JP2007096074A - Magnetic memory - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、メモリセルに磁気抵抗効果素子を有する磁気メモリに関する。 The present invention relates to a magnetic memory having a magnetoresistive effect element in a memory cell.
近年、半導体メモリの一種として、トンネル磁気抵抗(TMR:Tunnel Magneto-resistance)効果を利用した磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM:Magnetic Random Access Memory)が提案されている。 2. Description of the Related Art Recently, a magnetic random access memory (MRAM) using a tunnel magnetoresistance (TMR) effect has been proposed as a kind of semiconductor memory.
このMRAMのメモリセルでは、ビット線とワード線との交差領域に、情報記憶素子として、磁気抵抗効果素子の一種であるMTJ(Magnetic Tunneling Junction)素子が設けられている。このMRAMにおいて、データを書き込む場合は、選択ビット線及び選択ワード線にそれぞれ電流を流し、これらの電流による合成磁界で選択ビット線および選択ワード線の交差領域に位置する選択されたメモリセルのMTJ素子にデータが書き込まれる。一方、データを読み出す場合は、選択されたメモリセルのMTJ素子に読み出し電流を流し、このMTJ素子の磁化状態の抵抗変化によってデータ“1”、“0”が読み出される。 In the memory cell of this MRAM, an MTJ (Magnetic Tunneling Junction) element, which is a kind of magnetoresistive effect element, is provided as an information storage element in an intersection region between a bit line and a word line. In this MRAM, when data is written, currents are supplied to the selected bit line and the selected word line, respectively, and the MTJ of the selected memory cell located in the intersection region of the selected bit line and the selected word line is generated by a combined magnetic field generated by these currents. Data is written to the element. On the other hand, when reading data, a read current is supplied to the MTJ element of the selected memory cell, and data “1” and “0” are read by the resistance change in the magnetization state of the MTJ element.
このようなMRAMにおいては、データ書き込みの際、選択ビット線および選択ワード線の一方のみが選択されたメモリセル、すなわち半選択セルにまで書き込み電流磁界が影響を及ぼしてしまう。このため、半選択セルに誤書き込みが生じるという問題が発生することがある。この問題を回避することは、MRAM開発の最重要課題の一つであると考えられている。 In such an MRAM, when data is written, a write current magnetic field affects a memory cell in which only one of a selected bit line and a selected word line is selected, that is, a half-selected cell. For this reason, there may occur a problem that erroneous writing occurs in the half-selected cell. Avoiding this problem is considered one of the most important issues in MRAM development.
そこで、上記問題の解決策の一つとして、非磁性層を介して反強磁性結合させた2つの磁性層を備えた記録層を用いたトグル方式のMRAMが提案されている(例えば特許文献1参照)。しかし、このトグル方式のMRAMでは、書き込み電流値が汎用メモリとしては非現実的に大きくなるという問題がある。
以上説明したように、従来のMRAMでは、誤書き込みを抑制しつつ、書き込み電流の低減を図ることが困難であった。 As described above, in the conventional MRAM, it is difficult to reduce the write current while suppressing erroneous writing.
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであって、誤書き込みを抑制しつつ、書き込み電流を低減することのできる磁気メモリを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a magnetic memory capable of reducing a write current while suppressing erroneous writing.
