CN105684178A - 基于自旋力矩转移的磁性随机存取储存器（stt-mram）和磁头 - Google Patents

基于自旋力矩转移的磁性随机存取储存器（stt-mram）和磁头 Download PDF

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Abstract

公开了一种具有分层结构并被构造为存储信息的存储元件。在一个示例中，所述存储元件包含具有垂直于分层结构的膜表面的存储磁化的存储部分，其中所述存储磁化的方向被构造成随信息而改变。所述存储元件还包括具有充当存储磁化的参照的参照磁化的固定磁化部分，和在存储部分与固定磁化部分之间、由非磁性材料制成的中间部分。固定磁化部分包括层叠的亚铁磁性结构，该结构包括第一铁磁性层、第二铁磁性层和非磁性层。固定磁化部分包括第一磁性材料，所述第一磁性材料是包含Pt、Co和Y的层叠结构或合金。还公开了包括所述存储元件的存储装置。

Description

基于自旋力矩转移的磁性随机存取储存器（STT-MRAM）和磁头
技术领域
本技术涉及具有多个磁性层、并且利用自旋力矩磁化反转进行存储的存储元件和存储装置。另外，本技术还涉及从磁记录介质检测磁信号的磁头。
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年10月28日提交的日本在先专利申请JP2013-223352的优先权，其整个内容通过引用包含于此。
背景技术
随着从移动终端到大容量服务器的各种信息器械的快速发展，对于用于构造这些器械的如储存器和逻辑元件之类的组件，一直在寻求更高的性能，比如更高的集成度、更快的速度和降低的功耗。特别地，在非易失性半导体储存器方面已取得显著进展，并且作为大容量文件储存器的闪存日益普及并促使其取代硬盘驱动器。
同时，关于到代码存储器甚至到工作储存器的扩展，非易失性半导体存储器的发展也在推进，以替换目前通常使用的NOR闪存、DRAM等。例如，铁电随机存取储存器(FeRAM)、磁性随机存取储存器(MRAM)、相变RAM(PCRAM)等可以例示为非易失性半导体储存器。这些中的一些已被商业化。
在这些非易失性储存器中，MRAM利用磁性材料的磁化方向存储数据，因此能够快速重写和几乎无限重写(1015次或更多次)。MRAM已用在诸如工业自动化或航空之类的领域中。
归因于其快速操作和可靠性，对于未来使用MRAM作为代码存储器和工作储存器存在较高期望。
然而，降低功耗和增大容量对于MRAM而言仍是问题。
存在归因于MRAM的存储原理(即，利用从布线产生的电流磁场使磁化反转的方法)的重大问题。
作为解决此问题的方法，正在研究不依赖电流磁场的存储方法(即，磁化反转)，并且在这些存储方法中，关于自旋力矩磁化反转的研究正在积极进行(例如参见PTL1、PTL2、PTL3、NPL1和NPL2)。
下面，使用自旋力矩磁化反转的MRAM被称为基于自旋力矩转移的磁性随机存取储存器(STT-MRAM)。自旋力矩磁化反转有时也被称为自旋注入磁化反转。
STT-MRAM有两种类型，所述两种类型是面内磁化类型和垂直磁化类型。其中，近年来，正在积极开发更适合于按比例缩放的垂直磁化类型的STT-MRAM。
例如，按照NPL3，已经提出在存储层中利用垂直磁化膜(比如Co/Ni多层膜)，使得能够降低反转电流并确保热稳定性。
引文列表
专利文献
PTL1：日本未经审查的专利申请公开No.2003-17782
PTL2：美国专利No.6256223
PTL3：日本未经审查的专利申请公开No.2008-227388
PTL4：日本未经审查的专利申请公开No.2010-80746
非专利文献
NPL1：Phys.Rev.B,54,9353(1996)
NPL2：J.Magn.Mat.,159,L1(1996)
NPL3：NatureMaterials,5,210(2006)
NPL4：Phys.Rev.Lett.,67,3598(1991)
发明内容
技术问题
与现有技术中的MRAM相比，STT-MRAM中的存储元件有利于按比例缩放。换句话说，能够减小存储层的体积。然而，减小的体积通常降低磁性材料的热稳定性，并且这导致储存操作的失败。
由于此原因，重要的是增大微型装置中的储存操作的稳定性，以便减小元件尺寸(此外，储存器容量的扩展)。
理想的是进一步减少由诸如STT-MRAM之类存储元件中的自旋力矩波动引起的写入错误，并且改进微型装置中的储存器的信息写入操作的稳定性。
问题的解决方案
在一个示例中，公开了一种具有分层结构并被构造为存储信息的存储元件。在一个示例中，所述存储元件包含具有垂直于分层结构的膜表面的存储磁化的存储部分，其中所述存储磁化的方向被构造成随信息而改变。所述存储元件还包括具有充当存储磁化的参照的参照磁化的固定磁化部分，和在存储部分与固定磁化部分之间、由非磁性材料制成的中间部分。固定磁化部分包括层叠的亚铁磁性结构，该结构包括第一铁磁性层、第二铁磁性层和非磁性层。固定磁化部分包括第一磁性材料，所述第一磁性材料是包含Pt、Co和Y的层叠结构或合金。
还公开了包括所述存储元件的存储装置。按照一个实施例，这可以作为存储元件被提供，所述存储元件包括分层结构，所述分层结构包括具有垂直于其膜表面的磁化、并且其中所述磁化的方向对应于信息而改变的存储层，充当存储在存储层中的信息的参照、并具有垂直于膜表面的磁化的磁化固定层，和设置在所述存储层与钉扎磁化层之间、由非磁性材料制成的中间层。通过沿所述分层结构的层叠方向注入自旋极化电子，改变存储层的磁化的方向，并且把信息存储在存储层中。此外，磁化固定层具有由至少两个铁磁性层和一个非磁性层制成的层叠亚铁磁性结构，并且作为利用Pt和Co的层叠结构或合金、并且包含Y的磁性材料用作所述磁化固定层中的磁性材料。
即，通过在STT-MRAM存储元件中使用具有高耦合场的层叠亚铁磁性结构的磁化固定层，降低由自旋力矩波动引起的写入错误的可能性。通过向其添加Y，为了与当利用Co-Pt单一材料时相比增大层叠亚铁磁性结构的耦合场，例如，认为Y变成Co-Y，并且表现出由Co-Y引起的垂直磁各向异性。
在按照本技术的实施例的存储元件中，作为利用Pt和Co的层叠结构或合金、并且包含Y的磁性材料用作磁化固定层中的不与中间层接触的磁性材料。
在按照本技术的实施例的存储元件中，Y元素的添加量优选为12at％(原子百分比)或更小。
在上述层叠亚铁钉扎结构中，当Y的添加量在12at％或更低的范围中时，获得比当不添加Y时更高的耦合场。
在按照本技术的实施例的存储元件中，Y元素的添加量优选为1at％～10at％。
在上述层叠亚铁钉扎结构中，当Y的添加量在1at％～10at％的范围中时，获得更高的耦合场或者适当的电阻变化率。
在按照本技术的实施例的存储元件中，磁化固定层中的与中间层接触的磁性材料优选被构造成具有CoFeB磁性层。
按照本技术的另一个实施例，提供一种存储元件，所述存储元件包括分层结构，所述分层结构包括具有垂直于膜表面的磁化并且其中所述磁化的方向随信息而改变的存储层、具有充当存储在存储层中的信息的参照并垂直于膜表面的磁化的磁化固定层、和设置在所述存储层与磁化固定层之间并由非磁性材料制成的中间层，其中通过沿所述分层结构的层叠方向注入自旋极化电子，改变存储层的磁化的方向，并且把信息存储在存储层中，并且作为利用Pt和Co的层叠结构或合金、并且包含Y的磁性材料用作所述磁化固定层中的磁性材料。
在这种情况下，理想的是Y元素的添加量为12at％或更小，并且更理想的是Y元素的添加量为1at％～10at％。
按照本技术的另一个实施例，提供一种存储装置，所述存储装置包括按磁性材料的磁化状态保持信息的存储元件和彼此相交的两种类型的布线。所述存储元件具有其中所述存储元件被布置在所述两种类型的布线之间的构造，层叠方向上的电流通过所述两种类型的布线流向存储元件，并且注入自旋极化电子。
按照本技术的另一个实施例，提供一种磁头，所述磁头包括与上述存储元件相同的构造。
发明的有益效果
按照本技术的实施例，在不牺牲电阻变化率的情况下，通过增大磁化固定层的层叠亚铁钉扎结构的耦合场，并通过减少由自旋力矩波动引起的写入错误，能够改进微型装置中的储存器的信息写入操作的稳定性。
