JP4187021B2 - 記憶素子及びメモリ - Google Patents
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Description
しかし、DRAMは電源を切ると情報が消えてしまう揮発性メモリであるため、情報が消えない不揮発のメモリが望まれている。
また、情報の読出には、磁気記憶素子の記憶層の磁化の向きに応じて抵抗が変化する、いわゆる磁気抵抗効果(MR効果)を用いる。
シリコン基板等の半導体基体110の素子分離層102により分離された部分に、各メモリセルを選択するための選択用トランジスタを構成する、ドレイン領域108、ソース領域107、並びにゲート電極101が、それぞれ形成されている。
また、ゲート電極101の上方には、図中前後方向に延びるワード線105が設けられている。
ドレイン領域108は、図中左右の選択用トランジスタに共通して形成されており、このドレイン領域108には、配線109が接続されている。
そして、ワード線105と、上方に配置された、図中左右方向に延びるビット線106との間に、磁化の向きが反転する記憶層を有する磁気記憶素子103が配置されている。この磁気記憶素子103は、例えば磁気トンネル接合素子(MTJ素子)により構成される。
さらに、磁気記憶素子103は、水平方向のバイパス線111及び上下方向のコンタクト層104を介して、ソース領域107に電気的に接続されている。
ワード線105及びビット線106にそれぞれ電流を流すことにより、電流磁界を磁気記憶素子103に印加して、これにより磁気記憶素子103の記憶層の磁化の向きを反転させて、情報の記録を行うことができる。
一方、記録された情報を書き換えるためには、アドレス配線にある程度の電流を流さなければならない。
ところが、MRAMを構成する素子の微細化に従い、磁化の向きを反転させる電流値が増大する傾向を示す反面、アドレス配線も細くなるため、充分な電流が流せなくなってくる。
スピン注入による磁化反転とは、磁性体の中を通過してスピン偏極した電子を、他の磁性体に注入することにより、他の磁性体において磁化反転を起こさせるものである。
シリコン基板等の半導体基体60の素子分離層52により分離された部分に、各メモリセルを選択するための選択用トランジスタを構成する、ドレイン領域58、ソース領域57、並びにゲート電極51が、それぞれ形成されている。このうち、ゲート電極51は、図10中前後方向に延びるワード線を兼ねている。
ドレイン領域58は、図10中左右の選択用トランジスタに共通して形成されており、このドレイン領域58には、配線59が接続されている。
そして、ソース領域57と、上方に配置された、図10中左右方向に延びるビット線56との間に、スピン注入により磁化の向きが反転する記憶層を有する記憶素子53が配置されている。
この記憶素子53は、例えば磁気トンネル接合素子(MTJ素子)により構成される。
図中61及び62は磁性層を示しており、2層の磁性層61,62のうち、一方の磁性層を磁化の向きが固定された磁化固定層として、他方の磁性層を磁化の向きが変化する磁化自由層即ち記憶層とする。
また、記憶素子53は、ビット線56と、ソース領域57とに、それぞれ上下のコンタクト層54を介して接続されている。これにより、記憶素子53に電流を流して、スピン注入により記憶層の磁化の向きを反転させることができる。
また、スピン注入による磁化反転を利用することにより、外部磁界により磁化反転を行う一般的なMRAMと比較して、素子の微細化が進んでも、書き込みの電流が増大しないという利点がある。
そして、このように記憶素子に直接電流を流して情報の書き込み(記録)を行うことから、書き込みを行うメモリセルを選択するために、記憶素子を選択トランジスタと接続してメモリセルを構成する。この場合、記憶素子に流れる電流は、選択トランジスタに流すことが可能な電流(選択トランジスタの飽和電流)の大きさに制限される。
