JP6219200B2 - 磁気装置 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、磁気装置に関する。
半導体を用いた記憶装置や論理回路装置がある。記憶装置や論理回路装置として、磁性体を用いる構成も考えられる。例えば、このような装置の高い密度化のために、新規な構成が望まれる。
米国特許出願公開第２０１１／０１４９６４９Ａ１号明細書
本発明の実施形態は、高密度の磁気装置を提供する。
本発明の実施形態によれば、第１延在磁性部と、第１導電部と、第１挿入磁性部と、１中間部と、を含む磁気装置が提供される。前記第１延在磁性部は、導電性である。前記第１延在磁性部は、第１延在方向に延び可変の第１磁化を有し第１部分を含む第１磁性領域と、前記第１延在方向に延び前記第１磁化とは異なる方向の可変の磁化を有する第２磁性領域と、を含む。前記第１部分から前記第１導電部に向かう方向は、前記第１延在方向と交差する積層方向に沿う。前記第１挿入磁性部は、前記第１導電部と前記第１部分との間に設けられ可変の第２磁化を有する。前記第１中間部は、前記第１部分と前記第１挿入磁性部との間に設けられる。前記第１延在磁性部は、前記第１磁性領域と前記第２磁性領域との間に設けられ前記第１延在方向に延びる磁壁をさらに含む。
本発明の別の実施形態によれば、第１延在磁性部と、第１導電部と、第１挿入磁性部と、１中間部と、を含む磁気装置が提供される。前記第１延在磁性部は、導電性である。前記第１延在磁性部は、第１延在方向に延び可変の第１磁化を有し第１部分を含む第１磁性領域と、前記第１延在方向に延び前記第１磁化とは異なる方向の可変の磁化を有する第２磁性領域と、を含む。前記第１部分から前記第１導電部に向かう方向は、前記第１延在方向と交差する積層方向に沿う。前記第１挿入磁性部は、前記第１導電部と前記第１部分との間に設けられ可変の第２磁化を有する。前記第１中間部は、前記第１部分と前記第１挿入磁性部との間に設けられる。前記第１磁化は、前記積層方向に沿う成分を有する。前記第２磁性領域の前記磁化は、前記積層方向に沿う成分を有する。
本発明の別の実施形態によれば、第１延在磁性部と、第１導電部と、第１挿入磁性部と、１中間部と、を含む磁気装置が提供される。前記第１延在磁性部は、導電性である。前記第１延在磁性部は、第１延在方向に延び可変の第１磁化を有し第１部分を含む第１磁性領域と、前記第１延在方向に延び前記第１磁化とは異なる方向の可変の磁化を有する第２磁性領域と、を含む。前記第１部分から前記第１導電部に向かう方向は、前記第１延在方向と交差する積層方向に沿う。前記第１挿入磁性部は、前記第１導電部と前記第１部分との間に設けられ可変の第２磁化を有する。前記第１中間部は、前記第１部分と前記第１挿入磁性部との間に設けられる。前記第１磁化は、前記積層方向に沿う。前記第２磁性領域の前記磁化は、前記積層方向に沿う。
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１の実施形態に係る磁気装置を示す模式的斜視図である。 図２（ａ）〜図２（ｄ）は、第１の実施形態に係る磁気装置を示す模式的断面図である。 第１の実施形態に係る磁気装置の動作を示す模式図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１の実施形態に係る磁気装置の動作を示すフローチャート図である。 第１の実施形態に係る別の磁気装置を示す模式的斜視図である。 第１の実施形態に係る別の磁気装置を示す模式的斜視図である。 図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第２の実施形態に係る磁気装置を示す模式的斜視図である。 図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第３の実施形態に係る磁気装置を示す模式図である。 図９（ａ）〜図９（ｇ）は、第３の実施形態に係る別の磁気装置を示す模式図である。 図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第３の実施形態に係る別の磁気装置を示す模式図である。 第４の実施形態に係る磁気装置を示す模式的斜視図である。 図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は、第５の実施形態に係る磁気装置を示す模式的斜視図である。 図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第５の実施形態に係る別の磁気装置を示す模式的斜視図である。
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、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。また、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。
なお、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。
（第１の実施形態）
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１の実施形態に係る磁気装置を例示する模式的斜視図である。
これらの図は、本実施形態に係る磁気装置１１０の構成を例示している。これらの図は、互いに異なる２つの動作状態も例示している。図１（ａ）は、第１状態ＳＴ０１を示す。図１（ｂ）は、第２状態ＳＴ０２を示す。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に例示したように、磁気装置１１０は、第１延在磁性部１１と、第１導電部５１と、第１挿入磁性部２１と、第１中間部３１と、を含む。
第１延在磁性部１１は、導電性である。第１延在磁性部１１は、第１磁性領域１１ａと、第２磁性領域１１ｂと、を含む。
第１磁性領域１１ａは、第１延在方向Ｄｅ１に延びる。第１磁性領域１１ａは、第１磁化１１ａｍを有する。第１磁化１１ａｍは、可変である。第１磁性領域１１ａは、第１部分ｐ１を有する。
第２磁性領域１１ｂは、第１延在方向Ｄｅ１に延びる。第２磁性領域１１ｂは、磁化１１ｂｍを有する。磁化１１ｂｍは、可変である。磁化１１ｂｍは、第１磁化１１ａｍとは異なる方向である。例えば、第２磁性領域１１ｂの磁化１１ｂｍは、第１磁化１１ａｍとは逆である。
例えば、第１延在磁性部１１は、第１延在方向Ｄｅ１に延びる。後述するように、複数の延在磁性部が設けられても良い。これらの延在磁性部は、例えば、配線１０となっても良い。
この例では、第１延在磁性部１１は、磁壁１１ｗをさらに含む。磁壁１１ｗは、第１磁性領域１１ａと第２磁性領域１１ｂとの間に設けられる。磁壁１１ｗは、第１延在方向Ｄｅ１に延びる。
