JP2003229544A - Magnetic storage - Google Patents

Magnetic storage

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JP2003229544A
JP2003229544A JP2002026931A JP2002026931A JP2003229544A JP 2003229544 A JP2003229544 A JP 2003229544A JP 2002026931 A JP2002026931 A JP 2002026931A JP 2002026931 A JP2002026931 A JP 2002026931A JP 2003229544 A JP2003229544 A JP 2003229544A
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Takeharu Kuroiwa
丈晴 黒岩
Yutaka Takada
裕 高田
Koichiro Inomata
浩一郎 猪俣
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  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic storage that can achieve a sufficiently high S/N ratio, a fine cell area, and low electric power consumption. <P>SOLUTION: The magnetic storage has two tunnel magnetoresistance effect elements 1a and 1b that are laminated each other so that activation can be detected. The respective tunnel magnetic resistance effect elements 1a and 1b have sticking layers 11a and 11b where a magnetization direction is fixed, recording layers 13a and 13b where the magnetization direction is changed by injecting an electron that is subjected to spin polarization, and tunnel insulating layers 12a and 12b that are arranged between the sticking layers 11a and 11b and the recording layers 13a and 13b. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記憶装置に関
し、具体的には、トンネル磁気抵抗効果によりデータを
記憶する磁気記憶装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic storage device, and more particularly to a magnetic storage device that stores data by the tunnel magnetoresistive effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気抵抗(MR:magnetoresistive)効
果は、磁性体に磁界を加えることにより電気抵抗が変化
する現象であり、磁界センサや磁気ヘッドなどに利用さ
れている。近年、非常に大きな磁気抵抗効果を示す巨大
磁気抵抗(GMR:giant magnetoresistance)効果材
料として、Fe/Cr、Co/Cuなどの人工格子膜な
どがたとえば以下の文献1および文献2で見出されてい
る。
2. Description of the Related Art The magnetoresistive (MR) effect is a phenomenon in which electric resistance changes when a magnetic field is applied to a magnetic body, and is used in magnetic field sensors, magnetic heads and the like. In recent years, artificial giant lattice films such as Fe / Cr and Co / Cu have been found in, for example, the following Documents 1 and 2 as giant magnetoresistance (GMR) effect materials exhibiting a very large magnetoresistance effect. There is.

【0003】文献1:D.H. Mosca et al.,“Oscillator
y interlayer coupling and giantmagnetoresistance i
n Co/Cu multilayers”, Journal of Magnetism and Ma
gnetic Materials 94 (1991) pp.L1-L5 文献2:S.S.P.Parkin et al.,“Oscillatory Magnetic
Exchange Coupling through Thin Copper Layers”, P
hysical Review Letters, vol.66, No.16, 22April 199
1, pp.2152-2155 また、強磁性層間の交換結合作用がなくなる程度に厚い
非磁性金属層を持つ強磁性層/非磁性層/強磁性層/反
強磁性層からなる構造により、強磁性層/反強磁性層を
交換結合させて、その強磁性層の磁気モーメントを固定
し、他方の強磁性層のスピンのみを外部磁場で容易に反
転できるようにした、いわゆるスピンバルブ膜が知られ
ている。反強磁性体としては、FeMn、IrMn、P
tMnなどが用いられている。この場合、2つの強磁性
層間の交換結合が弱く小さな磁場でスピンが反転できる
ので、上記交換結合膜に比べて高感度の磁気抵抗素子を
提供できることから、高密度磁気記録用再生ヘッドとし
て用いられている。上記のスピンバルブ膜は、膜面内方
向に電流を流すことで用いられる。
Reference 1: DH Mosca et al., “Oscillator
y coupling coupling and giant magnetoresistance i
n Co / Cu multilayers ”, Journal of Magnetism and Ma
gnetic Materials 94 (1991) pp.L1-L5 Reference 2: SSPParkin et al., “Oscillatory Magnetic
Exchange Coupling through Thin Copper Layers ”, P
hysical Review Letters, vol.66, No.16, 22April 199
1, pp.2152-2155 In addition, the structure consisting of a ferromagnetic layer / nonmagnetic layer / ferromagnetic layer / antiferromagnetic layer having a nonmagnetic metal layer that is thick enough to eliminate the exchange coupling between ferromagnetic layers causes A so-called spin valve film is known, in which the layer / antiferromagnetic layer is exchange-coupled to fix the magnetic moment of the ferromagnetic layer and only the spin of the other ferromagnetic layer can be easily inverted by an external magnetic field. ing. As the antiferromagnetic material, FeMn, IrMn, P
tMn or the like is used. In this case, since the exchange coupling between the two ferromagnetic layers is weak and the spin can be reversed in a small magnetic field, a magnetoresistive element having a higher sensitivity than that of the above exchange coupling film can be provided, and thus it is used as a reproducing head for high-density magnetic recording. ing. The spin valve film is used by passing an electric current in the in-plane direction.

【0004】一方、膜面に対して垂直方向に電流を流す
垂直磁気抵抗効果を利用すると、さらに大きな磁気抵抗
効果が得られることが、たとえば以下の文献3から知ら
れている。
On the other hand, it is known, for example, from the following Document 3 that a larger magnetoresistive effect can be obtained by utilizing the perpendicular magnetoresistive effect of passing a current in a direction perpendicular to the film surface.

【0005】文献3:W.P.Pratt et al.,“Perpendicul
ar Giant Magnetoresistances of Ag/Co Multilayer
s”, Physical Review Letters, vol.66, No.23, 10 Ju
ne 1991, pp.3060-3063 さらには、強磁性層/絶縁層/強磁性層からなる3層膜
において、外部磁場によって2つの強磁性層のスピンを
互いに平行あるいは反平行にすることにより、膜面垂直
方向のトンネル電流の大きさが異なることを利用した、
強磁性トンネル接合によるトンネル磁気抵抗(TMR:
tunneling magneto-resistive)効果も、たとえば以下
の文献4から知られている。
Reference 3: WPPratt et al., “Perpendicul
ar Giant Magnetoresistances of Ag / Co Multilayer
s ”, Physical Review Letters, vol.66, No.23, 10 Ju
ne 1991, pp.3060-3063 Furthermore, in a three-layer film consisting of a ferromagnetic layer / insulating layer / ferromagnetic layer, the spins of the two ferromagnetic layers are made parallel or antiparallel to each other by an external magnetic field. Utilizing the fact that the tunnel current in the direction perpendicular to the plane is different,
Tunnel Magnetoresistance (TMR: Ferromagnetic Tunnel Junction)
The tunneling magneto-resistive) effect is also known, for example, from Document 4 below.

【0006】文献4:T. Miyazaki et al.,“Giant mag
netic tunneling effect in Fe/Al2O3/Fe junction”,
Journal of Magnetism and Magnetic Materials 139 (1
995), pp.L231-L241 近年、GMRおよびTMR素子を、不揮発性磁気記憶半
導体装置(MRAM:magnetic random access memor
y)に利用することが、たとえば以下の文献5および文
献6にて研究されている。
Reference 4: T. Miyazaki et al., “Giant mag
netic tunneling effect in Fe / Al 2 O 3 / Fe junction ”,
Journal of Magnetism and Magnetic Materials 139 (1
995), pp.L231-L241 In recent years, GMR and TMR elements have been incorporated into nonvolatile magnetic memory semiconductor devices (MRAM: magnetic random access memory).
Utilization for y) has been studied, for example, in References 5 and 6 below.

【0007】文献5:S.Tehrani et al.,“High densit
y submicron magnetoresistive random access memory
(invited)”, Journal of Applied Physics, vol.85, N
o.8,15 April 1999, pp.5822-5827 文献6:S.S.P.Parkin et al.,“Exchange-biased magn
etic tunnel junctions and application to nonvolati
le magnetic random access memory (invited)”, Jour
nal of Applied Physics, vol.85, No.8, 15 April 199
9, pp.5828-5833 この場合、保磁力の異なる2つの強磁性層で非磁性金属
層を挟んだ擬スピンバルブ素子や強磁性トンネル効果素
子が検討されている。MRAMへ利用する場合にはこれ
らの素子をマトリックス状に配置し、別に設けた配線に
電流を流して磁界を印加し、各素子を構成する2つの磁
性層を互いに平行、反平行に制御することにより、
“1”、“0”が記録される。読出しはGMRやTMR
効果を利用して行なわれる。
Reference 5: S. Tehrani et al., “High densit
y submicron magnetoresistive random access memory
(invited) ”, Journal of Applied Physics, vol.85, N
o.8,15 April 1999, pp.5822-5827 Reference 6: SSP Parkin et al., “Exchange-biased magn
etic tunnel junctions and application to nonvolati
le magnetic random access memory (invited) ”, Jour
nal of Applied Physics, vol.85, No.8, 15 April 199
9, pp.5828-5833 In this case, a pseudo-spin valve element or a ferromagnetic tunnel effect element in which a non-magnetic metal layer is sandwiched between two ferromagnetic layers having different coercive forces has been studied. When used for MRAM, these elements should be arranged in a matrix, and a magnetic field should be applied by passing an electric current through a separate wiring to control the two magnetic layers forming each element in parallel or antiparallel. Due to
"1" and "0" are recorded. Readout is GMR or TMR
It is done using the effect.