このため、選択トランジスタの飽和電流以下の電流で書き込みを行う必要があり、スピン注入の効率を改善して、記憶素子に流す電流を低減する必要がある。
このように中間層としてトンネル絶縁層を用いた場合には、トンネル絶縁層が絶縁破壊することを防ぐために、記憶素子に流す電流量に制限が生じる。この観点からも、スピン注入時の電流を抑制する必要がある。
また、例えば、強磁性層として一般的なCoFeを記憶層の材料に使用した場合、磁化反転を生じさせるためには、おおよそ1×107A/cm2程度の電流密度が必要である。
そして、電流密度が上述した値のときに、例えば記憶素子の大きさが90nm×130nmであるとすると、書き込み電流閾値は、おおよそ550μAとなる。
読み出し信号の大きさを考えると、素子抵抗は大きいほど良いが、図13より、素子抵抗を大きくすると記憶素子に流せる電流が小さくなってしまう。
そして、読み出し特性を充分に確保する上で下限と推定される素子抵抗2.5kΩの場合を考えると、図13より、記憶素子に流せる電流の上限は約400μAとなることから、上述した値からさらに書き込み電流閾値を30%以上低減させなくてはならないことになる。
このため、読み出し特性を充分に確保するためには、さらに書き込み電流閾値を低減することが求められる。
ところが、記憶層の体積及び飽和磁化を小さくすると、記憶素子の熱安定性が減少し、動作が不安定になるという問題点があった。
本発明のメモリは、互いに交差する2種類の配線を備え、この2種類の配線の交点付近かつ2種類の配線の間に配置され、積層方向に電流を流すことにより、情報を磁性体の磁化状態により保持する記憶層の磁化の向きが変化して、記憶層に対して情報の記録が行われる構成であり、2種類の配線を通じて、記憶素子に積層方向の電流が流れ、上記本発明の記憶素子の構成の記憶素子を備えたものである。
また、記憶素子を構成する積層膜のうち、少なくとも記憶層において、平面パターンの長軸の端部の曲率半径Rが、31nm≦R≦90nmを満足することにより、記憶層の保磁力を大きくすることができる。これにより、記憶層の熱等に対する安定性を向上させることができるため、記憶層に記録された情報を安定して保持することができる。
また、記憶素子の記憶層に記録された情報を安定して保持することができる。
従って、安定して動作する、信頼性の高いメモリを実現することができる。
記憶素子の微細化により、記憶素子を用いたメモリの集積化を進めて、メモリの小型化や記憶容量の増大を図ることが可能になる。
さらにまた、記憶素子の微細化により、前述したように、スピン注入により情報の記録を行う場合の、記憶層の磁化の向きを反転させるために必要となる書き込み電流閾値も小さくすることが可能になる。これにより、情報の記録に必要な電流量を低減することができるため、メモリ全体の消費電力を低減して、従来にない低消費電力のメモリを実現することが可能になる。
本発明は、前述したスピン注入により、記憶素子の記憶層の磁化の向きを反転させて、情報の記録を行うものである。記憶層は、強磁性層等の磁性体により構成され、情報を磁性体の磁化状態(磁化の向き)により保持するものである。
この閾値よりも絶対値が小さい電流を流した場合には、磁化反転を生じない。
一方、メモリとしての性能を維持するという観点から、上記各種パラメータが制約される。例えば、式1中の(a2lmHkMs)の項は、熱ゆらぎを決定する項として知られており、書き込み閾値電流Icのばらつきを抑えて、書き込んだデータの長期安定性を確保するためには、一定以上の値を保たなければならず、ある一定値以下に小さくすることはできない。このため、記憶素子の大きさや記憶層の厚さlm・飽和磁化Msには下限が存在し、これらのパラメータを減少させることにより書き込み電流を低減させる手法は、ある所で限界となる。
