一种元素的氧化物和包含选自包含Ti和V的组的至少一种元素的氮化物中的一种制成。

3.根据权利要求1的元件，其特征在于，第二非磁性层由包含选自包含Li、Be、Na、Mg、Nb、Ti、V、Ta和Ba的组的至少一种元素的氧化物、包含选自包含Ti和V的组的至少一种元素的氮化物、包含V的碳化物、包含选自包含Li和Pd的组的至少一种元素的氢化物、包含选自包含Zr和Ho的组的至少一种元素的硒化物、和包含选自包含Al、Au、As、Ag、Be、Ga、P、Pt、Pd、Ir、Rh、Cu、V、Cr、Nb、Mo、Ta和W的组的至少一种元素的金属或金属间化合物中的一种制成。

4.根据权利要求1的元件，其特征在于，自由层具有不大于10nm的厚度。

5.根据权利要求1的元件，其特征在于，自由层具有L1₀晶体结构和L1₂晶体结构中的一种。

6.根据权利要求1的元件，其特征在于，自由层包含由选自包含Fe、Co、Ni、Mn和Cr的组的至少一种元素和选自包含Pt、Pd、Rh、Au、Hg和Al的组的至少一种元素制成的合金。

7.根据权利要求6的元件，其特征在于，自由层包含被插入其中并由非磁性材料制成的中间层。

8.根据权利要求6的元件，其特征在于，自由层包含选自包含Be、Mn、Cu、Sm、Au、Nd、Ag、Pr、La、Ca、Yb、Eu、Ce、Sr、Ba、Al、Mg、Zn、Pb、Cd、Sn和In的组的至少一种元素。

9.根据权利要求6的元件，其特征在于，自由层包含选自包含Sn、Sb、Pb和Bi的组的至少一种元素。

10.根据权利要求6的元件，其特征在于，自由层包含选自包含Li、Na、K、Be、Mg、Ca和Sc的组的至少一种元素。

11.根据权利要求6的元件，其特征在于，自由层包含选自包含B和C的组的至少一种元素。

12.根据权利要求1的元件，其特征在于，

自由层包含由选自包含Fe、Co、Ni、Mn和Cr的组的至少一种第一元素和选自包含Pt、Pd、Rh、Au、Hg和Al的组的至少一种第二元素制成的合金作为主要成分，

第一元素和第二元素的成分比被设在40～60原子％的范围内，并且，

合金的氧含量不大于1％。

13.根据权利要求1的元件，其特征在于，

自由层包含由选自包含Fe、Co、Ni、Mn和Cr的组的至少一种第一元素和选自包含Pt、Pd、Rh、Au、Hg和Al的组的至少一种第二元素制成的合金作为主要成分，

第一元素的含量比第二元素的含量少，并且，

合金的氧含量不少于10％。

14.一种磁阻元件，其特征在于包括：

包含磁性材料并具有(001)面取向的fct晶体结构的自由层，该自由层具有与膜面垂直并具有可通过自旋极化电子改变的方向的磁化；

夹住自由层并具有四方晶体结构和立方晶体结构中的一个的第一非磁性层和第二非磁性层；

被设置在第一非磁性层的与具有自由层的表面相对的表面上并包含磁性材料的第一固定层，该第一固定层具有与膜面垂直并具有固定方向的磁化；和

被设置在第二非磁性层的与具有自由层的表面相对的表面上并包含磁性材料的第二固定层，该第二固定层具有与膜面垂直并具有固定方向的磁化，

其中，第一非磁性层与第二非磁性层具有不同的电阻值。