【0008】MRAMにおいては、GMR効果に対しT
MR効果を利用した方が低消費電力であるから、主とし
てTMR素子を用いることが検討されている。TMR素
子を利用したMRAMは、室温でMR変化率が20%以
上と大きく、かつトンネル接合における抵抗が大きいの
で、より大きな出力電圧が得られること、また読出し時
にスピン反転をする必要がなく、それだけ小さい電流で
読出しが可能であることなどの特徴があり、高速書込み
・読出し可能な低消費電力型の不揮発性半導体記憶装置
として期待されている。
In the MRAM, the T is against the GMR effect.
Since using the MR effect consumes less power, it has been mainly studied to use a TMR element. Since the MRAM using the TMR element has a large MR change rate of 20% or more at room temperature and a large resistance in the tunnel junction, a larger output voltage can be obtained, and spin reversal is not required at the time of reading. It is characterized by being readable with a small current, and is expected as a low power consumption non-volatile semiconductor memory device capable of high-speed writing / reading.

【0009】しかし、TMR素子ではバイアス電圧とと
もにMR変化率が大きく低下し、通常300〜400m
V程度のバイアス電圧が印加されるとTMR効果は半減
する。MRAMは電流駆動型であるので、一定の読出し
電流を流して信号電圧を得る方式がとられる。このた
め、高速読出しのためにはセンス電流を少なくとも10
μA程度にする必要があると予想される。またトンネル
磁気抵抗効果素子の接合抵抗の大きさから300〜40
0mV程度のバイアスが印加されるのは避けられず、バ
イアス電圧によるTMR効果の低下は大きな問題であっ
た。
However, in the TMR element, the MR change rate greatly decreases with the bias voltage, and usually 300 to 400 m.
When a bias voltage of about V is applied, the TMR effect is halved. Since the MRAM is a current drive type, a method is used in which a constant read current is passed to obtain a signal voltage. Therefore, at least 10 sense currents are required for high-speed reading.
It is expected that it will need to be in the order of μA. In addition, from the size of the junction resistance of the tunnel magnetoresistive effect element,
It is unavoidable that a bias of about 0 mV is applied, and the reduction of the TMR effect due to the bias voltage has been a serious problem.

【0010】上記問題に対しては、強磁性層/絶縁層/
強磁性層/絶縁層/強磁性層の構成からなる強磁性2重
トンネル接合素子を用いることが、たとえば以下の文献
7にて提案されている。
For the above problems, ferromagnetic layer / insulating layer /
The use of a ferromagnetic double tunnel junction element having a structure of ferromagnetic layer / insulating layer / ferromagnetic layer has been proposed, for example, in Document 7 below.

【0011】文献7:Y.Saito et al.,“Correlation b
etween Barrier Width, Barrier Height, and DC Bias
Voltage Dependences on the Magnetoresistance Ratio
inIr-Mn Exchange Biased Single and Double Tunnel
Junctions”, Jpn. J. Appl. Phys. Vol.39 (2000) pp.
L1035-L1038
Reference 7: Y. Saito et al., “Correlation b
etween Barrier Width, Barrier Height, and DC Bias
Voltage Dependences on the Magnetoresistance Ratio
inIr-Mn Exchange Biased Single and Double Tunnel
Junctions ”, Jpn. J. Appl. Phys. Vol.39 (2000) pp.
L1035-L1038

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記多重トン
ネル接合を用いても、従来のMRAMアーキテクチャで
は出力電圧はまだ十分ではない。以下、そのことを説明
する。
However, even if the multiple tunnel junction is used, the output voltage is still insufficient in the conventional MRAM architecture. This will be described below.

【0013】従来のMRAMアーキテクチャでは、図7
に示すように素子選択用トランジスタ106と強磁性ト
ンネル接合素子101とからなるメモリセルが、複数の
ビット線102と複数のワード線103との各交差部近
傍に位置することによりマトリックス状に配置されてい
る。
In the conventional MRAM architecture, FIG.
As shown in FIG. 3, the memory cells each including the element selection transistor 106 and the ferromagnetic tunnel junction element 101 are arranged in a matrix by being located near each intersection of the plurality of bit lines 102 and the plurality of word lines 103. ing.

【0014】素子選択用トランジスタ106のソース/
ドレインの一方はビット線102に、他方は強磁性トン
ネル接合素子101にそれぞれ電気的に接続されてい
る。また素子選択用トランジスタ106のゲートはワー
ド線103に電気的に接続されている。この強磁性トン
ネル接合素子101の近傍に延在するように、データ書
換用のディジット線109が配置されている。
Source of element selecting transistor 106 /
One of the drains is electrically connected to the bit line 102, and the other is electrically connected to the ferromagnetic tunnel junction element 101. The gate of the element selection transistor 106 is electrically connected to the word line 103. A digit line 109 for rewriting data is arranged so as to extend near the ferromagnetic tunnel junction element 101.

【0015】書込み時には、ディジット線109などに
電流が流されることにより磁界が発生され、その磁界に
より強磁性トンネル接合素子101を構成する2つの磁
性層が互いに平行、反平行となるように磁化されて、
“0”、“1”が記録される。
At the time of writing, a magnetic field is generated by passing a current through the digit line 109 and the like, and the two magnetic layers constituting the ferromagnetic tunnel junction element 101 are magnetized by the magnetic field so as to be parallel and antiparallel to each other. hand,
"0" and "1" are recorded.

【0016】また読出し時には、所定のワード線103
を選択駆動することによりそのワード線103に接続さ
れた素子選択用トランジスタ106がオン状態とされ
る。さらに、所定のビット線102に電流を流すことに
よってオン状態の素子選択用トランジスタ106に接続
された強磁性トンネル接合素子101にトンネル電流が
流される。このときの強磁性トンネル接合素子101の
抵抗に基づいて記憶状態が判定される。つまり、強磁性
トンネル接合素子101は磁化方向が平行では抵抗が小
さく、反平行では抵抗が大きいという性質を有するた
め、この性質を利用して選択メモリセルの出力信号が参
照セルの出力信号より小さいか大きいかで、選択メモリ
セルの記憶状態“0”、“1”が判定される。
At the time of reading, a predetermined word line 103
Is selectively driven, the element selecting transistor 106 connected to the word line 103 is turned on. Further, by passing a current through a predetermined bit line 102, a tunnel current is passed through the ferromagnetic tunnel junction element 101 connected to the element selecting transistor 106 in the ON state. The storage state is determined based on the resistance of the ferromagnetic tunnel junction element 101 at this time. In other words, the ferromagnetic tunnel junction element 101 has the property that the resistance is small when the magnetization directions are parallel, and the resistance is large when the magnetization directions are antiparallel. Therefore, the output signal of the selected memory cell is smaller than the output signal of the reference cell by utilizing this property. The storage state “0” or “1” of the selected memory cell is determined depending on whether the value is larger.

【0017】上記のアーキテクチャでは、上述したよう
に参照セルの出力信号を基準として、その出力信号より
も選択メモリセルの出力信号が小さいか大きいかによっ
て記憶状態が判定される。つまり、強磁性トンネル接合
素子101において磁化方向が平行のときの抵抗をRp
とし、反平行のときの抵抗をRapとすると、選択メモ
リセルと参照セルとの抵抗値の差は|Rap−Rp|/
2程度であるため、TMR効果に伴う抵抗変化|Rap
−Rp|の半分を用いて記憶状態の判定がなされている
ことになる。
In the above architecture, the storage state is determined based on the output signal of the reference cell, as described above, depending on whether the output signal of the selected memory cell is smaller or larger than the output signal. That is, in the ferromagnetic tunnel junction element 101, the resistance when the magnetization directions are parallel is Rp
And the resistance in the antiparallel state is Rap, the difference between the resistance values of the selected memory cell and the reference cell is | Rap−Rp | /
Since it is about 2, the resistance change due to the TMR effect | Rap
It means that the memory state is determined by using half of −Rp |.

【0018】また上記のアーキテクチャでは、読出し時
には選択メモリセルの素子選択用トランジスタ106に
も電流を流す必要があり、素子選択用トランジスタ10
6の特性が一定でない場合、それに起因したノイズが出
力電圧に与えられることになる。このため、上記のアー
キテクチャでは、信号対雑音比(S/N比)は30dB
程度と小さいものであった。
Further, in the above architecture, it is necessary to pass a current through the element selecting transistor 106 of the selected memory cell at the time of reading, and the element selecting transistor 10 is required.
If the characteristic of 6 is not constant, noise due to it will be given to the output voltage. Therefore, in the above architecture, the signal-to-noise ratio (S / N ratio) is 30 dB.
It was small and small.

【0019】このS/N比を改善する技術が、たとえば
以下の文献8により提案されている。
A technique for improving this S / N ratio has been proposed by the following document 8, for example.

