磁気抵抗読み取りヘッドは、スペーサにより少なくとも一つのピン層から離間させた少なくとも一つのフリー層を有するスピンバルブを含む。ピン層は高抵抗性であり、ピン層の少なくとも一部に使用するＣｏ_{１００−ｘ}Ｆｅ_ｘ層を含む。随意選択的には、この材料は少なくともフリー層の一部に使用することもできる。ｘの値は、１０〜７５％±約１０％の各種値とすることができる。ピン層は単層或いは副層間にスペーサを有する合成多層構造である。抵抗率を増大させるべく、ピン層とフリー層のいずれか或いは両方の成膜期間中に酸素を導入する。
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磁気抵抗読み取りヘッドは、多層積層バイアス（１０７）と、記録媒体自体からの横断磁界からだけでなく隣接するビット及びトラックからの不要磁束も実質的に低減する側部シールド（１１３）を有するスピンバルブを含む。少なくとも一つのフリー層（１００）が、スペーサ（１０１）により少なくとも一つのピン層（１０２）から離間させてある。フリー層の上方にキャップ層（１０６）を配設し、これに非磁性導電層（１１１）と反強磁性層（１０９）により固定された磁化を有する強磁性層（１１０）と安定化強磁性層とを含む積層バイアス（１０７）が続く。加えて、薄肉絶縁体（１１４）と軟質バッファ層（１１５）と軟質側部シールド層（１１６）とを含む多層側部シールド（１１３）を配設する。その結果、フリー層（１００）は不要磁束から遮蔽され、記録媒体は実質的により小さなトラックとビット寸法を有する。
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磁気抵抗読取りヘッドは、スペーサにより少なくとも一つのピン層から離間させた少なくとも一つのフリー層を有するスピンバルブを含む。フリー層はＣｏ−ＸとＣｏＦｅ−ＸとＣｏＮｉ−Ｘのうちの少なくとも一つを含む薄膜としてのコバルト成分を含み、ここでＸはランタノイド族（４ｆ電子軌道元素）からの元素である。Ｃｏ成分は８０パーセントを上回り、ランタノイド元素成分は１０％未満である。薄膜はフリー層全体で構成するか、或いは１以上の従来のフリー層薄膜に隣接配置することができる。ピン層は、従来の単層か又は副層間にスペーサを有する合成多層構造である。スピンバルブ構造が高い交換スティフネスと減衰率を有するため、スピン転移効果は減り、高速動的応答がもたらされる。
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磁気抵読み取りヘッドは、スペーサにより少なくとも一つのピン層から離間させた少なくとも一つのフリー層を有するスピンバルブを含む。フリー層は、ＣｏＦｅ内の薄いＣｏＦｅＯｘ積層と随意選択的なＣｕ層を含む。酸素の量は、ガス全体の１０％未満である。ピン層は単層か又は副層間にスペーサを有する合成多層構造であり、前述の低磁歪材料を用いることができる。その結果、低磁歪を得て読み取り品質を改善し、かつ／又はピン層のピンニング磁界を増加する。他パラメータが悪影響を受けることはない。
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磁気メモリに用い得る磁気素子を提供するための方法及びシステムを提供する。磁気素子は、固定層と、非磁性スペーサ層と、自由層と、を含む。スペーサ層は、固定層と自由層との間に存在する。自由層は、書き込み電流が磁気素子を通過する時、スピン転移を用いて切換え得る。磁気素子は、更に、障壁層と、第２固定層とを含み得る。他の選択肢として、第２固定層と、第２スペーサ層と、自由層に静磁気的に結合された第２自由層とを含む。一つの態様において、自由層（１つ又は複数）は、非磁性材料（１つ又は複数）で希釈された強磁性材料（１つ又は複数）か、フェリ磁性的にドープされた強磁性材料（１つ又は複数）か、又は、非磁性材料（１つ又は複数）で希釈され且つフェリ磁性的にドープされた強磁性材料（１つ又は複数）を含み、低飽和磁化（１つ又は複数）を提供する。 （もっと読む）