本発明の一態様による磁気メモリは、第1の配線と、前記第1の配線に交差する第2の配線と、前記第1および第2の配線の交差領域に対応して設けられた磁気抵抗効果素子と、を備え、
前記磁気抵抗効果素子は、
磁化の向きが固着された磁化固着層と、
それぞれの平面形状が、磁化容易軸方向が磁化困難軸方向に比べて長い本体部と前記本体部の中央部の磁化困難軸方向に設けられた突出部とを有する少なくとも2層以上の磁性層と、各磁性層との間に設けられた非磁性層と、を含み外部磁界により前記磁性層の磁化の向きが可変の磁化自由層と、
を備え、前記磁気抵抗効果素子は、前記磁化自由層の磁化容易軸の方向が前記第1および第2の配線に対して傾いて配置され、
前記磁化自由層の前記磁性層のそれぞれは、磁化容易軸方向の長さと磁化困難軸方向の長さとの比が1より大きく1.5以下であることを特徴とする。
A magnetic memory according to one aspect of the present invention includes a first wiring, a second wiring that intersects the first wiring, and a magnetoresistor provided corresponding to an intersecting region of the first and second wirings. An effect element,
The magnetoresistive effect element is
A magnetization pinned layer in which the magnetization direction is fixed;
Each planar shape has at least two or more magnetic layers having a main body portion whose easy axis direction is longer than the hard axis direction and a projecting portion provided in the hard axis direction at the center of the main body portion; A non-magnetic layer provided between each magnetic layer, and a magnetization free layer in which the magnetization direction of the magnetic layer is variable by an external magnetic field,
The magnetoresistive effect element is arranged such that the direction of the easy magnetization axis of the magnetization free layer is inclined with respect to the first and second wirings,
Each of the magnetic layers of the magnetization free layer is characterized in that the ratio of the length in the easy axis direction to the length in the hard axis direction is greater than 1 and 1.5 or less.
なお、前記磁化自由層の磁化容易軸の方向の、前記第1および第2の配線に対する傾き角は実質的に45度であってもよい。 The inclination angle of the magnetization easy axis of the magnetization free layer with respect to the first and second wirings may be substantially 45 degrees.
なお、前記磁化自由層の前記磁性層のそれぞれは、磁化容易軸方向の長さと磁化困難軸方向の長さとの比が1より大きく1.33以下であることが好ましい。 In addition, each of the magnetic layers of the magnetization free layer preferably has a ratio of the length in the easy axis direction to the hard axis direction in the range of 1 to 1.33.
なお、前記磁化自由層の各磁性層は、前記本体部と前記突出部との接合部分が尖っていてもよい。 Each magnetic layer of the magnetization free layer may have a sharp junction between the main body portion and the protruding portion.
なお、前記磁化自由層の各磁性層の角部は丸みを帯びていてもよい。 The corners of each magnetic layer of the magnetization free layer may be rounded.
なお、前記磁化自由層の各磁性層は、磁化困難軸方向の長さは、中央部から端部にかけて単調に減少する平面形状であってもよい。 In addition, each magnetic layer of the magnetization free layer may have a planar shape in which the length in the hard magnetization axis direction monotonously decreases from the center to the end.
なお、前記第1および第2の配線に対して傾いて配置された前記磁気抵抗効果素子の前記第1または第2の配線の幅方向の寸法に対して、前記第1および第2の配線の幅は−10%〜+10%の範囲にあってもよい。 Note that the first and second wirings have a dimension in the width direction of the first or second wiring of the magnetoresistive effect element that is disposed to be inclined with respect to the first and second wirings. The width may be in the range of -10% to + 10%.
本発明によれば、誤書き込みを抑制しつつ、書き込み電流を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce a write current while suppressing erroneous writing.