【0020】文献8:R. Scheuerlein et al.,“A 10ns
Read and Write Non-Volatile Memory Array Using a
Magnetic Tunnel Junction and FET Switch in each Ce
ll”, 2000 IEEE International Solid-State Circuits
Conference 上記文献8で提案されたアーキテクチャは、図8に示す
構成を有している。図8を参照して、2つの素子選択用
トランジスタ206a、206bと2つの強磁性トンネ
ル接合素子201a、201bとが1ビットとされ、常
に2つの強磁性トンネル接合素子201a、201bの
一方は平行に、他方は反平行になるように書込みが行な
われ、その記憶状態が作動検出法で読出される。つまり
2つの強磁性トンネル接合素子201a、201bの一
方の出力信号に対する他方の出力信号の差により記憶状
態が判定される。
Reference 8: R. Scheuerlein et al., "A 10ns
Read and Write Non-Volatile Memory Array Using a
Magnetic Tunnel Junction and FET Switch in each Ce
ll ”, 2000 IEEE International Solid-State Circuits
Conference The architecture proposed in Document 8 has the configuration shown in FIG. Referring to FIG. 8, the two element selection transistors 206a and 206b and the two ferromagnetic tunnel junction elements 201a and 201b are 1 bit, and one of the two ferromagnetic tunnel junction elements 201a and 201b is always parallel. , The other is written so as to be anti-parallel, and the memory state is read by the operation detection method. That is, the storage state is determined by the difference between the output signal of one of the two ferromagnetic tunnel junction elements 201a and 201b and the output signal of the other.

【0021】この方式では作動検出法でデータを読出し
ているため、TMR効果に伴う抵抗変化|Rap−Rp
|の全体を用いて記憶状態の判定がなされていることに
なる。よって、出力信号の大きさを図7に示すアーキテ
クチャの場合の2倍以上と大きくでき、S/N比を改善
することが可能となる。しかし、2素子で1ビットを構
成するため、1ビット当りのセルサイズが大きくなり、
大容量のMRAMを実現するにあたって問題となる。
In this system, since the data is read by the operation detection method, the resistance change | Rap-Rp accompanying the TMR effect
It means that the judgment of the memory state is made by using the whole |. Therefore, the magnitude of the output signal can be increased to more than twice that in the case of the architecture shown in FIG. 7, and the S / N ratio can be improved. However, since 2 bits form 1 bit, the cell size per 1 bit becomes large,
This is a problem in realizing a large capacity MRAM.

【0022】また、上記研究が進められてきたMRAM
では、書込み時のスピン反転は外部磁場により行なわれ
ている。このため、TMR素子の微細化に伴い、書込み
時のスピン反転を行なうためにトンネル接合幅に反比例
した大きな外部磁場が必要となる。よって、書込み時に
メモリセルを選択し外部磁場を与えるための配線にも、
これに応じた大電流を流す必要が生じる。これはエレク
トロマイグレーション耐性、消費電力、書込みメモリセ
ルの選択の観点から問題となる。
Further, the MRAM in which the above research has been advanced
In, the spin reversal at the time of writing is performed by an external magnetic field. Therefore, with the miniaturization of the TMR element, a large external magnetic field inversely proportional to the tunnel junction width is required to perform spin inversion at the time of writing. Therefore, even in the wiring for selecting a memory cell and applying an external magnetic field at the time of writing,
It is necessary to flow a large current corresponding to this. This is a problem from the viewpoint of electromigration resistance, power consumption, and selection of write memory cells.

【0023】このように従来提案されてきたMRAMの
アーキテクチャにおいては、上述のように十分に高いS
/N比と微細なセル面積と低消費電力とを実現すること
はできなかった。
As described above, in the MRAM architecture conventionally proposed, as described above, the sufficiently high S
It was not possible to realize the / N ratio, a fine cell area, and low power consumption.

【0024】それゆえ、本発明の目的は、十分に高いS
/N比と、微細なセル面積と、低い消費電力とを実現で
きる磁気記憶装置を提供することである。
Therefore, the purpose of the present invention is to obtain a sufficiently high S
An object of the present invention is to provide a magnetic memory device that can realize an / N ratio, a fine cell area, and low power consumption.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明の磁気記憶装置
は、磁化方向が固定された固着層と、スピン偏極した電
子の注入によって磁化方向が変化する記録層と、固着層
と記録層との間に配置されたトンネル絶縁層とを有する
トンネル磁気抵抗効果素子の少なくとも2つが、作動検
出可能なように積層されていることを特徴とするもので
ある。
A magnetic storage device of the present invention comprises a pinned layer whose magnetization direction is fixed, a recording layer whose magnetization direction changes by injection of spin-polarized electrons, a pinned layer and a recording layer. At least two of the tunnel magnetoresistive effect elements having a tunnel insulating layer disposed between the two are laminated so that the operation can be detected.

【0026】本発明の磁気記憶装置によれば、スピン偏
極した電子の注入によって記録層の磁化方向を変化させ
ることができるため、外部磁場により磁化方向を変化さ
せる場合よりも反磁界が小さく、素子サイズが小さくな
っても少ない消費電力で磁化方向を変化させることがで
きる。また積層された2つのトンネル磁気抵抗効果素子
だけで作動検出可能であるため、メモリセルにトランジ
スタは不要となり、微細なセル面積を実現することがで
きる。また作動検出により記憶データを読出すことがで
きるため、十分なS/N比を得ることができる。よっ
て、十分なS/N比と微細なセル面積と低消費電力とを
実現できる磁気記憶装置を得ることができる。
According to the magnetic memory device of the present invention, since the magnetization direction of the recording layer can be changed by injection of spin-polarized electrons, the demagnetizing field is smaller than that in the case where the magnetization direction is changed by an external magnetic field. Even if the element size becomes small, the magnetization direction can be changed with low power consumption. Further, since the operation can be detected only by the two stacked tunnel magnetoresistive elements, the memory cell does not need a transistor, and a fine cell area can be realized. Further, since the stored data can be read by detecting the operation, a sufficient S / N ratio can be obtained. Therefore, it is possible to obtain a magnetic storage device that can realize a sufficient S / N ratio, a fine cell area, and low power consumption.

【0027】上記の磁気記憶装置において好ましくは、
固着層は、記録層よりもスピン分極率が高い材質よりな
っている。
In the above magnetic storage device, preferably
The fixed layer is made of a material having a higher spin polarizability than the recording layer.

【0028】これにより、固着層内のスピン分極した電
子を記録層に注入することが容易となる。
This facilitates injection of spin-polarized electrons in the fixed layer into the recording layer.

【0029】上記の磁気記憶装置において好ましくは、
配線層とトランジスタとがさらに備えられている。配線
層は、積層された少なくとも2つのトンネル磁気抵抗効
果素子の各々の記録層に電気的に接続されている。トラ
ンジスタは、その配線層に電気的に接続され、かつデー
タの書込み時にスピン偏極した電子の注入によって記録
層を磁化反転させるための電流を配線層に流すよう制御
される。
In the above magnetic storage device, preferably,
A wiring layer and a transistor are further provided. The wiring layer is electrically connected to each of the recording layers of the at least two tunnel magnetoresistive effect elements stacked. The transistor is electrically connected to the wiring layer and is controlled so that a current for reversing the magnetization of the recording layer is caused to flow through the wiring layer by injection of spin-polarized electrons at the time of writing data.

【0030】これにより、データ書込み時に記録層にス
ピン偏極した電子を注入することができ、記録層の磁化
方向を変化させることができる。
This makes it possible to inject spin-polarized electrons into the recording layer when writing data, and change the magnetization direction of the recording layer.

【0031】上記の磁気記憶装置において好ましくは、
配線層の一方側に配置されたトンネル磁気抵抗効果素子
に電気的に接続された第1データ線と、配線層の他方側
に配置されたトンネル磁気抵抗効果素子に電気的に接続
された第2データ線とがさらに備えられている。
In the above magnetic storage device, preferably
A first data line electrically connected to the tunnel magnetoresistive effect element arranged on one side of the wiring layer and a second data line electrically connected to the tunnel magnetoresistive effect element arranged on the other side of the wiring layer. And a data line.

【0032】これにより、データ線に電流を流すことに
より、データ書込み時にトンネル磁気抵抗効果素子の記
録層にスピン偏極した電子を注入することができ、また
データ読み出し時にその記憶状態を読み出すことができ
る。
Thus, by passing a current through the data line, spin-polarized electrons can be injected into the recording layer of the tunnel magnetoresistive element at the time of writing data, and its storage state can be read at the time of reading data. it can.

【0033】上記の磁気記憶装置において好ましくは、
一のトンネル磁気抵抗効果素子の記録層と他のトンネル
磁気抵抗効果素子の記録層とが、非磁性層を挟んで反強
磁性的に結合している。
In the above magnetic storage device, preferably
The recording layer of one tunnel magnetoresistive effect element and the recording layer of another tunnel magnetoresistive effect element are antiferromagnetically coupled with each other with a nonmagnetic layer interposed therebetween.

【0034】これにより、一のトンネル磁気抵抗効果素
子の記録層の磁化方向をスピン偏極した電子の注入によ
り変えることで、他のトンネル磁気抵抗効果素子の記録
層の磁化方向を反強磁性結合によって自動的にそれとは
逆向きに変えることができる。
Thus, by changing the magnetization direction of the recording layer of one tunnel magnetoresistive effect element by injection of spin-polarized electrons, the magnetization direction of the recording layer of another tunnel magnetoresistive effect element is antiferromagnetically coupled. Can automatically change it in the opposite direction.

【0035】上記の磁気記憶装置において好ましくは、
記録層は、非磁性層を挟んで反強磁性的に結合した第1
強磁性層と第2強磁性層とを有する。
In the above magnetic storage device, preferably
The recording layer is composed of a first non-magnetic layer and an antiferromagnetically coupled first layer.
It has a ferromagnetic layer and a second ferromagnetic layer.