在按照本技术的实施例的使用本技术的存储元件的结构的磁头中，能够实现具有极好热稳定性的高度可靠的磁头。
这里说明的效果不受限制，并且可以是在本公开中描述的任意效果。
附图说明
图1是按照实施例的存储装置的示意透视图。
图2是按照实施例的存储装置的横截面图。
图3是按照实施例的存储装置的平面图。
图4是描述按照实施例的存储元件的构造的示图。
图5是描述在实验1中使用的样本的构造的示图。
图6是描述在实验2中使用的样本的构造的示图。
图7A是描述从实验1和2中的每个样本的VSM测量结果获得的层叠亚铁钉扎结构的耦合场和电阻变化率的示图。
图7B是描述从实验1和2中的每个样本的VSM测量结果获得的层叠亚铁钉扎结构的耦合场和电阻变化率的示图。
图8是描述按照作为变形例的实施例的存储元件的磁化固定层的构造的示图。
图9A是描述按照实施例的复合磁头的应用示例的示图。
图9B是描述按照实施例的复合磁头的应用示例的示图。
图10是描述按照作为变形例的实施例的存储元件的构造的示图。
具体实施方式
下面，将按照下列顺序描述实施例。
<1.按照实施例的存储装置的构造>
<2.按照实施例的存储元件的构造>
<3.实验结果>
<4.变形例>
<1.按照实施例的存储装置的构造>
首先，将描述存储装置的示意构造。
图1、2和3中示出了存储装置的示意图。图1是透视图，图2是横截面图，而图3是平面图。
如图1中所示，按照实施例的存储装置具有在彼此相交的两种类型的地址布线(例如，字线和位线)的交叉点附近的存储元件3，所述存储元件3使用能够以磁化状态保持信息的基于自旋转移力矩的磁性随机存取储存器(STT-MRAM)。
即，在由半导体基板10(比如硅基板等)的元件分离层2分离的部分处，分别形成构造用于选择各个存储元件3的选择晶体管的漏极区8、源极区7和栅电极1。其中，栅电极1还充当沿图中的前后方向延伸的一条地址布线(字线)。
形成漏极区8，以便由图1中的右选择晶体管和左选择晶体管共用，并且布线9连接到漏极区8。
在源极区7和布置在上侧、沿图1中的水平方向延伸的位线6之间，布置具有其中通过自旋力矩磁化反转来反转磁化的方向的存储层的存储元件3。存储元件3被构造成例如具有磁隧道结元件(MTJ元件)。
当经过沿特定方向固定的磁性层的自旋极化电子进入另一个自由磁性层(磁化的方向未被固定)时，诸如使用实施例的MTJ元件的STT-MRAM之类的存储元件3使用施加于所述自由磁性层的力矩(也称为“自旋力矩”)。因此，当给定阈值或更大的电流在自由磁性层中流动时，自由磁性层被反转。通过改变电流的极性，进行0/1的重写。
对于约0.1微米尺度的元件，用于这种反转的电流的绝对值为1mA或更低。由于这种电流值与元件体积成比例地减小，因此按比例缩放也是可能的。另外，由于为MRAM所必需的用于生成存储电流磁场的字线不是必需的，因此存在由于单元结构变简化的进一步的优点。
这种STT-MRAM用作能够降低功耗并增大容量同时保持MRAM的优点(即，快速并几乎无限重写)的非易失性储存器。
如图2中所示，存储元件3具有两个磁性层12和14。在这两个磁性层12和14之中，一个磁性层被设定为其中磁化M12的方向被固定的磁化固定层12，而另一个磁性层被设定为其中磁化M14的方向被改变的自由磁化层(即，存储层14)。
另外，存储元件3通过相应的上下接触层4，连接到位线6和源极区7。
因此，通过允许电流通过两种类型的地址布线1和6沿垂直方向(层叠方向)流到存储元件3，能够通过自旋力矩磁化反转来反转存储层14的磁化M14的方向。
如图3中所示，存储装置被构造成具有布置在多个第一布线(字线)1和多个第二布线(位线)6的相应的交叉点处的存储元件3，所述多个第一布线1和多个第二布线6是以矩阵形式正交布置的。
存储元件3的平面形状被假定为例如圆形，并且具有如图2中所示的横截面结构。
此外，存储元件3具有磁化固定层12和存储层14，如图2中所示。
此外，存储装置的储存单元被构造成具有各个存储元件3。
这里，在这种存储装置中，由于已知必须利用选定晶体管的饱和电流或更小的电流进行写入，并且晶体管的饱和电流随着晶体管被小型化而减小，以便使得存储装置的小型化成为可能，因此适当的是改进自旋力矩的转移效率，以便降低向存储元件3供给的电流。
另外，为了增大读取信号，需要确保较大的磁阻变化率，并且因此有效的是采用如上所述的MTJ结构，即，具有把两个磁性层12和14之间的中间层设定为隧道绝缘层(隧道势垒层)的存储元件3的构造。
采用MTJ结构的优点在于能够通过确保较大的磁阻变化率增大读取信号。
当按照这种方式利用隧道绝缘层作为中间层时，为了防止隧道绝缘层的绝缘击穿，进行对在存储元件3中流动的电流量的限制。即，就确保关于存储元件3中的重复写入的可靠性而言，更可取的是抑制为自旋力矩磁化反转所必需的电流。自旋力矩磁化反转所必需的电流被称为反转电流、存储电流等等。
另外，对于STT-MRAM，存在面内磁化和垂直磁化两种类型。然而，在实施例中使用更适合于按比例缩放的垂直磁化类型的STT-MRAM。将垂直磁化膜用于存储层14有利于确保反转电流的降低和热稳定性的相容性。
与现有技术中的MRAM相比，存储装置的存储元件3(STT-MRAM)在按比例缩放方面是有利的，即，能够使体积更小。然而，使体积更小会导致磁化的热稳定性降低。
当STT-MRAM在容量上变大时，存储元件3的体积变得更小。因此，重要任务是确保储存操作的稳定性。
<2.按照实施例的存储元件的构造>
下面，将参考图4A和4B，描述实施例的存储元件3的构造。
如图4A中所示，通过以相同顺序在基础层11上层叠其中磁化M12的方向被固定的磁化固定层(也称为参照层)12、中间层(非磁性层：隧道绝缘层)13、其中磁化M14的方向可变的存储层(自由磁化层)14和覆盖层15，形成存储元件3。
存储层14具有垂直于膜表面的磁化M14，并且该磁化的方向随信息而改变。
磁化固定层12具有作为存储在存储层14中的信息的基础、并且垂直于膜表面的磁化M12。在磁化固定层12中，通过高矫顽力等固定磁化M12的方向。
中间层13是非磁性材料，并且设置在存储层14和磁化固定层12之间。
通过沿具有存储层14、中间层13和磁化固定层12的分层结构的层叠方向注入自旋极化电子，存储层14的磁化的方向被改变，并且信息被存储在存储层14中。
基础层11和覆盖层15用作电极，并且起保护层的作用。
这里将简单描述自旋力矩磁化反转。
电子具有两种类型的自旋角动量。假定这些类型被定义为“向上”和“向下”。在非磁性材料中，两种类型在数目上相同，然而在铁磁性材料中，两种类型的数目中存在差异。考虑其中当在作为构造STT-MRAM的两层铁磁性材料的磁化固定层12和存储层14中，相应的磁矩在相反的方向上(反向平行)时，使电子从磁化固定层12移动到存储层14的情况。
磁化固定层12是其中归因于高矫顽力，磁矩的方向被固定的固定磁性层。
经过磁化固定层12的电子被自旋极化，即，向上的数目不同于向下的数目。当作为非磁性层的中间层13的厚度被构造成足够薄时，在借助磁化固定层12的经过的自旋极化被松弛以使电子在正常的非磁性材料中处于非极化状态(向上的数目和向下的数目相同)之前，电子到达另一个磁性材料(即，存储层14)。
由于自旋极化的符号在存储层14中相反，为了降低系统能量，一些电子被反转，即，自旋角动量的方向被改变。此时，由于需要维持系统的总角动量，因此也对存储层14的磁矩施加与由其方向被改变的电子引起的角动量中的总变化等同的反应。
当电流(即，每单位时间经过的电子的数目)较低时，由于其方向改变的电子的总数也较小，因此在存储层14的磁矩中产生的角动量中的变化也较小。然而，当电流增大时，能够在单位时间内施加在角动量上的较大变化。
当角动量中的时间变化是力矩，并且所述力矩超过任意阈值时，存储层14的磁矩开始行进，并且在借助单轴各向异性而旋转180°的位置处变得稳定。即，发生从相反方向到相同方向(平行)的反转。
当磁化沿相同方向时，电流沿相反方向流动，以使得把电子从存储层14发送到磁化固定层12，并且当因被磁化固定层12反射而被自旋反转的电子在进入存储层14时施加力矩时，能够把磁矩反转到相反方向。然而此时，引起反转所必需的电流量大于当从相反方向反转到相同方向时的电流量。