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による磁気メモリセルの平面図を図1(a)に、正面図を図1(b)に示す。本実施形態の磁気メモリは、トグル方式の磁気メモリであって、複数のメモリセルを有し、各メモリセルは、ワード線20と、このワード線20と実質的に直交するビット線30との交差領域に配置された磁気抵抗効果素子1を備えている。磁気抵抗効果素子1は、図2に示すように、非磁性金属層23を介して反強磁性結合した磁性層21、22を有し、外部磁界に応じて磁化の向き(磁気モーメント)が変化する磁気記録層となる磁化自由層2と、磁化の向きが固着された磁化固着層4と、磁化自由層2と磁化固着層4との間に設けられたトンネルバリア層3と、磁化固着層4の磁化の向きを固着する反強磁性層5とを備えている。この磁気抵抗効果素子1は、磁化固着層4の磁化の向きと、磁化固着層4に近い、磁化自由層2の磁性層22の磁化の向きとの相対角度によってトンネルバリアを介したトンネルコンダクタンスが変化する。なお、図2に示す磁気抵抗効果素子1は、1重トンネル接合構造であったが、図3に示すように、2重トンネル接合構造を有する磁気抵抗効果素子1であってもよい。この2重トンネル接合構造を有する磁気抵抗効果素子1は、図2に示す1重トンネル接合の磁気抵抗効果素子の磁化自由層2のトンネルバリア層3と反対側にトンネルバリア層6を設け、トンネルバリア層6の磁化自由層2と反対側に磁化固着層7を設け、磁化固着層7のトンネルバリア層6と反対側に磁化固着層7の磁化の向きを固着する反強磁性層8を設けた構成となっている。
(First embodiment)
FIG. 1A is a plan view of the magnetic memory cell according to the first embodiment of the present invention, and FIG. The magnetic memory of the present embodiment is a toggle type magnetic memory, and has a plurality of memory cells. Each memory cell includes a
そして、磁気抵抗効果素子1の磁化自由層2の平面形状は、図4に示すように、磁化容易軸方向が磁化困難軸方向に比べて長い本体部2aと、ほぼ中央部に配置された磁化困難軸方向に突出した突出部2bとを備えている。本実施形態においては、磁化自由層2の磁化容易軸方向の長さa(=540nm)と磁化困難軸方向の長さb(=360nm)との比(=a/b)は1.5である。本実施形態においては、磁化自由層2の各磁性層の平面形状は、磁化困難軸方向の長さは、中央部から端部にかけて単調に減少するように構成されている。なお、突出部2bは、図4に示すように磁化容易軸に対して対称であってもよいし、非対称でもよい。これは、トグル方式では磁気モーメントの回転方向は一方向に限られるので、上下が非対称であっても磁気モーメントの回転の仕方はデータが1から0に変化する場合でも0から1に変化する場合でもまったく同じであるからである。また、磁気抵抗効果素子1の磁化自由層2の磁化容易軸は、図1に示すように、ワード線20およびビット線30と実質的に45度の角度をなすように配置される。
Then, as shown in FIG. 4, the planar shape of the magnetization
本実施形態による磁気メモリのトグル方式の書き込みについてLLG(Landau-Lifsiz-Gilbert)シミュレーションを用いて計算した結果を、図5、6を参照して説明する。なお、磁化自由層2の上下の磁性層21、22の膜厚は3nmとし、磁性層21、22の間にある非磁性層23の膜厚は2nm、反強磁性結合定数は0.02erg/cm2を仮定した。なお、このシミュレーションにおいては、磁界の計算は静磁界シミュレーターを用いて行った。図5は書込みに使用したビット線30およびワード線20の書込み電流パルスを示し、図6は図5に示す電流パルスをビット線30およびワード線20に流した場合の磁化自由層2の一方の磁性層22の一方向(例えば図2では、左方向)の規格化された磁気モーメントMxの時間変化を示している。電流パルスを流す前の磁化固着層4の磁気モーメントは図2に示すように右側を向き、磁化自由層2の磁性層22の磁気モーメントの向きは図2においては左側、すなわち、磁化固着層4の磁気モーメントとは実質的に180度異なっている向きであり、磁性層21の磁気モーメントの向きは図2においては右側、すなわち、磁化固着層4の磁気モーメントとは実質的に同じ向きとなっている。この状態で、時刻t0において、ワード線20に電流を流すと、磁化自由層2の磁性層22の上記一方向の磁気モーメントは小さくなる。すなわち、磁性層22の磁気モーメントの向きは、回転し始める。そして、ワード線を流れる電流が時刻t1で所定の電流値に達し、時刻t2まで上記所定の電流値に維持すると、その間はこの電流によって発生する磁界と磁性層22の上記一方向に直交する方向の磁気モーメントとが釣り合い、磁性層22の上記一方向の磁気モーメントは一定値に維持される。すなわち、磁性層22の磁気モーメントの回転は停止する。そして、時刻t2からビット線30に電流を流し始めると、磁性層22の上記一方向の磁気モーメントはさらに小さくなり、再び回転を開始する。