JP2022144398A

JP2022144398A - 磁気記憶装置

Info

Publication number: JP2022144398A
Application number: JP2021045389A
Authority: JP
Inventors: 克彦鴻井; Katsuhiko Koi; 大都甲; Masaru Toko; 壮一及川; Soichi Oikawa; 英行杉山; Hideyuki Sugiyama
Original assignee: Kioxia Corp
Current assignee: Kioxia Corp
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2022-10-03
Also published as: TWI804102B; CN115117233A; TW202238984A; US20220302371A1

Abstract

【課題】優れた特性を有する磁気抵抗効果素子を備える磁気記憶装置を提供する。【解決手段】磁気記憶装置に含まれる磁気抵抗効果素子１００は、可変の磁化方向を有する第１の磁性層４０と、固定された磁化方向を有する第２の磁性層２０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３０と、を備える。第１の磁性層は、磁性を有する第１の層部分４１と、磁性を有する第２の層部分４２と、絶縁材料又は半導体材料で形成された第１の部分と、それぞれが第１の部分に囲まれ且つ導電材料で形成された複数の第２の部分とを含む第３の層部分４３とを含む。第１の層部分は、非磁性層と第２の層部分との間に設けられ、第３の層部分は、第１の層部分と第２の層部分との間に設けられている。【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が集積化された磁気記憶装置が提案されている。

特許第５５３７５５４号公報

優れた特性を有する磁気抵抗効果素子を備える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、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、を含む磁気抵抗効果素子を備え、前記第１の磁性層は、磁性を有する第１の層部分と、磁性を有する第２の層部分と、絶縁材料又は半導体材料で形成された第１の部分と、それぞれが前記第１の部分に囲まれ且つ導電材料で形成された複数の第２の部分とを含む第３の層部分と、を含み、前記第１の層部分は、前記非磁性層と前記第２の層部分との間に設けられ、前記第３の層部分は、前記第１の層部分と前記第２の層部分との間に設けられている。

実施形態に係る磁気記憶装置に含まれる磁気抵抗効果素子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に含まれる磁気抵抗効果素子の機能層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に含まれる磁気抵抗効果素子の機能層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に含まれる磁気抵抗効果素子の機能層における適切な開口率についての計算結果を示した図である。実施形態に係る磁気記憶装置に含まれる磁気抵抗効果素子が適用される磁気記憶装置のメモリセルアレイ部の構成を模式的に示した斜視図である。

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に含まれる磁気抵抗効果素子１００の構成を模式的に示した断面図（Ｚ方向に対して平行な断面図）である。

なお、図１等に示されたＸ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、互いに交差する方向である。より具体的には、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は、互いに直交している。

本実施形態の磁気抵抗効果素子１００は、ＭＴＪ（Magnetic Tunnel Junction）素子であり、垂直磁化を有するＳＴＴ（Spin Transfer Torque）型の素子である。磁気抵抗効果素子１００は、下地層１０と、参照層（第２の磁性層）２０と、トンネルバリア層（非磁性層）３０と、記憶層（第１の磁性層）４０と、キャップ層５０とを含んでいる。

下地層１０は、下地層１０上に形成される磁性層（図１に示した例では、参照層２０）が良好に結晶成長するために設けられている。具体的には、下地層１０は、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）或いはニオブ（Ｎｂ）等を含有するアモルファスの下層部分１１と、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、アルミニウム（Ａｌ）或いは銀（Ａｇ）等を含有するＦＣＣ（Face-Centered Cubic；面心立方）或いはＨＣＰ（Hexagonal Close-Packed；六方最密）の最密面を有する上層部分１２とを含んでいる。このような下地層１０を設けることで、六方最密構造を有する垂直磁気異方性に優れた参照層２０が得られる。

