[发明专利]隧道磁阻效应膜以及使用其的磁装置

说明书

即使在高温环境、高磁场环境等中，也能够适当地动作的隧道磁阻效应(TMR)元件11，具备具有固定磁性层3的至少一部分即第1强磁性层31和在第1强磁性层31层叠的反强磁性层2的交换耦合膜10，反强磁性层2具备X(Cr‑Mn)层，该X(Cr‑Mn)层含有从由铂族元素以及Ni构成的组中选择的一种或者两种以上元素X、以及Mn及C，X(Cr‑Mn)层具有：距第1强磁性层31相对较近的第1区域R1、和距第1强磁性层31相对较远的第2区域R2，第1区域R1中的Mn含有量高于第2区域R2中的Mn含有量。

技术领域

本发明涉及一种隧道磁阻效应膜、以及使用其的磁装置。

背景技术

具有固定磁性层以及自由磁性层隔着绝缘障壁层而层叠得到的构造的隧道磁阻效应(TMR)元件的磁阻比(MR比)大于巨磁阻效应(GMR)元件，因此，用于磁头、磁存储器、磁传感器这样的各种各样的磁装置(例如参照专利文献1)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-4692号公报

发明内容

发明要解决的课题

若将这样的磁装置用于各种设备，则要求即使在高温环境、高磁场环境等恶劣环境下也适当地动作。

本发明的目的在于，提供一种即使在高温环境、高磁场环境等中也会适当地动作的隧道磁阻效应(TMR)元件以及具备该TMR元件的磁装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题而提供的本发明，在一个方式中是一种磁场施加偏置膜，具有含有强磁性层的固定磁性层以及自由磁性层隔着绝缘障壁层层叠而得的构造，其特征在于，所述强磁性层和在所述强磁性层层叠的反强磁性层构成交换耦合膜，所述反强磁性层具备X(Cr-Mn)层，该X(Cr-Mn)层含有从由铂族元素以及Ni构成的组中选择的一种或者两种以上元素X、以及Mn及Cr，所述X(Cr-Mn)层具有：距所述强磁性层相对较近的第1区域、和距所述强磁性层相对较远的第2区域，所述第1区域中的Mn含有量高于所述第2区域中的Mn含有量。

图1是说明本发明所涉及的交换耦合膜的磁化曲线的磁滞回线的图。通常，软磁性体的M-H曲线(磁化曲线)所形成的磁滞回线成为以H轴与M轴的交点(磁场H＝0A/m，磁化M＝0A/m)为中心而对称的形状。如图1所示那样，由于交换耦合磁场Hex对与反强磁性层进行交换耦合的强磁性层起作用，因此，本发明所涉及的交换耦合膜的磁滞回线成为根据交换耦合磁场Hex的大小而沿着H轴偏移了的形状。对于交换耦合膜的强磁性层，该交换耦合磁场Hex越大，则即使施加了外部磁场，磁化的朝向也难以反转，因此，具备交换耦合膜的强磁性层作为固定磁性层的至少一部分的隧道磁阻效应元件能够具有良好的强磁场耐受性。

当通过沿着该H轴偏移了的磁滞回线的中心(该中心的磁场强度相当于交换耦合磁场Hex。)与磁滞回线的H轴截距的差而定义的顽磁力Hc小于交换耦合磁场Hex的情况下，即使施加外部磁场而交换耦合膜的固定磁性层在沿着该外部磁场的方向上被磁化，然而如果外部磁场的施加结束，则能够通过与顽磁力Hc相比相对较强的交换耦合磁场Hex使强磁性层的磁化的方向一致。即，在交换耦合磁场Hex和顽磁力Hc的关系是Hex＞Hc的情况下，具备具有交换耦合膜的固定磁性层的隧道磁阻效应元件具有良好的强磁场耐受性。

而且，上述交换耦合膜所具备的反强磁性膜与由IrMn、PtMn这样的以往的反强磁性材料形成的反强磁性膜相比，阻隔温度Tb高，因此，即使放置于例如300℃左右的环境来被施加强磁场，也能够维持交换耦合磁场Hex。因此，具备具有上述交换耦合膜的固定磁性层的隧道磁阻效应元件在高温环境下的稳定性优异，并具有强磁场耐受性。

还可以是，在上述隧道磁阻效应元件的交换耦合膜中，所述第1区域与所述强磁性层相接。