JP6553224B1 - 磁気記憶装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した動作が得られる磁気記憶装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、磁気記憶装置は、導電層、第１磁性層、第２磁性層及び第１非磁性層を含む。導電層は、第１領域と、第２領域と、第１領域と第２領域との間の第３領域と、を含む。第２磁性層は、第１領域から第２領域への第２方向と交差する第１方向において第３領域と第１磁性層との間に設けられる。第１非磁性層は、第１磁性層と第２磁性層との間に設けられる。第３領域は、第１端部及び第２端部を含む。第２端部から第１端部への方向は、第１方向及び第２方向を含む第１平面と交差する。第１端部は、第１突出部を含み、第２端部は、第２突出部を含む。第１突出部の第２方向に沿う第１位置は、第２突出部の第２方向に沿う第２位置とは異なる。【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。

磁気記憶装置において、安定した動作が望まれる。

特開２０１４−４５１９６号公報

本発明の実施形態は、安定した動作が得られる磁気記憶装置を提供する。

本発明の実施形態によれば、磁気記憶装置は、導電層、第１磁性層、第２磁性層及び第１非磁性層を含む。前記導電層は、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。前記第２磁性層は、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る。前記第１非磁性層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられる。前記第３領域は、第１端部及び第２端部を含む。前記第２端部から前記第１端部への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む第１平面と交差する。前記第１端部は、第１突出部を含み、前記第２端部は、第２突出部を含む。前記第１突出部の前記第２方向に沿う第１位置は、前記第２突出部の前記第２方向に沿う第２位置とは異なる。
本発明の実施形態によれば、磁気記憶装置は、導電層、第１磁性層、第２磁性層及び第１非磁性層を含む。前記導電層は、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。前記第２磁性層は、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る。前記第１非磁性層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられる。前記第３領域は、第１端部及び第２端部を含み、前記第２端部から前記第１端部への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む第１平面と交差する。前記第１端部は、第１後退部を含む。前記第２端部は、第２後退部を含む。前記第１後退部の前記第２方向に沿う第１位置は、前記第２後退部の前記第２方向に沿う第２位置とは異なる。
本発明の実施形態によれば、磁気記憶装置は、導電層、第１磁性層、第２磁性層及び第１非磁性層を含む。前記導電層は、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。前記第２磁性層は、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る。前記第１非磁性層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられる。前記第３領域は、第１端部及び第２端部を含む。前記第２端部から前記第１端部への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む第１平面と交差する。前記第１端部は、突出部を含む。前記第２端部は、後退部を含む。
本発明の実施形態によれば、磁気記憶装置は、導電層、第１磁性層、第２磁性層及び第１非磁性層を含む。前記導電層は、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。前記第２磁性層は、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る。前記第１非磁性層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられる。前記第３領域の形状は、前記第２方向に沿う線に対して非対称である。前記第３領域の前記形状は、前記第３領域の前記形状の重心に対して点対称である。

図１（ａ）及び図１（ｂ）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２は、第１実施形態に係る磁気記憶装置における動作を例示する模式的平面図である。 図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図４は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図７（ａ）〜図７（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）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９（ａ）〜図９（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図１０は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的断面である。 図１１は、第２実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図１２は、第２実施形態に係る磁気記憶装置における動作を例示する模式的平面図である。 図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、第２実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図１５は、第２実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図１８は、第３実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図１９は、第３実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図２０は、第３実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図２１は、第３実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図２２は、第４実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図２３（ａ）及び図２３（ｂ）は、第４実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図２４（ａ）及び図２４（ｂ）は、第４実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図２５（ａ）〜図２５（ｄ）は、第４実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。 図２６（ａ）〜図２６（ｃ）は、第５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２７（ａ）及び図２７（ｂ）は、第５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２８（ａ）及び図２８（ｂ）は、第５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２９は、第５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３０（ａ）〜図３０（ｅ）は、第６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３１（ａ）〜図３１（ｃ）は、第６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３２（ａ）〜図３２（ｃ）は、第６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３３（ａ）〜図３３（ｃ）は、第６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３４（ａ）〜図３４（ｃ）は、第６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３５（ａ）〜図３５（ｃ）は、第６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３６（ａ）〜図３６（ｃ）は、第６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３７（ａ）〜図３７（ｃ）は、第６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３８（ａ）〜図３８（ｃ）は、第６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３９（ａ）〜図３９（ｃ）は、第６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４０（ａ）〜図４０（ｃ）は、第７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４１（ａ）及び図４１（ｂ）は、第７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４２（ａ）〜図４２（ｄ）は、実施形態に係る磁気記憶装置における動作を例示する模式図である。 図４３（ａ）〜図４３（ｃ）は、実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的斜視図である。 図４４は、実施形態に係る磁気記憶装置を示す模式図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
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。