参照層２０は、固定された磁化方向を有する強磁性層である。なお、固定された磁化方向とは、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意味する。参照層２０は、コバルト（Ｃｏ）層２１ａ及びプラチナ（Ｐｔ）層２１ｂが交互に積層されたＣｏ／Ｐｔ人工格子層２１と、コバルト（Ｃｏ）層２２と、ＳＡＦ（Synthetic Antiferromagnetic）結合層２３と、コバルト（Ｃｏ）層２４と、タンタル（Ｔａ）層２５と、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）及びボロン（Ｂ）を含有するＣｏＦｅＢ層２６とを含んでいる。

Ｃｏ／Ｐｔ人工格子層２１は、高い垂直磁気異方性を有している。なお、Ｃｏ／Ｐｔ人工格子層の代わりに、Ｃｏ／Ｐｄ人工格子層、ＣｏＰｔ合金層、ＦｅＰｔ合金層、Ｆｅ－Ｃｏ－Ｔｂ層を用いてもよい。

ＳＡＦ結合層２３は、イリジウム（Ｉｒ）層、ルテニウム（Ｒｕ）層或いはロジウム（Ｒｈ）層で形成されており、ＳＡＦ結合層２３によって参照層２０の磁気安定性の向上及び漏洩磁界の低減をはかることができる。

ＳＡＦ結合層２３の両界面には、ＦＣＣ或いはＨＣＰのＣｏ層２２及びＣｏ層２４が設けられており、Ｃｏ層２２及びＣｏ層２４によって良好なＳＡＦ結合力が得られる。

ＣｏＦｅＢ層２６は、界面層であり、トンネルバリア層３０に接している。ＣｏＦｅＢ層２６によって良好な磁気抵抗効果を得ることが可能である。

Ｔａ層２５はＣｏＦｅＢ層２６に接しており、０．５ｎｍ程度以下の厚さを有するＴａ層２５を設けることで、ＣｏＦｅＢ層２６とトンネルバリア層３０との間の良好な界面状態を得ることができる。なお、Ｔａ層２５の代わりに、Ｍｏ層、Ｎｂ層或いはＷ層を用いてもよい。

トンネルバリア層３０は、記憶層４０と参照層２０との間に設けられた絶縁層であり、マグネシウム（Ｍｇ）及び酸素（Ｏ）を含有するＭｇＯ層で形成されている。

記憶層４０は、全体的には可変の磁化方向を有する強磁性層として機能し、界面層（第１の層部分）４１、高Ｋｕ層（第２の層部分）４２及び機能層（第３の層部分）４３を含んでいる。なお、可変の磁化方向とは、所定の書き込み電流に対して磁化方向が変わることを意味する。

界面層（第１の層部分）４１は、強磁性層であり、トンネルバリア層３０と高Ｋｕ層４２との間に設けられ、トンネルバリア層３０に接している。界面層４１は、少なくとも鉄（Ｆｅ）を含有している。本実施形態では、界面層４１は、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）及びボロン（Ｂ）を含有するＣｏＦｅＢ層で形成されている。

高Ｋｕ層（第２の層部分）４２は、高い垂直磁気異方性を有する強磁性であり、高Ｋｕ層４２の垂直磁気異方性は界面層４１の垂直磁気異方性よりも大きい。高Ｋｕ層４２は、鉄（Ｆｅ）及びコバルト（Ｃｏ）の少なくとも一方と、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、テルビウム（Ｔｂ）及び希土類元素から選択された少なくとも１つの所定元素とを含有している。本実施形態では、高Ｋｕ層４２は、コバルト（Ｃｏ）層４２ａ及びプラチナ（Ｐｔ）層４２ｂが交互に積層されたＣｏ／Ｐｔ人工格子層で形成されている。高Ｋｕ層４２は、Ｃｏ／Ｐｄ人工格子層、ＣｏＰｔ合金層、ＦｅＰｔ合金層或いはＣｏＰｔＣｒ合金層によって形成されていてもよい。