この回転はビット線30を流れる電流が所定値に達する時刻t3まで、続く。そして時刻t2から時刻t3の間に磁性層22の上記一方向の磁気モーメントは0となり、磁化困難軸方向を通過する。時刻t3時刻t4の間は、ワード線20およびビット線30を流れる電流は所定値となっているので、ワード線20およびビット線30を流れる電流による磁界と磁性層22の磁気モーメントが釣り合い、磁性層22の上記一方向の磁気モーメントは一定値に維持され、磁性層22の磁気モーメントの回転は停止する。時刻t4から時刻t5にかけて、ビット線30を流れる電流は所定値のままであるが、ワード線20を流れる電流が所定値から0まで減少することにより、磁性層22の上記一方向の磁気モーメントはさらに減少し、磁性層22の磁気モーメントは再び回転を開始する。時刻t5から時刻t6にかけてビット線30にのみ所定値の大きさの電流が流れているので、この電流によって発生する磁界と磁性層22の上記一方向に直交する方向の磁気モーメントとが釣り合い、磁性層22の上記一方向の磁気モーメントは一定値に維持され、磁性層22の磁気モーメントの回転は停止する。時刻t6から時刻t7にかけて、ビット線30を流れる電流が所定値から0まで減少することにより、磁性層22の上記一方向の磁気モーメントはさらに減少し、磁性層22の磁気モーメントは再び回転し、時刻t0の直前の磁性層22の磁気モーメントと実質的に180度異なる方向の磁気モーメントとなる。すなわち、時刻t0の直前の磁性層22の磁化の向きが反転したことになる。なお、上記過程において、磁性層21は磁性層22と反強磁性結合しているため、磁性層21の磁化の向きは磁性層22の磁化の向きとともに回転する。
The result of calculating the toggle-type writing of the magnetic memory according to the present embodiment using an LLG (Landau-Lifsiz-Gilbert) simulation will be described with reference to FIGS. Incidentally, magnetization
その後、図5に示す電流パルスをワード線20およびビット線30に再び流すと、磁性層22の上記一方向の磁気モーメントは−1から+1に増加するため、磁性層22の磁気モーメントは回転し、最後に、時刻t0の直前の磁性層22の磁気モーメントと実質的に同じ方向の磁気モーメントとなる(図6の右側のグラフ参照)。
Thereafter, the flow again current pulses shown in FIG. 5 to the
本実施形態において、ワード線20とビット線30に流す電流の大きさを変えて、磁化自由層の磁気モーメントが反転する否かをシミュレーションした結果を図7に示す。横軸はビット線30に流す電流IBを、縦軸はワード線IWに流す電流の大きさを示し、記号「○」は反転したことを示し、記号「×」は反転しなかったことを示している。磁化自由層2の磁化容易軸方向の長さaと磁化困難軸方向の長さbとの比(=a/b)は1.5である本実施形態においては、図7からわかるように、ワード線20およびビット線30に流す電流が10mA以上であれば、磁化自由層2の磁気モーメントは反転し、10mAより小さいと反転しない。そして、ワード線20およびビット線30の一方のみに電流を流しても反転しないことがわかる。
FIG. 7 shows a result of simulating whether or not the magnetic moment of the magnetization free layer is reversed by changing the magnitude of the current passed through the
次に、図8に示すように、磁化自由層2の平面形状が長方形の場合、すなわち、磁化困難軸方向に突起部がない場合以外は本実施形態と同じ磁気メモリを比較例として、この比較例に対して、ワード線およびビット線に図5に示す電流を流し、磁化自由層の磁気モーメントが反転する否かをシミュレーションした結果を図9に示す。なお、図8に示す磁化自由層2の平面形状の長辺の長さa(=720nm)と短辺の長さb(=240nm)との比(=a/b)は3である。図9からわかるように、この比較例においては、ワード線20およびビット線30に流す電流が14mA以上であれば、磁化自由層2の磁気モーメントは反転し、13mA以下であると反転しない。
Next, as shown in FIG. 8, when the planar shape of the magnetization
以上説明したように、本実施形態によれば、書き込み電流を低減することができる。また、トグル方式の磁気メモリであるので、誤書き込みを抑制することができる。 As described above, according to the present embodiment, the write current can be reduced. Further, since it is a toggle type magnetic memory, erroneous writing can be suppressed.
