磁阻效应装置以及磁阻效应模块制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种磁阻效应装置(1000)，其具备：具有第1铁磁性层(102)、第2铁磁性层(104)和第1间隔层(103)的第1磁阻效应元件(101)、金属层(111)、第1电极(107)、输入端子(108)、输出端子(109)和基准电位端子(110)，所述第1铁磁性层、所述第1间隔层、所述第2铁磁性层和所述第1电极以该顺序被配置，所述第2铁磁性层与所述第1电极电接触，所述第1电极被连接于输出高频信号的输出端子，所述金属层以从所述输入端子流到所述金属层的高频信号流到所述基准电位端子的方式被连接于所述输入端子和所述基准电位端子，所述第1铁磁性层与所述基准电位端子电接触，具备用于将直流电流或直流电压施加于所述第1磁阻效应元件的施加端子(106)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁阻效应装置以及磁阻效应模块
本专利技术涉及一种利用了磁阻效应元件的磁阻效应装置以及磁阻效应模块。本申请是基于在2016年9月14日在日本申请的日本特愿2016-179124号主张优选权并将其内容引用于此。
技术介绍
近年来，伴随着手机等的移动通讯终端的高功能化而不断推进着无线通讯的高速化。通讯速度因为与所使用的频率的带宽成比例，所以通讯所需的频带增加。伴随于此，对于移动通讯终端来说必要的高频滤波器的搭载数量也会有所增加。另外，作为有可能可以应用于近年来新的高频用部件的领域被研究的是自旋电子学。作为其中受人注目的现象之一，有由磁阻效应元件产生的自旋转矩共振现象(参照非专利文献1)。在交流电流流到磁阻效应元件的同时，通过由磁场施加机构来施加磁场，从而就能够在磁阻效应元件发生自旋转矩共振。此时，磁阻效应元件的电阻值以对应于自旋转矩共振频率的频率进行周期性地振动。磁阻效应元件的自旋转矩共振频率根据被施加于磁阻效应元件的磁场的强度而发生变化，一般来说共振频率为数～数十GHz的高频带。现有专利文献非专利文献非专利文献1：Nature,Vol.438,No.7066,pp.339-342,17November2005
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题如上所述，利用了自旋转矩共振现象的高频振荡元件的研讨正在不断发展。然而，关于对于自旋转矩共振现象的其它应用用途的具体结构，还未进行充分地研究。本专利技术是鉴于上述技术问题而做出的，其目的在于提供一种用于使利用了自旋转矩共振现象的磁阻效应装置以及磁阻效应模块作为高频滤波器或放大器起作用的结构。解决技术问题的手段本专利技术为了解决上述技术问题而发现将利用了自旋轨道转矩共振现象的磁阻效应装置以及磁阻效应模块作为高频滤波器或放大器起作用。即，本专利技术为了解决上述技术问题而提供了以下的手段。本专利技术的第1实施方式所涉及的磁阻效应装置，其特征在于：所述磁阻效应装置具备：具有第1磁化自由层、第1磁化固定层以及第1间隔层的第1磁阻效应元件、金属层、第1电极、输入端子、输出端子以及基准电位端子，所述金属层、所述第1磁化自由层、所述第1间隔层、所述第1磁化固定层以及所述第1电极以该顺序配置，所述第1磁化固定层与所述第1电极电接触，所述第1电极被连接于输出高频信号的输出端子，所述金属层具有从所述第1磁化自由层的层叠方向来看重叠的第1区域，所述金属层以从所述输入端子流到所述金属层的高频信号经由所述第1区域而流到所述基准电位端子的方式被连接于所述输入端子和所述基准电位端子，所述磁阻效应装置具备用于将直流电流或者直流电压施加于所述第1磁阻效应元件的施加端子。根据上述实施方式所涉及的磁阻效应装置，通过来自输入端子的信号流到金属层的第1区域从而发生自旋霍尔效应(SpinHalleffect)，自旋极化后的自旋流被注入到第1磁化自由层。经过自旋极化的自旋流作为自旋轨道矩作用于第1磁化自由层的磁化，并且第1磁化自由层的磁化改变了方向。此时，通过高频信号流到金属层，从而被注入到第1磁化自由层的自旋的方向以高频变化。如果高频信号是与第1磁化自由层的共振频率相同的频率，则第1磁化自由层的磁化发生共振，并且强烈地振动。