磁気メモリに用い得る磁気素子を提供するための方法及びシステム。磁気素子は、固定層、非磁性スペーサ層、自由層、及び熱支援スイッチング層を含む。スペーサ層は、固定層と自由層との間に存在する。自由層は、スペーサ層と熱支援スイッチング層との間に存在する。熱支援スイッチング層は、自由層が切り替えられていない時に、好適には自由層との交換結合によって、自由層の熱的な安定性を改善する。自由層は、書き込み電流が磁気素子を通過する時、スピン転移を用いて切り替えられる。書き込み電流は、好適には、磁気素子を加熱して、熱支援スイッチング層によって提供された自由層の安定化を低減する。他の態様において、磁気素子は、第２自由層、第２非磁性スペーサ層、及び第２固定層を含む。熱支援スイッチング層は、静磁気的に結合された２つの自由層間に存在する。第２スペーサ層は、第２自由層と第２固定層との間に存在する。 （もっと読む）

磁気トンネル接合（ＭＴＪ）（１０）は、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）において有用なものであるが、合成反強磁性体（ＳＡＦ）構造である自由層（１４）を有している。このＳＡＦ（１４）は、カップリング層（２８）によって分離される２つの強磁性層（２６，３０）から構成される。カップリング層（２８）は、非磁性のベース材料と、さらにはＳＡＦ（１４）の耐熱性、カップリング強度の制御性、および磁気抵抗比（ＭＲ）を改善する別の材料も有している。好ましいベース材料はルテニウムであり、好ましい別の材料はタンタルである。これらの利点を高めるために、タンタルと強磁性層のうちの１つとの間の界面にコバルト鉄が加えられる。また、カップリング層（２８）はより多く層をさらに（３８，４０）有してもよく、使用される材料は種々に異なり得る。また、カップリング層（２８）は、それ自体が合金であってもよい。
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電流を非接触検出するためのセンサは、磁気トンネル接合（ＭＴＪ）を有するセンサ素子と検出回路とを有しており、センサ素子は磁場に伴って変化する抵抗を有し、また、検出回路は、トンネル接合を通じて流れるトンネル電流を検出するようになっている。センサ素子は、ＭＴＪ積層体をメモリ素子と共有していても良い。また、センサ素子は、ＭＲＡＭ技術を含む次世代のＣＭＯＳプロセスと容易に統合することができ、よりコンパクトであるとともに、電力消費が少ない。磁束集結体を設けるなどのセンサの感度を高めるための解決策、および、Ｌ形状導体素子を形成するなどの同じ電流を用いて高い磁場を生成するための解決策が与えられる。感度が高いため、後処理をあまり使用せずに済み、モバイル機器等の用途においては電力を節約することができる。用途としては、電流センサ、内蔵電流センサ、ＩＤＤＱおよびＩＤＤＴ試験を挙げることができ、次世代ＣＭＯＳプロセスにおいても使用できる。
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本発明は、少なくとも１つのデータ保持インジケータデバイス（５０）が設けられた磁気抵抗メモリ素子（１０）のアレイ（２０）を提供する。少なくとも１つのデータ保持インジケータデバイス（５０）は、それぞれプリセットされた磁化方向を有する第１の磁気素子（５１）と、第２の磁気素子（５２）とを備え、第１および第２の磁気素子（５１，５２）のプリセットされた磁化方向は、互いに異なっている。第１および第２の磁気素子（５１，５２）は、これらの磁化方向を、検出しきい値を超える外部から印加された磁界の磁界線と向きを揃えるのに適している。本発明によれば、少なくとも１つのデータ保持インジケータデバイス（５０）のパラメータが、検出されるべき外部から印加された磁界の検出しきい値を設定するように選択される。少なくとも１つのデータ保持インジケータデバイス（５０）は、アレイ（２０）の磁気抵抗メモリ素子（１０）の前記外部から印加された磁界への暴露を示す状態または出力を有する。