（第１実施形態）
図１（ａ）及び図１（ｂ）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）の一部は、図１（ｂ）の中心線Ｌｃに沿う断面図の例を示している。図１（ｂ）は、磁気記憶装置の一部の例を示す平面図である。

図１（ａ）に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１１０は、導電層２１、第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１非磁性層１１ｉを含む。

例えば、基体２０ｓの上に、導電層２１が設けられる。基体２０ｓは、基板の少なくとも一部でも良い。基体２０ｓは、例えば、絶縁性である。基体２０ｓは、例えば、酸化シリコン及び酸化アルミニウムの少なくともいずれかを含んでも良い。この酸化シリコンは、例えば、熱酸化シリコンでも良い。

導電層２１は、第１〜第３領域２１ａ〜２１ｃを含む。第３領域２１ｃは、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂの間に位置する。例えば、第３領域２１ｃは、第１領域２１ａと連続する。例えば、第３領域２１ｃは、第２領域２１ｂと連続する。導電層２１は、金属元素を含む。金属元素は、例えば、Ｔａを含む。導電層２１の材料の他の例については、後述する。

第１磁性層１１は、第１方向において、第３領域２１ｃから離れる。第２磁性層１２は、第１方向において、第３領域２１ｃ及び第１磁性層１１の間に設けられる。第１非磁性層１１ｉは、第１磁性層１１及び第２磁性層１２の間に設けられる。第１磁性層１１及び第１非磁性層１１ｉの間に、別の層が設けられても良い。第２磁性層１２及び第１非磁性層１１ｉの間に、別の層が設けられても良い。

第１方向は、例えば、Ｚ軸方向である。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。

第１方向は、第１領域２１ａから第２領域２１ｂへの第２方向と交差する。この例では、第２方向は、Ｘ軸方向に対応する。

第１磁性層１１は、例えば、強磁性である。第２磁性層１２は、例えば、強磁性である。第１磁性層１１及び第２磁性層１２は、例えば、Ｆｅ及びＣｏからなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１非磁性層１１ｉは、例えば、ＭｇＯを含む。第１非磁性層１１ｉは、例えば、Ｇａ、Ａｌ、Ｃｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含んでも良い。第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１非磁性層１１ｉの材料の他の例については、後述する。

第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１非磁性層１１ｉは、第１積層体ＳＢ１に含まれる。第１積層体ＳＢ１は、例えば、１つのメモリ部（メモリセル）に対応する。

第１磁性層１１は、例えば、磁化固定層である。第２磁性層１２は、例えば、磁化自由層である。第１磁性層１１の第１磁化１１Ｍは、第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍに比べて変化し難い。第１磁性層１１は、例えば、参照層として機能する。第２磁性層１２は、例えば、記憶層として機能する。

第１積層体ＳＢ１は、例えば、磁気抵抗変化素子として機能する。第１積層体ＳＢ１において、例えばＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistance Effect）が生じる。例えば、第１磁性層１１、第１非磁性層１１ｉ及び第２磁性層１２を含む経路の電気抵抗は、第１磁化１１Ｍの向きと、第２磁化１２Ｍの向きと、の間の差異に応じて変化する。第１積層体ＳＢ１は、例えば、磁気トンネル接合（Magnetic Tunnel Junction：ＭＴＪ）を有する。第１積層体ＳＢ１は、例えば、ＭＴＪ素子に対応する。第１積層体ＳＢ１は、例えば、ＧＭＲ素子に対応しても良い。

例えば、導電層２１の上に第２磁性層１２が設けられる。第２磁性層１２の上に、第１非磁性層１１ｉが設けられる。第１非磁性層１１ｉの上に第１磁性層１１が設けられる。この例では、第１磁性層１１の上に、第１電極１１ｅが設けられる。例えば、導電層２１及び第２磁性層１２は、互いに接する。