尽管难以直观理解磁矩从相同方向到相反方向的反转，但是可以认为磁化固定层12的磁矩可能不反转，因为磁化固定层12被固定，并且因此存储层14被反转，以维持整个系统的角动量。
按照这种方式，通过使对应于相应的极性、并且等于或大于特定阈值的电流沿从磁化固定层12到存储层14的方向或者沿相反方向流动，进行0/1的存储。
同时，按照与现有MRAM相同的方式，利用磁阻效应进行信息的读取。即，按照与上述存储器相同的方式，电流沿在垂直于膜表面的方向流动。使用其中由元件指示的电阻按照存储层14的磁矩是沿与磁化固定层12的磁矩相同还是相反的方向而改变的现象。
用作磁化固定层12和存储层14之间的中间层13的材料可以是金属，或者可以是绝缘体。然而，当利用绝缘体作为中间层时，获得更高的读取信号(电阻变化率)，并且可利用更低的电流进行存储。此时的元件被称为铁磁隧道结(磁隧道结：MTJ)。
在垂直磁化型存储元件的情况下，当通过自旋力矩磁化反转来反转磁性层的磁化的方向时，必需电流的阈值Ic通过下式1来表示。
[数学式1]
然而，e是电子的电荷，η是自旋注入效率，是普朗克常数的转换，α是阻尼常数，kB是玻尔兹曼常数，并且T是温度。
这里，为了能够作为储存器而存在，必须保持写入存储层14中的信息。保持信息的能力由热稳定性的指数Δ的值(＝KV/kBT)确定。Δ用下面的式2表述。
[数学式2]
&Delta; = K V k B T = M s VH k 2 k B T
这里，K是各向异性能量，Hk是有效各向异性磁场，kB是玻尔兹曼常数，T是温度，Ms是饱和磁化量，并且V是存储层的体积。
有效各向异性磁场Hk受形状磁各向异性、感应磁各向异性、晶体磁各向异性等影响，并且当假定具有单一磁畴的一致转动模型时等于矫顽力。
在许多情况下，热稳定性的指数Δ与电流阈值Ic基本上呈折中关系。由于此原因，为了维持储存器特性，热稳定性的指数Δ与电流阈值Ic的相容性是待解决的问题。
这里，当进行自旋力矩磁化反转时，由于电流直接流向存储元件3以进行信息的写入(存储)，因此通过把存储元件3连接到选择晶体管来构造储存单元，以便选择将对其进行写入的储存单元。
在这种情况下，在存储元件3中流动的电流受能够在选择晶体管中流动的电流的大小(选择晶体管的饱和电流)限制。
理想的是采用如上所述的垂直磁化类型来降低存储电流。由于垂直磁化膜通常能够具有比面内磁化膜更高的磁各向异性，因此这在维持上述Δ的较高值方面也是更可取的。
存在利用氧化物和磁性金属(Co/MgO等)之间的界面各向异性的几种类型的垂直磁性材料，比如稀土-过渡金属合金(TbCoFe等)、金属多层膜(Co/Pd多层膜等)、有序合金(FePt等)。然而，由于当通过加热而扩散和结晶时，稀土-过渡金属合金失去其垂直磁各向异性，因此这样的合金作为STT-MRAM材料并不可取。已知金属多层膜也会因加热而扩散，导致垂直磁各向异性的恶化，并且由于这种垂直磁各向异性被表示成面心立方体的(111)方向，因此难以实现对于邻近MgO布置的MgO或Fe、CoFe、CoFeB等的高极化层所期望的(001)方向。L10有序合金在高温下稳定，并且表现出具有(001)方向的垂直磁各向异性，这意味着不会出现上述问题，但是需要通过在制造期间加热到500℃或更高的足够高温，或者通过在制造之后在500℃或更高的高温下进行热处理，定期对准原子，这具有在层叠膜的其它部分(比如隧道势垒)中引起不期望的扩散并且增大界面粗糙度的风险。
相反，使用界面磁各向异性的材料(即，通过在作为隧道势垒的MgO上层叠Co基材料或Fe基材料制成的材料)不易受任意上述问题影响，并且由于该原因有希望作为STT-MRAM的存储层材料。
同时，理想的是在磁化固定层12中，使用具有界面磁各向异性的垂直磁化磁性材料。特别地，为了提供较强的读取信号，通过在作为隧道势垒的MgO之下层叠包括Co或Fe的磁性材料制成的材料是理想的。
在实施例中，存储层14是CoFeB垂直磁化膜。
此外，考虑到选择晶体管的饱和电流值，构造利用由绝缘体制成的隧道绝缘层的磁隧道结(MTJ)元件，作为存储层14和磁化固定层12之间的非磁性中间层13。
通过构造利用隧道绝缘层的磁隧道结(MTJ)元件，与利用非磁性导电层构造巨磁阻效应(GMR)元件的情况相比，能够增大磁阻的变化率(MR率)，并且能够增大读取信号强度。
因此，特别地，通过利用氧化镁(MgO)作为用作隧道绝缘层的中间层13的材料，能够增大磁阻的变化率(MR率)。
自旋力矩的转移效率通常取决于MR率，并且随着MR率变高，自旋力矩的转移效率得到改进，并且从而能够降低磁化反转电流浓度。
因此，通过利用氧化镁作为隧道绝缘层的材料，并且同时通过利用上述存储层14，能够降低利用自旋力矩磁化反转的写入阈值电流，并且从而能够利用较小的电流进行信息的写入(存储)。另外，能够增大读取信号强度。
通过这样做，能够确保MR率(TMR率)，并且降低利用自旋力矩磁化反转的写入阈值电流，并且从而能够利用较小的电流进行信息的写入(存储)。还能够增大读取信号强度。
当隧道绝缘层按照这种方式由氧化镁(MgO)膜形成时，使MgO膜结晶，并且因此更理想的是沿(001)方向保持结晶方向。
在实施例中，除了具有如上所述用氧化镁制成的构造之外，可利用各种类型的绝缘体、电介质和半导体(比如氧化铝、氮化铝、SiO2、Bi2O3、MgF2、CaF、SrTiO2、AlLaO3、Al-N-O等)构造存储层14和磁化固定层12之间的中间层13。
从获得利用自旋力矩磁化反转来反转存储层14的磁化的方向所必需的电流密度的观点看，理想的是控制中间层(隧道绝缘层)13的面电阻值约为数十欧姆-平方微米或更小。
随后，为了把由MgO膜制成的隧道绝缘层的面电阻值设定在上述范围中，理想的是把MgO膜的厚度设定为1.5nm或更低。
另外，在按照实施例的存储元件3中，邻近存储层14布置覆盖层15。
覆盖层15由氧化物制成。
作为覆盖层15的氧化物，例如，使用MgO、氧化铝、TiO2、SiO2、Bi2O3、SrTiO2、AlLaO3、Al-N-O等。
这里，在存储元件3中，尽管可想到采用单一分层结构作为磁化固定层12的结构，不过有效的是采用由非磁性层和两个或更多的铁磁性层制成的层叠亚铁钉扎结构。通过把层叠亚铁钉扎结构用于磁化固定层12，能够容易地消除相对于关于热稳定性的写入信息的方向的不对称性，并且改进相对于自旋力矩的稳定性。
由于此原因，在实施例中，假定磁化固定层12具有层叠亚铁钉扎结构。即，例如，如图4B中所示，磁化固定层12是由至少两个铁磁性层12a和12c和一个非磁性层12b制成的层叠亚铁钉扎结构。
随后，在实施例中，磁化固定层12中的磁性材料之中的不与中间层13接触的磁性材料(诸如铁磁性层12c)被设定为作为利用Pt(铂)和Co(钴)的层叠结构或合金、并且添加有Y(钇)的磁性材料。
因此，层叠亚铁钉扎结构的耦合场高于当不利用Co-Pt的单一材料作为铁磁性层12c时的耦合场，并且能够在不降低电阻变化率的情况下使储存器的信息写入操作稳定。
这里，由于以下原因，关注Y作为Co-Pt的添加材料。
在实施例中，选择Co-Pt作为磁化固定层12中不与中间层13接触的铁磁性层12c的磁性材料的原因之一在于能够以相对容易的方式，创建具有高垂直磁各向异性能量的薄膜。
另一方面，Co-稀土系[Y、镧系元素]作为具有高垂直磁各向异性能量的材料而存在。
认为Co-稀土基材料和Co-Pt中的高垂直磁各向异性的起源不同。然而，在稀土材料之中，如果在Co-Pt中存在就元素周期表而言最靠近Co的Y、而不干扰Co的表现出高垂直磁各向异性的状态，那么可以估计能够提供由Co-稀土系引起的高垂直磁各向异性。
基于此点，在实施例的存储元件3中，如下构造磁化固定层12。
即，磁化固定层12包括由至少两个铁磁性层12a和12c和一个非磁性层12b制成的层叠亚铁钉扎结构。
磁化固定层12的磁性材料之中的与中间层13接触的铁磁性层12a的磁性材料被假定为CoFeB。
另外，不与中间层13接触的铁磁性层12c的磁性材料被假定为是利用Pt和Co的层叠结构或合金，和被假定为添加有Y的利用Pt和Co的层叠结构或合金。即，层叠亚铁钉扎结构的耦合场大于当利用Co-Pt单一材料时的耦合场。