通过第1磁化自由层的磁化强烈地振动，从而第1磁化自由层的磁化与第1磁化固定层的磁化的相对角度振动，并且第1磁阻效应元件的电阻值以与高频信号相同的频率进行振动。振动的电阻通过施加于第1磁阻效应元件的直流电流或者直流电压而变成交流信号并被输出至输出端子。在高频信号为偏离第1磁化自由层的共振频率的频率的情况下，第1磁化自由层的磁化由于进行了自旋极化的自旋流而不发生强烈振动，且第1磁阻效应元件不产生如上所述的交流信号。因此，磁阻效应装置传输共振频率中的信号，并且作为衰减偏离共振频率的信号的带通滤波器来进行工作。进一步，上述实施方式所涉及的磁阻效应装置中，所述第1磁阻效应元件的阻抗可以大于所述金属层的阻抗。根据该磁阻效应装置，因为高频信号通过基准电位端子而多数从金属层流出，所以即使将强度大的高频信号输入到磁阻效应装置，也难以破坏第1磁阻效应元件，并且磁阻效应装置作为对应于输入功率大的情况下的带通滤波器进行工作。再有，因为高频信号通过基准电位端子而大量流动，所以频带外的截止特性提高。再有，上述实施方式所涉及的磁阻效应装置也可以进一步具备能够改变所述第1磁化自由层的共振频率的频率设定机构。根据该磁阻效应装置，通过由频率设定机构来改变第1磁化自由层的共振频率，从而磁阻效应装置作为频率可变频带截止滤波器进行工作。再有，上述实施方式所涉及的磁阻效应装置具有第2磁阻效应元件，所述第2磁阻效应元件具有第2磁化自由层、第2间隔层以及第2磁化固定层，所述金属层、所述第2磁化自由层、所述第2间隔层、所述第2磁化固定层、所述第1电极以该顺序被配置，所述金属层具有从第2磁化自由层的层叠方向来看重叠的第2区域，所述金属层也可以以从所述输入端子流到所述金属层的高频信号经由所述第2区域而流到所述基准电位端子的方式被连接于所述输入端子和所述基准电位端子。根据该磁阻效应装置，通过多个磁阻效应元件的磁化自由层由于高频信号而共振，从而产生更大的交流信号，并且磁阻效应装置所输出的信号强度提高。再有，上述实施方式所涉及的磁阻效应装置中，所述第1磁化自由层和所述第2磁化自由层的共振频率也可以不同。根据该磁阻效应装置，通过多个磁化自由层的共振频率不同，从而进行共振的频带增宽，并且磁阻效应装置作为宽频带的带通滤波器进行工作。再有，上述实施方式所涉及的磁阻效应装置也可以具有第2电极和第3磁阻效应元件，所述第3磁阻效应元件具有第3磁化自由层、第3间隔层以及第3磁化固定层，所述第3磁化固定层与所述第2电极电接触，所述第1磁化自由层、所述金属层、所述第3磁化自由层、所述第3间隔层、所述第3磁化固定层、所述第2电极以该顺序被配置，所述金属层具有从所述第3磁化自由层的层叠方向来看重叠的第3区域，所述金属层以从所述输入端子流到所述金属层的高频信号经由所述第3区域而流到所述基准电位端子的方式被连接于所述输入端子和所述基准电位端子，所述第2电极被连接于所述输出端子，所述磁阻效应装置具有用于将直流电流或者直流电压施加于所述第3磁阻效应元件的机构。根据该磁阻效应装置，进行了自旋极化的自旋流通过自旋霍尔效应而流到金属层的上下表面。通过流到上下表面的自旋流分别被注入到第1磁化自由层和第3磁化自由层，从而使更大的交流信号发生，并且磁阻效应装置的输出的信号强度提高。本专利技术的第2实施方式所涉及的磁阻效应模块，其特征在于：具备第1实施方式所涉及的磁阻效应装置，将直流电流源或者直流电压源连接于所述施加端子。根据上述实施方式所涉及的磁阻效应模块，将直流电流或者直流电压施加于磁阻效应装置，磁阻效应模块作为带通滤波器或者放大器起作用。本专利技术的第3实施方式所涉及的高频滤波器使用了第1实施方式所涉及的磁阻效应装置。上述实施方式所涉及的磁阻效应装置中，所述第1磁化自由层的磁化方向与流到所述金属层的高频电流的方向的相对角也可以为150度以上180度以下，或者0度以上30度以下。