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磁気メモリを提供するための方法及びシステム。本方法及びシステムは、複数の磁気素子を設けること、少なくとも１つの応力支援層を設けること、を含む。複数の磁気素子の各々は、スピン転移を用いて書き込まれるように構成されている。少なくとも１つの応力支援層は、書き込み時、複数の磁気素子の少なくとも１つの磁気素子に少なくとも１つの応力を及ぼすように構成されている。書き込み時、応力支援層によって磁気素子に及ぼされる応力により、スピン転移スイッチング電流が低減される。スイッチング電流が一旦オフになると、２つの磁化状態間のエネルギ障壁が変化しないことから、熱変動に対する磁気メモリの安定性が損なわれることはない。
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本発明は、磁気抵抗メモリ素子のアレイと少なくとも一つの磁界センサ素子とを備える磁気抵抗メモリデバイスであって、前記磁気抵抗メモリ素子の前記アレイを、少なくとも一つの前記磁界センサ素子とは異なるように外部磁界からシールドするための部分シールド手段又は不均一シールド手段を備える磁気抵抗メモリデバイスを提供する。「異なるように」とは、５％の最小シールド差、好ましくは１０％の最小シールド差が存在することを意味している。また、本発明は対応するシールド方法も提供する。
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本発明は、磁気抵抗メモリ素子（１０）のアレイ（２０）を提供する。アレイ（２０）は、選択磁気抵抗メモリ素子（１０）において書き込み磁場を生成するための電流又は電圧をもたらすための手段と、選択磁気抵抗メモリ素子（１０）の近くにおける外部磁場を測定するための磁場センサユニット（５０）と、書き込み動作の間に、測定された外部磁場を局部的に補償するための電流又は電圧を調整するための手段（５２）とを有する。本発明は、対応する方法も提供する。

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複数のビットを記憶可能な磁気素子を提供するための方法及びシステムを開示する。本方法及びシステムには、第１固定層、第１非磁性層、第１自由層、接続層、第２固定層、第２非磁性層及び第２自由層を設ける段階が含まれる。第１固定層は、強磁性体であり、第１方向に固定された第１固定層磁化を有する。第１非磁性層は、第１固定層と第１自由層との間にある。第１自由層は、強磁性体であり、第１自由層磁化を有する。第２固定層は、強磁性体であり、第２方向に固定された第２固定層磁化を有する。接続層は、第２固定層と第１自由層との間にある。第２非磁性層は、第２固定層と第２自由層との間にある。第２自由層は、強磁性体であり、第２自由層磁化を有する。磁気素子は、書き込み電流が磁気素子を通過する際のスピン転移により第１自由層磁化及び第２自由層磁化が方向を変更可能となるように構成される。
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磁気エレクトロニクス情報デバイス（１２）は、２つの多層構造（２４，２６）及び該２つの多層構造の間に配置されたスペーサ層（２８）を備えている。各多層構造は、２つの磁気副層（３８，４０及び４４，４６）と、該２つの磁気副層の間に配置されたスペーサ層（４２，４８）とを有している。２つの磁気副層の間に配置されたスペーサ層は、飽和領域によって定量化される反強磁性交換結合を提供する。２つの多層構造の間に配置されたスペーサ層は、前記第１飽和領域よりも小さい他の飽和領域によって定量化される第２反強磁性交換結合を提供する。
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本発明は、クロスポイントと１Ｔ‐１セルとの双方の設計に基づくある種の利点を導入するためのメモリ技術及びメモリアレイに関する新規な変更に関する。これらの設計のある特徴を組み合わせることにより、１Ｔ‐１セル設計における読出し時間の高速化及び信号対雑音比の増大と、クロスポイント設計における高記録密度化との双方が達成される。そのために、単一のアクセストランジスタ１６を用いて、“Ｚ”軸方向に配置された複数のメモリアレイ層で垂直方向に互いに上下に積み重ねうる多重メモリセルを読出すようにする。
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