機能層（第３の層部分）４３は、界面層４１と高Ｋｕ層４２との間に設けられており、図２の断面図（Ｚ方向に対して平行な断面図）及び図３の断面図（Ｚ方向に対して垂直な断面図）に示されるように、絶縁材料又は半導体材料で形成されたスピン拡散防止層（第１の部分）４３ａと、それぞれがスピン拡散防止層４３ａに囲まれ且つ導電材料で形成された複数の導電部分（第２の部分）４３ｂとを含んでいる。複数の導電部分４３ｂは、界面層４１と高Ｋｕ層４２との間でスピン拡散防止層４３ａを貫通している。すなわち、導電部分４３ｂの下面は界面層４１に接しており、導電部分４３ｂの上面は高Ｋｕ層４２に接している。

機能層４３は、界面層４１から高Ｋｕ層４２へのスピン拡散によって界面層４１のダンピング定数が上昇することを抑制する機能を有しており、書き込み電流の増加を抑制することが可能である。また、機能層４３を介して界面層４１と高Ｋｕ層４２とが磁気的に結合している必要がある。このように、ダンピング定数の上昇を抑制し、且つ界面層４１と高Ｋｕ層４２とを磁気的に結合させるために、機能層４３にはスピン拡散防止層４３ａ及び導電部分４３ｂが設けられている。

スピン拡散を抑制してダンピング定数の上昇を抑制する観点からは、スピン拡散防止層４３ａの割合を大きくし、メタルパスとして機能する導電部分４３ｂの割合を小さくすることが好ましい。一方、導電部分４３ｂを設けずに、スピン拡散防止層４３ａのみで機能層４３を形成すると、磁気的な結合が得られなくなる。そのため、スピントルク磁化反転が、界面層４１のみに作用し、高Ｋｕ層４２には作用しない。

したがって、機能層４３全体に対する導電部分４３ｂの割合を的確に調整する必要がある。すなわち、界面層４１、高Ｋｕ層４２及び機能層４３が積層された方向（Ｚ方向に対応する方向）から見て、機能層４３の面積に対する複数の導電部分４３ｂの合計面積の割合（以下、開口率とも呼ぶ）を的確に調整する必要がある。

図４は、適切な開口率についての計算結果を示した図である。左側縦軸のａ-eff は、ダンピング定数に対応した値であり、右側縦軸のＪexは、磁気結合の大きさに対応した値である。機能層４３の厚さは、１ｎｍとしている。

界面層４１及び高Ｋｕ層４２が良好に磁気反転するためには、Ｊex（erg/cm²）の値が０．５から５の範囲である必要がある。そのためには、開口率は０．０５程度から０．３程度の範囲であることが好ましい。また、ダンピング定数の上昇を１０％程度に抑えるためには、開口率は０．２程度以下であることが好ましい。したがって、開口率（機能層４３の面積に対する複数の導電部分４３ｂの合計面積の割合）は、５％から２０％の範囲であることが好ましい。

スピン拡散防止層４３ａは、絶縁性を有し、酸化物、窒化物、ホウ化物、II-VI 族半導体又はIII-V 族半導体で形成されている。なお、スピン拡散防止層４３ａは、スピン拡散防止層として機能するための絶縁性を有していればよく、絶縁材料で形成されていても半導体材料で形成されていてもよい。

導電部分４３ｂは、金属磁性体で形成され、メタルパスとして機能する。導電部分４３ｂは、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）及びニッケル（Ｎｉ）から選択された少なくとも１つの元素を含有している。

導電部分４３ｂは、ランタノイド、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）及びハフニウム（Ｈｆ）から選択された少なくとも１つの元素（便宜上、所定元素と規定する）を、さらに含有していてもよい。