第１導電部５１は、積層方向Ｄｓにおいて、第１部分ｐ１と離間する。積層方向Ｄｓは、第１延在方向Ｄｅ１と交差する。この例では、第１導電部５１は、第１延在方向Ｄｅ１と交差する方向に延びる。
第１挿入磁性部２１は、第１導電部５１と第１部分ｐ１との間に設けられる。第１挿入磁性部２１は、第２磁化２１ｍを有する。第２磁化２１ｍは、可変である。
第１中間部３１は、第１部分ｐ１と第１挿入磁性部２１との間に設けられる。第１中間部３１は、例えば、非磁性である。
例えば、第１延在方向Ｄｅ１をＸ軸方向とする。積層方向ＤｓをＺ軸方向とする。Ｘ軸方向とＺ軸方向とに対して垂直な方向をＹ軸方向とする。この例では、第１導電部５１は、Ｙ軸方向に沿って延びている。
Ｘ−Ｙ平面（積層方向Ｄｓに対して垂直な平面）に投影したときに、第１挿入磁性部２１は、第１磁性領域１１ａと重なる。Ｘ−Ｙ平面に投影したときに、第１挿入磁性部２１は、第２磁性領域１１ｂと重ならない。
例えば、第１延在方向Ｄｅ１に対して交差し、積層方向Ｄｓに対して交差する方向を幅方向Ｄｗとする。幅方向Ｄｗは、例えば、第１延在方向Ｄｅ１に対して垂直で、積層方向Ｄｓに対して垂直である。幅方向Ｄｗは、例えばＹ軸方向である。
幅方向Ｄｗに沿った第１挿入磁性部２１の長さ２１ｗは、幅方向Ｄｗに沿った第１磁性領域１１ａの長さ１１ａｗ以下である。例えば、長さ２１ｗは、長さ１１ａｗよりも短い。
例えば、第１磁性領域１１ａの第１磁化１１ａｍは、積層方向Ｄｓに沿う成分を有する。例えば、第２磁性領域１１ｂの磁化１１ｂｍは、積層方向Ｄｓに沿う成分を有する。
例えば、第１磁化１１ａｍは、積層方向Ｄｓに沿う。例えば、第２磁性領域１１ｂの磁化１１ｂｍは、積層方向Ｄｓに沿う。
例えば、図１（ａ）に例示した第１状態ＳＴ０１においては、第１延在磁性部１１に第１電流Ｉ１が流れる。第１電流Ｉ１は、第１延在方向Ｄｅ１に沿う。第１状態ＳＴ０１において、第１磁性領域１１ａの第１磁化１１ａｍを第１方向とする。図１（ａ）の例では、第１方向は、例えば、「下向き」である。第１状態ＳＴ０１において、第２磁性領域１１ｂの磁化１１ｂｍは、「上向き」である。
本明細書において、説明を簡単にするために、「下向き」または「上向き」の表現を用いる。これらの表現は、「下」または「上」に限定されず、互いに逆方向であることを示す。
図１（ｂ）に例示した第２状態ＳＴ０２においては、第１延在磁性部１１に第２電流Ｉ２が流れる。第２電流Ｉ２は、第１電流Ｉ１の方向とは逆の方向に流れる。第２状態ＳＴ０２において、第１磁性領域１１ａの第１磁化１１ａｍの方向を第２方向とする。図１（ｂ）の例では、第２方向は、例えば、「上向き」である。第２状態ＳＴ０２において、第２磁性領域１１ｂの磁化１１ｂｍは、「下向き」である。
このように、第１方向（第１状態ＳＴ０１の第１磁性領域１１ａの第１磁化１１ａｍの方向）は、第２方向（第２状態ＳＴ０２の第１磁性領域１１ａの第１磁化１１ａｍの方向）と、逆である。
そして、第１状態ＳＴ０１における第２磁性領域１１ｂの磁化１１ｂｍは、第２状態ＳＴ０２における第２磁性領域１１ｂの磁化１１ｂｍと、逆である。
例えば、第１状態ＳＴ０１における第２磁性領域１１ｂの磁化１１ｂｍは、第１方向と逆である。第２状態ＳＴ０２における第２磁性領域１１ｂの磁化１１ｂｍは、第２方向と逆である。
一方、第１挿入磁性部２１の第２磁化２１ｍは、例えば、第１磁性領域１１ａの第１磁化１１ａｍに沿う成分を有する。例えば、第２磁化２１ｍは、第１磁化１１ａｍに沿う。
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示した例では、第２磁化２１ｍは、「下向き」である。
例えば、第１延在磁性部１１と第１導電部５１との間の電気抵抗は、第１磁化１１ａｍと第２磁化２１ｍとの関係に応じて変化する。例えば、この変化は、磁気抵抗効果に基づく。
電気抵抗の変化が、例えば、論理回路の動作に用いられる。電気抵抗の変化は、例えば、情報の記憶に用いられる。例えば、磁気装置１１０は、論理回路装置に応用できる。磁気装置１１０は、例えば、記憶装置に応用できる。例えば、第１磁化１１ａｍ及び第２磁化２１ｍの少なくともいずれかにより情報が記憶される。
上記のように、第１延在磁性部１１における磁化は、例えば、上記の電流により変化する。この例では、磁気装置１１０は、駆動部７０をさらに含む。駆動部７０は、第１延在磁性部１１に電気的に接続される。後述するように、第１延在磁性部１１と第１導電部５１との間に電流を流すことができる。駆動部７０は、第１導電部５１にさらに電気的に接続されても良い。
駆動部７０は、第１電流Ｉ１及び第２電流Ｉ２を第１延在磁性部１１に供給する。駆動部７０の動作により、第１状態ＳＴ０１及び第２状態ＳＴ０２が形成できる。
例えば、電流により生じる磁界により、第１磁性領域１１ａの第１磁化１１ａｍと、第２磁性領域１１ｂの磁化１１ｂｍと、が形成される。第１電流Ｉ１の方向は、第２電流Ｉ２の方向とは逆である。電流の方向により、異なる磁化が形成される。磁化の形成は、例えば、エルステッド磁界に基づく。
例えば、２つの配線の間に、自由層と、参照層と、自由層と参照層との間の中間層と、が設けられる第１参考例がある。自由層の磁化、及び、参照層の磁化の状態により、電気抵抗が変化する。第１参考例においては、配線とは別に参照層が設けられる。
これに対して、磁気装置１１０においては、例えば、第１磁性領域１１ａの第１磁化１１ａｍと、第１挿入磁性部２１の第２磁化２１ｍと、により、電気抵抗の状態が得られる。例えば、第１延在磁性部１１は、配線として機能することができる。このため、実施形態においては、参照層が省略できる。装置の小型化が容易である。
一方、例えば、線状の磁性線の延在方向に沿って、複数の磁性領域を設ける第２参考例がある。この場合には、磁壁は、延在方向と直交する。この第２参考例においては、複数の磁性領域を磁性線の延在方向に形成するために、動作が複雑である。従って、駆動部も複雑になる。
これに対して、実施形態においては、複数の磁性領域のそれぞれは、磁性線の延在方向に延びる。すなわち、第１磁性領域１１ａは、第１延在方向Ｄｅ１に沿って延びる。磁壁は、第１延在方向Ｄｅ１に沿って延びる。実施形態においては、例えば、電流の向きによって、磁性領域の磁化が制御される。これにより、磁化を簡単に、精度良く制御できる。装置の小型化が容易である。
実施形態によれば、高密度の磁気装置が提供できる。
