JP2019057636A - 磁気記憶装置 - Google Patents

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昭之 村山
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Takayuki Iwasaki
剛之 岩崎
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正 甲斐
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Tatatomi Daibo
忠臣 大坊
将起 遠藤
Masaki Endo
将起 遠藤
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Taichi IGARASHI
太一 五十嵐
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Junichi Ito
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Abstract

【課題】 適切な下地層を有する磁気抵抗効果素子を備えた磁気記憶装置を提供する。【解決手段】 実施形態に係る磁気記憶装置は、アモルファス構造を有し、モリブデン（Ｍｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、レニウム（Ｒｅ）、タングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）及びマンガン（Ｍｎ）から選択された第１の所定元素の少なくとも１つを含有する導電性の下地層２０と、下地層上に設けられ、可変の磁化方向を有する第１の磁性層３１と、固定された磁化方向を有する第２の磁性層３２と、第１の磁性層と第２の磁性層との間に設けられた非磁性層３３とを含む積層構造３０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、磁気記憶装置に関する。
半導体基板上に磁気抵抗効果素子（magnetoresistive element）及びＭＯＳトランジスタが集積化された磁気記憶装置（magnetic memory device）が提案されている。
上述した磁気抵抗効果素子は通常、下地層（under layer）上に、記憶層（storage layer）、トンネルバリア層及び参照層（reference layer）を含む積層構造（stacked structure）が設けられた構造を有している。したがって、優れた磁気抵抗効果素子を得るためには、適切な下地層を選択することが重要である。
しかしながら、従来は適切な下地層を有する磁気抵抗効果素子が提案されているとは必ずしも言えなかった。
特開２０１３−４８２１０号公報
適切な下地層を有する磁気抵抗効果素子を備えた磁気記憶装置を提供する。
実施形態に係る磁気記憶装置は、アモルファス構造を有し、モリブデン（Ｍｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、レニウム（Ｒｅ）、タングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）及びマンガン（Ｍｎ）から選択された第１の所定元素の少なくとも１つを含有する導電性の下地層と、前記下地層上に設けられ、可変の磁化方向を有する第１の磁性層と、固定された磁化方向を有する第２の磁性層と、前記第１の磁性層と前記第２の磁性層との間に設けられた非磁性層と、を含む積層構造と、を備える。
実施形態に係る磁気記憶装置の構成を模式的に示した断面図である。 実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。 実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。 実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法の一部を模式的に示した断面図である。 各種元素の腐食特性を評価するための電極電位−ｐＨ図である。 各種元素の腐食特性を評価するための電極電位−ｐＨ図である。 各種元素の腐食特性を評価するための電極電位−ｐＨ図である。 高融点を有する元素を示した図である。 実施形態及び比較例に係る下地層の第１の材料に関し、アズデポジションでのＸＲＤの測定結果を示した図である。 実施形態に係る下地層の第１の材料のＸＲＤの測定結果を示した図である。 実施形態に係る下地層の第１の材料のＸＲＤの測定結果を示した図である。 実施形態及び比較例に係る下地層の第１の材料に関し、酸化処理を行った後のシート抵抗の測定結果を示した図である。 実施形態及び比較例に係る下地層の第１の材料に関する測定結果について示した図である。 実施形態及び比較例に係る下地層の第１の材料に関し、酸化処理を行った後のシート抵抗の測定結果を示した図である。 実施形態及び比較例に係る下地層の第１の材料に関する測定結果について示した図である。 モリブデン（Ｍｏ）及びジルコニウム（Ｚｒ）の組成比並びに温度を変えたときの結晶状態を示した図である。 実施形態及び比較例に係る下地層の第２の材料に関し、アズデポジションでのＸＲＤの測定結果を示した図である。 実施形態に係る下地層の第２の材料のＸＲＤの測定結果を示した図である。 実施形態及び比較例に係る下地層の第２の材料に関し、酸化処理を行った後のシート抵抗の測定結果を示した図である。 実施形態及び比較例に係る下地層の第２の材料に関する測定結果について示した図である。 実施形態及び比較例に係る下地層の第３の材料に関し、アズデポジションでのＸＲＤの測定結果を示した図である。 実施形態に係る下地層の第３の材料のＸＲＤの測定結果を示した図である。 実施形態及び比較例に係る下地層の第３の材料に関し、酸化処理を行った後のシート抵抗の測定結果を示した図である。 実施形態及び比較例に係る下地層の第３の材料に関する測定結果について示した図である。 実施形態の変更例に係る磁気記憶装置の構成を模式的に示した断面図である。 実施形態の磁気抵抗効果素子が適用される半導体集積回路装置の一般的な構成の一例を模式的に示した断面図である。
