[发明专利]磁阻效应器件

说明书

本发明提供一种磁阻效应器件，其包括MR元件和偏置磁场发生部。MR元件包括一个方向上较长的形状的自由层。偏置磁场发生部包括产生偏置磁场的铁磁性层。铁磁性层包括以包围自由层的外周的方式配置的两个主要部分、第一侧方部分和第二侧方部分。在与自由层的长度方向垂直的任意截面中，第一侧方部分与自由层之间的最短距离、和第二侧方部分与自由层之间的最短距离均为35nm以下。

技术领域

本发明涉及包括磁阻效应元件和偏置磁场发生部的磁阻效应器件。

背景技术

近年来，在各种用途中，使用了磁阻效应元件的磁传感器等磁阻效应器件正被使用。作为磁阻效应元件，例如使用自旋阀型磁阻效应元件。自旋阀型磁阻效应元件包括：具有方向被固定了的磁化的磁化固定层；具有方向可根据施加磁场的方向变化的磁化的自由层；配置于磁化固定层与自由层之间的间隔层。

在使用了磁阻效应元件的磁阻效应器件中，磁阻效应元件优选在其线性区域内工作。所谓磁阻效应元件的线性区域，是指在表示对于磁阻效应元件的施加磁场和磁阻效应元件的电阻值之间的关系的特性图中，磁阻效应元件的电阻值相对于施加磁场的变化而直线性或大致直线性地变化的区域。

作为调节磁阻效应元件的工作区域以使其在线性区域中工作的方法，已知有对磁阻效应元件施加偏置磁场的方法、使在磁阻效应元件的自由层具有形状磁各向异性等的单轴磁各向异性的方法。

中国专利申请公开第1237755A号说明书、日本国专利申请公开平5－258245号公报以及国际公开第2009/090739号记载了具有磁阻效应元件、对磁阻效应元件施加偏置磁场的铁磁性层的器件。

在中国专利申请公开第1237755A号说明书中，磁阻效应元件在一个方向上较长，铁磁性层以包围位于磁阻效应元件的长度方向的两端的两个缘部、和与磁阻效应元件的长度方向平行的一个缘部的方式设置。

在日本国专利申请公开平5－258245号公报和国际公开第2009/090739号中，在从上方看时，铁磁性层以包围磁阻效应元件的整个外周的方式设置。

在包括具有形状磁各向异性的自由层的磁阻效应元件中，无施加磁场时的自由层的磁化方向设定为与自由层的易磁化轴平行且彼此反向的两个方向中的一者。但是，在该磁阻效应元件中，自由层的磁化往往会因干扰磁场的施加等而反转。例如，在使用该磁阻效应元件的磁传感器中，当自由层的磁化发生反转时，之后的磁传感器的检测值有可能变成不同于原本的值的值。

另一方面，在磁阻效应元件的周围配置有铁磁性层，对磁阻效应元件施加偏置磁场的情况下，有时受铁磁性层的配置的制约等，不能对磁阻效应元件施加充分大的偏置磁场。

因此，考虑使用包括自由层的磁阻效应元件，该自由层具有形状磁各向异性，并且如例如国际公开第2009/090739号所记载那样，在从上方看时，以包围磁阻效应元件的整个外周的方式设置铁磁性层，来控制自由层的磁化方向。

但是，即使在这种情况下，也存在如下所述的问题。在实际制造出的磁阻效应元件中，在大致自由层的长度方向上延伸的自由层的两个侧面存在微小凹凸。而且，有时因该凹凸会在自由层内形成磁化反转的核(以下，称为“反转核”)。当对形成有该反转核的自由层施加干扰磁场时，自由层内的磁化反转区域就以反转核为起点而扩大，有时发生自由层的一部分或整体的磁化反转。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种磁阻效应器件，该磁阻效应器件使用包括自由层的磁阻效应元件，该自由层具有形状磁各向异性，由此能够抑制自由层的磁化反转。

本发明的磁阻效应器件包括磁阻效应元件和偏置磁场发生部。磁阻效应元件包括自由层，该自由层具有因被施加的磁场而方向能够改变的磁化。偏置磁场发生部包括产生能够对自由层施加的偏置磁场的铁磁性层。自由层具有位于第一方向的两端的第一面和第二面、以及连接第一面与第二面的外周面。第一面具有在与第一方向正交的第二方向上较长的形状。