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態による磁気メモリを図10乃至16を参照して説明する。本実施形態の磁気メモリは、第1実施形態の磁気メモリにおいて、磁化自由層2の平面形状を図10に示す形状としたものである。すなわち、磁化自由層2の平面形状は、磁化容易軸方向が磁化困難軸方向に比べて長い本体部2aと、ほぼ中央部に配置された磁化困難軸方向に突出した突出部2bとを備え、磁化容易軸方向の長さa(=480nm)と磁化困難軸方向の長さb(=360nm)との比(=a/b)が1.33である。なお、磁化自由層2の平面形状以外は、第1実施形態と同じ構成となっている。
(Second Embodiment)
Next, a magnetic memory according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The magnetic memory of this embodiment is the same as the magnetic memory of the first embodiment, except that the planar shape of the magnetization
本実施形態において、図5に示す電流パルスの組をワード線およびビット線に2回流した場合の磁化自由層2の磁性層22の一方向(例えば図2では、左方向)の規格化された磁気モーメントMxの時間変化を図11に示す。この図11からわかるように、第1実施形態と同様に、磁化自由層2の磁化モーメントは、最初の電流パルスの組によって、180度回転し、次の電流パルスの組によって更に180度回転して、元に戻っている。
In the present embodiment, (For example, in FIG. 2, left) direction magnetization of the
また、本実施形態において、ワード線20とビット線30に流す電流の大きさを変えて、磁化自由層の磁気モーメントが反転する否かをシミュレーションした結果を図12に示す。横軸はビット線30に流す電流IBを、縦軸はワード線IWに流す電流の大きさを示し、記号「○」は反転したことを示し、記号「×」は反転しなかったことを示している。磁化容易軸方向の長さaと磁化困難軸方向の長さbとの比(=a/b)は1.33である本実施形態においては、図12からわかるように、ワード線20およびビット線30に流す電流が7mA以上であれば、磁化自由層2の磁気モーメントは反転し、7mAより小さいと反転しない。そして、ワード線20およびビット線30の一方のみに電流を流しても反転しないことがわかる。このように、ワード線20およびビット線30の一方のみに電流を流しても磁気モーメントを反転させることはできず、誤書き込みが起こらないため、書込みマージンを大きく取れる。磁化反転する際、その磁化パターンを調べた結果、一斉回転的に磁化反転を起こしており、C型磁区のような複雑な磁区構造は取っていない。
Further, FIG. 12 shows the result of simulating whether or not the magnetic moment of the magnetization free layer is reversed by changing the magnitude of the current passed through the
以上説明したように、本実施形態の磁気メモリは第1実施形態の磁気メモリよりも、磁化自由層の磁気モーメントを反転するための電流が低い。そこで、磁化自由層2の磁化容易軸方向の長さaと磁化困難軸方向の長さbとの比(=a/b)を変えたときの、磁化自由層の磁気モーメントを反転するに必要な電流(反転電流)をシミュレーションによって求めた結果を図13に示す。図13からわかるように、比a/bが1.33より大きくなると反転電流も大きくなっていることがわかる。なお、図13において、比a/bが3のデータは第1実施形態の場合であり、比a/bが3のデータは磁化自由層2の平面形状が図8に示す長方形の場合である。したがって、比a/bは、1より大きく、1.5以下であれば、反転電流、すなわち書込み電流を小さくすることができる。なお、比a/bは、1より大きく、1.33以下であることがより好ましい。
As described above, the magnetic memory of this embodiment has a lower current for reversing the magnetic moment of the magnetization free layer than the magnetic memory of the first embodiment. Therefore, it is necessary to reverse the magnetic moment of the magnetization free layer when the ratio (= a / b) of the length a in the magnetization easy axis direction a and the length b in the magnetization difficult axis direction of the magnetization
