JP5146846B2 - 磁気メモリセル及び磁気ランダムアクセスメモリ - Google Patents
磁気メモリセル及び磁気ランダムアクセスメモリ Download PDFInfo
- Publication number
- JP5146846B2 JP5146846B2 JP2009502474A JP2009502474A JP5146846B2 JP 5146846 B2 JP5146846 B2 JP 5146846B2 JP 2009502474 A JP2009502474 A JP 2009502474A JP 2009502474 A JP2009502474 A JP 2009502474A JP 5146846 B2 JP5146846 B2 JP 5146846B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- recording layer
- memory cell
- magnetic memory
- magnetic
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims description 182
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 101
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 58
- 230000005381 magnetic domain Effects 0.000 claims description 31
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 claims description 19
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 323
- 238000000034 method Methods 0.000 description 41
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 35
- 239000010408 film Substances 0.000 description 35
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 24
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 12
- 239000002885 antiferromagnetic material Substances 0.000 description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 9
- 229910003321 CoFe Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 6
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910017107 AlOx Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910019041 PtMn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- -1 for example Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005641 tunneling Effects 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/161—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect details concerning the memory cell structure, e.g. the layers of the ferromagnetic memory cell
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/165—Auxiliary circuits
- G11C11/1659—Cell access
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/165—Auxiliary circuits
- G11C11/1675—Writing or programming circuits or methods
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B61/00—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices
- H10B61/20—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having three or more electrodes, e.g. transistors
- H10B61/22—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having three or more electrodes, e.g. transistors of the field-effect transistor [FET] type
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/10—Magnetoresistive devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
Description
本発明の磁気メモリセル及び磁気ランダムアクセスメモリの第1の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図4A及び図4Bは、それぞれ本発明の磁気メモリセルの第1の実施の形態の構成を示す断面模式図及び平面模式図である。ただし、図4Aは図4BのAA’断面図である。これらの図では、磁気メモリセルのMTJ素子1を示している。なお、説明の都合上、図面における磁気メモリの構造の形状や寸法比などは、実際の装置とは異なる。
図7A及び図7Bは、それぞれ本発明の磁気メモリセルの実施の形態における書き込み動作での第1状態を示す断面模式図及び平面模式図である。図8A及び図8Bは、それぞれ本発明の磁気メモリセルの実施の形態における書き込み動作での第2状態を示す断面模式図及び平面模式図である。図9A及び図9Bは、それぞれ本発明の磁気メモリセルの実施の形態における書き込み動作での第3状態を示す断面模式図及び平面模式図である。