作为通过Y的添加，层叠亚铁钉扎结构的耦合场变得更大的原因，例如如上所述，估计Y变为Co-Y，并且表现出由Co-Y引起的垂直磁各向异性。
这里，诸如Ru、Os、Rh、Ir、Cu、Ag、Au、Re、V、Nb、Ta、Cr、Mo和W之类的单一材料、两种或更多种类型的元素的层叠膜、或者合金可用于磁化固定层12中的非磁性层12b。
通过利用此结构，能够增大磁化固定层12中的层叠亚铁钉扎结构的耦合场，并且通过减少归因于自旋力矩波动的写入错误来增大微型装置中的储存器的信息写入操作的稳定性，而不牺牲电阻变化率。
因此，能够实现操作稳定并且具有高可靠性的存储装置。
由于存储层14是垂直磁化膜，因此按照实施例的存储元件3能够降低反转存储层14的磁化M14的方向所需的写入电流量。
通过按照这种方式降低写入电流，能够降低在存储元件3中进行写入时的功耗。
这里，通过在真空装置内侧连续形成基础层11至金属覆盖层15，并且随后通过诸如蚀刻之类的工艺形成存储元件3的型样，能够制造如图4A和4B中所示的按照实施例的存储元件3。
因此，当制造存储装置时，存在能够使用典型的半导体MOS形成工艺的优点。即，按照实施例的存储装置可用作通用储存器。
在按照实施例的存储元件3中，还能够向存储层14添加非磁性元素。
通过添加不同类型的元素，获得诸如通过防止扩散得到的改进的耐热性、增大的磁阻效应和与平面化关联的介电电压的增大之类的效果。作为添加的元素的材料，可以使用B、C、N、O、F、Li、Mg、Si、P、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Ge、Nb、Ru、Rh、Pd、Ag、Ta、Ir、Pt、Au、Zr、Hf、W、Mo、Re和Os，或者其合金和氧化物。
作为存储层14，也可以直接层叠不同成分的另一个铁磁性层。或者，也可以层叠铁磁性层和软磁层，或者通过软磁层或非磁性层相互层叠多个铁磁性层。即使当按照这种方式进行层叠时，仍然取得本公开的效果。
特别地，当使用其中通过非磁性层来层叠多个铁磁性层的构造时，由于能够调整铁磁性层之间的相互作用的强度，效果在于能够抑制磁化反转电流不要太大。在这种情况下，可以使用Ru、Os、Re、Ir、Au、Ag、Cu、Al、Bi、Si、B、C、Cr、Ta、Pd、Pt、Zr、Hf、W、Mo、Nb和V或者其合金作为非磁性层的材料。
理想的是磁化固定层12和存储层14的相应的厚度在0.5nm～30nm的范围中。
理想的是使存储元件3的尺寸较小，以使得能够用小电流容易地反转存储层14的磁化的方向。
例如，理想的是存储元件3的面积为0.01平方微米或更小。
存储元件3的其它构造可以与利用自旋力矩磁化反转存储信息的存储元件的一般构造相同。
例如，通过向磁性材料添加诸如Ag、Cu、Au、Al、Si、Bi、Ta、B、C、O、N、Pd、Pt、Zr、Ta、Hf、Ir、W、Mo、Nb、V、Ru、Rh之类的非磁性元素，可以调整磁性特性或者调整诸如晶体结构、结晶度、材料的稳定性等之类的其他各种物理性质。
另外，存储元件3的膜构造(分层结构)可以是其中存储层14布置在磁化固定层12的下侧的构造。
<3.实验结果>
(实验1)
就实施例的存储元件3来说，在实验1中，为了研究磁化固定层12的磁化反转特性，利用只按除存储层14的存储元件3之外的构造形成样本的晶片来研究磁性特性。
具体地，在厚度0.725mm的硅基板上，形成具有厚度300nm的热氧化物膜，并且利用图5中所示的结构形成存储元件3。
如图5中所示，如下选择构造磁化固定层12的各层的材料和膜厚度。
-磁化固定层12：添加Y的CoPt：2nm/Ru:0.8nm/CoFeB:2nm的层叠膜
-磁化固定层12中的垂直磁化膜是添加有at％的Y的膜厚2nm的CoPt膜，并且将“x”设定在从0at％至15at％的范围中。
如下选择除磁化固定层12之外的各层的材料和膜厚。
-基础层11：由10nm厚的Ta膜和25nm厚的Ru膜制成的层叠膜。
-中间层(隧道绝缘层)13：0.9nm厚的氧化镁膜。
-覆盖层15：由3nm厚的Ru/3nm-Ta制成的层叠膜。
在已经沉积上述全部膜之后，本实验的样本经受热处理。
将磁化固定层12的CoFeB合金的成分设定为CoFe80％(Co30％-Fe70)-B20％(均为at％)。
由氧化镁(MgO)膜制成的中间层13是利用RF磁控溅射沉积的，而其它膜是利用DC磁控溅射沉积的。
(实验2)
就按照实施例的存储元件3的整个构造来说，在实验2中，为了研究电阻变化率，利用只形成存储元件3的晶片研究电阻变化率和信息写入错误率(WER)。
具体地，在厚度0.725mm的硅基板上形成厚度300nm的热氧化物膜，并且在其上形成按照图6中所示结构的存储元件3。
如图6中所示，如下选择构造磁化固定层12的各层的材料和膜厚。
-磁化固定层12：添加Y的CoPt:2nm/Ru:0.8nm/CoFeB:2nm的层叠膜
-磁化固定层12中的垂直磁化膜是添加有xat％的Y的厚度2nm的CoPt膜，并且将“x”设定在从0at％至15at％的范围中。
如下选择除磁化固定层12之外的各层的材料和膜厚。
-基础层11：由10nm厚的Ta膜和25nm厚的Ru膜制成的层叠膜。
-中间层(隧道绝缘层)13：0.9nm厚的氧化镁膜。
-存储层14：1.5nm：CoFeB。
-覆盖层15：由Ru：3nm/Ta：3nm制成的层叠膜。
在已经沉积上述全部膜之后，本实验的样本经受热处理。
在实验中，在处理直径φ为50nm的元件之后测量电阻变化率。根据当存储层14和磁化固定层12相互处于平行[P]状态时以及处于反平行[AP]状态时之间的电阻差，通过等式TMR(％)＝(RAP-RP)/RP×100(Rp是平行状态下的电阻值，RAP是反平行状态下的电阻值)计算电阻变化率(％)：TMR。
图7A示出从在实验1和2中进行的测量振动样本磁力计(VSM)的结果获得的磁化固定层的层叠亚铁钉扎结构的耦合场和电阻变化率的结果。图7B示出当未添加Y(x＝0)时的耦合场。
首先，最初将描述实验1的结果。
按照图7A和7B，当利用Co-Pt单一材料时，层叠亚铁钉扎结构的耦合场为6.5kOe(图7B)。相反，如通过图7A中的黑圆和左垂直轴所示，通过向Co-Pt添加1at％Y，层叠亚铁钉扎结构的耦合场为8.85kOe，并且能够确认约35％的增大。此外，已知大的层叠亚铁钉扎结构的耦合场被维持在10at％的Y的添加浓度范围中。
Y的添加增大了层叠亚铁钉扎结构的耦合场的原因是因为可估计Y将变成Co-Y，并且将表现由Co-Y引起的垂直磁各向异性。
在实验中，证实向Co-Pt添加Y对于显著增大层叠亚铁钉扎结构的耦合场是有效的。
此外，按照图7A，能够确认当Y的添加量超过10at％时，层叠亚铁钉扎结构的耦合场趋向于被快速降低。层叠亚铁钉扎结构的耦合场的Y添加浓度相依性意在支持上面描述的估计机理，过度添加Y，则Co-Pt中的Co的状态改变。因此，能够估计Co-Pt的垂直磁各向异性恶化。
根据上述实验结果，示出添加到Co-Pt的Y是增强磁化固定层的层叠亚铁钉扎结构的耦合场的适当的添加元素。
接下来，将描述实验2的结果。
如通过图7A中的黑方块和右垂直轴所示，已知电阻变化率(TMR)在Y添加浓度为10at％或更小时被固定为约135％，但是当Y添加浓度被增大到12at％时被大幅降低到100％或更小。
TMR的这种降低对应于归因于Y的过度添加的层叠亚铁钉扎结构的耦合场的减弱。
因此，根据实验1和2的结果，示出添加到Co-Pt的Y是用于增强磁化固定层的层叠亚铁钉扎结构的耦合场的适当添加元素，并且此外当Y的添加浓度为1at％～10at％时，示出大的层叠亚铁钉扎结构的耦合场与高电阻变化率相容。
此外，就在实验2中创建的样本之中Y的添加量为0at％、1at％、5at％、10at％、12at％的样本来说，进行信息写入错误率的测量。在信息写入错误率(WER)的评估中，施加15ns的脉冲电压，并且测量此时发生的信息写入错误。
结果，发现层叠亚铁钉扎结构的耦合场的大小极大地影响微型装置中的信息写入错误特性，并且当借助其获得大的层叠亚铁钉扎结构的耦合场的Y的添加量在1at％～10at％的范围中时，WER变成10-7处的反转电压被抑制成较小。