次に、本実施形態において、磁気抵抗効果素子の磁化自由層のサイズおよび形状を変えないで、ワード線20とビット線30の配線幅を変えた場合の反転電流の変化を図14に示す。この実施形態においては、ワード線20およびビット線30の配線幅が460nmのときに反転電流が最小となっている。このときの平面図を図15に示す。すなわち、ワード線20およびビット線30に対して実質的に45度傾いて磁気抵抗効果素子が配置されている。さらに、磁気抵抗効果素子の本体部の対角線の方向に相対抗する角部それぞれがワード線20およびビット線30の側面に実質的に一致し、かつ磁気抵抗効果素子がワード線20およびビット線30に過不足なく覆われているときに、反転電流が最小となっている。なお、本明細書においては、磁気抵抗効果素子の本体部の対角線の方向に相対抗する角部間の長さを磁気抵抗効果素子の対角線の長さという。
Next, in this embodiment, FIG. 14 shows the change of the inversion current when the wiring width of the
トグル方式の磁気メモリにおいては、磁化自由層の磁性層の磁化(磁気モーメント)が反転するためには、各磁性層の磁化が一斉に動く必要がある。しかし、ワード線およびビット線の配線幅が、図15に示すようにワード線20に対して実質的に45度傾いて配置された磁気抵抗効果素子の対角線の長さ460nmよりも狭くなると、磁性層の一部分のみの磁化が優先的に回転しようとするが、反転するには磁性層の磁化が回転する必要があるため、反転する電流は大きくなる(図14参照)。また、ワード線およびビット線の配線幅が磁気抵抗効果素子の対角線の長さ460nmよりも大きくなると、ワード線またはビット線に流れる電流による磁界から磁化自由層2が遠ざかり、このため、反転電流も大きくなる。以上のことから、ワード線およびビット線の幅は、磁気抵抗効果素子の対角線の長さ(本実施形態においては460nm(図15参照))の−10%〜+10%の範囲にあれば、反転電流(書込み電流)を小さくすることができる。
In the toggle type magnetic memory, in order to reverse the magnetization (magnetic moment) of the magnetic layer of the magnetization free layer, the magnetization of each magnetic layer needs to move all at once. However, when the wiring width of the word line and the bit line becomes narrower than the
以上説明したように、第2実施形態によれば、誤書き込みを抑制しつつ、書き込み電流を低減することができる。 As described above, according to the second embodiment, it is possible to reduce the write current while suppressing erroneous writing.
なお、本発明の各実施形態おいて、磁化自由層を所望の形状にパターニングすることは重要である。サイズが0.1μm程度の素子を作成するのであれば、光リソグラフィーを用いることができる。使用する波長にあわせて近接効果を考慮にいれたフォトマスクを用意すれば、最終的に露光された形状を所望のものとすることができる。 In each embodiment of the present invention, it is important to pattern the magnetization free layer into a desired shape. If an element having a size of about 0.1 μm is produced, photolithography can be used. If a photomask that takes the proximity effect into consideration in accordance with the wavelength to be used is prepared, the final exposed shape can be made desired.