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
図１は、実施形態に係る磁気記憶装置（半導体集積回路装置）の構成を模式的に示した断面図である。
下部構造１０は、半導体基板（図示せず）、ＭＯＳトランジスタ（図示せず）、層間絶縁膜１１及び下部電極（bottom electrode）１２、等を含んでいる。下部電極１２は、磁気抵抗効果素子（magnetoresistive element）に対する一方の電極として機能し、ＭＯＳトランジスタ（図示せず）と後述する下地層（under layer）２０との間に電気的に接続されている。
下部構造１０上には、磁気抵抗効果素子が設けられている。磁気抵抗効果素子は、導電性の下地層２０と、下地層２０上に設けられた積層構造（stacked structure）３０とを備えている。本実施形態の磁気抵抗効果素子は、ＳＴＴ（spin transfer torque）型の磁気抵抗効果素子である。なお、磁気抵抗効果素子は、ＭＴＪ（magnetic tunnel junction）素子とも呼ばれる。
下地層２０は、アモルファス構造を有する導電層であり、下部構造１０と積層構造３０との間に設けられている。下地層２０は、モリブデン（Ｍｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、レニウム（Ｒｅ）、タングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）及びマンガン（Ｍｎ）から選択された第１の所定元素の少なくとも１つを含有しており、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びニオブ（Ｎｂ）から選択された第２の所定元素の少なくとも１つをさらに含有していてもよい。下部構造１０と積層構造３０との間に複数の層が存在する場合、通常は、積層構造３０に接する層が上述した下地層２０に対応する。なお、下地層２０の詳細については後述する。
積層構造３０は、記憶層（storage layer）３１として用いられる第１の磁性層と、参照層（reference layer）３２として用いられる第２の磁性層と、記憶層３１と参照層３２との間に設けられ且つトンネルバリア層３３として用いられる非磁性層（nonmagnetic layer）３３とを含んでいる。本実施形態では、積層構造３０は、記憶層３１、参照層３２及びトンネルバリア層３３に加えてさらに、シフトキャンセリング層３４として用いられる第３の磁性層と、キャップ層３５とを含んでいる。本実施形態では、記憶層３１は、下地層２０とトンネルバリア層３３との間に設けられており、下地層２０に接している。
記憶層（第１の磁性層）３１は、垂直磁化（perpendicular magnetization）を有する（その主面に対して垂直な磁化方向を有する）強磁性層（ferromagnetic layer）であり、可変の磁化方向（variable magnetization direction）を有している。記憶層３１は、導電層であり、鉄（Ｆｅ）及びボロン（Ｂ）を含有している。鉄（Ｆｅ）及びボロン（Ｂ）に加えてさらに、コバルト（Ｃｏ）を含有していてもよい。本実施形態では、記憶層３１は、ＣｏＦｅＢによって形成されている。
参照層（第２の磁性層）３２は、垂直磁化を有する強磁性層であり、固定された磁化方向（fixed magnetization direction）を有している。参照層３２は、第１のサブ磁性層３２ａと、第２のサブ磁性層３２ｂとを含んでいる。第１のサブ磁性層３２ａは、導電層であり、鉄（Ｆｅ）及びボロン（Ｂ）を含有している。第１のサブ磁性層３２ａは、鉄（Ｆｅ）及びボロン（Ｂ）に加えてさらに、コバルト（Ｃｏ）を含有していてもよい。本実施形態では、第１のサブ磁性層３２ａは、ＣｏＦｅＢによって形成されている。第２のサブ磁性層３２ｂは、導電層であり、コバルト（Ｃｏ）と、プラチナ（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）及びパラジウム（Ｐｄ）から選択された少なくとも１つの元素とを含有している。本実施形態では、第２のサブ磁性層３２ｂは、Ｃｏ／Ｐｔの人工格子（artificial lattice）、Ｃｏ／Ｎｉの人工格子、或いはＣｏ／Ｐｄの人工格子によって形成されている。なお、第１のサブ磁性層３２ａと第２のサブ磁性層３２ｂとの間に、タンタル（Ｔａ）等で形成された中間層（intermediate layer）が設けられていてもよい。
なお、磁化方向が可変とは、所定の書き込み電流に対して磁化方向が変わることを表し、磁化方向が固定とは、所定の書き込み電流に対して磁化方向が変わらないことを表す。
トンネルバリア層（非磁性層）３３は、記憶層３１と参照層３２との間に介在する絶縁層であり、マグネシウム（Ｍｇ）及び酸素（Ｏ）を含有している。本実施形態では、トンネルバリア層３３は、ＭｇＯによって形成されている。
シフトキャンセリング層（第３の磁性層）３４は、垂直磁化を有する強磁性層であり、参照層３２の磁化方向に対して反平行（antiparallel）の固定された磁化方向を有している。このシフトキャンセリング層３４は、参照層３２から記憶層３１に印加される磁界をキャンセルする機能を有している。シフトキャンセリング層３４は、導電層であり、コバルト（Ｃｏ）と、プラチナ（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）及びパラジウム（Ｐｄ）から選択された少なくとも１つの元素とを含有している。本実施形態では、シフトキャンセリング層３４は、Ｃｏ／Ｐｔの人工格子、Ｃｏ／Ｎｉの人工格子、或いはＣｏ／Ｐｄの人工格子によって形成されている。なお、シフトキャンセリング層３４と参照層３２との間に、ルテニウム（Ｒｕ）等で形成された中間層が設けられていてもよい。
キャップ層３５は、積層構造３０の最上部に設けられた導電層であり、所定の金属材料を用いて形成されている。