実施形態において、例えば、第１延在磁性部１１には、垂直磁化異方性を有する磁性材料が用いられる。垂直磁化異方性を有する磁性材料においては、磁化が積層方向Ｄｓに沿っていることが好ましい。例えば、第１延在磁性部１１は、コバルト、鉄及びニッケルの少なくともいずれかを含む。例えば、第１延在磁性部１１は、クロム（Ｃｒ）、ジルコニア（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）、ルテニウム（Ｒｕ）、テルビウム（Ｔｂ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウム（Ｇａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、ボロン（Ｂ）、アンチモン（Ｓｂ）、白金（Ｐｔ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくともいずれかをさらに含んでも良い。
実施形態において、例えば、第１挿入磁性部２１には、垂直磁化異方性を有する磁性材料が用いられる。例えば、第１挿入磁性部２１は、コバルト、鉄及びニッケルの少なくともいずれかを含む。第１挿入磁性部２１は、クロム（Ｃｒ）、ジルコニア（Ｚｒ）、銅（Ｃｕ）、ルテニウム（Ｒｕ）、テルビウム（Ｔｂ）、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウム（Ｇａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、マンガン（Ｍｎ）、ビスマス（Ｂｉ）、ボロン（Ｂ）、アンチモン（Ｓｂ）、白金（Ｐｔ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、パラジウム（Ｐｄ）、銀（Ａｇ）、イリジウム（Ｉｒ）、金（Ａｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）の少なくともいずれかをさらに含んでも良い。
例えば、第１中間部３１には、酸化物が用いられる。第１中間部３１は、例えばマグネシウムの酸化物を含むことが好ましい。第１中間部３１には、ＭＲ比を向上させる材料を用いることができる。例えば、第１中間部３１は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、シリコン（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）及び鉄（Ｆｅ）の少なくともいずれかの酸化物を含む。例えば、第１中間部３１は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、シリコン（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）及び鉄（Ｆｅ）の少なくともいずれかの窒化物を含む。例えば、第１中間部３１は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、シリコン（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）及び鉄（Ｆｅ）のフッ化物を含む。
例えば、第１延在磁性部１１の厚さは、０．２ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。厚さは、Ｚ軸方向に沿った長さである。第１延在磁性部１１の幅は、例えば、１０ｎｍ以上５０００ｎｍ以下である。第１磁性領域１１ａの幅（長さ１１ａｗ）は、例えば、５ｎｍ以上５０００ｎｍ以下である。第２磁性領域１１ｂの幅は、例えば、５ｎｍ以上５０００ｎｍ以下である。磁壁１１ｗの幅は、例えば、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。幅は、例えば、Ｙ軸方向に沿った長さである。第１延在磁性部１１の長さ（Ｘ軸方向に沿った長さ）は、例えば、０．０１μｍ以上１０００μｍ以下である。
第１挿入磁性部２１の厚さは、例えば、０．２ｎｍ以上４００ｎｍ以下である。第１挿入磁性部２１の幅（例えば長さ２１ｗ）は、例えば、５ｎｍ以上５０００ｎｍ以下である。
第１中間部３１の厚さは、例えば、０．５ｎｍ以上５０ｎｍ以下である。
上記の厚さ、幅及び長さは、例である。実施形態において、これらの値は、任意である。
この例では、第１磁性領域１１ａから第２磁性領域１１ｂに向かう方向は、第１延在方向Ｄｅ１と交差し、積層方向Ｄｓと交差する。実施形態において、第１磁性領域１１ａから第２磁性領域１１ｂに向かう方向が積層方向Ｄｓに対して平行でも良い。例えば、第２磁性領域１１ｂと第１導電部５１との間に、第１磁性領域１１ａが設けられても良い。以下では、第１磁性領域１１ａから第２磁性領域１１ｂに向かう方向が、第１延在方向Ｄｅ１と交差し、積層方向Ｄｓと交差する場合について説明する。
磁気装置１１０においては、第１磁化１１ａｍ及び第２磁化２１ｍにより、例えば、４種類の状態が形成される。以下、これらの状態の例について、説明する。
図２（ａ）〜図２（ｄ）は、第１の実施形態に係る磁気装置を例示する模式的断面図である。
図２（ａ）に例示した第１状態ＳＴ０１においては、第１電流Ｉ１が流れる。第１磁化１１ａｍは、下向きである。第２磁化２１ｍは、下向きである。例えば、第１延在磁性部１１と第１導電部５１との間に、第３電流Ｉ３が流される。第３電流Ｉ３の方向は、例えば、第１導電部５１から第１延在磁性部１１に向かう。例えば、第１磁性領域１１ａと第１挿入磁性部２１との間において、例えば、スピントランスファトルクが作用する。これにより、第２磁化２１ｍは、第１磁化１１ａｍに応じた方向となる。この場合は、第２磁化２１ｍは、第１磁化１１ａｍと同じ（平行）である。
図２（ｂ）に例示した第２状態ＳＴ０２においては、第２電流Ｉ２が流れる。第１磁化１１ａｍは、上向きである。第２磁化２１ｍは、下向きである。例えば、第１延在磁性部１１と第１導電部５１との間に、第４電流Ｉ４が流される。第４電流Ｉ４の方向は、例えば、第１延在磁性部１１から第１導電部５１に向かう。この場合も、第１磁性領域１１ａと第１挿入磁性部２１との間において、例えば、スピントランスファトルクが作用する。これにより、第２磁化２１ｍは、第１磁化１１ａｍに応じた方向となる。この場合は、第２磁化２１ｍは、第１磁化１１ａｍと逆（反平行）になる。
図２（ｃ）に例示した第３状態ＳＴ０３においては、第１電流Ｉ１が流れる。第１磁化１１ａｍは、下向きである。第２磁化２１ｍは、上向きである。例えば、第１延在磁性部１１と第１導電部５１との間に、第４電流Ｉ４が流される。この場合も、スピントランスファトルクが作用する。これにより、第２磁化２１ｍは、第１磁化１１ａｍに応じた方向となる。この場合は、第２磁化２１ｍは、第１磁化１１ａｍと逆（反平行）である。
図２（ｄ）に例示した第４状態ＳＴ０４においては、第２電流Ｉ２が流れる。第１磁化１１ａｍは、上向きである。第２磁化２１ｍは、上向きである。例えば、第１延在磁性部１１と第１導電部５１との間に、第３電流Ｉ３が流される。この場合も、スピントランスファトルクが作用する。これにより、第２磁化２１ｍは、第１磁化１１ａｍに応じた方向となる。この場合は、第２磁化２１ｍは、第１磁化１１ａｍと同じ（平行）である。