突出部と本体部の接合部を尖らせるためには、図16(a)、(b)に示すように、マスクを二回に分けてパターニングする2ステップ法が有効である。すなわち、第一のマスク51を用いて本体部2aをパターニングする。そして、パターニングした本体部の周辺に薄く側壁を選択的に形成した後、第二のマスク52を用いて側壁をパターニングして突出部を形成すれば両者の交叉する部分は極めてシャープに尖ることになる。このとき、ハードマスク材料の下部のストッパ層にハードマスクとの選択比が大きい材料を選択することが重要となる。ハードマスクのエッチングにTaを用い、ストッパ層にAlを用い、エッチングガスCF4を導入したRIEを用いて加工すれば通常10以上の選択比をとることができる。なお、本体部にTaからなるハードマスクのパターンを転写し、ストッパ層に突出部に対応するレジストパターンを設け、このレジストパターンとハードマスクとを用いて、ストッパ層を加工してもよい。
In order to sharpen the joint between the protrusion and the main body, as shown in FIGS. 16A and 16B, a two-step method of patterning the mask in two steps is effective. That is, the
なお、上記各実施形態において、磁化自由層の磁性層の平面形状は、本体部と突出部との接合部は外側に丸みを帯びていても良いし、内側にくびれた曲線形状を有していてもよい。また、磁化自由層の磁性層の平面形状は、十字形状であってもよい。また、磁化自由層の磁性層の角部は丸みを帯びていてもよい。 In each of the embodiments described above, the planar shape of the magnetic layer of the magnetization free layer may be such that the joint portion between the main body portion and the projecting portion is rounded outward or has a curved shape constricted inward. May be. Further, the planar shape of the magnetic layer of the magnetization free layer may be a cross shape. The corners of the magnetic layer of the magnetization free layer may be rounded.
また、上記各実施形態においては、磁化固着層の平面形状も磁化自由層の平面形状と同一であってもよいし、異なっていてもよい。 In each of the above embodiments, the planar shape of the magnetization pinned layer may be the same as or different from the planar shape of the magnetization free layer.
なお、上記実施形態の磁気メモリのデータの読み出しは、背景技術に記載した特許文献1に記載の方法によって読み出すことができる。
In addition, the data of the magnetic memory of the above embodiment can be read by the method described in
以上述べたように、本発明の各実施形態によれば、磁化反転に必要な磁界を小さくし、磁化反転電流を低減することが可能となるトグル方式の磁気メモリを提供できる。したがって、本発明の各実施形態の磁気メモリでは,消費電力を低減するとともに,書き込みマージンを広く取れることができる。 As described above, according to each embodiment of the present invention, it is possible to provide a toggle type magnetic memory capable of reducing a magnetic field necessary for magnetization reversal and reducing a magnetization reversal current. Therefore, in the magnetic memory according to each embodiment of the present invention, power consumption can be reduced and a wide write margin can be obtained.
1 磁気抵抗効果素子
2 磁化自由層(磁気記録層)
21、22 磁性層
23 非磁性層
4 磁化固着層
5 反強磁性層
20 ワード線
30 ビット線
1
21, 22
Claims (7)
前記磁気抵抗効果素子は、
磁化の向きが固着された磁化固着層と、
それぞれの平面形状が、磁化容易軸方向が磁化困難軸方向に比べて長い本体部と前記本体部の中央部の磁化困難軸方向に設けられた突出部とを有する少なくとも2層以上の磁性層と、各磁性層との間に設けられた非磁性層と、を含み外部磁界により前記磁性層の磁化の向きが可変の磁化自由層と、
を備え、前記磁気抵抗効果素子は、前記磁化自由層の磁化容易軸の方向が前記第1および第2の配線に対して傾いて配置され、
前記磁化自由層の前記磁性層のそれぞれは、磁化容易軸方向の長さと磁化困難軸方向の長さとの比が1より大きく1.5以下であることを特徴とする磁気メモリ。 A first wiring, a second wiring intersecting with the first wiring, and a magnetoresistive effect element provided corresponding to an intersection region of the first and second wirings,
The magnetoresistive effect element is
A magnetization pinned layer in which the magnetization direction is fixed;
Each planar shape has at least two or more magnetic layers having a main body portion whose easy axis direction is longer than the hard axis direction and a projecting portion provided in the hard axis direction at the center of the main body portion; A non-magnetic layer provided between each magnetic layer, and a magnetization free layer in which the magnetization direction of the magnetic layer is variable by an external magnetic field,
The magnetoresistive effect element is arranged such that the direction of the easy magnetization axis of the magnetization free layer is inclined with respect to the first and second wirings,
Each of the magnetic layers of the magnetization free layer is characterized in that the ratio of the length in the easy axis direction to the hard axis direction is greater than 1 and 1.5 or less.
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