磁気記憶装置１１０は、制御部７０をさらに含んでも良い。制御部７０は、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂと電気的に接続される。制御部７０は、第１磁性層１１とさらに電気的に接続される。例えば、制御部７０に駆動回路７５が設けられる。駆動回路７５は、第１配線７０ａにより、第１電極１１ｅを介して、第１磁性層１１と電気的に接続される。この例では、駆動回路７５と、第１磁性層１１と、の間の電流経路上に、第１スイッチＳｗ１（例えばトランジスタ）が設けられる。

制御部７０は、第１動作（第１書き込み動作）において、第１電流Ｉｗ１（第１書き込み電流）を導電層２１に供給する。これにより、第１状態が形成される。第１電流Ｉｗ１は、第１領域２１ａから第２領域２１ｂへの電流である。制御部７０は、第２動作（第２書き込み動作）において、第２電流Ｉｗ２（第２書き込み電流）を導電層２１に供給する。これにより、第２状態が形成される。第２書き込み電流Ｉｗ２は、第２領域２１ｂから第１領域２１ａへの電流である。

第１動作後（第１状態）における第１磁性層１１と導電層２１（例えば第１領域２１ａ）との間の第１電気抵抗は、第２動作後（第２状態）における第１磁性層１１と導電層２１（例えば第１領域２１ａ）との間の第２電気抵抗とは異なる。

この電気抵抗の差は、例えば、第１状態と第２状態との間における、第２磁化１２Ｍの状態の差に基づく。

制御部７０は、読み出し動作において、第１磁性層１１と導電層２１（例えば第１領域２１ａ）との間の電気抵抗に応じた特性（電圧または電流などでも良い）を検出しても良い。

第２磁性層１２は、例えば、情報を記憶する層として機能する。例えば、第２磁化１２Ｍが１つの方向に向く第１状態が、記憶される第１情報に対応する。第２磁化１２Ｍが別の方向に向く第２状態が、記憶される第２情報に対応する。第１情報は、例えば「０」及び「１」の一方に対応する。第２情報は、「０」及び「１」の他方に対応する。

第２磁化１２Ｍは、例えば、導電層２１に流れる電流（書き込み電流）により、制御することができる。例えば、導電層２１の電流（書き込み電流）の向きにより、第２磁化１２Ｍの向きを制御することができる。例えば、導電層２１は、例えば、Spin Orbit Layer（ＳＯＬ）として機能する。例えば、導電層２１と第２磁性層１２との間において生じるスピン軌道トルクによって、第２磁化１２Ｍの向きを変えることができる。スピン軌道トルクは、導電層２１に流れる電流（書き込み電流）に基づく。この電流（書き込み電流）は、制御部７０（例えば駆動回路７５）により供給される。

図１（ｂ）は、Ｘ−Ｙ平面における導電層２１の形状を例示している。図１（ｂ）に示すように、第３領域２１ｃは、第１端部２１ｃａ及び第２端部２１ｃｂを含む。第２端部２１ｃｂから第１端部２１ｃａへの方向は、第１方向及び第２方向を含む第１平面と交差する。第１平面は、例えば、Ｚ−Ｘ平面である。第２端部２１ｃｂから第１端部２１ｃａへの方向は、例えば、Ｙ軸方向に沿う。

第１端部２１ｃａは、第１突出部２１ｐａ（例えば第１凸部）を含む。第１突出部２１ｐａの少なくとも一部は、第２端部２１ｃｂから第１端部２１ｃａへの向きに突出する。第１突出部２１ｐａの少なくとも一部の突出の向きは、第２端部２１ｃｂから第１端部２１ｃａへの向きである。

第２端部２１ｃｂは、第２突出部２１ｐｂ（例えば第２凸部）を含む。第２突出部２１ｐｂの少なくとも一部は、第２端部２１ｃｂから第１端部２１ｃａへの向きに突出する。第２突出部２１ｐｂの少なくとも一部の突出の向きは、第１端部２１ｃａから第２端部２１ｃｂへの向きである。