また、積層方向に電流を流すことにより、前述したスピン注入により、記憶層を構成する磁性体の磁化の向きを反転させて、記憶層に対して情報の記録を行う。
そして、記憶素子を構成する積層膜のうち、少なくとも記憶層において、平面パターンの長軸の端部の曲率半径Rが、31nm≦R≦90nmを満足する構成とする。
これにより、記憶層の保磁力Hcが大きくなり、記憶層の熱等に対する安定性を向上させることができるため、記憶層に記録された情報を安定して保持することができる。
記憶素子の微細化により、記憶素子を用いたメモリの集積化を進めて、メモリの小型化や記憶容量の増大を図ることが可能になる。
さらにまた、記憶素子の微細化により、前述したように、スピン注入により情報の記録を行う場合の、記憶層の磁化の向きを反転させるために必要となる書き込み電流閾値も小さくすることが可能になる。
そして、菱形疑似形状を構成する4つの辺SR1,SR2,SR3,SR4は、その中央部に直線部分を有している。
また、このような平面パターン31において、記憶層の磁化容易軸EAは、菱形疑似形状の長軸LXと略平行であり、記録層の磁化困難軸HAは、菱形疑似形状の短軸SXと略平行である。
平面パターン31は、菱形疑似形状の長軸LX及び短軸SXに関して略線対称である。
そして、平面パターン31は、長軸LXの端部(交点AD及びBCの近傍)及び短軸SXの端部(交点AB及びCDの近傍)において外形が曲線形状となっており、4辺SR1,SR2,SR3,SR4の直線部分によって、曲線形状の部分が滑らかに結ばれている。
また、長軸LXの端部の曲率半径Rは、短軸SXの端部の曲率半径R2と比較して、充分に小さくなっている(R<R2)。
平面パターン31を図3に示す形状とした場合には、長軸LXの端部(交点AD及びBCの近傍)及び短軸SXの端部(交点AB及びCDの近傍)では、図2に示した形状と、曲率半径R,R2の大きさが等しくなっている。ただし、曲率半径R,R2の曲線形状の部分が図2に示した形状よりも狭くなっている。
このように平面パターン31を略楕円形状とすると、長軸LXの端部及び短軸SXの端部が緩やかな曲面形状となる。このため、長軸LX及び短軸SXが等しいもので、菱形擬似形状と比較すると、長軸LXの端部及び短軸SXの端部の曲率半径R,R2が共に大きくなる。
しかしながら、平面パターンを図4に示すような略楕円形状とすると、長軸LXの長さに対する長軸LX端部の曲率半径Rの比が大きくなる。
このため、平面パターンを略楕円形状とする場合には、曲率半径RがR≦100nmを満足するように、長軸LXの長さを比較的短くする。
そのため、好ましくは、長軸LX端部の曲率半径Rと、短軸SXの長さWとが、R≦W/2の関係を満たすようにする。
平面パターンのアスペクト比(短軸の長さWと長軸の長さLとの比L/W)が1.5未満であると、形状磁気異方性が得られるだけの曲率半径の小さな領域を形成しにくくなるため、曲率半径Rを小さく設定する効果が小さくなる。
なお、平面パターンのアスペクト比(L/W)の上限は、磁気異方性の観点からは特に規定されない。ただし、アスペクト比(L/W)が4.0以上になると保磁力Hcが飽和するようになるため、磁気異方性による熱安定性Δの改善効果よりも、素子の面積の増大による電流増大の影響が大きくなってくる。そのため、より好ましくは、平面パターンのアスペクト比(L/W)を、1.5以上、4.0以下に設定する。
このような場合、記憶層の磁化反転による情報の記録を行うための、電流等の条件が厳しくなる。
従って、好ましくは、曲率半径Rと、長軸の長さLとが、L/24≦Rの関係を満たすようにする。