本発明の磁気メモリセル及び磁気ランダムアクセスメモリの第2の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図17Aは、本発明の磁気メモリセルの第2の実施の形態の構成を示す平面模式図である。この図は、磁気メモリセルのMTJ素子1aを示している。図17Bは、本発明の磁気メモリセルの第2の実施の形態の構成の一部を示す断面模式図である。この図は、図17AのFF’断面であり、記録層2の端部とコンタクト25との接続部分を示している。なお、記録層2の他方の端部とコンタクト26との接続部分も同様の構成を有する。
Claims (11)
- 磁化方向が固定された強磁性体を含む固定層と、
前記固定層の磁化方向と自身の磁化方向との相対的関係により情報を記憶する強磁性体を含む記録層と、
前記記録層と前記固定層との間に設けられた非磁性体層と、
前記記録層の一方の端部に電気的に接続された第1電極部と、
前記記録層の他方の端部に電気的に接続された第2電極部と
を具備し、
書き込み電流が前記第1電極部及び前記第2電極部のいずれか一方から他方へ、前記記録層を介して供給されたとき、
前記一方の端部及び前記他方の端部に、前記記録層の磁化の方向に対して反平行の成分を含む端部磁化が生じ、
前記記録層の磁化は、前記端部磁化の方向へ向く
磁気メモリセル。 - 請求の範囲1に記載の磁気メモリセルにおいて、
前記第1電極部及び前記第2電極部は、
前記記録層の下面及び上面のいずれか一方から前記記録層に接続される柱状のプラグを備え、
前記プラグは、
前記書き込み電流が前記プラグに流れたときに、前記記録層と重なる領域の少なくとも一部に前記記録層の磁化に対して反平行の磁化成分を有し、前記記録層との磁気的な相互作用を有する強磁性体部を含む
磁気メモリセル。 - 請求の範囲2に記載の磁気メモリセルにおいて、
前記記録層と前記強磁性体部との磁気的な相互作用が、強磁性的である
磁気メモリセル。 - 請求の範囲1に記載の磁気メモリセルにおいて、
前記第1電極部及び前記第2電極部は、前記記録層の上方及び下方のいずれか一方を交差して通過し、
前記第1電極部及び前記第2電極部を流れる前記書き込み電流の経路は、前記記録層と交差している
磁気メモリセル。 - 請求の範囲4に記載の磁気メモリセルにおいて、
前記第1電極部及び前記第2電極部と前記記録層との間に強磁性体が設けられている
磁気メモリセル。 - 請求の範囲5に記載の磁気メモリセルにおいて、
前記強磁性体が、高抵抗材料である
磁気メモリセル。 - 請求の範囲5に記載の磁気メモリセルにおいて、
前記強磁性体は、
前記記録層上に設けられた磁性層と、
前記磁性層と前記第1電極部及び前記第2電極部との間に設けられた絶縁層とを含む
磁気メモリセル。 - 請求の範囲1乃至7のいずれか一項に記載の磁気メモリセルにおいて、
前記書き込み電流の供給の開始により、前記記録層内に複数の磁区が生成する
磁気メモリセル。 - 請求の範囲1乃至8のいずれか一項に記載の磁気メモリセルにおいて、
前記記録層の面積が前記固定層の面積よりも大きい
磁気メモリセル。 - 請求の範囲9に記載の磁気メモリセルにおいて、
前記前記第1電極部及び前記第2電極部が、前記記録層の存在する領域を挟んだ両側に設けられている
磁気メモリセル。 - 第1方向に延伸する複数のワード線と、
第2方向に延伸する複数の第1ビット線及び複数の第2ビット線と、
前記複数のワード線と、前記複数の第1ビット線及び前記複数の第2ビット線との交点の各々に対応して設けられ、請求の範囲1乃至10のいずれか一項に記載の複数の磁気メモリセルと
を具備し、
前記複数の磁気メモリセルの各々は、
前記複数のワード線のうちの対応するものにオン・オフを制御され、一方の端子を前記複数の第1ビット線のうちの対応するものに、他方の端子を第1電極部にそれぞれ接続された第1スイッチ素子と、
前記複数のワード線のうちの対応するものにオン・オフを制御され、一方の端子を前記複数の第2ビット線のうちの対応するものに、他方の端子を第2電極部にそれぞれ接続された第2スイッチ素子と
を更に備える
磁気ランダムアクセスメモリ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009502474A JP5146846B2 (ja) | 2007-03-08 | 2008-01-17 | 磁気メモリセル及び磁気ランダムアクセスメモリ |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007059253 | 2007-03-08 | ||
JP2007059253 | 2007-03-08 | ||
PCT/JP2008/050535 WO2008108109A1 (ja) | 2007-03-08 | 2008-01-17 | 磁気メモリセル及び磁気ランダムアクセスメモリ |
JP2009502474A JP5146846B2 (ja) | 2007-03-08 | 2008-01-17 | 磁気メモリセル及び磁気ランダムアクセスメモリ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2008108109A1 JPWO2008108109A1 (ja) | 2010-06-10 |
JP5146846B2 true JP5146846B2 (ja) | 2013-02-20 |
Family
ID=39738005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009502474A Active JP5146846B2 (ja) | 2007-03-08 | 2008-01-17 | 磁気メモリセル及び磁気ランダムアクセスメモリ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5146846B2 (ja) |
WO (1) | WO2008108109A1 (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20100075203A (ko) * | 2008-12-24 | 2010-07-02 | 삼성전자주식회사 | 정보저장장치 및 그의 동작방법 |
JP5526707B2 (ja) * | 2009-10-27 | 2014-06-18 | ソニー株式会社 | 情報記憶素子の駆動方法 |
JP2012039009A (ja) * | 2010-08-10 | 2012-02-23 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置、および、半導体装置の製造方法 |
US9203015B2 (en) | 2013-03-22 | 2015-12-01 | Hisanori Aikawa | Magnetic storage device |
US8987846B2 (en) | 2013-03-22 | 2015-03-24 | Yoshinori Kumura | Magnetic memory and manufacturing method thereof |
JP6555404B1 (ja) * | 2018-08-02 | 2019-08-07 | Tdk株式会社 | 磁壁移動型磁気記録素子及び磁気記録アレイ |