上述したように、導電部分４３ｂは、Ｆｅ、Ｃｏ及びＮｉから選択された磁性金属を含有している。スピン拡散防止層４３ａが酸化物で形成されている場合には、スピン拡散防止層４３ａを構成する酸化物の生成エネルギーが、導電部分４３ｂに含有されている磁性金属の酸化物生成エネルギーよりも低いことが好ましい。スピン拡散防止層４３ａが窒化物で形成されている場合には、スピン拡散防止層４３ａを構成する窒化物の生成エネルギーが、導電部分４３ｂに含有されている磁性金属の窒化物生成エネルギーよりも低いことが好ましい。スピン拡散防止層４３ａがホウ化物で形成されている場合には、スピン拡散防止層４３ａを構成するホウ化物の生成エネルギーが、導電部分４３ｂに含有されている磁性金属のホウ化物生成エネルギーよりも低いことが好ましい。

上記のような条件を満たすことにより、機能層４３を安定して形成することが可能である。例えば、スピン拡散防止層４３ａが、上述した所定元素の酸化物である場合には、所定元素の酸化物生成エネルギーは、上述した磁性金属（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ）の酸化物生成エネルギーよりも低い。したがって、上述した所定元素の酸化物でスピン拡散防止層４３ａを形成することで、安定したスピン拡散防止層４３ａを形成することができる。

また、スピン拡散防止層４３ａは、スピン拡散防止層４３ａ上に高Ｋｕ層４２がエピタキシャル成長しやすい材料で形成されていることが好ましい。具体的には、スピン拡散防止層４３ａは、スピネル構造を有する酸化物又はコランダム構造を有する酸化物で形成されていることが好ましい。より具体的には、スピン拡散防止層４３ａは、Ｆｅ酸化物、Ｃｏ酸化物或いはＡｌ酸化物で形成されていることが好ましい。特に、導電部分４３ｂがＣｏ合金で形成されている場合には、Ｆｅ酸化物がスピン拡散防止層４３ａとして適している。

機能層４３の厚さは、導電部分４３ｂの開口率に依存して決められる。機能層４３が厚いと、メタルパスとして機能する導電部分４３ｂの長さが長くなるため、導電部分４３ｂの磁化がねじれた状態になりやすい。そのため、界面層４１と高Ｋｕ層４２との結合エネルギーが実効的に小さくなる。このような場合には、開口率を高める必要があるため、ダンピング定数が上昇する。一方、機能層４３が薄いと、良好な結晶性を有する機能層４３を得ることが難しくなり、やはりダンピング定数が上昇する。また、磁気結合の調整も難しくなる。これらのことから、機能層４３の厚さは、０．５ｎｍから５ｎｍの範囲であることが好ましい。

上述した磁気抵抗効果素子１００において、記憶層４０の磁化方向が参照層２０の磁化方向に対して平行である場合には、磁気抵抗効果素子１００は相対的に抵抗が低い低抵抗状態であり、記憶層４０の磁化方向が参照層２０の磁化方向に対して反平行である場合には、磁気抵抗効果素子１００は相対的に抵抗が高い高抵抗状態である。したがって、磁気抵抗効果素子１００は、抵抗状態（低抵抗状態、高抵抗状態）に応じて、２値データを記憶することが可能である。

なお、図１に示した磁気抵抗効果素子１００は、記憶層４０が上層側に位置し、参照層２０が下層側に位置するトップフリー型の構造を有しているが、記憶層４０が下層側に位置し、参照層２０が上層側に位置するボトムフリー型の構造を有する磁気抵抗効果素子１００であってもよい。

次に、機能層４３の形成方法の一例について説明する。

まず、界面層４１上に、スピン拡散防止層４３ａに用いる酸化物の構成元素（先に述べた所定元素）と導電部分４３ｂを構成する磁性金属元素との合金層を形成する。続いて、合金層が形成されたチャンバー内に酸素を導入して酸化を行い、さらに熱処理を行う。このような方法により、複数の導電部分４３ｂがスピン拡散防止層４３ａで囲まれた構造を有する機能層４３を形成することが可能である。

すなわち、所定元素の酸化物生成エネルギーの方が磁性金属元素の酸化物生成エネルギーよりも小さいため、自己集合化によってスピン拡散防止層４３ａ及び導電部分４３ｂを形成することが可能である。