一方で、熱安定性Δの確保の観点から、記憶層の体積及び磁気異方性の確保も必要である。
これらの相反する要望、即ち、平面パターンの面積を小さくすることと、磁気異方性の向上によりΔ値を確保することとを、両立させるためには、平面パターンの短軸の長さWを小さくすればよい。好ましくは、平面パターンの短軸の長さWを、175nm以下とする。
なお、平面パターンの短軸の長さWの下限については、特性上の制限よりも製造技術による制限が大きいが、特殊な条件で作製された極微細記憶素子の磁気特性とΔ値の評価実験を行った結果、短軸の長さWを20nm程度とすると充分な磁化が得られなくなった。従って、平面パターンの短軸の長さWは、20nm以上とすることが望ましい。ただし、今後の磁性材料開発によっては、さらに小さくしても磁化が得られるようになる可能性がある。
各強磁性層には、飽和磁化量等の磁気特性や、結晶構造(結晶質、微結晶構造、アモルファス構造)の制御のために合金元素が添加される。例えば、CoFe合金、CoFeB合金、Fe合金或いはNiFe合金を主成分として、Gd等の磁性元素や、他の元素として、B,C,N,Si,P,Al,Ta,Mo,Cr,Nb,Cu,Zr,W,V,Hf,Gd,Mn,Pdが1種或いは複数添加された材料を用いることができる。また、例えば、CoにZr,Hf,Nb,Ta,Tiから選ばれる1種類以上の元素を添加したアモルファス材料、CoMnSi,CoMnAlやCoCrFeAl等のホイスラー材料を用いることができる。
トンネル絶縁層の材料としては、例えば、酸化アルミニウム(AlOx)や酸化マグネシウム(MgO)等の酸化物を用いることができる。
一般に、スピン注入効率はMR比に依存し、MR比が大きいほど、スピン注入効率が向上し、磁化反転電流密度を低減することができる。
従って、中間層のトンネル絶縁層の材料として酸化マグネシウムを用いることにより、スピン注入による書き込み閾値電流を低減することができ、少ない電流で情報の書き込み(記録)を行うことができる。また、読み出し信号強度を大きくすることができる。
これにより、MR比(TMR比)を確保して、スピン注入による書き込み閾値電流を低減することができ、少ない電流で情報の書き込み(記録)を行うことができる。また、読み出し信号強度を大きくすることができる。
また、磁化固定層は、単層の強磁性層から成る構成、或いは複数層の強磁性層が非磁性層を介して積層した積層フェリ構造とする。磁化固定層を積層フェリ構造としたときには、磁化固定層の外部磁界に対する感度を低下させることができるため、外部磁界による磁化固定層の不要な磁化変動を抑制して、記憶素子を安定して動作させることができる。さらに、各強磁性層の膜厚を調整することができ、磁化固定層からの漏洩磁界を抑えることができる。
積層フェリ構造の磁化固定層を構成する強磁性層の材料としては、Co,CoFe,CoFeB等を用いることができる。また、非磁性層の材料としては、Ru,Re,Ir,Os等を用いることができる。
また、これらの磁性体に、Ag,Cu,Au,Al,Si,Bi,Ta,B,C,O,N,Pd,Pt,Zr,Hf,Ir,W,Mo,Nb等の非磁性元素を添加して、磁気特性を調整したり、その他の結晶構造や結晶性や物質の安定性等の各種物性を調整したりすることができる。
この記憶素子10は、下層から、下地層11、反強磁性層12、強磁性層13、非磁性層14、強磁性層15、トンネル絶縁層16、記憶層17、キャップ層(保護層)18が積層されて成る。
なお、積層された各層11〜18は、図示しないが、ほぼ同じ平面パターンにパターニングされている。
記憶層17は、磁性体から成り、情報を磁化状態(記憶層17の磁化M1の向き)で保持することができるように構成される。