第１突出部２１ｐａの第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う第１位置２１ｐａｐは、第２突出部２１ｐｂの第２方向に沿う第２位置２１ｐｂｐとは異なる。例えば、第１位置２１ｐａｐは、第２方向において、第２位置２１ｐｂｐからシフトしている。

例えば、第１位置２１ｐａｐは、第１突出部２１ｐａのトップ部２１ｐａｅの第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う位置である。トップ部２１ｐａｅは、例えば、第１突出部２１ｐａの先端である。第１突出部２１ｐａのうちで、トップ部２１ｐａｅは、最も突出する。第１突出部２１ｐａがＸ軸方向に沿う部分を含む場合は、その部分の中点を、トップ部２１ｐａｅとしても良い。

例えば、第２位置２１ｐｂｐは、第２突出部２１ｐｂのトップ部２１ｐｂｅの第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う位置である。トップ部２１ｐｂｅは、例えば、第２突出部２１ｐｂの先端である。第２突出部２１ｐｂのうちで、トップ部２１ｐｂｅは、最も突出する。第２突出部２１ｐｂがＸ軸方向に沿う部分を含む場合は、その部分の中点を、トップ部２１ｐｂｅとしても良い。

このように、磁気記憶装置１１０においては、第３領域２１ｃにおいて、２つの突出部（第１突出部２１ｐａ及び第２突出部２１ｐｂ）が設けられる。そして、それらのＸ軸方向に沿う位置が、互いに異なる。例えば、第３領域２１ｃを流れる電流が、Ｘ軸方向と交差する成分を有する。例えば、第３領域２１ｃにおける電流方向の面内分布における幅方向の成分は、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂにおける電流方向の面内分布における幅方向の成分よりも大きくなる。例えば、第３領域２１ｃに流れる電流に基づいて第２磁性層１２へ加わるトルクの面内分布が大きくなる。第２磁性層１２における磁化分布に応じた変化のトリガが、生じやすくなる。例えば、この電流に基づく第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍが変化しやすくなる。これにより、より安定した動作が得られる。

磁気記憶装置１１０においては、第３領域２１ｃの平面形状は、Ｘ軸方向に対して非対称である。第３領域２１ｃの平面形状は、第１方向及び第２方向を含む平面における、第３領域２１ｃの形状である。

例えば、Ｚ−Ｙ平面に沿う少なくとも１つの断面における第１端部２１ｃａの形状は、その少なくとも１つの断面における第２端部２１ｃｂの形状とは異なっても良い。その少なくとも１つの断面は、例えば、第１突出部２１ｐａを通る。その少なくとも１つの断面は、例えば、第２突出部２１ｐｂを通っても良い。

例えば、上記の第１方向及び第２方向を含む第１平面（例えば、Ｚ−Ｘ平面）に対して垂直な少なくとも１つの断面における第１端部２１ｃａの形状は、その少なくとも１つの断面における第２端部２１ｃｂの形状とは異なっても良い。

例えば、その１つの断面と第１領域２１ａとの間の第２方向に沿った距離（第１距離）は、その１つの断面と第２領域２１ｂとの間の第２方向に沿った距離（第２距離）とは異なる。

例えば、第３領域２１ｃの形状（例えば、平面形状）は、第３領域２１ｃの形状の重心２１ｃｃに対して点対称である。

例えば、第１領域２１ａは、端部Ｌ１１及び端部Ｌ１２を含む。これらの端部は、例えば、Ｘ軸方向に沿う。これらの端部は、例えば、辺である。端部Ｌ１２から端部Ｌ１１への方向は、Ｙ軸方向に沿う。

例えば、第２領域２１ｂは、端部Ｌ２１及び端部Ｌ２２を含む。これらの端部は、例えば、Ｘ軸方向に沿う。これらの端部は、例えば、辺である。端部Ｌ２２から端部Ｌ２１への方向は、Ｙ軸方向に沿う。

例えば、端部Ｌ１１及び端部Ｌ２１は、第１直線Ｌ１に沿う。例えば、端部Ｌ１２及び端部Ｌ２１は、第２直線Ｌ２に沿う。例えば、これらの直線は、第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う。