例えば、第２磁化２１ｍの方向が第１磁化１１ａｍの方向と同じとき、第１延在磁性部１１と第１導電部５１との間の電気抵抗は、第１抵抗である。例えば、第２磁化２１ｍの方向が第１磁化１１ａｍの方向と逆のとき、第１延在磁性部１１と第１導電部５１との間の電気抵抗は、第２抵抗である。第２抵抗は、第１抵抗とは異なる。例えば、第２抵抗は、第１抵抗よりも高い。
例えば、この抵抗の変化を利用して、論理回路が得られる。
図３は、第１の実施形態に係る磁気装置の動作を例示する模式図である。
図３に例示したように、第１磁化１１ａｍの２つ状態を、例えば「０」と「１」とに対応させる。例えば、第１磁化１１ａｍが「下向き」である状態が、「０」に対応する。第１磁化１１ａｍが「上向き」である状態が、「１」に対応する。例えば、第１磁化１１ａｍの状態を第１入力ＩＮ１とする。
第２磁化２１ｍの２つ状態を、例えば「０」と「１」とに対応させる。例えば、第２磁化２１ｍが「下向き」である状態が、「０」に対応する。第２磁化２１ｍが「上向き」である状態が、「１」に対応する。第２磁化２１ｍの状態を第２入力ＩＮ２とする。
第１延在磁性部１１と第１導電部５１との間の電気抵抗は、第１抵抗または第２抵抗となる。第１抵抗（例えば低抵抗）を「０」に対応させる。第２抵抗（例えば高抵抗）を「１」に対応させる。電気抵抗の状態を出力ＯＰとする。
出力ＯＰは、第１入力ＩＮ１と第２入力ＩＮ２との排他的論理和（ＸＯＲ）となる。すなわち、第１延在磁性部１１と第１導電部５１との間の電気的状態は、第１磁化１１ａｍの第１入力ＩＮ１と、第２磁化２１ｍの第２入力ＩＮ２と、の排他的論理和に応じた状態となる。この例では、磁気装置１１０は、ＸＯＲの論理回路として用いられる。
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１の実施形態に係る磁気装置の動作を例示するフローチャート図である。
図４（ａ）に例示したように、磁化を設定する（ステップＳ１１０）。磁化は、例えば、第１磁化１１ａｍ及び第２磁化２１ｍを含む。磁化の設定は、例えば、書き込み動作に対応する。書き込み動作は、消去動作を含む。
さらに、抵抗を測定する（ステップＳ１２０）。すなわち、第１延在磁性部１１と第１導電部５１との間の抵抗を測定する。この抵抗は、磁気抵抗効果に基づいて変化する。抵抗の測定は、例えば、読み出し動作に対応する。
図４（ｂ）は、書き込み動作を例示しておる。例えば、第１磁化１１ａｍを設定する（ステップＳ１１１）。例えば、第１電流Ｉ１または第２電流Ｉ２を、第１延在磁性部１１に供給する。第２磁化２１ｍを設定する（ステップＳ１１２）。例えば、第３電流Ｉ３または第４電流Ｉ４を供給する。実施形態において、ステップＳ１１１及びステップＳ１１２は、互いに入れ替えが可能である。
図５は、第１の実施形態に係る別の磁気装置を例示する模式的斜視図である。
図５に表したように、本実施形態に係る別の磁気装置１１１においては、基板６８がさらに設けられている。基板６８の上に、第１延在磁性部１１、第１導電部５１、第１挿入磁性部２１、及び、第１中間部３１が設けられる。この例では、例えば、基板６８の主面は、Ｙ−Ｚ平面に対して実質的に平行である。第１延在方向Ｄｅ１は、例えば、基板６８に対して垂直である。
この例では、第１絶縁部６７ａ及び第２絶縁部６７ｂが設けられている。第１絶縁部６７ａと第２絶縁部６７ｂとの間に、第１挿入磁性部２１及び第１中間部３１が配置される。この例では、第１絶縁部６７ａと第２絶縁部６７ｂとの間に、第１導電部５１が設けられる。
実施形態はこれに限らない。第１延在方向Ｄｅ１は、基板６８に対して任意の方向でも良い。
図６は、第１の実施形態に係る別の磁気装置を例示する模式的斜視図である。
図６に表したように、本実施形態に係る別の磁気装置１１２においては、第１スイッチ素子５５が設けられる。この例では、第１スイッチ素子５５として、トランジスタが用いられる。第１スイッチ素子５５は、例えば、第１半導体領域５５ａと、第２半導体領域５５ｂと、チャネル領域５５ｃと、ゲート５５ｇと、ゲート絶縁層５５ｉと、を含む。チャネル領域５５ｃは、第１半導体領域５５ａと第２半導体領域５５ｂとの間に設けられる。ゲート絶縁層５５ｉは、ゲート５５ｇとチャネル領域５５ｃとの間に設けられる。例えば、第１半導体領域５５ａは、ソース領域である。第２半導体領域５５ｂは、例えばドレン領域である。
例えば、基板６８が設けられる。基板６８の上に半導体層５５ｌが設けられる。半導体層５５ｌの上の一部に、第１半導体領域５５ａ、第２半導体領域５５ｂ、及び、チャネル領域５５ｃが設けられる。これらの半導体領域には、例えば、シリコンを用いても良い。半導体の材料は任意である。
この例では、第２半導体領域５５ｂと第１延在磁性部１１との間に、第１導電部５１が配置される。第１導電部５１は、例えば、Ｚ軸方向に沿って延びる。第１導電部５１は、第２半導体領域５５ｂと電気的に接続される。
この例では、配線５７及び接続部５６がさらに設けられる。接続部５６は、配線５７と第１半導体領域５５ａとの間に設けられる。配線５７は、接続部５６を介して、第１半導体領域５５ａと電気的に接続される。
例えば、ゲート５５ｇに供給される信号によって、配線５７と第１導電部５１との間の電気的接続状態が制御される。これにより、所望の書き込み動作、及び、所望の読み出し動作が可能になる。
実施形態において、第１スイッチ素子５５として、ダイオードを用いても良い。
（第２の実施形態）
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第２の実施形態に係る磁気装置を例示する模式的斜視図である。
これらの図は、本実施形態に係る磁気装置１２０の構成を例示する。これらの図は、互いに異なる２つの動作状態も例示している。図７（ａ）は、状態ＳＴ１１を示す。図７（ｂ）は、状態ＳＴ１２を示す。
図７（ａ）及び図７（ｂ）に例示したように、磁気装置１２０は、第１延在磁性部１１、第１導電部５１、第１挿入磁性部２１及び第１中間部３１を含む。磁気装置１２０においては、第１導電部５１は、磁性領域５１ａ（第７磁性領域）と、磁性領域５１ｂ（第８磁性領域）と、を含む。この例では、第１他側中間部４１が、磁性領域５１ａと第１挿入磁性部２１との間に設けられている。磁性領域５１ａと第１挿入磁性部２１との間の磁気抵抗効果がさらに得られる。第１他側中間部４１は、例えば、非磁性である。これ以外は磁気装置１１０と同様である。なお、第１他側中間部４１は、磁性領域５１ｂと第１挿入磁性部２１との間に配置されても良い。以下、これらの磁性領域の例について説明する。
磁性領域５１ａは、第１導電部方向Ｄｃ１に延びる。磁性領域５１ａは、磁化５１ａｍを有する。磁化５１ａｍは、可変である。