強磁性層13・非磁性層14・強磁性層15の3層により、積層フェリ構造の磁化固定層19が構成される。このうち、強磁性層13は反強磁性層12により磁化M13の向きが右向きに固定されている。強磁性層15の磁化M15の向きは、強磁性層13の磁化M13の向きとは反平行の左向きになっている。
また、この強磁性層15は、記憶層17に対する磁化の向きの基準となるものであるため、参照層とも称される。
例えば、CoFe合金にボロンBが20〜30原子%添加されたアモルファス(非晶質)のCoFeBを用いることも可能である。
特に、トンネル絶縁層16の材料として酸化マグネシウム(MgO)を用いると、前述したように、大きい磁気抵抗変化率(MR比)が得られる。
キャップ層18から下地層11に向けて、即ち記憶層17から強磁性層(参照層)15に向けて電流を流すと、強磁性層(参照層)15から記憶層17に偏極電子が注入され、記憶層17の磁化の向きが参照層15の磁化の向きと平行になる。
下地層11からキャップ層18に向けて、即ち参照層15から記憶層17に向けて電流を流すと、記憶層17から参照層15に偏極電子が注入され、記憶層17の磁化の向きが参照層15の磁化の向きと反平行になる。
このようにして、電流を流す向きによって、記録する情報を選択することができる。
なお、読み出し時に流す電流は、スピン注入による記憶層17の磁化反転が生じないように、反転電流よりも小さくする。
これにより、前述したように、記憶層17の保磁力Hcを大きくすることができるため、記憶層の熱等に対する安定性を向上させることができる。
即ち、記憶素子10を2種類のアドレス配線の交点付近に配置してメモリを構成し、2種類のアドレス配線を通じて記憶素子10に上下方向(積層方向)の電流を流して、スピン注入により記憶層17の磁化の向きを反転させて、記憶素子10に情報の記録を行うことができる。
これにより、記憶層17の熱等に対する安定性を向上させることができ、記憶層17に記録された情報を安定して保持することができる。
即ち、情報の保持特性に優れた記憶素子10を構成することができる。
従って、本実施の形態の記憶素子10を備えてメモリを構成することにより、安定して動作する、信頼性の高いメモリを実現することができる。
さらにまた、記憶素子10の微細化により、スピン注入により情報の記録を行う場合の、記憶層17の磁化M1の向きを反転させるために必要となる書き込み電流閾値Icも小さくすることが可能になる。
これにより、情報の記録に必要な電流量を低減することができるため、メモリ全体の消費電力を低減して、従来にない低消費電力のメモリを実現することが可能になる。
例えば、図1に示した記憶素子10に対して、下地層11や反強磁性層12を、上層の他の各層13〜18よりも大きい平面パターンに形成した構成や、キャップ層18を記憶層17とは異なる平面パターンに形成した構成等が考えられる。
ここで、本発明の記憶素子の構成において、具体的に記憶層の寸法や組成等を設定して、特性がどのようになるか検討を行った。
なお、実際には、メモリには、図10に示したように、記憶素子以外にもスイッチング用の半導体回路等が存在するが、ここでは、記憶層の磁気抵抗特性を調べる目的で、記憶素子のみを形成したウエハにより検討を行った。
まず、厚さ0.575mmのシリコン基板上に厚さ2μmの熱酸化膜を形成し、図1に示した記憶素子10と同様の記憶素子を形成した。
具体的には、図1に示した構成の記憶素子10において、下地層11を膜厚3nmのTa膜、反強磁性層12を膜厚20nmのPtMn膜、磁化固定層19を構成する強磁性層13,15を膜厚2nmのCoFe膜、積層フェリ構造の磁化固定層19を構成する非磁性層14を膜厚0.8nmのRu膜、トンネル絶縁層16を膜厚0.5nmのAl膜を酸化した酸化アルミニウム膜、記憶層17を膜厚3nmのCo72Fe8B20膜、キャップ層18を膜厚5nmのTa膜と選定し、また下地層11と反強磁性層12との間に図示しない膜厚100nmのCu膜(後述するワード線となるもの)を設けて、各層を形成した。