第３領域２１ｃの、突出部を除く部分は、第１直線Ｌ１と第２直線Ｌ２との間の領域に対応する。第１突出部２１ｐａは、第１直線Ｌ１から突出している。第２突出部２１ｐｂは、第２直線Ｌ２から突出している。

例えば、中心線Ｌｃは、第１領域２１ａのＹ軸方向の中心、及び、第２領域２１ｂのＹ軸方向の中心を通る。中心線Ｌｃは、Ｘ軸方向に沿う。

導電層２１を流れる電流（例えば、書き込み電流）の中心は、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂにおいて、電流中心Ｃｉを通る。電流中心Ｃｉは、実質的に中心線Ｌｃに対応する。

第１領域２１ａの平面形状（Ｘ−Ｙ平面における形状）は、中心線Ｌｃに対して実質的に対称（線対称）である。第２領域２１ｂ平面形状（Ｘ−Ｙ平面における形状）は、中心線Ｌｃに対して実質的に対称（線対称）である。

一方、第３領域２１ｃの平面形状（Ｘ−Ｙ平面における形状）は、中心線Ｌｃ（第２方向に沿う１つの線）に対して非対称（非線対称）である。

この線（例えば中心線Ｌｃ）は、第３方向における第１領域２１ａの中心、及び、第３方向における第２領域２１ｂの中心を通る。第３方向は、第１方向及び第２方向を含む第１平面（例えばＺ−Ｘ平面）に対して垂直である。第３方向は、例えば、Ｙ軸方向である。第１領域２１ａは、この線（例えば、中心線Ｌｃ）に対して線対称である。第２領域２１ｂは、この線（例えば、中心線Ｌｃ）に対して線対称である。

例えば、第１領域２１ａと第３領域２１ｃとの間の境界Ｌ１ｅを定めることができる。例えば、第１領域２１ａの端の延びる方向、及び、第２領域２１ｂの端の延びる方向は、Ｘ軸方向に沿う。第３領域２１ｃの端の少なくとも一部の延びる方向は、Ｘ軸方向と交差する。第３領域２１ｃにおける１つの端（例えば第１端部２１ｃａ）は、点Ｐ１３を含む。点Ｐ１３において、第３領域２１ｃにおける１つの端の延びる方向は、Ｘ軸方向から交差し始める。境界Ｌ１ｅは、例えば、点Ｐ１３を通り、Ｙ軸方向に沿う。

例えば、第２領域２１ｂと第３領域２１ｃとの間の境界Ｌ２ｅを定めることができる。第３領域２１ｃにおける別の１つの端（第２端部２１ｃｂ）は、点Ｐ２３を含む。点Ｐ２３において、第３領域２１ｃにおける別の１つの端の延びる方向は、Ｘ軸方向から交差し始める。境界Ｌ２ｅは、例えば、点Ｐ２３を通り、Ｙ軸方向に沿う。

第２突出部２１ｐｂのトップ部２１ｐｂｅから、第１突出部２１ｐａのトップ部２１ｐａｅへの方向を、トップ部方向Ｄｐｐとする。第１方向（Ｚ軸方向）に対して垂直でトップ部方向Ｄｐｐと交差する方向をトップ部交差方向Ｄｐｎとする。トップ部方向Ｄｐｐ及びトップ部交差方向Ｄｐｎは、第２方向（例えばＸ軸方向）に対して傾斜する。

例えば、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂには、突出部が設けられない。そして、第３領域２１ｃに、Ｘ軸方向における位置が互いに異なる２つの突出部（第１突出部２１ｐａ及び第２突出部２１ｐｂ）が設けられる。

図２は、第１実施形態に係る磁気記憶装置における動作を例示する模式的平面図である。
図２は、導電層２１を流れる電流を例示している。この例では、この電流は、第２電流Ｉｗ２（図１（ａ）参照：第２領域２１ｂから第１領域２１ａへの向き）に対応する。

第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂにおいては、突出部が設けられていない。第２領域２１ｂを流れる電流Ｉｃ２は、電流中心Ｃｉの方向に沿う。第１領域２１ａを流れる電流Ｉｃ１は、電流中心Ｃｉの方向に沿う。電流Ｉｃ１及び電流Ｉｃ２は、中心線Ｌｃの方向に沿う。