第１導電部方向Ｄｃ１は、第１延在方向Ｄｅ１と交差する。第１導電部方向Ｄｃ１は、積層方向Ｄｓとさらに交差する。この例では、第１導電部方向Ｄｃ１は、第１延在方向Ｄｅ１に対して垂直である。第１導電部方向Ｄｃ１は、積層方向Ｄｓに対して垂直である。第１導電部方向Ｄｃ１は、例えば、Ｙ軸方向である。
磁性領域５１ｂは、第１導電部方向Ｄｃ１に延びる。磁性領域５１ｂは、磁化５１ｂｍを有する。磁化５１ｂｍは、可変である。磁化５１ｂｍは、磁化５１ａｍとは異なる。例えば、磁性領域５１ｂの磁化５１ｂｍは、磁性領域５１ａの磁化５１ａｍとは逆である。
第１導電部５１は、第１導電部方向Ｄｃ１に延びる。すなわち、第１導電部５１は、第１延在方向Ｄｅ１と交差する方向に延びる。第１他側中間部４１と第１中間部３１との間に、第１挿入磁性部２１が配置される。第１中間部３１は、第１挿入磁性部２１と第１磁性領域１１ａとの間に配置される。第１中間部３１は、第１挿入磁性部２１と第２磁性領域１１ｂとの間に配置されても良い。
例えば、第１導電部５１に磁壁５１ｗが設けられる。磁壁５１ｗは、磁性領域５１ａと磁性領域５１ｂとの間に設けられる。磁壁５１ｗは、第１導電部方向Ｄｃ１に延びる。
例えば、磁性領域５１ａの磁化５１ａｍは、積層方向Ｄｓに沿う成分を有する。磁性領域５１ｂの磁化５１ｂｍは、積層方向Ｄｓに沿う成分を有する。例えば、磁性領域５１ａの磁化５１ａｍは、積層方向Ｄｓに沿う。例えば、磁性領域５１ｂの磁化５１ｂｍは、積層方向Ｄｓに沿う。
例えば、磁化５１ａｍ及び磁化５１ｂｍは、第１導電部５１に供給される電流により制御できる。
図７（ａ）に例示した状態ＳＴ１１においては、第１導電部５１に電流Ｉ５（第５電流）が流れる。電流Ｉ５は、第１導電部方向Ｄｃ１に沿う。このとき、例えば、磁性領域５１ａの磁化５１ａｍは、「下向き」である。磁性領域５１ｂの磁化５１ｂｍは、「上向き」である。
図７（ｂ）に例示した状態ＳＴ１２においては、第１導電部５１に電流Ｉ６（第６電流）が流れる。電流Ｉ６は、電流Ｉ５とは逆向きである。このとき、例えば、磁性領域５１ａの磁化５１ａｍは、「上向き」である。磁性領域５１ｂの磁化５１ｂｍは、「下向き」である。
すなわち、状態ＳＴ１１における磁化５１ａｍは、状態ＳＴ１２における磁化５１ａｍとは逆である。状態ＳＴ１１における磁化５１ｂｍは、状態ＳＴ１２における磁化５１ｂｍとは逆である。
そして、状態ＳＴ１１における磁化５１ｂｍは、状態ＳＴ１１における磁化５１ａｍとは逆である。状態ＳＴ１２における磁化５１ｂｍは、状態ＳＴ１２における磁化５１ａｍとは逆である。
電流Ｉ５及び電流Ｉ６は、例えば、駆動部７０により供給できる。これらの電流により、磁性領域５１ａの磁化５１ａｍ、及び、磁性領域５１ｂの磁化５１ｂｍが制御できる。
磁気装置１２０においては、例えば、磁気抵抗効果のＭＲ比を、さらに向上できる。安定した動作が可能になる。装置を小型化しても、安定した動作が可能になる。磁気装置１２０においては、さらなる小型化が可能になる。
例えば、第１挿入磁性部２１の幅は、磁性領域５１ａの幅以下である。第１挿入磁性部２１の幅は、磁性領域５１ａの幅よりも小さい。磁性領域５１ａの幅の方向は、第１導電部方向Ｄｃ１に対して直交する方向である。第１挿入磁性部２１の幅の方向は、第１導電部方向Ｄｃ１に対して直交する方向である。
例えば、Ｘ−Ｙ平面に投影したときに、第１挿入磁性部２１は、磁性領域５１ａと重なる。例えば、Ｘ−Ｙ平面に投影したときに、第１挿入磁性部２１は、磁性領域５１ｂと重ならない。
（第３の実施形態）
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第３の実施形態に係る磁気装置を例示する模式図である。 図８（ａ）は、模式的斜視図である。図８（ｂ）は、一部を例示する模式的断面図である。図８（ｃ）は、別の一部を例示する模式的断面図である。
図８（ａ）に例示したように、本実施形態に係る磁気装置１３０は、複数の要素６０を含む。複数の要素６０は、例えば、第１要素６１、第２要素６２及び第３要素６３などを含む。
第１要素６１は、例えば、第１挿入磁性部２１、第１中間部３１及び第１他側中間部４１を含む。第２要素６２は、第２挿入磁性部２２、第２中間部３２及び第２他側中間部４２を含む。第３要素６３は、第３挿入磁性部２３、第３中間部３３及び第３他側中間部４３を含む。
第１延在磁性部１１の第１部分ｐ１が、第１要素６１に含まれる。第１延在磁性部１１の第２部分ｐ２が、第２要素６２に含まれる。この例では、第２延在磁性部１２がさらに設けられている。第２延在磁性部１２の一部（第３部分ｐ３）が、第３要素６３に含まれる。
図８（ｂ）は、第２要素６２を例示している。磁気装置１２０は、第２導電部５２、第２挿入磁性部２２、第２中間部３２、及び、第２他側中間部４２をさらに含む。第２挿入磁性部２２は、磁化２２ｍを有する。磁化２２ｍは、可変である。
第１磁性領域１１ａは、第２部分ｐ２を含む。第２部分ｐ２は、第１部分ｐ１と、第１延在方向Ｄｅ１に沿って離間する。
第２導電部５２は、積層方向Ｄｓにおいて、第２部分ｐ１と離間する。この例では、第２導電部５２は、Ｙ軸方向に延びる。第２導電部５２は、第１延在方向Ｄｅ１において、第１導電部５１と離間する。
第２挿入磁性部２２は、第２部分ｐ２と第２導電部５２との間に配置される。第２中間部３２は、第２部分ｐ２と第２挿入磁性部２２との間に配置される。第２他側中間部４２は、第２挿入磁性部２２と第２導電部５２との間に配置される。
図８（ｃ）は、第３要素６３を例示している。磁気装置１２０は、第２延在磁性部１２、第３挿入磁性部２３、第３中間部３３及び第３他側中間部４３をさらに含む。例えば、第２延在磁性部１２は、複数の配線１０に含まれる。第２延在磁性部１２は、導電性である。第２延在磁性部１２は、第３磁性領域１２ａと、第４磁性領域１２ｂと、を含む。
第３磁性領域１２ａは、第１延在方向Ｄｅ１に延びる。第３磁性領域１２ａは、磁化１２ａｍを有する。磁化１２ａｍは、可変である。第３磁性領域１２ａは、第３部分ｐ３を含む。
第４磁性領域１２ｂは、第１延在方向Ｄｅ１に延びる。第４磁性領域１２ｂは、磁化１２ｂｍを有する。磁化１２ｂｍは、第３磁性領域１２ａの磁化１２ａｍとは異なる方向である。磁化１２ｂｍは、可変である。
第３挿入磁性部２３は、第１導電部５１と第３部分ｐ３との間に設けられる。第３挿入磁性部２３は、磁化２３ｍを有する。磁化２３ｍは、可変である。第３他側中間部４３は、第３挿入磁性部２３と第１導電部５１との間に設けられる。
第３中間部３３は、第３部分ｐ３と第３挿入磁性部２３との間に設けられる。
第２延在磁性部１２の構成は、例えば、第１延在磁性部１１の構成と同様である。第２延在磁性部１２の材料は、例えば、第１延在磁性部１１の材料と同様である。
第２導電部５２の構成は、例えば、第１導電部５１の構成と同様である。第２導電部５２の材料は、例えば、第１導電部５１の材料と同様である。