即ち、各層の材料及び膜厚を、下記の構成(膜構成1)として、記憶素子10を作製した。
膜構成1:
Ta(3nm)/Cu(100nm)/PtMn(20nm)/CoFe(2nm)/Ru(0.8nm)/CoFe(2nm)/Al(0.5nm)-Ox/Co72Fe8B20(3nm)/Ta(5nm)
なお、上記膜構成で、合金組成の示されていないPtMnの組成はPt50Mn50(原子%)とした。
酸化アルミニウム膜から成るトンネル絶縁層16以外の各層は、DCマグネトロンスパッタ法を用いて成膜した。
酸化アルミニウム(Al−Ox)膜から成るトンネル絶縁層16は、まず金属Al膜をDCスパッタ法により0.5nm堆積させて、その後に酸素/アルゴンの流量比を1:1とし、自然酸化法により金属Al層を酸化させた。酸化時間は10分とした。
さらに、記憶素子10の各層を成膜した後に、磁場中熱処理炉で、10kOe・270℃・4時間の熱処理を行い、反強磁性層12のPtMn膜の規則化熱処理を行った。
その後、フォトリソグラフィを用いて、上部電極となるビット線及び測定用のパッドを形成して記憶素子の試料を作製して、サンプル1の記憶素子の試料とした。
長軸端の曲率半径Rは、31nm,47nm,53nm,90nm,120nm,170nmの6通りとした。
また、各試料の平面パターンにおいて、長軸長を400nmとし、短軸長を150nmとした。
長軸端の曲率半径Rを170nmとした場合には、この曲率半径Rが短軸長より大きいため、矩形(長方形)に近い平面パターンとなっている。
曲率半径Rを90nmとした場合には、ほぼ楕円に近い平面パターンとなっている。
そして、曲率半径Rを小さくしていくに従い、長軸端付近が絞られた形状になっていくことがわかる。
各試料の記憶素子10について、記憶層17の保磁力Hcを測定した。
図5に示した、記憶素子10を上方から見た顕微鏡写真により、記憶素子10の平面パターンの正確な寸法・形状を求め、この寸法・形状と、記憶層17の材料の磁気特性(飽和磁束密度等)とから、計算によって記憶層17の保磁力Hcを見積もった。
従って、曲率半径RをR≦100nmを満たす範囲とすることにより、記憶層17の保磁力Hcを大きくして、記憶層17の熱等に対する安定性を向上させることができることがわかる。
実験1と同様の製造方法により、記憶素子10の平面パターンの長軸端の曲率半径Rとアスペクト比とを変えた、記憶素子10の各試料を作製した。
長軸端の曲率半径Rを、31nm,47nm,53nm,90nmの4通りとした。
また、各試料の平面パターンにおいて、短軸長Wを120nmとして、長軸長Lを145nm,190nm,240nm,430nm,525nmの6つの条件として、アスペクト比(L/W)を1.2,1.6,2.0,2.8,3.6,4.4と変化させた。
各試料の記憶素子10について、記憶層17の保磁力Hcを測定した。
図7から、曲率半径Rをこの条件を満たす31nm,47nm,53nmとした場合に、R=90nmとした場合よりも、保磁力Hcを大きくできることがわかる。
また、図7から、アスペクト比を1.5以上にすると、記憶層17の保磁力Hcを大きくして、記憶層17の熱等に対する安定性を向上させることができることがわかる。
なお、図7から、アスペクト比を4.0以上にすると、記憶層17の保磁力Hcが飽和して、ほとんど増大しなくなることもわかる。
実験1と同様の製造方法により、記憶素子10の平面パターンの長軸端の曲率半径Rを変えた、記憶素子10の各試料を作製した。
長軸端の曲率半径Rは、15nm,22nm,31nm,53nmの4通りとした。