一方、第３領域２１ｃの少なくとも一部を流れる電流Ｉｃ３は、電流中心Ｃｉと交差する。例えば、第１突出部２１ｐａのトップ部２１ｐａｅを通りＹ軸方向に沿う線Ａ１ｘが存在する。線Ａ１ｘ上において、トップ部２１ｐａｅと第２端部２１ｃｂとの間の中点を第１中点Ａｍ１とする。第２突出部２１ｐｂのトップ部２１ｐｂｅを通りＹ軸方向に沿う線Ａ２ｘが存在する。線Ａ２ｘ上において、トップ部２１ｐｂｅと第１端部２１ｃａとの間の中点を第２中点Ａｍ２とする。例えば、電流Ｉｃ３は、第２中点Ａｍ２から第１中点Ａｍ１に向かう。電流Ｉｃ３の向きは、電流Ｉｃ１の向きと交差し、電流Ｉｃ２の向きと交差する。

図１（ｂ）に示すように、第２磁性層１２の側面（Ｘ−Ｙ平面と交差する面）が凹凸を有していても良い。第２磁性層１２の側面の凹凸の大きさを凹凸量１２ｄｐとする。凹凸量１２ｄｐは、Ｘ−Ｙ平面と交差する方向の長さであり、凸部の位置と凹部の位置との間の凹凸方向に沿う長さ（例えば平均の長さ）である。第１突出部２１ｐａは、第１突出量２１ｐａｄｐを有する。第２突出部２１ｐｂは、第２突出量２１ｐｂｄｐを有する。第１突出量２１ｐａｄｐ及び第２突出量２１ｐｂｄｐの少なくともいずれかは、例えば、凹凸量１２ｄｐの１．５倍以上である。第１突出量２１ｐａｄｐ及び第２突出量２１ｐｂｄｐの少なくともいずれかは、例えば、凹凸量１２ｄｐの２倍以上でも良い。第１突出量２１ｐａｄｐ及び第２突出量２１ｐｂｄｐの少なくともいずれかは、凹凸量１２ｄｐの１００倍以下である。

図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
これらの図は、実施形態に係る１つの例の磁気記憶装置１１１を例示している。磁気記憶装置１１１に関する以下の説明において、磁気記憶装置１１０と共通する部分の少なくとも一部の説明を省略する。図３（ａ）は、第２磁性層１２を例示している。図３（ｂ）は、磁気記憶装置１１１における電流を例示している。

図３（ａ）に示すように、磁気記憶装置１１１の例では、第２磁性層１２の平面形状は、異方性を有している。例えば、Ｘ−Ｙ平面において、第２磁性層１２の１つの方向１２ＬＡに沿う長さ１２ＬＬは、第２磁性層１２の別の１つの方向１２ＳＡに沿う長さ１２ＳＬとは、異なる。例えば、長さ１２ＬＬは、長さ１２ＳＬよりも長い。上記の方向１２ＬＡ及び方向１２ＳＡは、Ｘ−Ｙ平面に沿う。例えば、方向１２ＳＡは方向１２ＬＡと交差する（例えば垂直である）。方向１２ＬＡ及び方向１２ＳＡは、Ｘ軸方向に対して傾斜する。

第２磁性層１２の磁化容易軸は、Ｘ軸方向と交差する。例えば、磁化容易軸は、Ｘ軸方向に対して傾斜している。磁化容易軸は、例えば、方向１２ＬＡに沿う。

実施形態においては、第３領域２１ｃにおける電流Ｉｃ３（図２参照）は、方向１２ＬＡに対して傾斜する。これにより、電流Ｉｃ３による第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍ（図１（ａ）参照）の変化が効率的に生じる。例えば、第２磁化１２Ｍが変化しやすくなり、より安定した動作が得られる。

図３（ａ）に示すように、磁気記憶装置１１１の例では、方向１２ＬＡは、トップ部方向Ｄｐｐに沿う。例えば、第２磁性層１２の上記の長さ１２ＬＬは、トップ部方向Ｄｐｐに沿う第２磁性層１２の長さに対応する。第２磁性層１２の上記の長さ１２ＳＬは、トップ部交差方向Ｄｐｎに沿う第２磁性層１２の長さに対応する。例えば、トップ部方向Ｄｐｐに沿う第２磁性層１２の長さ（長さ１２ＬＬ）は、トップ部交差方向Ｄｐｎに沿う第２磁性層１２の長さ（長さ１２ＳＬ）よりも長い。長さ１２ＬＬは、第２方向(Ｘ軸方向）に沿う第２磁性層１２の長さよりも長くても良い。

