[发明专利]磁阻效应元件以及惠斯勒合金

说明书

本发明提供一种难以通过退火改变状态的磁阻效应元件以及惠斯勒合金。该磁阻效应元件具备第一铁磁性层、第二铁磁性层、以及位于所述第一铁磁性层与所述第二铁磁性层之间的非磁性层，所述第一铁磁性层和所述第二铁磁性层中的至少一个是由Cosubgt;2/subgt;Fesubgt;α/subgt;Zsubgt;β/subgt;表示的合金的元素的一部分被取代元素取代的惠斯勒合金，Z是选自Al、Si、Ga、Ge和Sn中的一种以上的元素，α和β满足2.3≤α+β、αβ且0.5α1.9，所述取代元素是选自第4族到第10族的元素中的比Fe熔点高的元素中的一种以上的元素。

技术领域

本发明涉及一种磁阻效应元件以及惠斯勒合金。

本申请要求基于2019年8月8日在日本提交的日本专利申请特愿2019-146332号的优先权，并且在此引用其内容。

背景技术

磁阻效应元件是层叠方向的电阻值根据磁阻效应而变化的元件。磁阻效应元件具备两个铁磁性层和被它们夹持的非磁性层。在非磁性层使用了导体的磁阻效应元件被称为巨磁阻(GMR)元件，在非磁性层使用了绝缘层(隧道势垒层、势垒层)的磁阻效应元件被称为隧道磁阻(TMR)元件。磁阻效应元件可以应用于磁传感器、高频部件、磁头以及非易失性随机存取存储器(MRAM)等的各种用途。

在非专利文献1中，公开了在GMR元件的铁磁性层使用作为惠斯勒合金的Co₂FeGa_0.5Ge_0.5合金的例子。

现有技术文件

非专利文件

非专利文献1：Appl.Phys.Lett.108,102408(2016).

发明内容

发明想要解决的技术问题

惠斯勒合金正在作为在室温下达成100％自旋极化率的可能性高的材料而被研究。惠斯勒合金作为自旋极化率大，并且在理论上能够表现出大的磁阻变化率(MR比)的材料而备受期待。但是，即使将惠斯勒合金用于磁阻效应元件的铁磁性层，磁阻效应元件也无法达成预想的MR比。

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于，提供一种难以通过退火改变状态的磁阻效应元件以及惠斯勒合金。

用于解决技术问题的技术手段

磁阻效应元件在制造过程中受到退火处理。磁阻效应元件例如为了提高各层的结晶性而被施加退火处理、或者在安装于集成电路时被施加退火处理。构成惠斯勒合金的元素可能在退火时发生元素扩散，并且在组成或晶体结构中发生变化。惠斯勒合金的组成或晶体结构的变化是磁阻效应元件的MR比降低的原因。因此，本发明者们发现，通过用比Fe熔点高的元素取代构成惠斯勒合金的元素的一部分，从而使惠斯勒合金的状态变得难以通过退火而改变，并且磁阻效应元件的MR比变得难以降低。为了解决上述技术问题，本发明提供以下手段。

[1]第一方式所涉及的磁阻效应元件，其具备：第一铁磁性层、第二铁磁性层、以及位于所述第一铁磁性层与所述第二铁磁性层之间的非磁性层，所述第一铁磁性层和所述第二铁磁性层中的至少一个是由Co₂Fe_αZ_β表示的合金的元素的一部分被取代元素取代的惠斯勒合金，Z是选自Al、Si、Ga、Ge和Sn中的一种以上的元素，α和β满足2.3≤α+β、αβ且0.5α1.9，所述取代元素是选自第4族到第10族的元素中的比Fe熔点高的元素中的一种以上的元素。

[2]在上述方式所涉及的磁阻效应元件中，所述惠斯勒合金可以由下述通式(1)表示：

Co₂(Fe_1-aY1_a)_αZ_β……(1)

式(1)中，Y1是所述取代元素，并且a满足0a0.5。