实际储存操作所必需的WER取决于电路，不过假定为10-7或更小。因此，低WER的操作特性极其重要。
利用具有大的层叠亚铁钉扎结构的耦合场的装置实现低WER的原因如下。
在STT-MRAM中，当写入信息时使用自旋力矩。力矩的效应主要通过存储层14来观察；然而，影响磁化固定层12。此时，当装置在尺寸方面较大时，存储层14和磁化固定层12的磁化相对于热波动维持高稳定性，以致通过磁化固定层12接收的自旋力矩的效应可被忽略。
然而，当装置尺寸例如为50nm或更小时，热波动的效应和自旋力矩的效应相互叠加，以致通过磁化固定层12接收的自旋力矩不可被忽略。
特别地，在低WER的区域中，通过磁化固定层12接收的自旋力矩的效应明显，并且如果磁化固定层12的层叠亚铁钉扎结构的耦合场未被足够增强，那么会以操作电压的增大(即，功耗的增大)以及储存操作的可靠性的降低的形式看到反转效应。
因此，当具有使用添加1at％～10at％的Y的Co-Pt的磁化固定层，并且利用具有层叠亚铁钉扎结构的高耦合场的装置时，可以稍微阻止磁化固定层12接收的自旋力矩的效应，以致估计低WER中的储存操作电压可被抑制成较低。
基于以上实验结果，磁化固定层12的不与绝缘层接触的磁性材料被假定为利用Pt和Co的层叠结构或合金，并且被假定为向其施加有Y的利用Pt和Co的层叠结构或合金。在层叠亚铁钉扎结构中具有比当利用Co-Pt单一材料时更高的耦合场的储存元件中，使信息写入操作稳定，而不损失电阻变化率。
特别地，理想的是Y元素的添加量为12at％(原子百分比)或更小。根据图7A中所示的实验结果，在层叠亚铁钉扎结构中，在Y添加量为12at％或更小的范围中比当不添加Y时获得更高的耦合场。
此外，理想的是Y元素的添加量为1at％～10at％。在层叠亚铁钉扎结构中，当Y的添加量在1at％～10at％的范围中时，能够获得更高的耦合场，并且能够获得理想的电阻变化率。这也适用于WER。
尽管已经示出了添加Y的CoPt/Ru/CoFeB的构造的磁化固定层12中的实验结果，不过磁化固定层12可以采用图8A-8E中所示的构造。
图8A示出和图4A中一样的存储元件3的结构。在这种情况下，在图8B-8E中例示了磁化固定层12的其它结构。
图8B是当从中间层13侧看时，顺序地具有铁磁性层12A-1和12A-2、非磁性层12B和铁磁性层12A-3的构造示例。
将铁磁性层12A-1设定为CoFeB，将铁磁性层12A-2设定为添加Y的CoPt，将非磁性层12B设定为Ru，并且将铁磁性层12A-3设定为CoPt。
图8C是和图8B中一样从中间层13侧依次具有铁磁性层12A-1和12A-2、非磁性层12B和铁磁性层12A-3的构造示例，并且在这种情况下，是将铁磁性层12A-2和12A-3两者设定为添加Y的CoPt的示例。
图8D是其中从中间层13侧依次交替层叠铁磁性层和非磁性层(诸如铁磁性层12A-1、非磁性层12B-1、铁磁性层12A-2、非磁性层12B-2、铁磁性层12A-3)的构造示例。
将铁磁性层12A-1设定为CoFeB，将铁磁性层12A-2设定为添加Y的CoPt，将非磁性层12B设定为Ru，并且将铁磁性层12A-3设定为CoPt。
图8E是和图8D中一样，其中从中间层13侧按顺序交替层叠铁磁性层和非磁性层(诸如铁磁性层12A-1、非磁性层12B-1、铁磁性层12A-2、非磁性层12B-2和铁磁性层12A-3)的构造示例。在这种情况下，将铁磁性层12A-2和12A-3两者设定为添加Y的CoPt。
在这些示例中，非磁性层12B-1也可采取Ta、Nb、Cr、W、Mo、V、Hf、Zr、Ti等的构造。
另外，代替作为非磁性层12B和12B-2的Ru，可以使用Os、Rh、Ir、Cu、Ag、Au、Re、V、Nb、Ta、Cr、Mo和W的单一材料、两种或更多种类型的元素的层叠膜、或者合金。
在图8A-8E中的示例中，磁化固定层12具有由至少两层铁磁性层和一个非磁性层制成的层叠亚铁钉扎结构，并且磁化固定层12中的不与中间层13接触的磁性材料是通过向利用Pt和Co的层叠结构或合金添加Y制成的材料。因此，通过增大磁化固定层12的层叠亚铁钉扎结构的耦合场，降低由自旋力矩波动引起的写入错误的可能性，而不牺牲电阻变化率。结果，能够增大微型装置中的储存器的信息写入操作的稳定性。
在上述实施例中，描述了磁化固定层12中的磁性材料的示例，该磁性材料是利用Pt和Co的层叠结构或合金，并且包括Y；然而，可以提供Pt、Co和Y的层叠结构作为对应于磁性材料的示例的结构。即，在图4A和4B的铁磁性层12c或者图8B-8E的铁磁性层12A-2、12A-3等中，考虑其中层叠Pt层、Y层和Co层的结构。
此外，考虑使用作为利用Pt和Co的层叠结构或合金并且包括Y的磁性材料，来作为与中间层13接触的磁性材料。
<4.变形例>
尽管上面已经描述了本技术的实施例，不过本技术不限于通过以上描述例示的具体示例。
例如，作为诸如TMR元件之类的磁阻效应元件的构造，描述了按照本技术的实施例的存储元件的结构，诸如像TMR元件的磁阻效应元件不仅可以是上述存储装置，而且还可以是各种电子设备、电气设备等(诸如磁头、配备这种磁头的硬盘驱动器、集成电路芯片)、各种电子装置(诸如个人计算机、移动终端、移动电话、磁性传感器装备、电气装备等)。
图9A和9B示出其中把利用上述存储元件3的结构的磁阻效应元件101应用于复合磁头100的示例。注意，图9A是已被部分切去以示出内部结构的复合磁头100的透视图，而图9B是复合磁头100的横截面图。
复合磁头100是用在硬盘装置等中的磁头，并且具有在基板122上形成的按照本公开的实施例的磁阻效应式磁头，并且具有使得层叠在磁阻效应式磁头上而形成的感应磁头。这里，磁阻效应式磁头起再现头的作用，而感应磁头起记录头的作用。即，复合磁头100是通过组合再现头和记录头而构造的。
嵌入复合磁头100中的磁阻效应式磁头是所谓的“屏蔽式MR头”，并且包括通过绝缘层123在基板122上形成的第一磁屏蔽125、通过绝缘层123在第一磁屏蔽125上形成的磁阻效应元件101和通过绝缘层123在磁阻效应元件101上形成的第二磁屏蔽127。绝缘层123由诸如Al2O3、SiO2之类的绝缘材料制成。
第一磁屏蔽125磁屏蔽磁阻效应元件101的下层侧，并且由诸如Ni-Fe之类的软磁材料制成。磁阻效应元件101通过绝缘层123在第一磁屏蔽125上形成。
磁阻效应元件101在磁阻效应式磁头中起从磁记录介质检测磁信号的磁感测元件的作用。磁阻效应元件101具有与上述存储元件3相同的膜构造(分层结构)。
磁阻效应元件101是按大体矩形的形状形成的，一个侧面暴露于磁记录介质的对向表面。随后，在磁阻效应元件101的两端处布置偏压层128和129。另外，形成连接到偏压层128和129的连接端子130和131。通过连接端子130和131向磁阻效应元件101供给感测电流。
此外，通过绝缘层123在偏压层128和129上设置第二磁屏蔽127。
使得层叠(通过层叠形成)于如上所述的磁阻效应式磁头上而形成的感应磁头包括由第二磁屏蔽127和上层核心132制成的磁芯和使得缠绕所述磁芯形成的薄膜线圈133。
上层核心132连同第二磁屏蔽127一起形成闭合磁路，变成感应磁头的磁芯，并且由诸如Ni-Fe等之类44的软磁材料制成。这里，第二磁屏蔽127和上层核心132的前端部分暴露于磁记录介质的对向表面，并且在它们的后端部分相互接触地形成第二磁屏蔽127和上层核心132。这里，在磁记录介质的对向表面处，使得第二磁屏蔽127和上层核心132中间彼此隔开预定间隙地形成第二磁屏蔽127和上层核心132的前端部分。
即，在复合磁头100中，第二磁屏蔽127不仅磁屏蔽磁阻效应元件126的上层侧，而且还充当感应磁头的磁芯，以使感应磁头的磁芯被构造成具有第二磁屏蔽127和上层核心132。随后，间隙g变成感应磁头的记录磁隙。
此外，在第二磁屏蔽127上形成嵌入绝缘层123中的薄膜线圈133。这里，使得缠绕由第二磁屏蔽127和上层核心132制成的磁芯地形成薄膜线圈133。尽管未图示，不过薄膜线圈133的两端部分暴露于外侧，并且在薄膜线圈133的两端形成的端子成为感应磁头的外部连接端子。即，当在磁记录介质上记录磁信号时，从这些外部连接端子向薄膜线圈133供给记录电流。