図３（ａ）に示すように、実施形態において、第２領域２１ｂを流れた電流Ｉｃ２は、第３領域２１ｃを流れると共に、第２磁性層１２にも流れる。電流において、分流が生じる。第２磁性層１２を流れる電流ＩｃＳＬは、方向１２ＬＡに沿う成分を有する。導電層２１の第３領域２１ｃを含む部分においては、電流は、第２磁性層１２を流れる電流ＩｃＳＬと、第３領域２１ｃを流れる電流Ｉｃ３（図２参照）と、を含む。

図３（ｂ）に示すように、第３領域２１ｃを含む部分における書き込み電流Ｉｃｍは、第３領域２１ｃを流れる電流Ｉｃ３（図２参照）と、第２磁性層１２を流れる電流ＩｃＳＬ（図３（ａ））と、の合成に対応する。従って、合成に対応する書き込み電流Ｉｃｍの向きは、電流Ｉｃ３と、電流ＩｃＳＬの向き（方向１２ＬＡに沿う向き）と、の間になる。

例えば、第３領域２１ｃを含む部分においては、書き込み電流Ｉｃｍの向きは、方向１２ＬＡ（例えば長軸方向）及び別の１つの方向１２ＳＡ（例えば短軸方向）に対して、傾斜する。

例えば、ＳＯＴ（Spin Orbit Torque）作用を用いた磁気記憶装置において、プリセッションモードを使う方法がある。この方法では、記憶層の磁化容易軸は、ＳＯＬ層に流れる書き込み電流の方向と直交する。プリセッションモードにおいては、低消費エネルギーの動作が可能である。一方、記憶層の磁化容易軸を、ＳＯＬ層に流れる書き込み電流の方向に対して平行にし、さらに、外部磁界を用いる方法もある。この方法では、高速に記憶層に書き込むことができるが、消費エネルギーが大きい。一般的に、小消費エネルギーと高速動作とを得ることは、困難である。

実施形態においては、例えば、導電層２１の第３領域２１ｃにおいて、電流Ｉｃｍは、第２磁性層１２の磁化容易軸の方向（例えば第２磁化１２Ｍ）に対して傾斜する。これにより、消費エネルギーを小さくできる。高速の動作を得ることができる。実施形態によれば、例えば、消費エネルギーの低減を実現することのできる、高速動作のスピントロニクス磁気記憶装置を提供することができる。

例えば、孤立的にパターニングされたＭＴＪ素子と接続されたＳＯ層（導電層２１）には、ＭＴＪ素子の形状に応じた歪みが導入される。ＳＯ層パターンの加工エッジにＭＴＪパターンエッジの凹凸をコピーすることで、例えば、記録通電時における歪み誘起の欠陥発生を抑制することができる。その場合、突出部をＳＯ層の通電方向にずらすことは、非直線部である突出部側壁に加わる不均一応力をＳＯ層左右にて分散させることができる。そのため、ＳＯ層自身の歪み起因のマイグレーションによる寿命を延ばすことができる。例えば、信頼性を向上することができる。例えば、大電流を流せるので高速の記録が可能になる。

以下、第１実施形態に係る磁気記憶装置のいくつかの例について説明する。磁気記憶装置に関する以下の説明において、既に説明した磁気記憶装置と共通する部分の少なくとも一部の説明が省略される。

図４は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
図４に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１１２において、方向１２ＬＡ（例えば長軸方向）は、Ｙ軸方向に沿う。方向１２ＳＡ（例えば短軸方向）は、Ｘ軸方向に沿う。この場合も、例えば、書き込み電流Ｉｃｍ（図３（ｂ）参照）の向きは、方向１２ＬＡ及び方向１２ＳＡに対して、傾斜する。例えば、導電層２１の第３領域２１ｃにおいて、電流は、第２磁性層１２の磁化容易軸の方向（例えば第２磁化１２Ｍ）に対して傾斜する。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１１３において、第２磁性層１２の一部（部分１２ａ）は、第１突出部２１ｐａの少なくとも一部に沿う。第２磁性層１２の別の一部（部分１２ｂ）は、第２突出部２１ｐｂの少なくとも一部に沿う。第２磁性層１２の平面形状は、実質的に平行四辺形である。