なお、チャンバー内に酸素を導入する際には、プラズマ化した酸素やイオン化した酸素を用いると効果的である。このとき、基板バイアスや加速グリッドを用いて酸素にエネルギーを与えることで、より強い酸化を施すことが可能である。また、酸化中に希ガスイオンを照射することにより、酸化を行いながら導電部分４３ｂの還元を促進させることが可能である。

次に、機能層４３の形成方法の他の例について説明する。

まず、界面層４１上に複数の導電部分４３ｂをアイランド状に形成する。例えば、導電部分４３ｂの材料を形成する前に微量の酸素を導入して一時的に表面張力を増加させることで、アイランド状の複数の導電部分４３ｂを形成することが可能である。続いて、スピン拡散防止層４３ａを全面に形成する。その後、成膜面に対してほぼ平行な方向からイオンミリングを施すことで、スピン拡散防止層４３ａの導電部分４３ｂ上に形成された部分のみを選択的に除去する。このような方法により、複数の導電部分４３ｂがスピン拡散防止層４３ａで囲まれた構造を有する機能層４３を形成することが可能である。

以上のように、本実施形態では、機能層４３が、スピン拡散防止層４３ａと、スピン拡散防止層４３ａに囲まれた複数の導電部分４３ｂとによって形成されている。このような構成により、界面層４１と高Ｋｕ層４２との磁気的な結合が維持された状態で、ダンピングの上昇を抑制することができる。したがって、良好な磁気的特性を有し、且つ書き込み電流の増大が抑制された磁気抵抗効果素子を得ることが可能である。

また、開口率（機能層４３の面積に対する複数の導電部分４３ｂの合計面積の割合）を５％から２０％の範囲とすることで、上述した効果をより高めることが可能となる。

また、機能層４３の厚さを０．５ｎｍから５ｎｍの範囲とすることで、上述した効果をより高めることが可能となる。

図５は、上述した磁気抵抗効果素子１００が適用される磁気記憶装置のメモリセルアレイ部の構成を模式的に示した斜視図である。

メモリセルアレイ部は、半導体基板（図示せず）を含む下部領域（図示せず）上に設けられており、複数のワード線ＷＬと、複数のワード線ＷＬと交差する複数のビット線ＢＬと、複数のワード線ＷＬと複数のビット線ＢＬとの間に接続された複数のメモリセルＭＣとを備えている。

ワード線ＷＬ及びビット線ＢＬは、メモリセルＭＣに対して書き込み或いは読み出しを行う際にメモリセルＭＣに対して所定の信号を供給するものである。なお、図５では、ワード線ＷＬが下層側に位置し、ビット線ＢＬが上層側に位置しているが、ワード線ＷＬが上層側に位置し、ビット線ＢＬが下層側に位置していてもよい。

メモリセルＭＣは、上述した磁気抵抗効果素子１００と、磁気抵抗効果素子１００に対して直列に接続されたセレクタ（スイッチング素子）２００とを含んでいる。

なお、図５では、磁気抵抗効果素子１００が下層側に位置し、セレクタ２００が上層側に位置しているが、磁気抵抗効果素子１００が上層側に位置し、セレクタ２００が下層側に位置していてもよい。

セレクタ２００は、非線形な電流－電圧特性を有する２端子型のスイッチング素子であり、２端子間に印加される電圧が閾値未満の場合には高抵抗状態、例えば電気的に非導通状態であり、２端子間に印加される電圧が閾値以上の場合には低抵抗状態、例えば電気的に導通状態となる。

ワード線ＷＬとビット線ＢＬとの間に所定電圧以上の電圧を印加することで、セレクタ２００がオン状態（導通状態）となり、セレクタ２００に直列に接続された磁気抵抗効果素子１００に対して書き込み或いは読み出しを行うことが可能となる。