如上所述，作为按照本技术的实施例的存储元件的层叠结构能够用作用于磁记录介质的再现头，即，作为从磁记录介质检测磁信号的磁感测元件。
通过把作为按照本技术的实施例的存储元件的层叠结构应用于磁头，能够实现具有极好稳定性的高度可靠的磁头。
尽管在至此的描述中，已经例示了由基础层11/磁化固定层12/中间层13/存储层14/和覆盖层15制成的存储元件3的结构，不过作为按照本技术的实施例的存储元件(和磁头)，也可采用如存储元件3'的结构，其中如图10中所示，像基础层11/下磁化固定层12L/下中间层13L/存储层14/上中间层13U/上磁化固定层12U/覆盖层15的在存储层14的下部和上部划分并布置磁化固定层12。
图10中示出了下磁化固定层12L的磁化M12的方向和上磁化固定层12U的磁化M12U的方向两者。然而，在这种情况下，磁化M12L和M12U的方向彼此相反。
此外，在这种情况下，下中间层13L和上中间层13U是按照与中间层13相同的方式由MgO之类的氧化膜制成的。
即使利用其中按照这种方式把磁化固定层12布置成划分为下部/上部的构造，磁化固定层12的下部和上部也采用与如前述的磁化固定层12相同的结构，即，其中磁化固定层12的磁性材料之中的不与中间层(13U和13L)接触的磁性材料是利用Pt和Co的层叠结构或合金，并且是添加Y的磁性材料，并且与当利用Co-Pt单一材料时相比，层叠亚铁钉扎结构的结合强度被增大的储存元件的结构，并且从而能够按照相同的方式获得改进储存操作稳定性的效果。
另外，尽管在上面的描述中已经例示了存储层14和磁化固定层12的CoFeB成分彼此相同的情况，不过在不脱离本技术的主旨的范围内，所述成分可具有各种其它构造。
尽管与中间层13接触的磁化固定层12的铁磁性层12a和12A-1是CoFeB单层，不过在不存在耦合场的显著下降的范围中，可以添加元素和氧化物。
可以例示Ta、Hf、Nb、Zr、Cr、Ti、V和W作为待添加的元素，并且可以例示MgO、AlO和SiO2作为氧化物。
另外，磁化固定层12不限于层叠亚铁磁结构。
基础层11和覆盖层15可以是单一材料或多种材料的层叠结构。
本技术也可应用于所谓的“顶部层叠亚铁式STT-MRAM”，并且在这种情况下，通过利用添加Y的Co-Pt，可按照相同的方式获得改进储存操作稳定性的效果。
本说明书中描述的效果仅仅是例证，并且不局限于此，并且可无限制地存在其它效果。
另外，也可如下构造本技术。
(1)一种存储元件，包括：
分层结构，所述分层结构包括具有垂直于膜表面的磁化、并且其中磁化的方向随信息而改变的存储层，具有充当存储在存储层中的信息的参照、并垂直于膜表面的磁化的磁化固定层，和
设置在所述存储层与磁化固定层之间、并且由非磁性材料制成的中间层，
其中通过沿所述分层结构的层叠方向注入自旋极化电子，改变存储层的磁化的方向，并且把信息存储在存储层中，
磁化固定层具有由至少两个铁磁性层和一个非磁性层制成的层叠亚铁磁性结构，并且
作为利用Pt和Co的层叠结构或合金、并且包含Y的磁性材料用作所述磁化固定层中的磁性材料。
(2)按照(1)所述的存储元件，其中被假定为利用Pt和Co的层叠结构或合金、并且包含Y的磁性材料用作磁化固定层中的不与中间层接触的磁性材料。
(3)按照(2)所述的存储元件，其中Y元素的添加量为12at％或更小。
(4)按照(2)或(3)任意之一所述的存储元件，其中Y元素的添加量为1at％～10at％。
(5)按照(2)-(4)任意之一所述的存储元件，其中在磁化固定层中，与中间层接触的磁性材料被构造成具有CoFeB磁性层。
(6)一种存储元件，包括：
分层结构，所述分层结构包括具有垂直于膜表面的磁化、并且其中磁化的方向随信息而改变的存储层，具有充当存储在存储层中的信息的参照、并且垂直于膜表面的磁化的磁化固定层，和
设置在所述存储层与磁化固定层之间、并且由非磁性材料制成的中间层，
其中通过沿所述分层结构的层叠方向注入自旋极化电子，改变存储层的磁化的方向，并且把信息存储在存储层中，并且
作为利用Pt和Co的层叠结构或合金、并且包含Y的磁性材料用作所述磁化固定层中的磁性材料。
(7)按照(6)所述的存储元件，其中Y元素的添加量为12at％或更小。
(8)按照(6)或(7)所述的存储元件，其中Y元素的添加量为1at％～10at％。
(9)一种存储装置，包括：
通过磁性材料的磁化状态保持信息的存储元件，和
彼此相交的两种类型的布线，
其中所述存储元件包括
包括存储元件的分层结构，所述存储元件包括分层结构，所述分层结构包括具有垂直于膜表面的磁化、并且其中磁化的方向随信息而被改变的存储层，
具有充当存储在存储层中的信息的参照、并垂直于膜表面的磁化的磁化固定层，和
设置在所述存储层与磁化固定层之间、并且由非磁性材料制成的中间层，
其中通过沿所述分层结构的层叠方向注入自旋极化电子，改变存储层的磁化的方向，并且把信息存储在存储层中，
磁化固定层具有由至少两个铁磁性层和一个非磁性层制成的层叠亚铁磁性结构，
作为利用Pt和Co的层叠结构或合金、并且包含Y的磁性材料用作所述磁化固定层中的磁性材料，
存储元件被布置在两种类型的布线之间，并且
沿层叠方向的电流通过所述两种类型的布线流向存储元件，并且注入自旋极化电子。
(10)一种磁头，包括：
分层结构，所述分层结构包括具有垂直于膜表面的磁化、并且其中磁化的方向随信息而改变的存储层，
具有充当存储在存储层中的信息的参照、并垂直于膜表面的磁化的磁化固定层，和
设置在所述存储层与磁化固定层之间、并且由非磁性材料制成的中间层，
其中通过沿所述分层结构的层叠方向注入自旋极化电子，改变存储层的磁化的方向，
磁化固定层具有由至少两个铁磁性层和一个非磁性层制成的层叠亚铁磁性结构，并且
作为利用Pt和Co的层叠结构或合金、并且包含Y的磁性材料用作所述磁化固定层中的磁性材料。
(11)一种具有分层结构并被构造为存储信息的存储元件，所述存储元件包含：
包括垂直于分层结构的膜表面的存储磁化的存储部分，其中所述存储磁化的方向被构造成随信息而改变，
包括充当存储磁化的参照的参照磁化的固定磁化部分，和
设置在存储部分与固定磁化部分之间、并且由非磁性材料制成的中间部分，
其中固定磁化部分包括层叠的亚铁磁性结构，该结构包括第一铁磁性层、第二铁磁性层和非磁性层，并且
固定磁化部分包括第一磁性材料，所述第一磁性材料是包含Pt、Co和Y的层叠结构或合金。
(12)按照(11)所述的存储元件，
其中第一铁磁性层包括第一磁性材料，并且不与中间部分接触。
(13)按照(12)所述的存储元件，
其中第一磁性材料中的Y元素的量为12at％或者更小。
(14)按照(12)所述的存储元件，
其中第一磁性材料中的Y元素的量为1at％～10at％。
(15)按照(12)所述的存储元件，
其中第二铁磁性层包括含有CoFeB的第二磁性材料，第二铁磁性层与中间部分接触。
(16)按照(11)所述的存储元件，
其中存储磁化的磁化方向被构造为通过沿分层结构的层叠方向注入自旋极化电子而改变，以把信息存储在存储部分上。
(17)按照(11)所述的存储元件，
其中存储部分、中间部分和固定磁化部分分别包含沿分层结构的层叠方向排列的一层或多层。
(18)按照(17)所述的存储元件，
其中固定磁化部分的第一铁磁性层、非磁性层和第二铁磁性层沿层叠方向排列，并且其中第一铁磁性层包括Y-CoPt，非磁性层包括Ru，第二铁磁性层包括CoFeB。
(19)按照(11)所述的存储元件，
还包括在存储部分上的覆盖部分，
其中所述覆盖部分包括沿分层结构的层叠方向排列的第一覆盖部分层和第二覆盖部分层，并且其中第一覆盖部分层包括Ru，第二覆盖部分层包括Ta。
(20)按照(11)所述的存储元件，
其中第二铁磁性层包括CoFeB。
(21)按照(17)所述的存储元件，
其中固定磁化部分包含第三铁磁性层，非磁性层、第一铁磁性层和第二铁磁性层沿层叠方向排列，并且其中第三铁磁性层包括CoPt或Y-CoPt，非磁性层包括Ru，第一铁磁性层包括Y-CoPt，第二铁磁性层包括CoFeB。
(22)按照(11)所述的存储元件，还包括：