【0036】これにより、第1強磁性層の磁化方向をス
ピン偏極した電子の注入により変えることで、第2強磁
性層の磁化方向を反強磁性結合によって自動的にそれと
は逆向きに変えることができる。
Thus, by changing the magnetization direction of the first ferromagnetic layer by injecting spin-polarized electrons, the magnetization direction of the second ferromagnetic layer is automatically changed to the opposite direction by antiferromagnetic coupling. be able to.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図に基づいて説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0038】(実施の形態1)図1は、本発明の実施の
形態1における磁気記憶装置の回路図である。図1を参
照して、本実施の形態では、MRAMのメモリセルMC
は、互いに直列に接続された2つのトンネル磁気抵抗効
果素子1aと1bとを有している。この2つのトンネル
磁気抵抗効果素子1aと1bとの間にはワード線3が電
気的に接続されている。また、直列に接続された2つの
トンネル磁気抵抗効果素子1a、1bの各端部にはそれ
ぞれビット線(データ線)2a、2bが電気的に接続さ
れている。このようなメモリセルMCが、複数のワード
線3と複数のビット線2aとの各交差部付近に位置する
ことでマトリックス状に配置されている。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a circuit diagram of a magnetic memory device according to Embodiment 1 of the present invention. With reference to FIG. 1, in the present embodiment, the memory cell MC of the MRAM is
Has two tunnel magnetoresistive effect elements 1a and 1b connected in series with each other. A word line 3 is electrically connected between the two tunnel magnetoresistive effect elements 1a and 1b. Bit lines (data lines) 2a and 2b are electrically connected to the respective ends of the two tunnel magnetoresistive effect elements 1a and 1b connected in series. Such memory cells MC are arranged in a matrix by being located near each intersection of the plurality of word lines 3 and the plurality of bit lines 2a.

【0039】ワード線3はトランジスタ5のソース/ド
レインのいずれか一方に電気的に接続されている。ビッ
ト線2aはトランジスタ8aを介してアンプ4に電気的
に接続されており、ビット線2bはトランジスタ8bを
介してアンプ4に電気的に接続されている。
The word line 3 is electrically connected to either the source or the drain of the transistor 5. The bit line 2a is electrically connected to the amplifier 4 via the transistor 8a, and the bit line 2b is electrically connected to the amplifier 4 via the transistor 8b.

【0040】図2は、図1に示す磁気記憶装置の構成を
概略的に示す斜視図である。図2を参照して、ビット線
2a、2bは互いに直交する方向に延びており、配線2
2はビット線2aと2bとの間でビット線2bと同じ方
向に延びている。メモリセルMCを構成する2つのトン
ネル磁気抵抗効果素子1a、1bの各々は、互いに積層
されている。トンネル磁気抵抗効果素子1aはビット線
2aと配線22との間に配置されており、トンネル磁気
抵抗効果素子1bは配線22とビット線2bとの間に配
置されている。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the structure of the magnetic memory device shown in FIG. Referring to FIG. 2, bit lines 2a and 2b extend in directions orthogonal to each other, and wiring 2
2 extends between the bit lines 2a and 2b in the same direction as the bit line 2b. Each of the two tunnel magnetoresistive effect elements 1a and 1b constituting the memory cell MC is laminated on each other. The tunnel magnetoresistive effect element 1a is arranged between the bit line 2a and the wiring 22, and the tunnel magnetoresistive effect element 1b is arranged between the wiring 22 and the bit line 2b.

【0041】図3は、図2に示す磁気記憶装置のうち1
つのメモリセルの構成を示す概略断面図である。図3を
参照して、トンネル磁気抵抗効果素子1aは、磁化方向
が固定された固着層11aと、トンネル絶縁層12a
と、スピン偏極した電子の注入によって磁化方向が変化
する記録層13aとが下から順に積層された構成を有し
ている。
FIG. 3 shows one of the magnetic storage devices shown in FIG.
It is a schematic sectional drawing which shows the structure of one memory cell. Referring to FIG. 3, the tunnel magnetoresistive effect element 1a includes a fixed layer 11a whose magnetization direction is fixed and a tunnel insulating layer 12a.
And a recording layer 13a whose magnetization direction is changed by injection of spin-polarized electrons are stacked in order from the bottom.

【0042】トンネル磁気抵抗効果素子1bは、スピン
偏極した電子の注入によって磁化方向が変化する記録層
13bと、トンネル絶縁層12bと、磁化方向が固定さ
れた固着層11bとが下から順に積層された構成を有し
ている。固着層11aは記録層13aよりもスピン分極
率が高い材質よりなり、固着層11bは記録層13bよ
りもスピン分極率が高い材質よりなっている。
In the tunnel magnetoresistive element 1b, a recording layer 13b whose magnetization direction changes by injection of spin-polarized electrons, a tunnel insulating layer 12b, and a pinned layer 11b whose magnetization direction is fixed are laminated in order from the bottom. It has a configured configuration. The fixed layer 11a is made of a material having a higher spin polarizability than the recording layer 13a, and the fixed layer 11b is made of a material having a higher spin polarizability than the recording layer 13b.

【0043】2つのトンネル磁気抵抗効果素子1a、1
bの間には、2つのトンネル磁気抵抗効果素子1a、1
bの各々に電気的に接続された配線22が形成されてい
る。この配線22は非磁性層より形成されており、かつ
2つの強磁性層(記録層)13aと13bとを互いに反
強磁性的に結合させる程度に薄く形成されている。これ
により、記録層13aと13bとは常に互いに逆方向に
磁化されている。また、記録層13aと13bとのいず
れか一方は他方よりも磁化しやすい構成を有している。
Two tunnel magnetoresistive effect elements 1a, 1
Two tunnel magnetoresistive elements 1a, 1
Wirings 22 electrically connected to each of b are formed. The wiring 22 is formed of a nonmagnetic layer, and is thin enough to couple the two ferromagnetic layers (recording layers) 13a and 13b antiferromagnetically. As a result, the recording layers 13a and 13b are always magnetized in opposite directions. Further, either one of the recording layers 13a and 13b has a structure that is more easily magnetized than the other.

【0044】配線22を薄く形成しているため、配線2
2の配線抵抗が高くなるおそれがある。そこで、配線2
2とワード線3とを別の層で設け、ワード線3の膜厚を
厚くすることにより配線抵抗の低減が図られている。な
お、配線22とワード線3とは導電層21により電気的
に接続されている。
Since the wiring 22 is formed thin, the wiring 2
The wiring resistance of 2 may increase. Therefore, wiring 2
2 and the word line 3 are provided in different layers and the film thickness of the word line 3 is increased to reduce the wiring resistance. The wiring 22 and the word line 3 are electrically connected by the conductive layer 21.

【0045】固着層11a、11bの各々は、たとえば
反強磁性層と強磁性層との積層構造とすることにより磁
化方向を固定されている。つまり、反強磁性層が強磁性
層のスピンの向きを固定することで、強磁性層の磁化方
向が一定に保たれている。この反強磁性層が強磁性層と
ビット線2aとの間に形成されている。この強磁性層は
たとえばCoFe層よりなっており、反強磁性層はたと
えばIrMn層よりなっている。トンネル絶縁層12
a、12bの各々はたとえばAlOx層よりなってお
り、ビット線2a、2bの各々は、たとえばCu層より
なっている。
Each of the pinned layers 11a and 11b has a fixed magnetization direction by, for example, a laminated structure of an antiferromagnetic layer and a ferromagnetic layer. That is, since the antiferromagnetic layer fixes the spin direction of the ferromagnetic layer, the magnetization direction of the ferromagnetic layer is kept constant. This antiferromagnetic layer is formed between the ferromagnetic layer and the bit line 2a. This ferromagnetic layer is made of, for example, a CoFe layer, and the antiferromagnetic layer is made of, for example, an IrMn layer. Tunnel insulating layer 12
Each of a and 12b is formed of, for example, an AlO x layer, and each of bit lines 2a and 2b is formed of, for example, a Cu layer.

【0046】次に、本実施の形態の磁気記憶装置の書込
み動作について説明する。図4および図5は、本発明の
実施の形態1における磁気記憶装置の1つのメモリセル
のデータの書込み動作を説明するための概略断面図であ
る。図4を参照して、データの書込み時に、配線22か
ら各ビット線2a、2bの各々に、たとえば矢印51
a、51bで示す方向にトンネル電流が流される。これ
により、固着層11aから記録層13aに、矢印52a
方向にスピン偏極した電子が流れ込む。また固着層11
bから記録層13bに、矢印52b方向にスピン偏極し
た電子が流れ込む。このスピン偏極した電子の注入によ
り、2つの記録層13aと13bとのうち磁化しやすい
記録層(たとえば記録層13b)の磁化方向が矢印53
1から矢印53b2で示す方向に変化し、その後に、磁
化しにくい記録層(たとえば記録層13a)の磁化方向
が反強磁性結合により磁化しやすい記録層とは逆側、す
なわち矢印53a1から矢印53a2で示す方向に変化す
る。
Next, the write operation of the magnetic memory device of this embodiment will be described. 4 and 5 are schematic cross-sectional views for explaining the data write operation of one memory cell of the magnetic memory device according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, at the time of writing data, for example, arrow 51 is provided from wiring 22 to each of bit lines 2a and 2b.
A tunnel current flows in the directions indicated by a and 51b. As a result, the arrow 52a is moved from the fixed layer 11a to the recording layer 13a.
Electrons spin-polarized in the direction flow in. Further, the fixing layer 11
Electrons spin-polarized in the direction of arrow 52b flow from b to the recording layer 13b. Due to the injection of the spin-polarized electrons, the magnetization direction of the recording layer (for example, the recording layer 13b) which is easily magnetized among the two recording layers 13a and 13b is indicated by the arrow 53.
It changes from b 1 to the direction shown by the arrow 53b 2 , and then the magnetization direction of the recording layer (for example, the recording layer 13a) which is hard to magnetize is opposite to the recording layer which is easily magnetized by antiferromagnetic coupling, that is, the arrow 53a 1 To the direction indicated by the arrow 53a 2 .