第２挿入磁性部２２及び第３挿入磁性部２３の構成は、例えば、第１挿入磁性部２１の構成と同じである。第２挿入磁性部２２及び第３挿入磁性部２３の材料は、例えば、第１挿入磁性部２１の材料と同じである。
第２中間部３２及び第３中間部３３の構成は、例えば、第１中間部３１の構成と同じである。第２中間部３２及び第３中間部３３の材料は、例えば、第１中間部３１の材料と同じである。
第２他側中間部４２及び第３他側中間部４３の構成は、例えば、第１他側中間部４１の構成と同じである。第２他側中間部４２及び第３他側中間部４３の材料は、例えば、第１他側中間部４１の材料と同じである。
第２要素６２及び第３要素６３において、第１要素６１と同様の動作が実施できる。複数の要素６０を設けることで、例えば、複数のメモリセルが得られる。例えば、複数の論理回路が得られる。第２要素６２において、第２磁性領域１１ｂは、第５部分ｐ５を有する。第２挿入磁性部２２は、第５部分ｐ５と第２導電部５２との間に配置されても良い。 磁気装置１３０において、第１他側中間部４１、第２他側中間部４２及び第３他側中間部４３は、省略しても良い。
図９（ａ）〜図９（ｇ）は、第３の実施形態に係る別の磁気装置を例示する模式図である。
図９（ａ）は、模式的斜視図である。図９（ｂ）〜図９（ｇ）は、一部を例示する模式的断面図である。
図９（ａ）に例示したように、本実施形態に係る磁気装置１３１は、複数の要素６０を含む。複数の要素６０は、例えば、第１要素６１、第２要素６２及び第３要素６３などを含む。
図９（ｂ）及び図９（ｅ）は、第１要素６１の部分を例示している。第１要素６１は、例えば、第１挿入磁性部２１と、第１中間部３１と、第１他側中間部４１と、を含む。図９（ｃ）及び図９（ｆ）は、第２要素６２の部分を例示している。第２要素６２は、例えば、第２挿入磁性部２２と、第２中間部３２と、第２他側中間部４２と、を含む。図９（ｄ）及び図９（ｇ）は、第３要素６３の部分を例示している。第３要素６３は、例えば、第３挿入磁性部２３と、第３中間部３３と、第３他側中間部４３と、を含む。
これらの図に表したように、この例では、第１導電部５１に、磁性領域５１ａと、磁性領域５１ｂと、が設けられる。第２導電部５２に、磁性領域５２ａと、磁性領域５２ｂと、が設けられる。磁性領域５２ａには、磁性領域５１ａに関して説明した構成が適用される。磁性領域５２ｂには、磁性領域５１ｂに関して説明した構成が適用できる。
磁気装置１３１においても、高密度の磁気装置が提供できる。
第２要素６２において、第２磁性領域１１ｂは、第５部分ｐ５を有している。磁性領域５２ｂは、第６部分ｐ６を有している。第２挿入磁性部２２は、第５部分ｐ５と第６部分ｐ６との間に設けられても良い。
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第３の実施形態に係る別の磁気装置を例示する模式図である。
図１０（ａ）に表したように、本実施形態に係る磁気装置１３２においては、複数の第１配線Ｌｘ、及び、複数の第２配線Ｌｙが設けられる。複数の第１配線Ｌｘのそれぞれは、複数の第２配線Ｌｙのそれぞれと交差する。複数の第１配線Ｌｘと、複数の第２配線Ｌｙと、の間のそれぞれの位置に、例えば、素子部Ｅｒが設けられる。素子部Ｅｒとして、例えば、磁気装置１１０が設けられる。この例では、磁気装置１１０が設けられているが、第１の実施形態に係る磁気装置及びその変形を用いても良い。第２の実施形態に係る磁気装置及びその変形を用いても良い。
例えば、第１配線Ｌｘとして、第１延在磁性部１１及び第１導電部５１の一方を用いても良い。第２配線Ｌｙとして、第１延在磁性部１１及び第１導電部５１の他方を用いても良い。この場合は、例えば、素子部Ｅｒは、第１挿入磁性部２１と第１中間部３１とを含む。さらに、第１他側中間部４１を設けても良い。第１延在磁性部１１及び第１導電部５１とは別に、配線を設けても良い。この場合には、素子部Ｅｒには、第１延在磁性部１１及び第１導電部５１の少なくともいずれかが含まれる。
この例では、第１回路７１及び第２回路７２が設けられる。第１回路７１は、複数の第１配線Ｌｘに電気的に接続される。第２回路７２は、複数の第２配線Ｌｙに電気的に接続される。例えば、第１回路７１は、例えば、Ｘ線デコーダである。第２回路７２は、例えば、Ｙ線デコーダである。これらの回路により、配線の電位（及び電流）が制御される。これらの回路により、素子部Ｅｒ（例えば磁気装置１１０）の動作が制御される。これらの回路は、駆動部７０に含まれる。
図１０（ｂ）に表したように、本実施形態に係る磁気装置１３３においては、複数の第１配線Ｌｘ、複数の第２配線Ｌｙ、及び、複数のセル部ＣＬが設けられる。複数のセル部ＣＬのそれぞれは、素子部Ｅｒ及び第１スイッチ素子５５を含む。
１つのセル部ＣＬにおいて、素子部Ｅｒは、第１スイッチ素子５５と接続される。１つのセル部ＣＬの一端は、第１配線Ｌｘの１つと電気的に接続される。１つのセル部ＣＬの他端（例えば、第１スイッチ素子５５のゲート５５ｇなど）は、第２配線Ｌｙの１つと電気的に接続される。
第１スイッチ素子５５を用いることで、任意のセル部ＣＬにおいて、所望の動作を実施することできる。
（第４の実施形態）
図１１は、第４の実施形態に係る磁気装置を例示する模式的斜視図である。
図１１に表したように、本実施形態に係る磁気装置１４０においては、Ｘ−Ｙ平面に配置されたセルが、さらにＺ軸方向に積層される。
例えば、磁気装置１４０は、第１延在磁性部１１、第１導電部５１、第１挿入磁性部２１、第１中間部３１及び第１他側中間部４１に加え、構造体８０をさらに含む。
構造体８０は、第１延在磁性部１１、第１導電部５１、第１挿入磁性部２１、第１中間部３１及び第１他側中間部４１と、積層方向Ｄｓに沿って離間する。
構造体８０は、第３延在磁性部１３、第３導電部５３、第４挿入磁性部２４、第４中間部３４及び第４他側中間部４４を含む。
第３延在磁性部１３は、導電性である。第３延在磁性部１３は、第５磁性領域１３ａと、第６磁性領域１３ｂと、を含む。第５磁性領域１３ａは、第２延在方向Ｄｅ２に延びる。第５磁性領域１３ａは、磁化１３ａｍを有する。磁化１３ａｍは、可変である。第５磁性領域１３ａは、第４部分ｐ４を含む。
第６磁性領域１３ｂは、第２延在方向Ｄｅ２に延びる。第６磁性領域１３ｂは、磁化１３ｂｍを有する。磁化１３ｂｍは、第５磁性領域１３ａの磁化１３ａｍとは異なる方向である。磁化１３ｂｍは、可変である。
第３導電部５３は、積層方向Ｄｓにおいて第４部分ｐ４と離間する。第４挿入磁性部２４は、第３導電部５３と第４部分ｐ４との間に設けられる。第４挿入磁性部２４は、磁化２４ｍを有する。磁化２４ｍは、可変である。第４中間部３４は、第４部分ｐ４と第４挿入磁性部２４との間に設けられる。第４他側中間部４４は、第３導電部５３と第４挿入磁性部２４との間に設けられる。
この例では、第２延在方向Ｄｅ２は、第１延在方向Ｄｅ１に対して実質的に平行である。第２延在方向Ｄｅ２は、例えば、第１延在方向Ｄｅ１に対して実質的に垂直でも良い。