位于第一铁磁性层和第二铁磁性层之间的第二非磁性层。
(23)一种具有分层结构并被构造为存储信息的存储元件，所述存储元件包含：
包括垂直于分层结构的膜表面的存储磁化的存储部分，
其中所述存储磁化的方向被构造成随信息而改变，
包括充当存储磁化的参照的参照磁化的固定磁化部分，和
设置在存储部分与固定磁化部分之间、并且由非磁性材料制成的中间部分，
其中固定磁化部分包括作为包含Pt、Co和Y的层叠结构或合金的第一磁性材料。
(24)按照(23)所述的存储元件，
其中第一磁性材料中的Y元素的量为12at％或更小。
(25)按照(23)所述的存储元件，
其中第一磁性材料中的Y元素的量为1at％～10at％。
(26)按照(23)所述的存储元件，
其中存储部分、中间部分和固定磁化部分分别包含沿分层结构的层叠方向排列的一层或多层。
(27)按照(26)所述的存储元件，
其中固定磁化部分的第一铁磁性层、非磁性层和第二铁磁性层沿层叠方向排列，并且其中第一铁磁性层包括Y-CoPt，非磁性层包括Ru，第二铁磁性层包括CoFeB。
(28)按照(23)所述的存储元件，
其中第二铁磁性层包括CoFeB。
(29)一种存储装置，包括：
按照(11)所述的存储元件；和
彼此相交的两种类型的布线，
其中
沿分层结构的层叠方向的电流通过所述两种类型的布线流向存储元件，并且注入自旋极化电子。
(30)一种存储装置，包括：
按照(23)所述的存储元件；和
彼此相交的两种类型的布线，
其中
沿分层结构的层叠方向的电流通过所述两种类型的布线流向存储元件，并且注入自旋极化电子。
本领域的技术人员应理解，取决于设计要求和其它因素，可以出现各种修改、组合、子组合和变更，只要它们在所附的权利要求或其等同物的范围之内。
附图标记列表
1栅电极
2元件分离层
3,3'存储元件
4接触层
6位线
7源极区
8漏极区
9布线
10半导体基板
11基础层
12磁化固定层
12L下磁化固定层
12U上磁化固定层
13中间层
13L下中间层
13U上中间层
14存储层
15覆盖层

Claims (20)

1.一种具有分层结构并被构造为存储信息的存储元件，所述存储元件包含：
包括垂直于分层结构的膜表面的存储磁化的存储部分，其中所述存储磁化的方向被构造成随信息而改变，
包括充当存储磁化的参照的参照磁化的固定磁化部分，和
设置在存储部分与固定磁化部分之间、并且由非磁性材料制成的中间部分，
其中固定磁化部分包括层叠的亚铁磁性结构，该结构包括第一铁磁性层、第二铁磁性层和非磁性层，并且
固定磁化部分包括第一磁性材料，所述第一磁性材料是包含Pt、Co和Y的层叠结构或合金。
2.按照权利要求1所述的存储元件，
其中第一铁磁性层包括第一磁性材料，并且不与中间部分接触。
3.按照权利要求2所述的存储元件，
其中第一磁性材料中的Y元素的量为12at％或者更小。
4.按照权利要求2所述的存储元件，
其中第一磁性材料中的Y元素的量为1at％～10at％。
5.按照权利要求2所述的存储元件，
其中第二铁磁性层包括含有CoFeB的第二磁性材料，第二铁磁性层与中间部分接触。
6.按照权利要求1所述的存储元件，
其中存储磁化的磁化方向被构造为通过沿分层结构的层叠方向注入自旋极化电子而改变，以把信息存储在存储部分上。
7.按照权利要求1所述的存储元件，
其中存储部分、中间部分和固定磁化部分分别包含沿分层结构的层叠方向排列的一层或多层。
8.按照权利要求7所述的存储元件，
其中固定磁化部分的第一铁磁性层、非磁性层和第二铁磁性层沿层叠方向排列，并且其中第一铁磁性层包括Y-CoPt，非磁性层包括Ru，第二铁磁性层包括CoFeB。
9.按照权利要求1所述的存储元件，
还包括在存储部分上的覆盖部分，
其中所述覆盖部分包括沿分层结构的层叠方向排列的第一覆盖部分层和第二覆盖部分层，并且其中第一覆盖部分层包括Ru，第二覆盖部分层包括Ta。
10.按照权利要求1所述的存储元件，
其中第二铁磁性层包括CoFeB。
11.按照权利要求7所述的存储元件，
其中固定磁化部分包含第三铁磁性层，非磁性层、第一铁磁性层和第二铁磁性层沿层叠方向排列，并且其中第三铁磁性层包括CoPt或Y-CoPt，非磁性层包括Ru，第一铁磁性层包括Y-CoPt，第二铁磁性层包括CoFeB。
12.按照权利要求11所述的存储元件，还包括：
位于第一铁磁性层和第二铁磁性层之间的第二非磁性层。
13.一种具有分层结构并被构造为存储信息的存储元件，所述存储元件包含：
包括垂直于分层结构的膜表面的存储磁化的存储部分，
其中所述存储磁化的方向被构造成随信息而改变，
包括充当存储磁化的参照的参照磁化的固定磁化部分，和
设置在存储部分与固定磁化部分之间、并且由非磁性材料制成的中间部分，
其中固定磁化部分包括作为包含Pt、Co和Y的层叠结构或合金的第一磁性材料。
14.按照权利要求13所述的存储元件，
其中第一磁性材料中的Y元素的量为12at％或更小。
15.按照权利要求13所述的存储元件，
其中第一磁性材料中的Y元素的量为1at％～10at％。
16.按照权利要求13所述的存储元件，
其中存储部分、中间部分和固定磁化部分分别包含沿分层结构的层叠方向排列的一层或多层。
17.按照权利要求16所述的存储元件，
其中固定磁化部分的第一铁磁性层、非磁性层和第二铁磁性层沿层叠方向排列，并且其中第一铁磁性层包括Y-CoPt，非磁性层包括Ru，第二铁磁性层包括CoFeB。
18.按照权利要求13所述的存储元件，
其中第二铁磁性层包括CoFeB。
19.一种存储装置，包括：
按照权利要求1所述的存储元件；和
彼此相交的两种类型的布线，
其中
沿分层结构的层叠方向的电流通过所述两种类型的布线流向存储元件，并且注入自旋极化电子。
20.一种存储装置，包括：
按照权利要求13所述的存储元件；和
彼此相交的两种类型的布线，
其中
沿分层结构的层叠方向的电流通过所述两种类型的布线流向存储元件，并且注入自旋极化电子。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107819068A (zh) * 2016-09-14 2018-03-20 东芝存储器株式会社 半导体装置及其制造方法
CN109075252A (zh) * 2016-04-20 2018-12-21 索尼公司 磁存储元件
CN109196675A (zh) * 2017-02-28 2019-01-11 Tdk株式会社 铁磁性多层膜、磁阻效应元件以及制造铁磁性多层膜的方法
CN109564896A (zh) * 2016-08-26 2019-04-02 索尼公司 磁阻元件和电子设备
CN109768156A (zh) * 2017-11-10 2019-05-17 台湾积体电路制造股份有限公司 磁性随机存取存储器及其制造方法
CN113517015A (zh) * 2021-04-29 2021-10-19 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种实现存储单元多级存储的方法及装置

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102451098B1 (ko) 2015-09-23 2022-10-05 삼성전자주식회사 자기 메모리 장치 및 이의 제조 방법
KR20180098248A (ko) * 2015-11-18 2018-09-03 고쿠리츠 다이가쿠 호진 도호쿠 다이가쿠 자기 터널 접합 소자 및 자기 메모리
US10490732B2 (en) 2016-03-11 2019-11-26 Toshiba Memory Corporation Magnetic memory device with sidewall layer containing boron and manufacturing method thereof
US11081641B2 (en) 2017-01-18 2021-08-03 Tohoku University Magnetoresistance effect element, magnetic memory, and method for manufacturing magnetoresistance effect element