【0047】一方、固着層11aおよび11bの各々は
予め矢印52a方向、矢印52b方向に磁化されてい
る。このため、トンネル磁気抵抗効果素子1aにおいて
は固着層11aと記録層13aとの各磁化方向は反平行
となるのに対し、トンネル磁気抵抗効果素子1bにおい
ては固着層11bと記録層13bとの各磁化方向は平行
となる。この状態がたとえば“0”の記憶状態とされ
る。
On the other hand, each of the pinned layers 11a and 11b is magnetized in advance in the directions of arrows 52a and 52b. Therefore, in the tunnel magnetoresistive effect element 1a, the magnetization directions of the pinned layer 11a and the recording layer 13a are antiparallel, whereas in the tunnel magnetoresistive effect element 1b, the pinned layer 11b and the recording layer 13b are respectively antiparallel. The magnetization directions are parallel. This state is a storage state of "0", for example.

【0048】また記憶状態を変える場合には、図5を参
照して、ビット線2bからビット線2aに矢印51cに
示す方向にトンネル電流が流される。これにより、記録
層13aから記録層13bに、矢印53a2方向にスピ
ン偏極した電子が流れ込む。このスピン偏極した電子の
注入により、記録層13bの磁化方向が矢印53b2
ら矢印53b1で示す方向に変化し、その後に、記録層
13aの磁化方向が反強磁性結合により記録層13bと
は逆側、すなわち矢印53a2から矢印53a1で示す方
向に変化する。
When changing the storage state, referring to FIG. 5, a tunnel current is passed from bit line 2b to bit line 2a in the direction indicated by arrow 51c. As a result, spin-polarized electrons flow in the direction of arrow 53a 2 from the recording layer 13a to the recording layer 13b. By the injection of the spin-polarized electrons, the magnetization direction of the recording layer 13b changes from the direction indicated by the arrow 53b 2 to the direction indicated by the arrow 53b 1 , and thereafter, the magnetization direction of the recording layer 13a becomes antiferromagnetically coupled to the recording layer 13b. Changes from the opposite side, that is, from the arrow 53a 2 to the direction shown by the arrow 53a 1 .

【0049】この場合には、トンネル磁気抵抗効果素子
1aの固着層11aと記録層13aとの磁化方向は互い
に平行となり、トンネル磁気抵抗効果素子1bの固着層
11bと記録層13bとの磁化方向は互いに反平行とな
る。この状態がたとえば“1”の記憶状態とされる。
In this case, the magnetization directions of the pinned layer 11a and the recording layer 13a of the tunnel magnetoresistive effect element 1a are parallel to each other, and the magnetization directions of the pinned layer 11b and the recording layer 13b of the tunnel magnetoresistive effect element 1b are parallel to each other. Anti-parallel to each other. This state is, for example, a storage state of "1".

【0050】ここで、トンネル磁気抵抗効果素子は、記
録層と固着層との各磁化方向が平行の場合には抵抗値が
小さくなり、かつ固着層と記録層との各磁化方向が反平
行の場合には抵抗値が大きくなるという特性を有してい
る。よって、“0”の記憶状態ではトンネル磁気抵抗効
果素子1aの抵抗値はトンネル磁気抵抗効果素子1bの
抵抗値よりも大きくなり、“1”の記憶状態ではトンネ
ル磁気抵抗効果素子1aの抵抗値はトンネル磁気抵抗効
果素子1bの抵抗値よりも小さくなる。
Here, the tunnel magnetoresistive element has a small resistance value when the magnetization directions of the recording layer and the pinned layer are parallel, and the magnetization directions of the pinned layer and the recording layer are antiparallel. In this case, it has a characteristic that the resistance value becomes large. Therefore, the resistance value of the tunnel magnetoresistive effect element 1a is larger than the resistance value of the tunnel magnetoresistive effect element 1b in the memory state of "0", and the resistance value of the tunnel magnetoresistive effect element 1a is in the memory state of "1". It becomes smaller than the resistance value of the tunnel magnetoresistive effect element 1b.

【0051】次に、本実施の形態の磁気記憶装置の読出
し動作について説明する。図1を参照して、読出し時に
は、所定のトランジスタ5がオンされて、そのオン状態
のトランジスタ5に接続されたワード線3が選択され
る。これにより、選択されたワード線3に接続されたト
ンネル磁気抵抗効果素子1a、1bの各々にワード線3
からトンネル電流が流される。その際の各トンネル電流
あるいは各負荷電圧がビット線2a、2bとトランジス
タ8a、8bとを経由してアンプ4に入力される。そし
て、2つのトンネル磁気抵抗効果素子1a、1bの一方
のトンネル電流あるいは負荷電圧に対して他方のトンネ
ル電流あるいは負荷電圧が高いか、低いかにより作動方
式で記憶状態が判定される。
Next, the read operation of the magnetic memory device of this embodiment will be described. Referring to FIG. 1, at the time of reading, a predetermined transistor 5 is turned on, and the word line 3 connected to the transistor 5 in the on state is selected. As a result, the word line 3 is connected to each of the tunnel magnetoresistive effect elements 1a and 1b connected to the selected word line 3.
Tunnel current is sent from. Each tunnel current or each load voltage at that time is input to the amplifier 4 via the bit lines 2a and 2b and the transistors 8a and 8b. Then, the storage state is determined by the operation method depending on whether the tunnel current or the load voltage of one of the two tunnel magnetoresistive effect elements 1a and 1b is higher or lower than the tunnel current or the load voltage of the other.

【0052】具体的に信号電圧によって記憶状態を判定
する場合には、トンネル磁気抵抗効果素子1a、1bの
うち磁化方向が平行となっている側の抵抗をRpとし、
反平行となっている側の抵抗をRapとし、トンネル電
流をIdとすると、記憶状態の“1”、“0”に対応し
て信号電圧はΔV(=(Rap−Rp)Id)、−ΔV
となる。
When the storage state is specifically determined by the signal voltage, the resistance of the tunnel magnetoresistive effect elements 1a and 1b on the side in which the magnetization directions are parallel is Rp,
Assuming that the resistance on the antiparallel side is Rap and the tunnel current is Id, the signal voltage is ΔV (= (Rap−Rp) Id), −ΔV corresponding to the memory states “1” and “0”.
Becomes

【0053】本実施の形態では、作動方式で記憶状態を
読出しているため、TMR効果に伴う抵抗変化|Rap
−Rp|の全体を用いて記憶状態の判定がなされること
になる。よって、図7に示すアーキテクチャの場合と比
較して信号電圧は2倍以上大きくなる。さらに、メモリ
セルMCには素子選択用トランジスタは含まれていない
ため、そのトランジスタによるノイズの影響を受けな
い。このため、図7に示すアーキテクチャの場合と比較
して、S/N比は10倍以上大きくなる。
In this embodiment, since the memory state is read by the operating method, the resistance change due to the TMR effect | Rap
The memory state is determined using the entire −Rp |. Therefore, the signal voltage is more than doubled as compared with the case of the architecture shown in FIG. Further, since the memory cell MC does not include the element selection transistor, it is not affected by noise due to the transistor. Therefore, the S / N ratio is 10 times or more larger than that of the architecture shown in FIG.

【0054】また本実施の形態のメモリセルMCでは、
図8に示すアーキテクチャのような素子選択用トランジ
スタは不要であり、また図7に示すアーキテクチャのよ
うな参照セルも不要であり、さらに2つのトンネル磁気
抵抗効果素子1a、1bを積層して形成することができ
るため、図7、8に示すアーキテクチャよりもセル面積
を微細化することができる。
Further, in the memory cell MC of the present embodiment,
An element selecting transistor such as the architecture shown in FIG. 8 is unnecessary, a reference cell like the architecture shown in FIG. 7 is not necessary, and two tunnel magnetoresistive effect elements 1a and 1b are further formed by stacking. Therefore, the cell area can be made smaller than that of the architecture shown in FIGS.

【0055】さらに、スピン偏極した電子の注入によっ
て記録層の磁化方向を変化させることができるため、外
部磁場により磁化方向を変化させる場合よりも反磁界が
小さく、素子サイズが小さくなっても少ない消費電力で
磁化方向を変化させることができる。
Furthermore, since the magnetization direction of the recording layer can be changed by injecting spin-polarized electrons, the demagnetizing field is smaller than that in the case where the magnetization direction is changed by an external magnetic field, and is small even when the element size is small. The magnetization direction can be changed by power consumption.