上述した実施形態で述べた磁気抵抗効果素子１００を図５に示した磁気記憶装置に適用することで、優れた性能を有する磁気記憶装置を得ることが可能である。

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…下地層１１…下層部分１２…上層部分
２０…参照層（第２の磁性層）２１…Ｃｏ／Ｐｔ人工格子層
２１ａ…コバルト（Ｃｏ）層２１ｂ…プラチナ（Ｐｔ）層
２２…コバルト（Ｃｏ）層２３…ＳＡＦ結合層２４…コバルト（Ｃｏ）層
２５…タンタル（Ｔａ）層２６…ＣｏＦｅＢ層
３０…トンネルバリア層（非磁性層）
４０…記憶層（第１の磁性層）４１…界面層（第１の層部分）
４２…高Ｋｕ層（第２の層部分）
４２ａ…コバルト（Ｃｏ）層４２ｂ…プラチナ（Ｐｔ）層
４３…機能層（第３の層部分）
４３ａ…スピン拡散防止層（第１の部分）４３ｂ…導電部分（第２の部分）
５０…キャップ層
１００…磁気抵抗効果素子２００…セレクタ（スイッチング素子）

Claims

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、
を含む磁気抵抗効果素子を備え、
前記第１の磁性層は、
磁性を有する第１の層部分と、
磁性を有する第２の層部分と、
絶縁材料又は半導体材料で形成された第１の部分と、それぞれが前記第１の部分に囲まれ且つ導電材料で形成された複数の第２の部分とを含む第３の層部分と、
を含み、
前記第１の層部分は、前記非磁性層と前記第２の層部分との間に設けられ、
前記第３の層部分は、前記第１の層部分と前記第２の層部分との間に設けられている
ことを特徴とする磁気記憶装置。
前記複数の第２の部分は、前記第１の層部分と前記第２の層部分との間で前記第１の部分を貫通している
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
前記第３の層部分の厚さは、０．５ｎｍから５ｎｍの範囲である
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
前記第２の部分は、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）及びニッケル（Ｎｉ）から選択された少なくとも１つの元素を含有する
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
前記第２の部分は、ランタノイド、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、カルシウム（Ｃａ）、スカンジウム（Ｓｃ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）及びハフニウム（Ｈｆ）から選択された少なくとも１つの元素を、さらに含有する
ことを特徴とする請求項４に記載の磁気記憶装置。
前記第１の部分は、酸化物、窒化物、ホウ化物、II-VI 族半導体又はIII-V 族半導体で形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
前記第２の部分は、磁性金属を含有し、
前記第１の部分が酸化物で形成されている場合には、前記酸化物の生成エネルギーは前記磁性金属の酸化物生成エネルギーよりも低く、
前記第１の部分が窒化物で形成されている場合には、前記窒化物の生成エネルギーは前記磁性金属の窒化物生成エネルギーよりも低く、
前記第１の部分がホウ化物で形成されている場合には、前記ホウ化物の生成エネルギーは前記磁性金属のホウ化物生成エネルギーよりも低い
ことを特徴とする請求項６に記載の磁気記憶装置。
前記第１の部分は、スピネル構造を有する酸化物又はコランダム構造を有する酸化物で形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
前記第１の層部分は、少なくとも鉄（Ｆｅ）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。
前記第１の層部分は、コバルト（Ｃｏ）及びボロン（Ｂ）をさらに含有する
ことを特徴とする請求項９に記載の磁気記憶装置。
前記第２の層部分は、鉄（Ｆｅ）及びコバルト（Ｃｏ）の少なくとも一方と、プラチナ（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、テルビウム（Ｔｂ）及び希土類元素から選択された少なくとも１つの元素とを含有する
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
前記第２の層部分の垂直磁気異方性は、前記第１の層部分の垂直磁気異方性よりも大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
前記第１の層部分と前記第２の層部分とは、前記第３の層部分を介して磁気的に結合している
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
前記磁気抵抗効果素子に対して直列に接続されたスイッチング素子をさらに備える
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。