US9911483B1 (en) 2017-03-21 2018-03-06 International Business Machines Corporation Thermally-assisted spin transfer torque memory with improved bit error rate performance
JP2019054095A (ja) 2017-09-14 2019-04-04 東芝メモリ株式会社 磁気抵抗素子

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070297220A1 (en) * 2006-06-22 2007-12-27 Masatoshi Yoshikawa Magnetoresistive element and magnetic memory
CN101266831A (zh) * 2007-03-15 2008-09-17 索尼株式会社 存储元件和存储器
US20090251951A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-08 Masatoshi Yoshikawa Magnetoresistive element and magnetic random access memory
US20100080050A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistive effect device and magnetic memory
CN102376873A (zh) * 2010-08-19 2012-03-14 索尼公司 磁存储器元件
US8374025B1 (en) * 2007-02-12 2013-02-12 Avalanche Technology, Inc. Spin-transfer torque magnetic random access memory (STTMRAM) with laminated free layer

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6130814A (en) 1998-07-28 2000-10-10 International Business Machines Corporation Current-induced magnetic switching device and memory including the same
JP2003017782A (ja) 2001-07-04 2003-01-17 Rikogaku Shinkokai キャリヤスピン注入磁化反転型磁気抵抗効果膜と該膜を用いた不揮発性メモリー素子及び該素子を用いたメモリー装置
JP2008028362A (ja) * 2006-06-22 2008-02-07 Toshiba Corp 磁気抵抗素子及び磁気メモリ
US20090218645A1 (en) * 2007-02-12 2009-09-03 Yadav Technology Inc. multi-state spin-torque transfer magnetic random access memory
DE102007007874A1 (de) * 2007-02-14 2008-08-21 Evonik Degussa Gmbh Verfahren zur Herstellung höherer Silane
JP5203871B2 (ja) * 2008-09-26 2013-06-05 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070297220A1 (en) * 2006-06-22 2007-12-27 Masatoshi Yoshikawa Magnetoresistive element and magnetic memory
US8374025B1 (en) * 2007-02-12 2013-02-12 Avalanche Technology, Inc. Spin-transfer torque magnetic random access memory (STTMRAM) with laminated free layer
CN101266831A (zh) * 2007-03-15 2008-09-17 索尼株式会社 存储元件和存储器
US20090251951A1 (en) * 2008-03-27 2009-10-08 Masatoshi Yoshikawa Magnetoresistive element and magnetic random access memory
US20100080050A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistive effect device and magnetic memory
CN102376873A (zh) * 2010-08-19 2012-03-14 索尼公司 磁存储器元件

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11430497B2 (en) 2016-04-20 2022-08-30 Sony Corporation Magnetic storage element
CN109075252A (zh) * 2016-04-20 2018-12-21 索尼公司 磁存储元件
CN109564896A (zh) * 2016-08-26 2019-04-02 索尼公司 磁阻元件和电子设备
CN109564896B (zh) * 2016-08-26 2024-02-20 索尼公司 磁阻元件和电子设备
CN107819068A (zh) * 2016-09-14 2018-03-20 东芝存储器株式会社 半导体装置及其制造方法
CN107819068B (zh) * 2016-09-14 2020-06-23 东芝存储器株式会社 半导体装置及其制造方法
US11201189B2 (en) 2016-09-14 2021-12-14 Toshiba Memory Corporation Semiconductor device having rare earth oxide layer and method of manufacturing the same
CN109196675B (zh) * 2017-02-28 2022-08-23 Tdk株式会社 铁磁性多层膜、磁阻效应元件以及制造铁磁性多层膜的方法
CN109196675A (zh) * 2017-02-28 2019-01-11 Tdk株式会社 铁磁性多层膜、磁阻效应元件以及制造铁磁性多层膜的方法
CN109768156A (zh) * 2017-11-10 2019-05-17 台湾积体电路制造股份有限公司 磁性随机存取存储器及其制造方法
CN109768156B (zh) * 2017-11-10 2022-11-29 台湾积体电路制造股份有限公司 磁性随机存取存储器及其制造方法
CN113517015A (zh) * 2021-04-29 2021-10-19 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种实现存储单元多级存储的方法及装置
CN113517015B (zh) * 2021-04-29 2024-05-14 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种实现存储单元多级存储的方法及装置

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