【0056】以上より、本実施の形態では、十分に高い
S/N比と微細なセル面積と低消費電力とを実現するこ
とができる。
As described above, in this embodiment, a sufficiently high S / N ratio, a fine cell area, and low power consumption can be realized.

【0057】(実施の形態2)図6は、本発明の実施の
形態2における磁気記憶装置の1つのメモリセルMCの
構成を概略的に示す断面図である。図6を参照して、本
実施の形態の構成は、図1〜3に示す実施の形態1の構
成と比較して、記録層13a、13bの各々が、強磁性
層と非磁性層と強磁性層との多層構造より構成されてい
る点と、記録層13aと13bとの各強磁性層が互いに
反強磁性結合している点とにおいて異なる。
(Second Embodiment) FIG. 6 is a sectional view schematically showing a structure of one memory cell MC of a magnetic memory device according to a second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the structure of the present embodiment is different from the structure of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 3 in that each of recording layers 13a and 13b has a ferromagnetic layer, a non-magnetic layer and a strong layer. It is different in that it is formed of a multi-layer structure with a magnetic layer, and that the ferromagnetic layers of the recording layers 13a and 13b are antiferromagnetically coupled to each other.

【0058】記録層13aは、強磁性層13cと非磁性
層13dと強磁性層13eとが下から順に積層された積
層構造を有している。これらの強磁性層13cと13e
とは互いに反強磁性的に結合することにより、互いに逆
向きに磁化された状態で固定されている。
The recording layer 13a has a laminated structure in which a ferromagnetic layer 13c, a nonmagnetic layer 13d and a ferromagnetic layer 13e are laminated in order from the bottom. These ferromagnetic layers 13c and 13e
And are antiferromagnetically coupled to each other, and are thus fixed in a state where they are magnetized in opposite directions.

【0059】記録層13bは、強磁性層13fと非磁性
層13gと強磁性層13hとが下から順に積層された積
層構造を有している。これらの強磁性層13fと13h
とは互いに反強磁性的に結合することにより、互いに逆
向きに磁化された状態で固定されている。
The recording layer 13b has a laminated structure in which a ferromagnetic layer 13f, a non-magnetic layer 13g and a ferromagnetic layer 13h are laminated in order from the bottom. These ferromagnetic layers 13f and 13h
And are antiferromagnetically coupled to each other, and are thus fixed in a state where they are magnetized in opposite directions.

【0060】また、強磁性層13eおよび強磁性層13
fも、非磁性層13iを挟んで互いに反強磁性的に結合
している。配線22は、この強磁性層13eおよび強磁
性層13fの双方に電気的に接続するように形成されて
いる。
Further, the ferromagnetic layer 13e and the ferromagnetic layer 13
f is also antiferromagnetically coupled to each other with the nonmagnetic layer 13i interposed therebetween. The wiring 22 is formed so as to be electrically connected to both the ferromagnetic layer 13e and the ferromagnetic layer 13f.

【0061】強磁性層13c、13e、13f、13h
のうち強磁性層13cおよび13hのいずれか一方は最
も磁化しやすく設定されており、かつ他方は一方よりも
磁化しにくく設定されている。
Ferromagnetic layers 13c, 13e, 13f, 13h
One of the ferromagnetic layers 13c and 13h is set to be magnetized most easily, and the other is set to be harder to magnetize than the other.

【0062】なお、これ以外の構成については上述した
実施の形態1の構成とほぼ同じであるため、同一の部材
については同一の符号を付し、その説明を省略する。
Since the other structures are almost the same as those of the first embodiment described above, the same members are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0063】本実施の形態の書込み動作は、実施の形態
1と同様の原理により行なわれる。図6を参照して、ま
ず配線22からビット線2a、2bの各々に電流が流さ
れることで、固着層11a、11bのスピン偏極した電
子が強磁性層13c、13hに注入される。それにより
強磁性層13c、13hのうち磁化しやすい側の強磁性
層(たとえば強磁性層13h)の磁化方向が実線矢印か
ら点線矢印の方向に変化し、反強磁性結合により他の強
磁性層(たとえば強磁性層13f、13e、13c)の
磁化方向が実線矢印から点線矢印の方向に順次変化す
る。この状態がたとえば“0”の記憶状態とされる。
The write operation of this embodiment is performed according to the same principle as that of the first embodiment. Referring to FIG. 6, first, a current is caused to flow from wiring 22 to each of bit lines 2a and 2b, so that spin-polarized electrons of pinned layers 11a and 11b are injected into ferromagnetic layers 13c and 13h. As a result, the magnetization direction of the ferromagnetic layer (for example, the ferromagnetic layer 13h) on the easily magnetized side of the ferromagnetic layers 13c and 13h changes from the solid arrow to the dotted arrow, and the other ferromagnetic layers are antiferromagnetically coupled. The magnetization direction of (for example, the ferromagnetic layers 13f, 13e, 13c) sequentially changes from the solid arrow to the dotted arrow. This state is a storage state of "0", for example.

【0064】記憶状態を変える場合には、実施の形態1
と同様、ビット線2bからビット線2aへトンネル電流
が流される。これにより、強磁性層13fから強磁性層
13hに、スピン偏極した電子が流れ込む。この電子の
注入により、強磁性層13hの磁化方向が点線矢印から
実線矢印の方向に変化し、反強磁性結合により他の強磁
性層(たとえば強磁性層13f、13e、13c)の磁
化方向が点線矢印から実線矢印の方向に順次変化する。
この状態がたとえば“1”の記憶状態とされる。
When changing the storage state, the first embodiment
Similarly to, a tunnel current is passed from the bit line 2b to the bit line 2a. This causes spin-polarized electrons to flow from the ferromagnetic layer 13f into the ferromagnetic layer 13h. By the injection of electrons, the magnetization direction of the ferromagnetic layer 13h changes from the dotted arrow to the solid arrow, and the magnetization directions of the other ferromagnetic layers (for example, the ferromagnetic layers 13f, 13e, and 13c) change due to antiferromagnetic coupling. It changes sequentially from the dotted arrow to the solid arrow.
This state is, for example, a storage state of "1".

【0065】本実施の形態の読出し動作も実施の形態1
と同様に行なわれる。まず、図6を参照して、読出し時
には、所定のトランジスタ5がオンされて、そのオン状
態のトランジスタ5に接続されたワード線3が選択され
る。これにより、選択されたワード線3に接続されたト
ンネル磁気抵抗効果素子1a、1bの各々にワード線3
からトンネル電流が流される。その際の各トンネル電流
あるいは各負荷電圧がビット線2a、2bとトランジス
タ8a、8bとを経由してアンプ4に入力される。そし
て、2つのトンネル磁気抵抗効果素子1a、1bの一方
のトンネル電流あるいは負荷電圧に対して他方のトンネ
ル電流あるいは負荷電圧が高いか、低いかにより作動方
式で記憶状態が判定される。
The read operation of this embodiment is also the same as that of the first embodiment.
The same is done as. First, referring to FIG. 6, at the time of reading, a predetermined transistor 5 is turned on, and the word line 3 connected to the transistor 5 in the on state is selected. As a result, the word line 3 is connected to each of the tunnel magnetoresistive effect elements 1a and 1b connected to the selected word line 3.
Tunnel current is sent from. Each tunnel current or each load voltage at that time is input to the amplifier 4 via the bit lines 2a and 2b and the transistors 8a and 8b. Then, the storage state is determined by the operation method depending on whether the tunnel current or the load voltage of one of the two tunnel magnetoresistive effect elements 1a and 1b is higher or lower than the tunnel current or the load voltage of the other.

【0066】本実施の形態では、作動方式で記憶状態を
読出しているため、実施の形態1と同様、TMR効果に
伴う抵抗変化の全体を用いて記憶状態の判定がなされる
ことになる。よって、図7に示すアーキテクチャの場合
と比較して信号電圧は2倍以上大きくなる。さらに、メ
モリセルMCには素子選択用トランジスタは含まれてい
ないため、そのトランジスタによるノイズの影響を受け
ない。このため、図7に示すアーキテクチャの場合と比
較して、S/N比は10倍以上大きくなる。
In this embodiment, since the memory state is read by the operating method, the memory state is determined by using the entire resistance change caused by the TMR effect, as in the first embodiment. Therefore, the signal voltage is more than doubled as compared with the case of the architecture shown in FIG. Further, since the memory cell MC does not include the element selection transistor, it is not affected by noise due to the transistor. Therefore, the S / N ratio is 10 times or more larger than that of the architecture shown in FIG.

【0067】また本実施の形態のメモリセルMCでは、
図8に示すアーキテクチャのような素子選択用トランジ
スタは不要であり、また図7に示すアーキテクチャのよ
うな参照セルも不要であり、さらに2つのトンネル磁気
抵抗効果素子1a、1bを積層して形成することができ
るため、図7、8に示すアーキテクチャよりもセル面積
を微細化することができる。
Further, in the memory cell MC of the present embodiment,
An element selecting transistor such as the architecture shown in FIG. 8 is unnecessary, a reference cell like the architecture shown in FIG. 7 is not necessary, and two tunnel magnetoresistive effect elements 1a and 1b are further formed by stacking. Therefore, the cell area can be made smaller than that of the architecture shown in FIGS.