JP7419729B2 (ja) * | 2019-10-01 | 2024-01-23 | Tdk株式会社 | 磁壁移動素子及び磁気記録アレイ |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006270069A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-10-05 | Hitachi Ltd | パルス電流による磁壁移動に基づいた磁気抵抗効果素子および高速磁気記録装置 |
JP2006303159A (ja) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | スピン注入磁区移動素子およびこれを用いた装置 |
JP2007103663A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Toshiba Corp | 磁気素子、記録再生素子、論理演算素子および論理演算器 |
JP2007227923A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Samsung Electronics Co Ltd | マグネチックドメインドラッギングを利用する磁性メモリ素子 |
WO2008099626A1 (ja) * | 2007-02-13 | 2008-08-21 | Nec Corporation | 磁気抵抗効果素子、および磁気ランダムアクセスメモリ |
-
2008
- 2008-01-17 WO PCT/JP2008/050535 patent/WO2008108109A1/ja active Application Filing
- 2008-01-17 JP JP2009502474A patent/JP5146846B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006270069A (ja) * | 2005-02-23 | 2006-10-05 | Hitachi Ltd | パルス電流による磁壁移動に基づいた磁気抵抗効果素子および高速磁気記録装置 |
JP2006303159A (ja) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | スピン注入磁区移動素子およびこれを用いた装置 |
JP2007103663A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Toshiba Corp | 磁気素子、記録再生素子、論理演算素子および論理演算器 |
JP2007227923A (ja) * | 2006-02-23 | 2007-09-06 | Samsung Electronics Co Ltd | マグネチックドメインドラッギングを利用する磁性メモリ素子 |
WO2008099626A1 (ja) * | 2007-02-13 | 2008-08-21 | Nec Corporation | 磁気抵抗効果素子、および磁気ランダムアクセスメモリ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2008108109A1 (ja) | 2008-09-12 |
JPWO2008108109A1 (ja) | 2010-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6280195B1 (ja) | 磁気メモリ | |
JP5338666B2 (ja) | 磁壁ランダムアクセスメモリ | |
US8687414B2 (en) | Magnetic memory element and magnetic random access memory | |
JP5201539B2 (ja) | 磁気ランダムアクセスメモリ | |
US20140097509A1 (en) | Magnetic memory element and magnetic memory | |
JP2007273495A (ja) | 磁気メモリ装置及びその駆動方法 | |
JP5447596B2 (ja) | 磁気ランダムアクセスメモリ及びその動作方法 | |
WO2016182085A1 (ja) | 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ装置 | |
JP5146846B2 (ja) | 磁気メモリセル及び磁気ランダムアクセスメモリ | |
JP5545213B2 (ja) | 磁気ランダムアクセスメモリ及びその初期化方法 | |
JP2008211008A (ja) | 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ装置 | |
JP5472820B2 (ja) | 磁気抵抗素子、mram及び磁気抵抗素子の初期化方法 | |
JP2012028489A (ja) | 磁気記憶装置 | |
JP2010219104A (ja) | 磁気メモリ素子、磁気メモリ、及びその製造方法 | |
JP2007329222A (ja) | 磁気記憶装置、磁気記憶装置の製造方法 | |
JP5445029B2 (ja) | 磁気抵抗素子、及び磁壁ランダムアクセスメモリ | |
JP5526707B2 (ja) | 情報記憶素子の駆動方法 | |
JP2008047669A (ja) | 磁気メモリ、磁気記憶素子の情報読み書き方法。 | |
US7414882B2 (en) | Magnetic memory devices having rotationally offset magnetic storage elements therein | |
JP2004296858A (ja) | 磁気記憶素子及び磁気記憶装置 | |
WO2005020327A1 (ja) | 磁気記憶セルおよび磁気メモリデバイス | |
JP5625380B2 (ja) | 磁気抵抗記憶素子及び磁気ランダムアクセスメモリ | |
JP5163638B2 (ja) | 磁性体装置及び磁気記憶装置 | |
JPWO2009044609A1 (ja) | 磁気抵抗記憶素子、磁気抵抗記憶装置及び磁気抵抗記憶装置の動作方法 | |
JP4957054B2 (ja) | 磁気記憶装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20101206 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121102 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121115 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5146846 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151207 Year of fee payment: 3 |