下地層２０及び積層構造３０の側壁上には、下地層２０及び積層構造３０の側壁に沿って側壁絶縁層４１が設けられている。側壁絶縁層４１は、下地層２０に含有された少なくとも１つの第１の所定元素（Ｍｏ、Ｍｇ、Ｒｅ、Ｗ、Ｖ、Ｍｎ）及び酸素（Ｏ）を含有している。また、側壁絶縁層４１は、下地層２０に含有された少なくとも１つの第２の所定元素（Ｚｒ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｂ）をさらに含有していてもよい。側壁絶縁層４１は、少なくとも非磁性層３３の側面に設けられている。本実施形態では、側壁絶縁層４１は、積層構造３０の側壁の全体にわたって設けられている。この側壁絶縁層４１については、後で詳細に説明する。
下地層２０、積層構造３０及び側壁絶縁層４１は、保護絶縁膜５１によって囲まれている。保護絶縁膜５１には、例えば、シリコン窒化膜が用いられる。保護絶縁膜５１は、層間絶縁膜５２によって囲まれている。層間絶縁膜５２には、例えば、シリコン酸化膜が用いられる。保護絶縁膜５１及び層間絶縁膜５２にはホールが形成されており、このホール内に上部電極（top electrode）５３が設けられている。上部電極５３は、磁気抵抗効果素子に対する一方の電極として機能し、ビット線（図示せず）とキャップ層３５との間に電気的に接続されている。
上述した磁気抵抗効果素子において、記憶層３１の磁化方向と参照層３２の磁化方向とが平行である場合には、磁気抵抗効果素子（積層構造３０）は低抵抗状態を示す。記憶層３１の磁化方向と参照層３２の磁化方向とが反平行である場合には、磁気抵抗効果素子（積層構造３０）は高抵抗状態を示す。したがって、磁気抵抗効果素子は、その抵抗状態に基づいて２値（binary）データを記憶することができる。また、磁気抵抗効果素子は、積層構造３０に流れる電流の方向に応じて抵抗状態を設定することができる、すなわち２値データを書き込むことができる。
次に、本実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法について、図２〜図４及び図１を参照して説明する。
まず、図２に示すように、半導体基板（図示せず）、ＭＯＳトランジスタ（図示せず）、層間絶縁膜１１及び下部電極１２等を含む下部構造１０上に、下地層２０及び磁気抵抗効果素子用の積層膜３０ｆを形成する。具体的には、下部構造１０上に、下地層２０、記憶層３１、トンネルバリア層３３、参照層（第１のサブ磁性層３２ａ及び第２のサブ磁性層３２ｂ）３２、シフトキャンセリング層３４及びキャップ層３５を、スパッタリングによって形成する。続いて、熱処理を行う。この熱処理により、記憶層３１及び参照層３２等が結晶化する。さらに、キャップ層３５上にハードマスク６０を形成する。
次に、図３に示すように、ハードマスク６０をマスクとして用いて、積層膜３０ｆ及び下地層２０をパターニングする。具体的には、ＩＢＥ（ion beam etching）によって積層膜３０ｆ及び下地層２０をパターニングする。イオンビームには、アルゴン（Ａｒ）イオンを用いる。このＩＢＥにより、下地層２０のパターン及び積層膜３０ｆのパターン（積層構造３０）が得られる。また、このＩＢＥにより、下地層２０及び積層構造３０の側壁上に、下地層２０及び積層構造３０の側壁に沿って側壁層４２が形成される。この側壁層４２は、ＩＢＥによって積層膜３０ｆ及び下地層２０をエッチングしたときに形成されるリデポジション層（redeposition layer）である。したがって、側壁層４２には、積層膜３０ｆ及び下地層２０に含有されている元素が含有されている。積層膜３０ｆ及び下地層２０には金属元素が含有されているため、側壁層４２は導電性である。
次に、図４に示すように、図３で得られた構造に対して酸化性雰囲気中で酸化処理を行う。その結果、側壁層４２が酸化され、下地層２０及び積層構造３０の側壁上に、下地層２０及び積層構造３０の側壁に沿って側壁絶縁層４１が形成される。すなわち、側壁層４２に含有されていた金属元素が酸化され、側壁絶縁層４１が形成される。一般的に、酸化物は絶縁物である場合が多い。したがって、側壁層４２を酸化して側壁絶縁層４１を形成することで、積層構造３０の側壁上の層が導電性から絶縁性に変化する。積層構造３０の側壁上の層が導電性であると、記憶層３１と参照層３２とが導通状態となり、磁気抵抗効果素子の適正な動作が得られなくなる。側壁層４２を酸化して側壁絶縁層４１に変化させることで、記憶層３１と参照層３２との間の絶縁性が確保され、磁気抵抗効果素子の適正な動作を確保することができる。
次に、図１に示すように、下地層２０、積層構造３０及び側壁絶縁層４１を囲む保護絶縁膜５１を形成し、保護絶縁膜５１を囲む層間絶縁膜５２を形成する。続いて、保護絶縁膜５１及び層間絶縁膜５２に、キャップ層３５に達するホールを形成する。さらに、ホール内に上部電極５３を形成することで、図１に示すような構造が得られる。
次に、本実施形態における下地層２０について詳細に説明する。
下地層２０上には、記憶層３１等を含む積層構造３０が形成される。そのため、優れた特性を有する積層構造３０を得るためには、下地層２０の選定は重要である。下地層２０には、一般に以下のような特性が要求される。
（ａ）下地層２０上に結晶性に優れた良質な積層構造３０を形成するために、平坦性に優れた下地層２０を用いることが好ましい。下地層２０が結晶性を有していると、平坦性に優れた下地層２０を得ることが難しい。そのため、下地層２０はアモルファス構造を有していることが好ましい。具体的には、アズデポジション状態においても、熱処理等のプロセスを経た後の最終的な状態（最終的な構造）においても、下地層２０はアモルファス構造を有していることが好ましい。
（ｂ）磁気抵抗効果素子の書き込み動作及び読み出し動作は、磁気抵抗効果素子に電流を流すことによって行われる。そのため、下地層２０は低抵抗（低いシート抵抗）を有していることが好ましい。
（ｃ）積層構造３０の側壁でシャント不良（shunt failure）（記憶層３１と参照層３２との間のシャント不良）が生じると、磁気抵抗効果素子の適正な動作が阻害される。このようなシャント不良を防止するため、積層構造３０の側壁上に形成された導電性の側壁層４２を酸化して、絶縁性の側壁絶縁層４１を形成する必要がある。そのため、側壁層４２に含有されている元素が、容易に酸化されることが好ましい。下地層２０は、最後にエッチングされるため、側壁層４２には下地層２０に含有されている元素が相対的に多く含有されている。そのため、下地層２０に含有されている元素は容易に酸化可能であることが好ましい。
（ｄ）下地層２０に含有されている元素が積層構造３０中に拡散して積層構造３０の特性に悪影響を与えると、磁気抵抗効果素子の特性が悪化する。そのため、下地層２０には、そのような積層構造３０の特性に悪影響を与える元素が含有されていないことが好ましい。例えば、下地層２０の材料としてＨｆＢを用いた場合、上述した特性（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を満たすことは可能かもしれない。しかしながら、ＨｆＢに含有されているボロン（Ｂ）は、積層構造３０中に拡散しやすく、磁気抵抗効果素子の特性に悪影響を与えるおそれがある。
以上のことから、下地層２０の材料には、上述した特性（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を満足し、しかもボロン（Ｂ）を含有していない材料を用いることが好ましい。本実施形態では、このような観点から、下地層２０の材料を選定している。
以下、下地層２０に適した材料について説明する。基本的には、上述した特性（ｃ）を満たす元素（第１の所定元素）及び上述した特性（ａ）を満たす元素（第２の所定元素）の両者を含有する材料を、下地層２０に適した材料の候補として選定する。
上述した第１の所定元素は、容易に酸化される元素である。言い換えると、第１の所定元素は、容易に腐食される元素であることが好ましい。
図５〜図７は、各種元素の腐食特性をまとめたPourbaixの電極電位−ｐＨ図である（M. Pourbaix:Werks. U. Korros., 11 761 (1960)）。横軸はｐＨであり、縦軸は電極電位（electrode potential）である。領域（ａ）は、溶液への溶解に基づく腐食域（分析濃度ＣM ≧１０-6mol/kgH2O）である。領域（ｂ）は、ガスとしての気化に基づく腐食域（分圧ＰM ≧１０-6atm）である。領域（ｃ）は、水和酸化物皮膜（hydrous oxide film）に基づく不動態域（passive region）である。領域（ｄ）は、水素化物皮膜（hydride film）に基づく不動態域である。領域（ｅ）は、不感域（in sensitive region）である。領域（ａ）及び領域（ｂ）が腐食領域に対応し、領域（ｃ）、領域（ｄ）及び領域（ｅ）が非腐食領域に対応する。この図は、水溶液中の金属腐食に関し、本実施形態とは状態が異なるが、目安として図表中央付近の「ｐＨ＝７」且つ「Ｅ＝０」の点が領域（ａ）或いは領域（ｂ）に含まれれば、相対的に腐食しやすい（酸化されやすい）と判断できる。
図５〜図７からわかるように、アンチモン（Ｓｂ）、ヒ素（Ａｓ）、炭素（Ｃ）、鉛（Ｐｂ）、レニウム（Ｒｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、タリウム（Ｔｌ）、カドミウム（Ｃｄ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、亜鉛（Ｚｎ）、バナジウム（Ｖ）、マンガン（Ｍｎ）及びマグネシウム（Ｍｇ）が、腐食しやすい（酸化されやすい）第１の所定元素の候補としてあげられる。これらの元素のうち、アンチモン（Ｓｂ）、ヒ素（Ａｓ）、炭素（Ｃ）、鉛（Ｐｂ）、タリウム（Ｔｌ）、カドミウム（Ｃｄ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）は使用し難い（取り扱いが難しい、低抵抗化が難しい）元素、ニッケル（Ｎｉ）及びコバルト（Ｃｏ）は強磁性元素、亜鉛（Ｚｎ）は低融点元素（融点：４２０℃）であり、第１の所定元素の候補から除外すべきである。したがって、レニウム（Ｒｅ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）、マンガン（Ｍｎ）及びマグネシウム（Ｍｇ）が、第１の所定元素の有力な候補となる。
上述した第２の所定元素は、アモルファス構造をとりやすい元素である。言い換えると、第２の所定元素は、高融点を有する元素であることが好ましい。
図８は、高融点を有する元素（第２の所定元素の候補）を示した図である（岩波 理化学辞典 第三版 1971）。図８に示した元素のうち、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）及びルテニウム（Ｒｕ）は、耐腐食性が高いので第２の所定元素の候補から除外すべきである。また、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）及びモリブデン（Ｍｏ）は、第１の所定元素としてすでにピックアップされている。したがって、タンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びジルコニウム（Ｚｒ）が、第２の所定元素の有力な候補となる。
上述したことから、下地層２０は、モリブデン（Ｍｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、レニウム（Ｒｅ）、タングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）及びマンガン（Ｍｎ）から選択された第１の所定元素の少なくとも１つを含有していることが好ましい。また、下地層２０は、第１の所定元素に加えて、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びニオブ（Ｎｂ）から選択された第２の所定元素の少なくとも１つをさらに含有していることが好ましい。
以下、下地層２０として用いることが可能な材料の例について説明する。
まず、下地層２０に用いる第１の材料として、モリブデン（Ｍｏ）及びジルコニウム（Ｚｒ）を含有する材料を用いる場合について説明する。この場合、第１の材料は、第１の所定元素としてモリブデン（Ｍｏ）を含有し、第２の所定元素としてジルコニウム（Ｚｒ）を含有する。また、第１の材料は、モリブデン（Ｍｏ）及びジルコニウム（Ｚｒ）に加えて、タンタル（Ｔａ）をさらに含有していてもよい。これらの第１の材料を用いる場合、下地層２０に含有されているモリブデン（Ｍｏ）の組成比は６０％よりも低いことが好ましい。
以下、各種の測定結果に基づいて、第１の材料に関する説明を行う。なお、測定には、シリコン酸化物基板上に第１の材料膜を形成したサンプルを用いている。
図９は、第１の材料に関し、アズデポジション（as-deposition）でのＸＲＤ（X-Ray Diffraction）の測定結果を示した図である。図９に示すように、モリブデン（Ｍｏ）のみを含有する材料、ジルコニウム（Ｚｒ）のみを含有する材料、及びタンタル（Ｔａ）のみを含有する材料では、いずれもピークが観測されている。また、Ｍｏ８０Ｚｒ１０Ｔａ１０（Ｍｏ８０原子％、Ｚｒ１０原子％、Ｔａ１０原子％）の材料、及びＭｏ８０Ｚｒ２０（Ｍｏ８０原子％、Ｚｒ２０原子％）の材料でも、ピークが観測されている。これに対して、Ｍｏ５０Ｚｒ４０Ｔａ１０（Ｍｏ５０原子％、Ｚｒ４０原子％、Ｔａ１０原子％）の材料、及びＭｏ５０Ｚｒ５０（Ｍｏ５０原子％、Ｚｒ５０原子％）の材料では、ピークが観測されていない。したがって、ピークが観測されていない材料（Ｍｏ５０Ｚｒ４０Ｔａ１０及びＭｏ５０Ｚｒ５０）は、結晶性を有しておらず、アモルファス構造であることがわかる。
図１０は、Ｍｏ５０Ｚｒ５０（Ｍｏ５０原子％、Ｚｒ５０原子％）の材料のＸＲＤの測定結果を示した図である。（ａ）はアズデポジションでの測定結果であり、（ｂ）は３００℃程度の温度でアニールした後の測定結果である。アズデポジションの状態及びアニール後の状態いずれにおいても、ピークは観測されていない。したがって、Ｍｏ５０Ｚｒ５０の材料では、アニールを行った後でも、良好なアモルファス状態が維持されていることがわかる。
図１１は、Ｍｏ５０Ｚｒ４０Ｔａ１０（Ｍｏ５０原子％、Ｚｒ４０原子％、Ｔａ１０原子％）の材料のＸＲＤの測定結果を示した図である。（ａ）はアズデポジションでの測定結果であり、（ｂ）は３００℃程度の温度でアニールした後の測定結果である。アズデポジションの状態及びアニール後の状態いずれにおいても、ピークは観測されていない。したがって、Ｍｏ５０Ｚｒ４０Ｔａ１０の材料では、アニールを行った後でも、良好なアモルファス状態が維持されていることがわかる。
図１２は、第１の材料に関し、酸化処理を行った後のシート抵抗の測定結果を示した図である。横軸は、酸化処理を行う前の第１の材料膜の厚さ（アズデポジションでの第１の材料膜の厚さ）である。モリブデン（Ｍｏ）のみを含有する材料、ジルコニウム（Ｚｒ）のみを含有する材料、Ｍｏ５０Ｚｒ５０（Ｍｏ５０原子％、Ｚｒ５０原子％）の材料、Ｍｏ８０Ｚｒ２０（Ｍｏ８０原子％、Ｚｒ２０原子％）の材料、いずれにおいても、膜厚が５ｎｍ程度よりも薄くなると、シート抵抗が大幅に上昇している。これは、第１の材料膜が酸化されたことにより、抵抗値が大幅に上昇したためであると考えられる。
図１３は、上述した測定結果について示した図である。Ｒ＊＝Ｒ(５ｎｍ)/Ｒ(２０ｎｍ)は、図１２の測定結果に基づくシート抵抗の比を示している。Ｒ(５ｎｍ)は、酸化処理を行う前の第１の材料膜の厚さ（アズデポジションでの第１の材料膜の厚さ）が５ｎｍである場合の、酸化処理を行った後のシート抵抗の値である。Ｒ(２０ｎｍ)は、酸化処理を行う前の第１の材料膜の厚さ（アズデポジションでの第１の材料膜の厚さ）が２０ｎｍである場合の、酸化処理を行った後のシート抵抗の値である。シート抵抗は膜厚に反比例するため、第１の材料膜が酸化されていなければ、Ｒ＊＝Ｒ(５ｎｍ)/Ｒ(２０ｎｍ) の値は理論的には４である。膜厚が薄くなるにしたがってトータル膜厚に対する酸化領域の膜厚の割合が大きくなるため、Ｒ＊の値が４よりも大きなっている。また、図１３では、図９の測定結果に基づくＸＲＤピークの有無を示している。具体的には、酸化処理を行う前の第１の材料膜の厚さが２０ｎｍのときのＸＲＤピークの有無を示している。Ｍｏ５０Ｚｒ５０（Ｍｏ５０原子％、Ｚｒ５０原子％）の材料を用いた場合のみ、ＸＲＤピークが無く、良好なアモルファス状態が維持されている。
図１４は、第１の材料に関し、酸化処理を行った後のシート抵抗の測定結果を示した図である。図１２と同様、横軸は、酸化処理を行う前の第１の材料膜の厚さ（アズデポジションでの第１の材料膜の厚さ）である。モリブデン（Ｍｏ）のみを含有する材料、タンタル（Ｔａ）のみを含有する材料、Ｍｏ８０Ｚｒ１０Ｔａ１０（Ｍｏ８０原子％、Ｚｒ１０原子％、Ｔａ１０原子％）の材料、及びＭｏ５０Ｚｒ４０Ｔａ１０（Ｍｏ５０原子％、Ｚｒ４０原子％、Ｔａ１０原子％）の材料、いずれにおいても、膜厚が５ｎｍ程度よりも薄くなると、シート抵抗が大幅に上昇している。これは、第１の材料膜が酸化されたことにより、抵抗値が大幅に上昇したためであると考えられる。
図１５は、上述した測定結果について示した図である。Ｒ＊＝Ｒ(５ｎｍ)/Ｒ(２０ｎｍ)は、図１４の測定結果に基づくシート抵抗の比を示している。Ｒ＊＝Ｒ(５ｎｍ)/Ｒ(２０ｎｍ) の式の規定は、図１３の場合と同様である。図１３の場合と同様に、膜厚が薄くなるにしたがってトータル膜厚に対する酸化領域の膜厚の割合が大きくなるため、Ｒ＊の値が４よりも大きなっている。また、図１５では、図９の測定結果に基づくＸＲＤピークの有無を示している。具体的には、酸化処理を行う前の第１の材料膜の厚さが２０ｎｍのときのＸＲＤピークの有無を示している。Ｍｏ５０Ｚｒ４０Ｔａ１０（Ｍｏ５０原子％、Ｚｒ４０原子％、Ｔａ１０原子％）の材料を用いた場合のみ、ＸＲＤピークが無く、良好なアモルファス状態が維持されている。
図１６は、モリブデン（Ｍｏ）及びジルコニウム（Ｚｒ）の組成比並びに温度を変えたときの結晶状態を示した図である（NIMS無機材料データベース： Yibin Xu, Masayoshi Yamazaki, and Pierre Villars: Inorganic Materials Database for Exploring the Nature of Material: Jpn. J. Appl. Phys. 50 (2001) 11RH02）。斜線で示した領域は、分離相領域であり、固溶した合金相が成長しにくい。
図９〜図１５に示した測定結果から、下地層２０としてモリブデン（Ｍｏ）及びジルコニウム（Ｚｒ）を含有する第１の材料を用いる場合、Ｍｏの組成比が５０％のときには下地層２０の材料として適しているが、Ｍｏの組成比が８０％のときには下地層２０の材料として適していないことがわかる。また、図１６の特性図に示されるように、Ｍｏの組成比が６０〜６７％の領域（Ｚｒの組成比が３３〜４０％の領域）では、低い温度で合金化による結晶層が生じやすい。したがって、下地層２０としてモリブデン（Ｍｏ）及びジルコニウム（Ｚｒ）を含有する第１の材料を用いる場合、下地層２０に含有されるモリブデン（Ｍｏ）の組成比は６０％よりも低いことが好ましい。第１の材料が、モリブデン（Ｍｏ）及びジルコニウム（Ｚｒ）に加えてタンタル（Ｔａ）をさらに含有する場合にも、下地層２０に含有されるモリブデン（Ｍｏ）の組成比は６０％よりも低いことが好ましい。
次に、下地層２０に用いる第２の材料として、マグネシウム（Ｍｇ）及びタンタル（Ｔａ）を含有する材料を用いる場合について説明する。この場合、第２の材料は、第１の所定元素としてマグネシウム（Ｍｇ）を含有し、第２の所定元素としてタンタル（Ｔａ）を含有する。第２の材料を用いる場合、下地層２０に含有されるマグネシウム（Ｍｇ）の組成比は５０％よりも高いことが好ましい。
以下、各種の測定結果に基づいて、第２の材料に関する説明を行う。なお、測定には、シリコン酸化物基板上に第２の材料膜を形成したサンプルを用いている。
図１７は、第２の材料に関し、アズデポジション（as-deposition）でのＸＲＤの測定結果を示した図である。図１７に示すように、マグネシウム（Ｍｇ）のみを含有する材料、及びタンタル（Ｔａ）のみを含有する材料、いずれもピークが観測されている。これに対して、Ｍｇ５０Ｔａ５０（Ｍｇ５０原子％、Ｔａ５０原子％）の材料では、ピークが観測されていない。したがって、ピークが観測されていない材料（Ｍｇ５０Ｔａ５０）は、結晶性を有しておらず、アモルファス構造であることがわかる。
図１８は、Ｍｇ５０Ｔａ５０（Ｍｇ５０原子％、Ｔａ５０原子％）の材料のＸＲＤの測定結果を示した図である。（ａ）はアズデポジションでの測定結果であり、（ｂ）は３００℃程度の温度でアニールした後の測定結果である。アズデポジションの状態及びアニール後の状態いずれにおいても、ピークは観測されていない。したがって、Ｍｇ５０Ｔａ５０の材料では、アニールを行った後でも、良好なアモルファス状態が維持されていることがわかる。
図１９は、第２の材料に関し、酸化処理を行った後のシート抵抗の測定結果を示した図である。横軸は、酸化処理を行う前の第２の材料膜の厚さ（アズデポジションでの第２の材料膜の厚さ）である。マグネシウム（Ｍｇ）のみを含有する材料、及びＭｇ５０Ｔａ５０（Ｍｇ５０原子％、Ｔａ５０原子％）の材料では、膜厚が薄くなるにしたがって、シート抵抗が大幅に上昇している。第１の材料の場合と同様に、第２の材料膜が酸化されたことにより、抵抗値が大幅に上昇したためであると考えられる。
図２０は、上述した測定結果について示した図である。Ｒ＊＝Ｒ(５ｎｍ)/Ｒ(２０ｎｍ)は、図１９の測定結果に基づくシート抵抗の比を示している。Ｒ＊＝Ｒ(５ｎｍ)/Ｒ(２０ｎｍ) の式の規定は、すでに図１３で説明したものと同様である。マグネシウム（Ｍｇ）のみを含有する材料、及びＭｇ５０Ｔａ５０（Ｍｇ５０原子％、Ｔａ５０原子％）の材料では、Ｒ＊の値が非常に大きくなっている。また、図２０では、図１７の測定結果に基づくＸＲＤピークの有無を示している。具体的には、酸化処理を行う前の第２の材料膜の厚さが２０ｎｍのときのＸＲＤピークの有無を示している。Ｍｇ５０Ｔａ５０（Ｍｇ５０原子％、Ｔａ５０原子％）の材料を用いた場合のみ、ＸＲＤピークが無く、良好なアモルファス状態が維持されている。
図１７〜図２０に示した測定結果から、下地層２０としてマグネシウム（Ｍｇ）及びタンタル（Ｔａ）を含有する第２の材料を用いる場合、Ｍｇの組成比が５０％のときには下地層２０の材料として適していることがわかる。したがって、下地層２０としてマグネシウム（Ｍｇ）及びタンタル（Ｔａ）を含有する第２の材料を用いる場合、下地層２０に含有されるマグネシウム（Ｍｇ）の組成比は５０％よりも高いことが好ましい。
次に、下地層２０に用いる第３の材料として、マンガン（Ｍｎ）を用いる場合について説明する。この場合、第３の材料は、主要元素としてマンガン（Ｍｎ）のみを含有している。なお、ここで言う主要元素とは、第３の材料の主成分となる元素であり、微量な添加元素等は主要元素に含まれない。例えば、第３の材料は、マンガン（Ｍｎ）を９９原子％以上含有している。
以下、各種の測定結果に基づいて、第３の材料に関する説明を行う。なお、測定には、シリコン酸化物基板上に第３の材料膜を形成したサンプルを用いている。
図２１は、第３の材料に関し、アズデポジション（as-deposition）でのＸＲＤの測定結果を示した図である。図２１に示すように、Ｍｎ８０Ｐｄ２０（Ｍｎ８０原子％、Ｐｄ２０原子％）の材料では、ピークが観測されている。これに対して、マンガン（Ｍｎ）のみを含有する材料では、ピークが観測されていない。したがって、マンガン（Ｍｎ）のみを含有する材料は、結晶性を有しておらず、アモルファス構造であることがわかる。
図２２は、マンガン（Ｍｎ）のみを含有する材料のＸＲＤの測定結果を示した図である。（ａ）はアズデポジションでの測定結果であり、（ｂ）は３００℃程度の温度でアニールした後の測定結果である。アズデポジションの状態及びアニール後の状態いずれにおいても、ピークは観測されていない。したがって、Ｍｎのみを含有する材料では、アニールを行った後でも、良好なアモルファス状態が維持されていることがわかる。
図２３は、第３の材料に関し、酸化処理を行った後のシート抵抗の測定結果を示した図である。横軸は、酸化処理を行う前の第３の材料膜の厚さ（アズデポジションでの第３の材料膜の厚さ）である。Ｍｎ８０Ｐｄ２０（Ｍｎ８０原子％、Ｐｄ２０原子％）の材料では、膜厚が薄くなってもシート抵抗の大幅な上昇は見られない。これに対して、マンガン（Ｍｎ）のみを含有する材料では、膜厚が薄くなるにしたがってシート抵抗が大幅に上昇している。第１の材料の場合と同様に、第３の材料膜が酸化されたことにより、抵抗値が大幅に上昇したためであると考えられる。
図２４は、上述した測定結果について示した図である。Ｒ＊＝Ｒ(５ｎｍ)/Ｒ(２０ｎｍ)は、図２３の測定結果に基づくシート抵抗の比を示している。Ｒ＊＝Ｒ(５ｎｍ)/Ｒ(２０ｎｍ) の式の規定は、すでに図１３で説明したものと同様である。マンガン（Ｍｎ）のみを含有する材料では、Ｒ＊の値が非常に大きくなっている。また、図２４では、図２１の測定結果に基づくＸＲＤピークの有無を示している。具体的には、酸化処理を行う前の第３の材料膜の厚さが２０ｎｍのときのＸＲＤピークの有無を示している。マンガン（Ｍｎ）のみを含有する材料を用いた場合には、アニール後でもＸＲＤピークが無い。したがって、マンガン（Ｍｎ）のみを含有する材料を用いた場合には、アニール後でも良好なアモルファス状態が維持されている。
図２１〜図２４に示した測定結果から、主要元素としてマンガン（Ｍｎ）のみを含有する材料も、下地層２０の材料として適していると考えられる。
以上のように、本実施形態によれば、少なくとも第１の所定元素を含有し且つアモルファス構造を有する導電性の下地層２０を用いることにより、平坦性に優れ且つ低抵抗を有する優れた下地層２０を得ることができる。そのため、結晶性に優れた良質な積層構造３０を形成することができ、且つ十分な書き込み及び読み出し電流を確保することができる。また、本実施形態の下地層２０を用いることにより、積層構造３０の側壁に形成された側壁層４２を酸化して側壁絶縁層４１に容易に変換することができるため、側壁でのシャント不良を防止することが可能である。
また、ボロン（Ｂ）等の積層構造３０の特性に悪影響を与える元素を下地層２０に含有させなくてもよいため、そのような元素の積層構造３０中への拡散に起因する磁気抵抗効果素子の特性の悪化を防止することができる。なお、上述した実施形態では、記憶層３１及び参照層３２にボロン（Ｂ）が含有されているが、記憶層３１及び参照層３２はボロン（Ｂ）濃度が正確にコントロールされた状態で成膜される。そのため、記憶層３１及び参照層３２中のボロン（Ｂ）は、磁気抵抗効果素子の特性を悪化させる大きな要因にはならない。これに対して、下地層２０に含有されているボロン（Ｂ）の積層構造３０中への拡散量を正確にコントロールすることは非常に難しく、磁気抵抗効果素子の特性を悪化させる大きな要因になる。本実施形態では、ボロン（Ｂ）等の元素を下地層２０に含有させなくても、上述したような優れた磁気抵抗効果素子を得ることが可能である。
また、本実施形態では、第１の所定元素及び第２の所定元素を含有する下地層２０を用いることにより、第１の所定元素によって酸化容易性を確保でき、第２の所定元素によってアモルファス構造の形成容易性を確保することができるため、上述したような優れた下地層２０を効果的に得ることができる。
以上のことから、本実施形態によれば、上述したような下地層２０を設けることにより、優れた特性を有する磁気抵抗効果素子を得ることが可能となる。
図２５は、本実施形態の変更例に係る磁気記憶装置の構成を模式的に示した断面図である。なお、基本的な事項は上述した実施形態と同様であるため、上述した実施形態で説明した事項の説明は省略する。
上述した実施形態では、記憶層（第１の磁性層）３１が下地層２０と非磁性層３３との間に設けられていたが、本変更例では、参照層（第２の磁性層）３２及びシフトキャンセリング層（第３の磁性層）３４が下地層２０と非磁性層３３との間に設けられている。基本的な構成材料及び基本的な製造方法は、上述した実施形態と同様である。
本変更例でも、上述した実施形態と同様の下地層２０を用いることで、上述した実施形態と同様の効果を得ることができ、優れた特性を有する磁気抵抗効果素子を得ることが可能となる。
図２６は、上述した実施形態で示した磁気抵抗効果素子が適用される半導体集積回路装置の一般的な構成の一例を模式的に示した断面図である。
半導体基板ＳＵＢ内に、埋め込みゲート（buried gate）型のＭＯＳトランジスタＴＲが形成されている。ＭＯＳトランジスタＴＲのゲート電極は、ワード線ＷＬとして用いられる。ＭＯＳトランジスタＴＲのソース／ドレイン領域Ｓ／Ｄの一方には下部電極（bottom electrode）ＢＥＣが接続され、ソース／ドレイン領域Ｓ／Ｄの他方にはソース線コンタクトＳＣが接続されている。
下部電極ＢＥＣ上には磁気抵抗効果素子ＭＴＪが形成され、磁気抵抗効果素子ＭＴＪ上には上部電極（top electrode）ＴＥＣが形成されている。上部電極ＴＥＣにはビット線ＢＬが接続されている。ソース線コンタクトＳＣにはソース線ＳＬが接続されている。
上述した実施形態で説明したような磁気抵抗効果素子を図２６に示したような半導体集積回路装置に適用することで、優れた半導体集積回路装置を得ることができる。
以下、上述した実施形態の内容を付記する。
[付記１]
アモルファス構造を有し、モリブデン（Ｍｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、レニウム（Ｒｅ）、タングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）及びマンガン（Ｍｎ）から選択された第１の所定元素の少なくとも１つを含有する導電性の下地層と、
前記下地層上に設けられ、可変の磁化方向を有する第１の磁性層と、固定された磁化方向を有する第２の磁性層と、前記第１の磁性層と前記第２の磁性層との間に設けられた非磁性層と、を含む積層構造と、
を備えることを特徴とする磁気記憶装置。
[付記２]
前記下地層は、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びニオブ（Ｎｂ）から選択された第２の所定元素の少なくとも１つをさらに含有する
ことを特徴とする付記１に記載の磁気記憶装置。
[付記３]
前記下地層は、モリブデン（Ｍｏ）及びジルコニウム（Ｚｒ）を含有する
ことを特徴とする付記１に記載の磁気記憶装置。
[付記４]
前記下地層は、タンタル（Ｔａ）をさらに含有する
ことを特徴とする付記３に記載の磁気記憶装置。
[付記５]
前記下地層に含有されるモリブデン（Ｍｏ）の組成比は６０％よりも低い
ことを特徴とする付記３に記載の磁気記憶装置。
[付記６]
前記下地層は、マグネシウム（Ｍｇ）及びタンタル（Ｔａ）を含有する
ことを特徴とする付記１に記載の磁気記憶装置。
[付記７]
前記下地層に含有されるマグネシウム（Ｍｇ）の組成比は５０％よりも高い
ことを特徴とする付記６に記載の磁気記憶装置。
[付記８]
前記下地層は、主要元素としてマンガン（Ｍｎ）のみを含有する
ことを特徴とする付記１に記載の磁気記憶装置。
[付記９]
前記下地層は、ボロン（Ｂ）を含有していない
ことを特徴とする付記１に記載の磁気記憶装置。
[付記１０]
前記積層構造の側壁に沿って設けられ、前記下地層に含有された少なくとも１つの前記第１の所定元素及び酸素（Ｏ）を含有する側壁絶縁層をさらに備える
ことを特徴とする付記１に記載の磁気記憶装置。
[付記１１]
前記側壁絶縁層は、前記下地層に含有され、且つジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びニオブ（Ｎｂ）から選択された第２の所定元素の少なくとも１つをさらに含有する
ことを特徴とする付記１０に記載の磁気記憶装置。
[付記１２]
前記側壁絶縁層は、少なくとも前記非磁性層の側面に設けられている
ことを特徴とする付記１０に記載の磁気記憶装置。
[付記１３]
前記第１の磁性層は、鉄（Ｆｅ）及びボロン（Ｂ）を含有する
ことを特徴とする付記１に記載の磁気記憶装置。
[付記１４]
前記第２の磁性層は、鉄（Ｆｅ）及びボロン（Ｂ）を含有する第１のサブ磁性層を含む
ことを特徴とする付記１に記載の磁気記憶装置。
[付記１５]
前記第２の磁性層は、コバルト（Ｃｏ）と、プラチナ（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）及びパラジウム（Ｐｄ）から選択された少なくとも１つの元素とを含有する第２のサブ磁性層をさらに含む
ことを特徴とする付記１４に記載の磁気記憶装置。
[付記１６]
前記非磁性層は、マグネシウム（Ｍｇ）及び酸素（Ｏ）を含有する
ことを特徴とする付記１に記載の磁気記憶装置。
[付記１７]
前記第１の磁性層は、前記下地層と前記非磁性層との間に設けられている
ことを特徴とする付記１に記載の磁気記憶装置。
[付記１８]
前記第１の磁性層は、前記下地層に接している
ことを特徴とする付記１に記載の磁気記憶装置。
[付記１９]
前記第２の磁性層は、前記下地層と前記非磁性層との間に設けられている
ことを特徴とする付記１に記載の磁気記憶装置。
[付記２０]
前記積層構造は、前記第２の磁性層の磁化方向に対して反平行の固定された磁化方向を有する第３の磁性層をさらに含む
ことを特徴とする付記１に記載の磁気記憶装置。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１０…下部構造 １１…層間絶縁膜 １２…下部電極
２０…下地層
３０…積層構造 ３１…記憶層（第１の磁性層）
３２…参照層（第２の磁性層） ３３…トンネルバリア層（非磁性層）
３４…シフトキャンセリング層（第３の磁性層） ３５…キャップ層
４１…側壁絶縁層 ４２…側壁層
５１…保護絶縁膜 ５２…層間絶縁膜 ５３…上部電極
６０…ハードマスク

Claims (10)

  1. アモルファス構造を有し、モリブデン（Ｍｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、レニウム（Ｒｅ）、タングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）及びマンガン（Ｍｎ）から選択された第１の所定元素の少なくとも１つを含有する導電性の下地層と、
    前記下地層上に設けられ、可変の磁化方向を有する第１の磁性層と、固定された磁化方向を有する第２の磁性層と、前記第１の磁性層と前記第２の磁性層との間に設けられた非磁性層と、を含む積層構造と、
    を備えることを特徴とする磁気記憶装置。
  2. 前記下地層は、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びニオブ（Ｎｂ）から選択された第２の所定元素の少なくとも１つをさらに含有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
  3. 前記下地層は、モリブデン（Ｍｏ）及びジルコニウム（Ｚｒ）を含有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
  4. 前記下地層は、マグネシウム（Ｍｇ）及びタンタル（Ｔａ）を含有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
  5. 前記下地層は、主要元素としてマンガン（Ｍｎ）のみを含有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
  6. 前記下地層は、ボロン（Ｂ）を含有していない
    ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
  7. 前記積層構造の側壁に沿って設けられ、前記下地層に含有された少なくとも１つの前記第１の所定元素及び酸素（Ｏ）を含有する側壁絶縁層をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
  8. 前記側壁絶縁層は、前記下地層に含有され、且つジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）及びニオブ（Ｎｂ）から選択された第２の所定元素の少なくとも１つをさらに含有する
    ことを特徴とする請求項７に記載の磁気記憶装置。
  9. 前記第１の磁性層は、前記下地層と前記非磁性層との間に設けられている
    ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
  10. 前記第２の磁性層は、前記下地層と前記非磁性層との間に設けられている
    ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
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