【0068】さらに、スピン偏極した電子の注入によっ
て記録層の磁化方向を変化させることができるため、外
部磁場により磁化方向を変化させる場合よりも反磁界が
小さく、素子サイズが小さくなっても少ない消費電力で
磁化方向を変化させることができる。
Furthermore, since the magnetization direction of the recording layer can be changed by injecting spin-polarized electrons, the demagnetizing field is smaller than that in the case where the magnetization direction is changed by an external magnetic field. The magnetization direction can be changed by power consumption.

【0069】以上より、本実施の形態では、十分に高い
S/N比と微細なセル面積と低消費電力とを実現するこ
とができる。
As described above, in this embodiment, a sufficiently high S / N ratio, a fine cell area, and low power consumption can be realized.

【0070】上述した実施の形態1および2において
は、読出し感度を大きくするためにトンネル磁気抵抗効
果の大きい材料を用いることが望ましく、したがって各
磁性膜はCo、Fe、Co−Fe合金、Co−Ni合
金、Co−Fe−Ni合金、Fe−Ni合金などの磁性
体、およびNiMnSb、Co2MnGeなどのハーフ
メタルなどを用いることができる。ハーフメタルは一方
のスピンバンドにエネルギギャップが存在するので、こ
れを用いるとより大きな磁気抵抗効果を得ることがで
き、結果として大きな信号出力が得られる。
In Embodiments 1 and 2 described above, it is desirable to use a material having a large tunnel magnetoresistive effect in order to increase the read sensitivity, and therefore each magnetic film is made of Co, Fe, Co--Fe alloy, Co--. Ni alloy, Co-Fe-Ni alloy, a magnetic material such as Fe-Ni alloy, and NiMnSb, such as a half metal such as Co 2 MnGe can be used. Since the half metal has an energy gap in one spin band, a larger magnetoresistive effect can be obtained by using this and a large signal output can be obtained.

【0071】反強磁性体としてはFeMn、IrMn、
PtMnなど、通常のスピンバルブGMRで得られてい
るものを使用することができる。絶縁膜としては、Al
23、Ta25、SiO2、MgOなどを用いることが
できる。これらの膜厚の好ましい範囲は0.5〜3nm
である。
As antiferromagnetic materials, FeMn, IrMn,
What is obtained by a normal spin valve GMR, such as PtMn, can be used. As the insulating film, Al
2 O 3 , Ta 2 O 5 , SiO 2 , MgO or the like can be used. The preferred range of these film thicknesses is 0.5 to 3 nm
Is.

【0072】このような磁気素子用薄膜は分子線エピタ
キシ(MBE:Molecular Beam Epitaxy)法、各種スパ
ッタ法、化学気相成長(CVD:Chemical Vapor Depos
ition)法、蒸着法など通常の薄膜形成装置を用いて作
製することができる。
Such a thin film for a magnetic element is formed by a molecular beam epitaxy (MBE) method, various sputtering methods, and chemical vapor deposition (CVD).
ition) method, a vapor deposition method, and the like, which can be used for the production.

【0073】また記録層13a、13bの各々にクーロ
ン・ブロッケード(coulomb blockade)効果を利用した
トランジスタを電気的に接続することにより、製造工程
の簡略化を図ることもできる。また上記においてはMR
AMの半導体装置については説明したが、本発明は半導
体装置に限定されるものではなく、広く磁気記憶装置に
適用することが可能である。
The manufacturing process can be simplified by electrically connecting a transistor utilizing the Coulomb blockade effect to each of the recording layers 13a and 13b. In the above, MR
Although the semiconductor device of AM has been described, the present invention is not limited to the semiconductor device and can be widely applied to magnetic storage devices.

【0074】また、上記のMRAMにおいては、2つの
トンネル磁気抵抗効果素子1a、1bからなるメモリセ
ルMCについて説明したが、メモリセルMCには2つ以
上のトンネル磁気抵抗効果素子が含まれていてもよく、
それらのメモリセルMCは互いに積層されていてもよ
い。
In the above MRAM, the memory cell MC including the two tunnel magnetoresistive effect elements 1a and 1b has been described, but the memory cell MC includes two or more tunnel magnetoresistive effect elements. Well,
The memory cells MC may be stacked on each other.

【0075】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
The embodiments disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.

【0076】[0076]

【発明の効果】以上説明したように本発明の磁気記憶装
置によれば、スピン偏極した電子の注入によって記録層
の磁化方向を変化させることができるため、外部磁場に
より磁化方向を変化させる場合よりも反磁界が小さく、
素子サイズが小さくなっても少ない消費電力で磁化方向
を変化させることができる。また積層された2つのトン
ネル磁気抵抗効果素子だけで作動検出可能であるため、
メモリセルにトランジスタは不要となり、微細なセル面
積を実現することができる。また作動検出により記憶デ
ータを読出すことができるため、十分なS/N比を得る
ことができる。よって、十分なS/N比と微細なセル面
積との双方を満たす磁気記憶装置を実現することができ
る。
As described above, according to the magnetic memory device of the present invention, the magnetization direction of the recording layer can be changed by the injection of spin-polarized electrons. Therefore, when the magnetization direction is changed by an external magnetic field. Demagnetizing field is smaller than
Even if the element size becomes small, the magnetization direction can be changed with low power consumption. Further, since the operation can be detected only by the two tunnel magnetoresistive effect elements stacked,
A transistor is not required in the memory cell, and a fine cell area can be realized. Further, since the stored data can be read by detecting the operation, a sufficient S / N ratio can be obtained. Therefore, it is possible to realize a magnetic memory device that satisfies both a sufficient S / N ratio and a fine cell area.

【0077】上記の磁気記憶装置において好ましくは、
固着層は、記録層よりもスピン分極率が高い材質よりな
っている。これにより、固着層内のスピン分極した電子
を記録層に注入することが容易となる。
In the above magnetic storage device, preferably,
The fixed layer is made of a material having a higher spin polarizability than the recording layer. This facilitates injection of spin-polarized electrons in the fixed layer into the recording layer.

【0078】上記の磁気記憶装置において好ましくは、
配線層とトランジスタとがさらに備えられている。配線
層は、積層された少なくとも2つのトンネル磁気抵抗効
果素子の各々の記録層に電気的に接続されている。トラ
ンジスタは、その配線層に電気的に接続され、かつデー
タの書込み時にスピン偏極した電子の注入によって記録
層を磁化反転させるための電流を配線層に流すよう制御
される。これにより、データ書込み時に記録層にスピン
偏極した電子を注入することができ、記録層の磁化方向
を変化させることができる。
In the above magnetic storage device, preferably
A wiring layer and a transistor are further provided. The wiring layer is electrically connected to each of the recording layers of the at least two tunnel magnetoresistive effect elements stacked. The transistor is electrically connected to the wiring layer and is controlled so that a current for reversing the magnetization of the recording layer is caused to flow through the wiring layer by injection of spin-polarized electrons at the time of writing data. As a result, spin-polarized electrons can be injected into the recording layer during data writing, and the magnetization direction of the recording layer can be changed.

【0079】上記の磁気記憶装置において好ましくは、
配線層の一方側に配置されたトンネル磁気抵抗効果素子
に電気的に接続された第1データ線と、配線層の他方側
に配置されたトンネル磁気抵抗効果素子に電気的に接続
された第2データ線とがさらに備えられている。これに
より、データ線に電流を流すことにより、データ書込み
時にトンネル磁気抵抗効果素子の記録層にスピン偏極し
た電子を注入することができ、またデータ読み出し時に
その記憶状態を読み出すことができる。
In the above magnetic storage device, preferably
A first data line electrically connected to the tunnel magnetoresistive effect element arranged on one side of the wiring layer and a second data line electrically connected to the tunnel magnetoresistive effect element arranged on the other side of the wiring layer. And a data line. Thus, by passing a current through the data line, spin-polarized electrons can be injected into the recording layer of the tunnel magnetoresistive element at the time of writing data, and its storage state can be read at the time of reading data.

【0080】上記の磁気記憶装置において好ましくは、
一のトンネル磁気抵抗効果素子の記録層と他のトンネル
磁気抵抗効果素子の記録層とが、非磁性層を挟んで反強
磁性的に結合している。これにより、一のトンネル磁気
抵抗効果素子の記録層の磁化方向をスピン偏極した電子
の注入により変えることで、他のトンネル磁気抵抗効果
素子の記録層の磁化方向を反強磁性結合によって自動的
にそれとは逆向きに変えることができる。
In the above magnetic storage device, preferably,
The recording layer of one tunnel magnetoresistive effect element and the recording layer of another tunnel magnetoresistive effect element are antiferromagnetically coupled with each other with a nonmagnetic layer interposed therebetween. As a result, by changing the magnetization direction of the recording layer of one tunnel magnetoresistive effect element by injection of spin-polarized electrons, the magnetization direction of the recording layer of another tunnel magnetoresistive effect element is automatically changed by antiferromagnetic coupling. It can be changed in the opposite direction.