第３延在磁性部１３には、例えば、第１延在磁性部１１と同様の構成及び材料を適用できる。第３導電部５３には、例えば、第１導電部５１と同様の構成及び材料を適用できる。第４挿入磁性部２４には、例えば、第１挿入磁性部２１と同様の構成及び材料を適用できる。第４中間部３４には、例えば、第１中間部３１と同様の構成及び材料を適用できる。第４他側中間部４４には、例えば、第１他側中間部４１と同様の構成及び材料を適用できる。
磁気装置１４０においては、３次元的にセルが配置される。高密度の磁気装置を提供することができる。
磁気装置１４０において、第１他側中間部４１、第２他側中間部４２、第３他側中間部４３及び第４他側中間部４４は、省略しても良い。
（第５の実施形態）
図１２（ａ）〜図１２（ｃ）は、第５の実施形態に係る磁気装置を例示する模式的斜視図である。
図１２（ａ）に表したように、本実施形態に係る磁気装置１５０においては、第１延在磁性部１１の一端１１ｅが、第２スイッチ素子６５に電気的に接続される。この例では、第１延在磁性部１１の一端１１ｅと、第２スイッチ素子６５との間に、接続導電部１１ｖが設けられる。これにより、一端１１ｅは、第２スイッチ素子６５と接続される。この例では、複数の延在磁性部（第１延在磁性部１１など）が設けられる。複数の第２スイッチ素子６５が設けられる。複数の延在磁性部のそれぞれが、複数の第２スイッチ素子６５のそれぞれに接続されている。一方、複数の導電部（第１導電部５１）は、１つの第１スイッチ素子５５に接続されている。例えば、磁気装置１５０は、第１挿入磁性部２１、第１中間部３１及び第１他側中間部４１を含む。
図１２（ｂ）に表したように、本実施形態に係る磁気装置１５１においては、複数の延在磁性部（第１延在磁性部１１など）が、１つの第２スイッチ素子６５に接続される。複数の第１スイッチ素子５５が設けられている。複数の導電部（第１導電部５１など）のそれぞれが、複数の第１スイッチ素子５５のそれぞれに接続されている。
図１２（ｃ）に表したように、本実施形態に係る磁気装置１５２においては、図１２（ａ）に例示した延在磁性部の構成が、複数、積層方向Ｄｓに沿って、積層される。
磁気装置１５０、１５１及び１５２において、第１他側中間部４１は、省略しても良い。
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第５の実施形態に係る別の磁気装置を例示する模式的斜視図である。
図１３（ａ）に表したように、本実施形態に係る磁気装置１５３においては、基板６８が設けられる。第１延在方向Ｄｅ１は、基板６８の主面に対して実質的に垂直である。例えば、第１延在磁性部１１と第２延在磁性部１２との間に、第１導電部５１が設けられる。第１延在磁性部１１と第１導電部５１との間に、第１挿入磁性部２１が設けられる。第２延在磁性部１２と第１導電部５１との間に、第２挿入磁性部２２が設けられる。この例では、第１導電部５１が、２つのセル部により兼用される。磁気装置１５３において、第１挿入磁性部２１、第１中間部３１及び第１他側中間部４１が設けられている。
図１３（ｂ）に表したように、本実施形態に係る磁気装置１５４においては、第１導電部５１に、磁性領域５１ａ（第７磁性領域）、及び、磁性領域５１ｂ（第８磁性領域）が設けられる。これ以外は磁気装置１５３と同様である。
磁気装置１５０〜１５４においても、高密度の磁気装置を提供することができる。
実施形態によれば、高密度の磁気装置を提供することができる。
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、磁気装置に含まれる延在磁性部、導電部、挿入磁性部、中間部、駆動部及びスイッチ素子などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した磁気装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
以上、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及びその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
１０…配線、 １１…第１延在磁性部、 １１ａ…第１磁性領域、 １１ａｍ…第１磁化、 １１ａｗ…長さ、 １１ｂ…第２磁性領域、 １１ｂｍ…磁化、 １１ｅ…一端、 １１ｖ…接続導電部、 １１ｗ…磁壁、 １２…第２延在磁性部、 １２ａ…第３磁性領域、 １２ａｍ…磁化、 １２ｂ…第４磁性領域、 １２ｂｍ…磁化、 １３…第３延在磁性部、 １３ａ…第５磁性領域、 １３ａｍ…磁化、 １３ｂ…第６磁性領域、 １３ｂｍ…磁化、 ２１〜２４…第１〜第４挿入磁性部、 ２１ｍ…第２磁化、 ２１ｗ…長さ、 ２２ｍ、２３ｍ、２４ｍ…磁化、 ３１〜３４…第１〜第４中間部、 ４１〜４４…第１〜第４他側中間部、 ５１〜５３…第１〜第３導電部、 ５１ａ…磁性領域（第７磁性領域）、 ５１ａｍ…磁化、 ５１ｂ…磁性領域（第８磁性領域）、 ５１ｂｍ…磁化、 ５１ｗ…磁壁、 ５２ａ、５２ｂ…磁性領域、 ５５…第１スイッチ素子、 ５５ａ…第１半導体領域、 ５５ｂ…第２半導体領域、 ５５ｃ…チャネル領域、 ５５ｇ…ゲート、 ５５ｉ…ゲート絶縁層、 ５５ｌ…半導体層、 ５６…接続部、 ５７…配線、 ６０…要素、 ６１〜６３…第１〜第３要素、 ６５…第２スイッチ素子、 ６７ａ、６７ｂ…第１、第２絶縁部、 ６８…基板、 ７０…駆動部、 ７１、７２…第１、第２回路部、 ８０…構造体、 １１０〜１１２、１２０、１３０〜１３３、１４０、１５０〜１５４…磁気装置、 ＣＬ…セル部、 Ｄｃ１…第１導電部方向、 Ｄｅ１…第１延在方向、 Ｄｅ２…第２延在方向、 Ｄｓ…積層方向、 Ｄｗ…幅方向、 Ｅｒ…素子部、 Ｉ１〜Ｉ６…第１〜第６電流、 ＩＮ１、ＩＮ２…第１、第２入力、 Ｌｘ…第１配線、 Ｌｙ…第２配線、 ＯＰ…出力、 ＳＴ０１〜ＳＴ０４…第１〜第４状態、 ＳＴ１１、ＳＴ１２…状態、 ｐ１〜ｐ６…第１〜第６部分

Claims (20)

  1. 第１延在方向に延び可変の第１磁化を有し第１部分を含む第１磁性領域と、
    前記第１延在方向に延び前記第１磁化とは異なる方向の可変の磁化を有する第２磁性領域と、
    を含み導電性の第１延在磁性部と、
    第１導電部であって、前記第１部分から前記第１導電部に向かう方向は、前記第１延在方向と交差する積層方向に沿う、前記第１導電部と、
    前記第１導電部と前記第１部分との間に設けられ可変の第２磁化を有する第１挿入磁性部と、
    前記第１部分と前記第１挿入磁性部との間に設けられた第１中間部と、
    を備え、
    前記第１延在磁性部は、前記第１磁性領域と前記第２磁性領域との間に設けられ前記第１延在方向に延びる磁壁をさらに含む、磁気装置。