また、各試料の平面パターンにおいて、長軸長を400nmとし、短軸長を150nmとした。
各試料の記憶素子10について、外部磁界に対する抵抗変化の連続的な変化を求め、R−H曲線を得た。
このような場合、前述したように、記憶層17の磁化反転による情報の記録を行うための、電流等の条件が厳しくなる。
図8B〜図8Dより、曲率半径Rが長軸長Lの1/24以上である、その他の場合には、良好なR−H曲線が得られている。
従って、曲率半径R及び長軸長Lが、L/24≦Rを満たす範囲とすることにより、安定したR−H曲線が得られることがわかる。
実験1と同様の製造方法により、記憶素子10の平面パターンの長軸長Lと短軸長Wとを変えた、記憶素子10の各試料を作製した。
記憶素子10の平面パターンの短軸長Wを90nm,120nm,150nm,180nmの4通りとし、各々アスペクト比を1.25,2.0,4.0の3通りになるように長軸長Lを調整して、記憶素子10をパターニングした。即ち、合計12種類の平面パターンとした。
なお、各試料の平面パターンにおいて、長軸端の曲率半径Rは31nmに固定した。
各試料の記憶素子10について、記憶層17の保磁力Hcを測定した。
測定結果を、図9に示す。図9の横軸は平面パターンの短軸長Wであり、縦軸は保磁力Hcであり、同じアスペクト比毎に線で結んである。
Claims (10)
- 積層方向に電流を流すことにより、情報を磁性体の磁化状態により保持する記憶層の磁化の向きが変化して、前記記憶層に対して情報の記録が行われる記憶素子であって、
前記記憶層と、
中間層と、
前記記憶層に対して、前記中間層を介して設けられて、前記記憶層及び前記中間層とにより積層膜を形成する磁化固定層とを有し、
前記積層膜のうち、少なくとも前記記憶層において、平面パターンの長軸の端部の曲率半径Rが、31nm≦R≦90nmを満足する
記憶素子。 - 前記中間層が酸化マグネシウムから成る請求項1に記載の記憶素子。
- 前記曲率半径Rと、前記平面パターンの短軸の長さWとが、R≦W/2の関係を満足し、前記平面パターンの短軸の長さWが175nm以下である請求項1に記載の記憶素子。
- 前記平面パターンは、長軸の長さLと短軸の長さWの比であるアスペクト比が1.5以上、4.0以下である請求項1に記載の記憶素子。
- 前記曲率半径Rと、前記平面パターンの長軸の長さLとが、L/24≦Rの関係を満たす請求項4に記載の記憶素子。
- 互いに交差する2種類の配線を備え、
前記2種類の配線の交点付近かつ前記2種類の配線の間に配置され、積層方向に電流を流すことにより、情報を磁性体の磁化状態により保持する記憶層の磁化の向きが変化して、前記記憶層に対して情報の記録が行われる構成であり、前記2種類の配線を通じて、前記記憶素子に前記積層方向の電流が流れ、前記記憶層と、中間層と、前記記憶層に対して、前記中間層を介して設けられて、前記記憶層及び前記中間層とにより積層膜を形成する磁化固定層とを有し、前記積層膜のうち、少なくとも前記記憶層において、平面パターンの長軸の端部の曲率半径Rが、31nm≦R≦90nmを満足する記憶素子を備えた
メモリ。 - 前記記憶素子の前記中間層が酸化マグネシウムから成る請求項6に記載のメモリ。
- 前記記憶素子は、前記曲率半径Rと、前記平面パターンの短軸の長さWとが、R≦W/2の関係を満足し、前記平面パターンの短軸の長さWが175nm以下である請求項6に記載のメモリ。
- 記憶素子の前記平面パターンは、長軸の長さLと短軸の長さWの比であるアスペクト比が1.5以上、4.0以下である請求項6に記載のメモリ。
- 前記記憶素子は、前記曲率半径Rと、前記平面パターンの長軸の長さLとが、L/24≦Rの関係を満たす請求項9に記載のメモリ。
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