【0081】上記の磁気記憶装置において好ましくは、
記録層は、非磁性層を挟んで反強磁性的に結合した第1
強磁性層と第2強磁性層とを有する。これにより、第1
強磁性層の磁化方向をスピン偏極した電子の注入により
変えることで、第2強磁性層の磁化方向を反強磁性結合
によって自動的にそれとは逆向きに変えることができ
る。
In the above magnetic storage device, preferably
The recording layer is composed of a first non-magnetic layer and an antiferromagnetically coupled first layer.
It has a ferromagnetic layer and a second ferromagnetic layer. This makes the first
By changing the magnetization direction of the ferromagnetic layer by injecting spin-polarized electrons, the magnetization direction of the second ferromagnetic layer can be automatically changed to the opposite direction by antiferromagnetic coupling.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の実施の形態1における磁気記憶装置
の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a magnetic memory device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の磁気記憶装置の構成を概略的に示す斜
視図である。
FIG. 2 is a perspective view schematically showing the configuration of the magnetic storage device of FIG.

【図3】 図2に示す磁気記憶装置の1つのメモリセル
の構成を概略的に示す断面図である。
3 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of one memory cell of the magnetic memory device shown in FIG.

【図4】 1つのメモリセルにデータを書込む様子を説
明するための第1図である。
FIG. 4 is a first diagram for explaining how data is written in one memory cell.

【図5】 1つのメモリセルにデータを書込む様子を説
明するための第2図である。
FIG. 5 is a second diagram for explaining how data is written in one memory cell.

【図6】 本発明の実施の形態2における磁気記憶装置
の1つのメモリセルの構成を概略的に示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a sectional view schematically showing a configuration of one memory cell of the magnetic memory device according to the second embodiment of the present invention.

【図7】 従来の磁気記憶装置の回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram of a conventional magnetic memory device.

【図8】 差動検出を行なう従来の磁気記憶装置の回路
図である。
FIG. 8 is a circuit diagram of a conventional magnetic memory device that performs differential detection.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b トンネル磁気抵抗効果素子、2a,2b
ビット線、3 ワード線、4 アンプ、5 トランジス
タ、8a,8b トランジスタ、11a,11b 固着
層、12a,12b トンネル絶縁層、13a,13b
記録層、13c,13e,13f,13h 強磁性
層、13d,13g,13i 非磁性層、21 導電
層、22 配線。
1a, 1b Tunnel magnetoresistive effect element, 2a, 2b
Bit line, 3 word line, 4 amplifier, 5 transistor, 8a, 8b transistor, 11a, 11b fixed layer, 12a, 12b tunnel insulating layer, 13a, 13b
Recording layer, 13c, 13e, 13f, 13h Ferromagnetic layer, 13d, 13g, 13i Non-magnetic layer, 21 Conductive layer, 22 Wiring.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒岩 丈晴 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 高田 裕 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 猪俣 浩一郎 宮城県仙台市青葉区栗生1丁目7番地の12 Fターム(参考) 5F083 FZ10 GA05 GA12 LA12    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Takeharu Kuroiwa             2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Yutaka Takada             2-3 2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Inside Ryo Electric Co., Ltd. (72) Inventor Koichiro Inomata             12-1-7 Kuryu, Aoba-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture F term (reference) 5F083 FZ10 GA05 GA12 LA12

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 磁化方向が固定された固着層と、スピン
偏極した電子の注入によって磁化方向が変化する記録層
と、前記固着層と前記記録層との間に配置されたトンネ
ル絶縁層とを有するトンネル磁気抵抗効果素子の少なく
とも2つが、作動検出可能なように積層されていること
を特徴とする、磁気記憶装置。
1. A pinned layer whose magnetization direction is fixed, a recording layer whose magnetization direction changes by injection of spin-polarized electrons, and a tunnel insulating layer which is arranged between the pinned layer and the recording layer. A magnetic memory device, wherein at least two of the tunnel magnetoresistive effect elements having: are laminated so that an operation can be detected.
【請求項2】 前記固着層は、前記記録層よりもスピン
分極率が高い材質よりなることを特徴とする、請求項1
に記載の磁気記憶装置。
2. The fixed layer is made of a material having a higher spin polarizability than the recording layer.
The magnetic storage device according to 1.
【請求項3】 積層された少なくとも2つの前記トンネ
ル磁気抵抗効果素子の各々の前記記録層に電気的に接続
された配線層と、 前記配線層に電気的に接続され、かつデータの書込み時
にスピン偏極した電子の注入によって前記記録層を磁化
反転させるための電流を前記配線層に流すよう制御され
たトランジスタとをさらに備えたことを特徴とする、請
求項1または2に記載の磁気記憶装置。
3. A wiring layer electrically connected to the recording layer of each of the stacked at least two tunnel magnetoresistive elements, and a spin layer electrically connected to the wiring layer and writing data. 3. The magnetic storage device according to claim 1, further comprising a transistor controlled to flow a current for reversing the magnetization of the recording layer by injecting polarized electrons into the wiring layer. .
【請求項4】 前記配線層の一方側に配置された前記ト
ンネル磁気抵抗効果素子に電気的に接続された第1デー
タ線と、 前記配線層の他方側に配置された前記トンネル磁気抵抗
効果素子に電気的に接続された第2データ線とをさらに
備えたことを特徴とする、請求項3に記載の磁気記憶装
置。
4. A first data line electrically connected to the tunnel magnetoresistive effect element arranged on one side of the wiring layer, and the tunnel magnetoresistive effect element arranged on the other side of the wiring layer. 4. The magnetic storage device according to claim 3, further comprising a second data line electrically connected to the magnetic recording medium.
【請求項5】 一の前記トンネル磁気抵抗効果素子の前
記記録層と他の前記トンネル磁気抵抗効果素子の前記記
録層とが、非磁性層を挟んで反強磁性的に結合している
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の磁
気記憶装置。
5. The one recording layer of the tunnel magnetoresistive effect element and the other recording layer of the tunnel magnetoresistive effect element are antiferromagnetically coupled with a nonmagnetic layer interposed therebetween. The magnetic storage device according to claim 1, wherein the magnetic storage device is a magnetic storage device.
【請求項6】 前記記録層は、非磁性層を挟んで反強磁
性的に結合した第1強磁性層と第2強磁性層とを有する
ことを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の磁
気記憶装置。
6. The recording layer according to claim 1, wherein the recording layer has a first ferromagnetic layer and a second ferromagnetic layer antiferromagnetically coupled with each other with a non-magnetic layer interposed therebetween. The magnetic storage device according to claim 1.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005310829A (en) * 2004-04-16 2005-11-04 Sony Corp Magnetic memory and recording method thereof
JP2006278645A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Fujitsu Ltd Magnetic memory device
JP2007504651A (en) * 2003-08-26 2007-03-01 グランディス インコーポレイテッド Magnetic memory device using spin transfer switching and storing multiple bits
JP2007516604A (en) * 2003-05-13 2007-06-21 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド Magnetoelectronic information device with composite magnetic free layer
US7269059B2 (en) 2004-09-17 2007-09-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic recording element and device
JP2011527094A (en) * 2007-11-21 2011-10-20 マグアイシー テクノロジーズ インコーポレイテッド Spin injection MRAM device with separate CPP assisted writing
JP2012504349A (en) * 2008-09-29 2012-02-16 シーゲイト テクノロジー エルエルシー Magnetic flux closure STRAM with electronically reflective insulating spacer
JP2012119715A (en) * 2004-02-26 2012-06-21 Grandis Inc Spin transfer magnetic element with free layers having high perpendicular anisotropy and in-plane equilibrium magnetization
JP2013201220A (en) * 2012-03-23 2013-10-03 Toshiba Corp Magnetic memory
CN112490355A (en) * 2019-09-12 2021-03-12 铠侠股份有限公司 Magnetic memory device

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007516604A (en) * 2003-05-13 2007-06-21 フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド Magnetoelectronic information device with composite magnetic free layer
JP2007504651A (en) * 2003-08-26 2007-03-01 グランディス インコーポレイテッド Magnetic memory device using spin transfer switching and storing multiple bits
JP2012119715A (en) * 2004-02-26 2012-06-21 Grandis Inc Spin transfer magnetic element with free layers having high perpendicular anisotropy and in-plane equilibrium magnetization
JP2005310829A (en) * 2004-04-16 2005-11-04 Sony Corp Magnetic memory and recording method thereof
US7269059B2 (en) 2004-09-17 2007-09-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic recording element and device
JP2006278645A (en) * 2005-03-29 2006-10-12 Fujitsu Ltd Magnetic memory device
JP2011527094A (en) * 2007-11-21 2011-10-20 マグアイシー テクノロジーズ インコーポレイテッド Spin injection MRAM device with separate CPP assisted writing
JP2012504349A (en) * 2008-09-29 2012-02-16 シーゲイト テクノロジー エルエルシー Magnetic flux closure STRAM with electronically reflective insulating spacer
KR101308605B1 (en) * 2008-09-29 2013-09-17 시게이트 테크놀로지 엘엘씨 Flux-closed stram with electronically reflective insulative spacer
US9041083B2 (en) 2008-09-29 2015-05-26 Seagate Technology Llc Flux-closed STRAM with electronically reflective insulative spacer
JP2013201220A (en) * 2012-03-23 2013-10-03 Toshiba Corp Magnetic memory
CN112490355A (en) * 2019-09-12 2021-03-12 铠侠股份有限公司 Magnetic memory device
CN112490355B (en) * 2019-09-12 2023-10-31 铠侠股份有限公司 Magnetic memory device

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