上述实施方式所涉及的磁阻效应装置中，所述第1磁化自由层的磁化方向与所述第1磁化固定层的磁化方向的相对角也可以为90度以上150度以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁阻效应装置，其特征在于：所述磁阻效应装置具备：具有第1磁化自由层、第1磁化固定层以及第1间隔层的第1磁阻效应元件、金属层、第1电极、输入端子、输出端子以及基准电位端子，所述金属层、所述第1磁化自由层、所述第1间隔层、所述第1磁化固定层以及所述第1电极以该顺序配置，所述第1磁化固定层与所述第1电极电接触，所述第1电极被连接于输出高频信号的输出端子，所述金属层具有从所述第1磁化自由层的层叠方向来看重叠的第1区域，所述金属层以从所述输入端子流到所述金属层的高频信号经由所述第1区域而流到所述基准电位端子的方式被连接于所述输入端子和所述基准电位端子，所述磁阻效应装置具备用于将直流电流或者直流电压施加于所述第1磁阻效应元件的施加端子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.14 JP 2016-1791241.一种磁阻效应装置，其特征在于：所述磁阻效应装置具备：具有第1磁化自由层、第1磁化固定层以及第1间隔层的第1磁阻效应元件、金属层、第1电极、输入端子、输出端子以及基准电位端子，所述金属层、所述第1磁化自由层、所述第1间隔层、所述第1磁化固定层以及所述第1电极以该顺序配置，所述第1磁化固定层与所述第1电极电接触，所述第1电极被连接于输出高频信号的输出端子，所述金属层具有从所述第1磁化自由层的层叠方向来看重叠的第1区域，所述金属层以从所述输入端子流到所述金属层的高频信号经由所述第1区域而流到所述基准电位端子的方式被连接于所述输入端子和所述基准电位端子，所述磁阻效应装置具备用于将直流电流或者直流电压施加于所述第1磁阻效应元件的施加端子。2.如权利要求1所述的磁阻效应装置，其特征在于：所述第1磁阻效应元件的阻抗大于所述金属层的阻抗。3.如权利要求1或2所述的磁阻效应装置，其特征在于：进一步具备能够改变所述第1磁阻效应元件的共振频率的频率设定机构。4.如权利要求1～3中任一项所述的磁阻效应装置，其特征在于：所述磁阻效应装置具有第2磁阻效应元件，所述第2磁阻效应元件具有第2磁化自由层、第2间隔层以及第2磁化固定层，所述金属层、所述第2磁化自由层、所述第2间隔层、所述第2磁化固定层、所述第1电极以该顺序被配置，所述金属层具有从第2磁化自由层的层叠方向来看重叠的第2区域，所述金属层以从所述输入端子流到所述金属层的高频信号经由所述第2区域而流到所述基准电位端子的方式被连接于所述输入端子和所述基准电位端子。5.如权利要求4所述的磁阻效应装置，其特征在于：所述第1磁化自由层和所述第2磁化自由层的共振频率不同。6.如权利要求1～5中任一项所述的磁阻效应装置，其特征在于：所述磁阻效应装置具有第2电极、以及第3磁阻效应元件，所述第3磁阻效应元件具有第3磁化自由层、第3间隔层以及第3磁化固定层，所述第3磁化固定层与所述第2电极电接触，所述第1磁化自由层、所述金属层、所述第3磁化自由层、所述第3间隔层、所述第3磁化固定层、所述第2电极以该顺序被配置，所述金属层具有从所述第3磁化自由层的层叠方向来看重叠的第3区域，所述金属层以从所述输入端子流到所述金属层的高频信号经由所述第3区域而流到所述基准电位端子的方式被连接于所述输入端子和所述基准电位端子，所述第2电极被连接于所述输出端子，所述磁阻效应装置具有用于将直流电流或者直流电压施加于所述第3磁阻效应元件的机构。7.一种磁阻效应模块，其特征在于：具备权利要求1～6中任一项所述的磁阻效应装置、和直流电流源或者直流电压源，将所述直流电流源或者所述直流电压源连接于所述施加端子。8.一种高频滤波器，其特征在于：使用了权利要求1～6中任一项所述的磁阻效应装置。9.如权利要求1～6中任一项所述的磁阻效应装置，其特征在于：所述第1磁化自由层的磁化方向与流到所述金属层的高频电流的方向的相对角为150度以上180度以下，或者0度以上30度以下。10.如权利要求9所述的磁阻效应装置，其特征在于：所述第1磁化自由层的磁化方向与所述第1磁化固定层的磁化方向的相对角是90度以上150度以下。11.一种磁阻效应装置，其特征在于：所述磁阻效应装置具备：具有第1铁磁性层、第2铁磁性层以及第1间隔层的第1磁阻效应元件、金属层、第1电极、输...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木健司，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP