JP2019165099A - 磁気記憶装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1(a)〜図1(d)は、第1実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式図である。
図1(a)は斜視図である。図1(b)は、図1(a)のA1−A2線断面図である。図1(c)は、図1(a)のB1−B2線断面図である。図1(c)は、図1(a)のC1−C2線断面図である。図1(a)においては、図を見やすくするために、磁気記憶装置に含まれる絶縁部(後述)が省略されている。
図2(a)及び図2(b)に示すように、この例では、第1配線70aは、第1磁性層11と第1電極11Eを介して接続されている。第2配線70bは、第3磁性層13と第2電極13Eを介して接続されている。
図3に示すように、磁気記憶装置111においても、第1部材21、第1積層体SB1及び第2積層体SB2が設けられる。第1磁性層11に第1配線70aが接続される。第1配線70aは、第1スイッチSw1により、高電位VH及び低電位VLに設定される。高電位VHは、例えば、第1電位V1である。低電位VLは、例えば、第3電位V3である。
図4に示すように、磁気記憶装置112においても、第1部材21、第1積層体SB1及び第2積層体SB2が設けられる。磁気記憶装置112においては、第1領域21aに、電流供給部DRVが接続される。第1部材21の第1領域21aに、センスアンプSAが接続される。
図5に示すように、磁気記憶装置113においても、第1部材21、第1積層体SB1及び第2積層体SB2が設けられる。磁気記憶装置113においては、第1配線70aに、センスアンプSAが接続される。第2配線70bに、別のセンスアンプSAが接続される。
これらの図は、図1(a)のC1−C2線に相当する断面図である。
これらの図は、図1(a)のC1−C2線に相当する断面図である。
これらの図は、図1(a)のC1−C2線に相当する断面図である。
図9(a)〜図9(d)は、第2実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式図である。
図10は、第2実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的断面図である。
図9(a)は斜視図である。図9(b)は、図9(a)のA1−A2線断面図である。図9(c)は、図9(a)のB1−B2線断面図である。図9(d)は、図9(a)のC1−C2線断面図である。図10は、図9(a)のD1−D2線断面図である。図9(a)においては、図を見やすくするために、磁気記憶装置に含まれる絶縁部41が省略されている。
図11(a)及び図11(b)に示すように、制御部70は、少なくとも、第1動作OP1及び第2動作OP2を実施する。
図12は、図9(a)のD1−D2線に相当する断面図である。
図12に示すように、磁気記憶装置121は、第1部材21、第1磁性層11、第2磁性層12、第1非磁性層11i、第3磁性層13、第4磁性層14、第2非磁性層12i、第1中間層領域25a及び第2中間層領域25bに加えて、第3中間層領域26a及び第4中間層領域26bをさらに含む。磁気記憶装置121は、制御部70をさらに含んでも良い。図12では、制御部70は省略されている。
図13に示すように、磁気記憶装置310においては、複数の第1配線(配線WLa1及び配線WLa2)、複数の第2配線(配線WLb1及び配線WLb2)、複数の第3配線(複数の配線WLs)、複数の第4配線(配線BLa1及びBLa2)、及び、複数の第5配線(配線BLb1及びBLb2)が設けられる。例えば、複数の第2配線は、複数の第1配線の沿う方向に沿う。例えば、複数の第3配線は、複数の第1配線の沿う方向に沿う。複数の第1配線の1つと、複数の第2配線の1つと、の間に、複数の第3配線が設けられる。
本発明の実施形態によれば、磁気記憶装置は、第1領域と、第2領域と、前記第1領域と前記第2領域との間の第3領域と、を含む第1部材と、第1磁性層と、前記第1領域から前記第2領域への第2方向と交差する第1方向において前記第3領域と前記第1磁性層との間に設けられた第2磁性層と、前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、前記第1方向において前記第3領域と前記第2磁性層との間に設けられ、Cu、Ag、Al、Au及びIrよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第1中間層領域と、前記第1領域、前記第2領域、前記第1中間層領域と電気的に接続された制御部と、を含む。前記制御部は、第1動作において、前記第1領域から前記第2領域への第1電流を前記第1部材に供給し、前記第1中間層領域を、前記第1部材の電位を規準にした第1電位に設定する。前記制御部は、第2動作において、前記第1領域から前記第2領域への第2電流を前記第1部材に供給し、前記第1中間層領域を前記第1部材の前記電位を規準にした第2電位に設定し、前記第2電位は、前記第1電位とは異なる。前記第1動作の後における前記第1中間層領域と前記第1磁性層との間の第1電気抵抗は、前記第2動作の後における前記第1中間層領域と前記第1磁性層との間の第2電気抵抗とは異なる。
本発明の実施形態によれば、磁気記憶装置は、第1領域と、第2領域と、前記第1領域と前記第2領域との間の第3領域と、前記第3領域と前記第2領域との間の第4領域と、前記第4領域と前記第2領域との間の第5領域と、を含む第1部材と、第1磁性層と、前記第1領域から前記第2領域への第2方向と交差する第1方向において前記第3領域と前記第1磁性層との間に設けられた第2磁性層と、前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、第3磁性層と、前記第1方向において前記第5領域と前記第3磁性層との間に設けられた第4磁性層と、前記第3磁性層と前記第4磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、前記第1方向において前記第3領域と前記第2磁性層との間に設けられ、Cu、Ag、Al、Au及びIrよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第1中間層領域と、前記第1方向において前記第5領域と前記第4磁性層との間に設けられ、Cu、Ag、Al、Au及びIrよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第2中間層領域と、前記第1領域、前記第2領域、前記第1中間層領域及び前記第2中間層領域と電気的に接続された制御部と、を含む。前記制御部は、第1動作において、前記第1領域から前記第2領域への第1電流を前記第1部材に供給し、前記第1中間層領域を、前記第1部材の電位を規準にした第1電位に設定し、前記第2中間層領域を、前記第1部材の前記電位を規準にした第2電位に設定する。前記第1電位は前記第2電位よりも高い。前記制御部は、第2動作において、前記第1領域から前記第2領域への第2電流を前記第1部材に供給し、前記第1中間層領域を、前記第1部材の前記電位を規準にした第3電位に設定し、前記第2中間層領域を前記第1部材の電位を規準にした第4電位に設定する。前記第4電位は前記第3電位よりも高い。前記第1動作の後における前記第1中間層領域と前記第1磁性層との間の第1電気抵抗は、前記第1動作の後における前記第2中間層領域と前記第3磁性層との間の第2電気抵抗とは異なる。前記第2動作の後における前記第1中間層領域と前記第1磁性層との間の第3電気抵抗は、前記第2動作の後における前記第2中間層領域と前記第3磁性層との間の第4電気抵抗とは異なる。前記第3電気抵抗は、前記第1電気抵抗とは異なる。前記第4電気抵抗は、前記第2電気抵抗とは異なる。
Claims (16)
- 第1領域と、第2領域と、前記第1領域と前記第2領域との間の第3領域と、を含む第1部材と、
第1メモリセルであって、第1磁性層と、前記第1領域から前記第2領域への第2方向と交差する第1方向において前記第3領域と前記第1磁性層との間に設けられた第2磁性層と、前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、を含む前記第1メモリセルと、
前記第1領域、前記第2領域及び前記第1磁性層と電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記第1領域から前記第2領域への第1電流を前記第1部材に供給しつつ、前記第1磁性層を第1電位に設定して、前記第1メモリセルに第1情報を書き込み、
前記制御部は、前記第1電流を前記第1部材に供給しつつ、前記第1磁性層を前記第1電位とは異なる第2電位に設定して、前記第1メモリセルに前記第1情報とは異なる第2情報を書き込む、磁気記憶装置。 - 第2メモリセルをさらに備え、
前記第1部材は、前記第3領域と前記第2領域との間の第4領域と、前記第4領域と前記第2領域との間の第5領域と、をさらに含み、
前記第2メモリセルは、
第3磁性層と、
前記第1方向において前記第5領域と前記第3磁性層との間に設けられた第4磁性層と、
前記第3磁性層と前記第4磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、
を含み、
前記制御部は、前記第3磁性層とさらに電気的に接続され、
前記制御部は、前記第1電流を前記第1部材に供給しつつ、前記第3磁性層を第3電位に設定して、前記第2メモリセルに前記第1情報を書き込み、
前記制御部は、前記第1電流を前記第1部材に供給しつつ、前記第3磁性層を前記第3電位とは異なる第4電位に設定して、前記第2メモリセルに前記第2情報を書き込む、請求項1記載の磁気記憶装置。 - Cu、Ag、Al、Au及びIrよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第1中間層をさらに備え、
前記第1中間層の第1中間層領域は、前記第3領域と前記第2磁性層との間に設けられ、
前記第1中間層の第2中間層領域は、前記第5領域と前記第4磁性層との間に設けられ、請求項2記載の磁気記憶装置。 - 前記第1中間層領域は、前記第2中間層領域から離れている、請求項3記載の磁気記憶装置。
- Cu、Ag、Al、Au及びIrよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第1中間層をさらに備え、
前記第1中間層の第1中間層領域は、前記第3領域と前記第2磁性層との間に設けられた、請求項1または2に記載の磁気記憶装置。 - 前記第1中間層の前記第1方向に沿う厚さは、0.5nm以上20nm以下である、請求項3〜5のいずれか1つに記載の磁気記憶装置。
- Mg、Al及びTiよりなる群から選択された少なくとも1つと、酸素及び窒素よりなる群から選択された少なくとも1つと、を含む第2中間層をさらに備え、
前記第2中間層の第3中間層領域は、前記第1中間層領域と前記第2磁性層との間に設けられる、または、前記第1中間層領域と前記第3領域との間に設けられ、
前記第2中間層の第4中間層領域は、前記第2中間層領域と前記第4磁性層との間に設けられる、または、前記第2中間層領域と前記第5領域との間にけられる、請求項3または4に記載の磁気記憶装置。 - 第1領域と、第2領域と、前記第1領域と前記第2領域との間の第3領域と、を含む第1部材と、
第1磁性層と、
前記第1領域から前記第2領域への第2方向と交差する第1方向において前記第3領域と前記第1磁性層との間に設けられた第2磁性層と、
前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、
前記第1方向において前記第3領域と前記第2磁性層との間に設けられ、Cu、Ag、Al、Au及びIrよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第1中間層領域と、
前記第1領域、前記第2領域、前記第1中間層領域と電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記制御部は、第1動作において、前記第1領域から前記第2領域への第1電流を前記第1部材に供給し、前記第1中間層領域を、前記第1部材の電位を規準にした第1電位に設定し、
前記制御部は、第2動作において、前記第1領域から前記第2領域への第2電流を前記第1部材に供給し、前記第1中間層領域を前記第1部材の前記電位を規準にした第2電位に設定し、前記第2電位は、前記第1電位とは異なり、
前記第1動作の後における前記第1中間層領域と前記第1磁性層との間の第1電気抵抗は、前記第2動作の後における前記第1中間層領域と前記第1磁性層との間の第2電気抵抗とは異なる、磁気記憶装置。 - 第1領域と、第2領域と、前記第1領域と前記第2領域との間の第3領域と、前記第3領域と前記第2領域との間の第4領域と、前記第4領域と前記第2領域との間の第5領域と、を含む第1部材と、
第1磁性層と、
前記第1領域から前記第2領域への第2方向と交差する第1方向において前記第3領域と前記第1磁性層との間に設けられた第2磁性層と、
前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、
第3磁性層と、
前記第1方向において前記第5領域と前記第3磁性層との間に設けられた第4磁性層と、
前記第3磁性層と前記第4磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、
前記第1方向において前記第3領域と前記第2磁性層との間に設けられ、Cu、Ag、Al、Au及びIrよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第1中間層領域と、
前記第1方向において前記第5領域と前記第4磁性層との間に設けられ、Cu、Ag、Al、Au及びIrよりなる群から選択された少なくとも1つを含む第2中間層領域と、
前記第1領域、前記第2領域、前記第1中間層領域及び前記第2中間層領域と電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記制御部は、第1動作において、前記第1領域から前記第2領域への第1電流を前記第1部材に供給し、前記第1中間層領域を、前記第1部材の電位を規準にした第1電位に設定し、前記第2中間層領域を、前記第1部材の前記電位を規準にした第2電位に設定し、前記第1電位は前記第2電位よりも高く、
前記制御部は、第2動作において、前記第1領域から前記第2領域への第2電流を前記第1部材に供給し、前記第1中間層領域を、前記第1部材の前記電位を規準にした第3電位に設定し、前記第2中間層領域を前記第1部材の電位を規準にした第4電位に設定し、前記第4電位は前記第3電位よりも高く、
前記第1動作の後における前記第1中間層領域と前記第1磁性層との間の第1電気抵抗は、前記第1動作の後における前記第2中間層領域と前記第3磁性層との間の第2電気抵抗とは異なり、
前記第2動作の後における前記第1中間層領域と前記第1磁性層との間の第3電気抵抗は、前記第2動作の後における前記第2中間層領域と前記第3磁性層との間の第4電気抵抗とは異なり、
前記第3電気抵抗は、前記第1電気抵抗とは異なり、
前記第4電気抵抗は、前記第2電気抵抗とは異なる、磁気記憶装置。 - 前記第1電気抵抗と前記第2電気抵抗との差の絶対値は、前記第1電気抵抗と前記第4電気抵抗との差の第1絶対値よりも大きく、前記第2電気抵抗と前記第3電気抵抗の差の第2絶対値よりも大きく、
前記第2電気抵抗と前記第4電気抵抗との差の絶対値は、前記第1絶対値よりも大きく、前記第2絶対値よりも大きい、請求項9記載の磁気記憶装置。 - 前記第1動作において、前記第1電流は、前記第4領域を前記第1領域から前記第2領域への向きに流れ、
前記第2動作において、前記第2電流は、前記第4領域を前記第1領域から前記第2領域への向きに流れる、請求項9または10に記載の磁気記憶装置。 - 前記制御部は、第3動作及び第4動作をさらに実施し、
前記制御部は、前記第3動作において、前記第1領域から前記第2領域への第3電流を前記第1部材に供給し、前記第1中間層領域を前記第1電位に設定し、前記第2中間層領域を前記第4電位に設定し、
前記制御部は、前記第4動作において、前記第1領域から前記第2領域への第4電流を前記第1部材に供給し、前記第1中間層領域を前記第3電位に設定し、前記第2中間層領域を前記第2電位に設定し、
前記第3動作の後における前記第1部材と前記第1磁性層との間の第5電気抵抗と、前記第3電気抵抗と、の差の絶対値は、前記第1絶対値よりも大きく、前記第2絶対値よりも大きく、
前記第3動作の後における前記第1部材と前記第3磁性層との間の第6電気抵抗と、前記第2電気抵抗と、の差の絶対値は、前記第1絶対値よりも大きく、前記第2絶対値よりも大きく、
前記第4動作の後における前記第1部材と前記第1磁性層との間の第7電気抵抗と、前記第1電気抵抗と、の差の絶対値は、前記第1絶対値よりも大きく、前記第2絶対値よりも大きく、
前記第4動作の後における前記第1部材と前記第3磁性層との間の第8電気抵抗と、前記第4電気抵抗と、の差の絶対値は、前記第1絶対値よりも大きく、前記第2絶対値よりも大きい、請求項10記載の磁気記憶装置。 - 前記第3領域と前記第1中間層領域との間、または、前記第1中間層領域と前記第2磁性層との間に設けられ、Mg、Al及びTiよりなる群から選択された少なくとも1つと、酸素及び窒素よりなる群から選択された少なくとも1つと、を含む第3中間層領域と、
前記第5領域と前記第2中間層領域との間、または、前記第2中間層領域と前記第4磁性層との間に設けられ、Mg、Al及びTiよりなる群から選択された少なくとも1つと、酸素及び窒素よりなる群から選択された少なくとも1つと、を含む第4中間層領域と、
をさらに備えた請求項9〜12のいずれか1つに記載の磁気記憶装置。 - 前記第3中間層領域は、前記第4中間層領域と連続している、請求項13記載の磁気記憶装置。
- 前記第1部材は、Bi、Sb及びTeを含む、請求項1〜14のいずれか1つに記載の磁気記憶装置。
- 前記第1部材は、(BiSb)2Te3を含む、請求項1〜14のいずれか1つに記載の磁気記憶装置。
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