JP2005191032A - 磁気記憶装置及び磁気情報の書込み方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
磁化が固定された磁化固定層31と、磁化固定層31に積層されたトンネル絶縁層33と、トンネル絶縁層33に積層された磁化自由層35とを備え、磁化自由層はトンネル絶縁層33及び磁化固定層31と重なる接合部351、接合部351の両端に隣接して側部に磁壁ピン止め機構353aを備えたくびれ部353、及び、くびれ部353に隣接形成された、互いに反対向きの固定磁化が付与された一対の磁化固定部357とを具備し、磁化自由層の端部に形成された一対の磁気情報書込み用端子9とを備えることを特徴とする磁気記憶装置を提供する。
【選択図】 図2
Description
Phys. Rev. Lett. Vol. 84, No. 14, pp 3149-3152 (2000).
(第1の実施の形態)
本発明の磁気記憶装置と磁気情報の書込み方法に関わる第1の実施形態について、図1のメモリセル回路図(但し、TMR素子のみ断面模式図)を参照しつつ説明する。
値を測定することができ、その磁気記憶情報を読み出すことができる。このトンネル接合抵抗値の測定は、ビット線7の端部に接続されたセンス回路によって行う。このセンス回路によってトンネル接合抵抗値の大小を読出すことで、TMR素子3が記憶している"1"もしくは"0"の磁気記憶情報を判定することができる。
本発明の第1の実施形態による磁気記憶装置についてTMR素子を作成した。
したことが分かる。約1.9mAの電流を電流密度に換算すると、約4.8×107A/cm2となる。
(実施例2)
実施例1と同様の方法でCoの磁化固定層31、AlOxのトンネル絶縁層33、CoSmxの磁化自由層35を備えるトンネル接合を作製した。
3・・・TMR素子
5・・・ワード線
7・・・ビット線(読出し)
9・・・ビット線(書込み)
31・・・磁化固定層
33・・・トンネル絶縁層
35・・・磁化自由層
Claims (10)
- 固定磁化が付与された導電性の磁化固定層と、
前記磁化固定層に積層形成されたトンネル絶縁層と、
前記トンネル絶縁層を介して前記磁化固定層と積層形成された接合部、前記接合部の一対の端部に隣接形成された磁壁ピン止め部、及び、前記磁壁ピン止め部に隣接する互いに反対向きの固定磁化が付与された一対の磁化固定部を具備する導電性の磁化自由層と、
前記一対の磁化固定部に電気接続し、前記磁化自由層の前記接合部、前記一対の磁壁ピン止め部及び前記一対の磁化固定部を貫通する電流を磁化自由層に流すための一対の磁気情報書込み用端子とを備えることを特徴とする磁気記憶装置。 - 前記磁壁ピン止め部の側部にくびれを具備することを特徴とする請求項1記載の磁気記憶装置。
- 前記磁化自由層は内部に磁壁を有し、前記磁化自由層は前記磁壁の厚さが電子の平均自由行程よりも薄くなる材料であることを特徴とする請求項1または2記載の磁気記憶装置。
- 前記磁化自由層内の磁壁の厚さは、10nm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の磁気記憶装置。
- 前記磁化自由層の磁性材料中に希土類元素が含まれていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の磁気記憶装置。
- 前記磁化固定層、前記トンネル絶縁層、及び前記磁化自由層を備えるトンネル磁気抵抗効果素子と、前記一対の磁気情報書込み用電極の一方を介して前記トンネル磁気抵抗効果素子と電気接続する電界効果トランジスタを備えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の磁気記憶装置。
- 前記電界効果トランジスタはゲート電極及び一対のソース・ドレイン領域を有し、前記一対のソース・ドレイン領域の一方は前記トンネル磁気抵抗効果素子と電気接続し、前記一対のソース・ドレイン領域の他方はプレート電極と接続し、前記電界効果トランジスタと前記トンネル接合素子の組み合わせにより一つの磁気記憶セルを構成することを特徴とする請求項6記載の磁気記憶装置。
- 前記記憶セルが同一基板上に複数形成されて、記憶セルマトリクスをなしていることを特徴とする請求項7記載の磁気記憶装置。
- 前記接合部の前記トンネル絶縁層を介して前記磁化固定層と対向する接合面積に比べて、前記接合部の前記電流が流れる断面積が小さいことを特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の磁気記憶装置。
- 磁化が固定された磁化固定層と、前記磁化固定層に積層されたトンネル絶縁層と、前記トンネル絶縁層に積層された導電性の磁化自由層とを備えるトンネル磁気抵抗効果素子の前記磁化自由層内のみに電流を流して前記磁化自由層の磁化の向きを反転させることを特徴とする磁気情報の書込み方法。
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