  2. 第１延在方向に延び可変の第１磁化を有し第１部分を含む第１磁性領域と、
    前記第１延在方向に延び前記第１磁化とは異なる方向の可変の磁化を有する第２磁性領域と、
    を含み導電性の第１延在磁性部と、
    第１導電部であって、前記第１部分から前記第１導電部に向かう方向は、前記第１延在方向と交差する積層方向に沿う、前記第１導電部と、
    前記第１導電部と前記第１部分との間に設けられ可変の第２磁化を有する第１挿入磁性部と、
    前記第１部分と前記第１挿入磁性部との間に設けられた第１中間部と、
    を備え、
    前記第１磁化は、前記積層方向に沿う成分を有し、
    前記第２磁性領域の前記磁化は、前記積層方向に沿う成分を有する、磁気装置。
  3. 第１延在方向に延び可変の第１磁化を有し第１部分を含む第１磁性領域と、
    前記第１延在方向に延び前記第１磁化とは異なる方向の可変の磁化を有する第２磁性領域と、
    を含み導電性の第１延在磁性部と、
    第１導電部であって、前記第１部分から前記第１導電部に向かう方向は、前記第１延在方向と交差する積層方向に沿う、前記第１導電部と、
    前記第１導電部と前記第１部分との間に設けられ可変の第２磁化を有する第１挿入磁性部と、
    前記第１部分と前記第１挿入磁性部との間に設けられた第１中間部と、
    を備え、
    前記第１磁化は、前記積層方向に沿い、
    前記第２磁性領域の前記磁化は、前記積層方向に沿う、磁気装置。
  4. 前記第１磁性領域から前記第２磁性領域に向かう方向は、前記第１延在方向と交差する方向に沿う、請求項１〜３のいずれか１つに記載の磁気記憶装置装置。
  5. 前記第２磁性領域の前記磁化は、前記第１磁化とは逆である請求項１〜４のいずれか１つに記載の磁気装置。
  6. 前記第２磁化は、前記第１磁化に沿う請求項１〜５のいずれか１つに記載の磁気装置。
  7. 前記第１延在磁性部に前記第１延在方向に沿う第１電流が流れる第１状態における前記第１磁化の第１方向は、前記第１延在磁性部に前記第１電流の方向とは逆の方向に第２電流が流れる第２状態における前記第１磁化の第２方向と逆であり、
    前記第１状態における前記第２磁性領域の前記磁化は、前記第２状態における前記第２磁性領域の前記磁化と逆である請求項１〜６のいずれか１つに記載の磁気装置。
  8. 前記第１状態における前記第２磁性領域の前記磁化は、前記第１方向と逆であり、
    前記第２状態における前記第２磁性領域の前記磁化は、前記第２方向と逆である請求項７記載の磁気装置。
  9. 前記第１延在磁性部に電気的に接続され、前記第１電流及び前記第２電流を前記第１延在磁性部に供給する駆動部をさらに備えた請求項７または８記載の磁気装置。
  10. 前記駆動部は、前記第１延在磁性部と前記第１導電部との間に流れる電流をさらに供給する請求項９記載の磁気装置。
  11. 前記第１延在磁性部と前記第１導電部との間の電気的状態は、
    前記第１磁化の第１入力と、前記第２磁化の第２入力と、の排他的論理和に応じた状態となる請求項１〜１０のいずれか１つに記載の磁気装置。
  12. 前記第１磁化及び前記第２磁化の少なくともいずれかにより情報が記憶される請求項１〜１０のいずれか１つに記載の磁気装置。
  13. 前記第１導電部は、前記第１延在方向と交差する方向に延びる請求項１〜１２のいずれか１つに記載の磁気装置。
  14. 前記第１延在方向に対して交差し前記積層方向に対して交差する幅方向に沿った前記第１挿入磁性部の長さは、前記幅方向に沿った前記第１磁性領域の長さ以下である請求項１〜１３のいずれか１つに記載の磁気装置。
  15. 前記積層方向に対して垂直な平面に投影したときに、前記第１挿入磁性部は、前記第２磁性領域と重ならない請求項１〜１４のいずれか１つに記載の磁気装置。
  16. 前記第１延在磁性部は、コバルト、鉄及びニッケルの少なくともいずれかを含み、 前記第１挿入磁性部は、コバルト、鉄及びニッケルの少なくともいずれかを含む請求項１〜１５のいずれか１つに記載の磁気装置。
  17. 第２導電部と、
    可変の磁化を有する第２挿入磁性部と、
    第２中間部と、
    をさらに備え、
    前記第１磁性領域は、第２部分を含み、前記第１部分から前記第２部分に向かう方向は、前記第１延在方向に沿い、
    前記第２部分から前記第２導電部に向かう方向は、前記積層方向に沿い、
    前記第２挿入磁性部は、前記第２部分と前記第２導電部との間に配置され、
    前記第２中間部は、前記第２部分と前記第２挿入磁性部との間に配置される請求項１〜１６のいずれか１つに記載の磁気装置。
  18. 前記第１延在方向に延び可変の磁化を有し第３部分を含む第３磁性領域と、
    前記第１延在方向に延び前記第３磁性領域の前記磁化とは異なる方向の可変の磁化を有する第４磁性領域と、
    を含み導電性の第２延在磁性部と、
    前記第１導電部と前記第３部分との間に設けられ可変の磁化を有する第３挿入磁性部と、
    前記第３部分と前記第３挿入磁性部との間に設けられた第３中間部と、
    をさらに備えた請求項１〜１７のいずれか１つに記載の磁気装置。
  19. 構造体をさらに備え、
    前記第１延在磁性部、前記第１導電部、前記第１挿入磁性部及び前記第１中間部から前記構造体に向かう方向は、前記積層方向に沿い、
    前記構造体は、
    第２延在方向に延び可変の磁化を有し第４部分を含む第５磁性領域と、
    前記第２延在方向に延び前記第５磁性領域の前記磁化とは異なる方向の可変の磁化を有する第６磁性領域と、
    を含み導電性の第３延在磁性部と、
    第３導電部であって、前記第４部分から前記第３導電部に向かう方向は、前記積層方向に沿う、前記第３導電部と、
    前記第３導電部と前記第４部分との間に設けられ可変の磁化を有する第４挿入磁性部と、
    前記第４部分と前記第４挿入磁性部との間に設けられた第４中間部と、
    を含み、
    前記第２延在方向は、前記第１延在方向に対して実質的に平行または垂直である、請求項１〜１８のいずれか１つに記載の磁気装置。
  20. 第１他側中間部をさらに備え、
    前記第１導電部は、
    前記第１延在方向及び前記積層方向と交差する第１導電部方向に延び可変の磁化を有する第７磁性領域と、
    前記第１導電部方向に延び前記第７磁性領域の前記磁化とは異なる方向の可変の磁化を有する第８磁性領域と、
    を含み、
    前記第７磁性領域と前記第１挿入磁性部との間に前記第１他側中間部が配置される請求項１〜１９のいずれか１つに記載の磁気装置。
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