図６（ａ）及び図６（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１１４において、第２磁性層１２の一部（部分１２ａ）は、第１突出部２１ｐａの少なくとも一部に沿う。第２磁性層１２の別の一部（部分１２ｂ）は、第２突出部２１ｐｂの少なくとも一部に沿う。

磁気記憶装置１１３及び１１４において、第２磁性層１２の短辺が、導電層２１の端部に沿っている。例えば、第２磁性層１２の短辺のＸ−Ｙ平面内の位置は、導電層２１の端部のＸ−Ｙ平面内の位置と、実質的に一致しても良い。この例では、第３領域２１ｃの平面形状は、第３領域２１ｃの平面形状の重心２１ｃｃ（図１（ｂ）参照）に対して点対称である。第２磁性層１２の平面形状は、第２磁性層１２の平面形状の重心に対して点対称である。

磁気記憶装置１１３及び１１４において、第２磁性層１２の長辺は、Ｘ軸方向に対して傾斜している。

磁気記憶装置１１３及び１１４においては、第２磁性層１２の一部（部分１２ａ）が第１突出部２１ｐａの少なくとも一部に沿わない場合に比べて、第２磁性層１２の面積が大きく設定できる。第２磁性層１２におけるリテンションエネルギーを大きくすることができる。

例えば、磁気記憶装置１１３及び１１４において、第２磁性層１２の一部（部分１２ａ）が第１突出部２１ｐａの少なくとも一部に沿わない場合に比べて、第２磁性層１２において、磁区が生じ難くなる。例えば、書き込みエラーレートを向上できる。

磁気記憶装置１１３及び１１４において、例えば、第２領域２１ｂを流れる電流の中心を、中心線Ｌｃから、第２突出部２１ｐｂの側にシフトさせることができる。そして、第１領域２１ａを流れる電流の中心を、中心線Ｌｃから、第１突出部２１ｐａの側にシフトさせることができる。例えば、書き込み効率が向上できる。例えば、書き込みエラーレートを向上できる。

図７（ａ）〜図７（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
これらの図に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１１５ａ〜１１５ｃにおいても、第１突出部２１ｐａ及び第２突出部２１ｐｂが設けられている。第３領域２１ｃは、非線対称である。第２磁性層１２の平面形状は、実質的に偏平円（楕円を含む）である。磁気記憶装置１１５ａにおいて、第１突出部２１ｐａ及び第２突出部２１ｐｂのそれぞれの突出量は、実質的に同じである。磁気記憶装置１１５ｂにおいて、第１突出部２１ｐａの突出量は、第２突出部２１ｐｂの突出量とは異なる。磁気記憶装置１１５ｃにおいて、第１突出部２１ｐａから第２突出部２１ｐｂへの方向は、第２磁性層１２の長軸（または短軸）と交差する。磁気記憶装置１１５ｃにおいて、第２磁性層１２の長軸は、Ｙ軸方向に沿う。磁気記憶装置１１５ｃにおいて、第２磁性層１２の短軸は、Ｘ軸方向に沿う。

図８（ａ）及び図８（ｂ）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８（ａ）の一部は、図８（ｂ）の中心線Ｌｃに沿う断面図の例を示している。図８（ｂ）は、磁気記憶装置の一部の例を示す平面図である。

図８（ａ）に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１１６は、導電層２１、第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１非磁性層１１ｉに加えて、第３磁性層１３、第４磁性層１４及び第２非磁性層１２ｉをさらに含む。第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１非磁性層１１ｉについては、既に説明した構成が適用できる。以下、磁気記憶装置１１６に関して、導電層２１、第３磁性層１３、第４磁性層１４及び第２非磁性層１２ｉについて説明する。

導電層２１は、第１領域２１ａ、第２領域２１ｂ及び第３領域２１ｃに加えて、第４領域２１ｄ及び第５領域２１ｅをさらに含む。第２方向（例えばＸ軸方向）において、第１領域２１ａ及び第４領域２１ｄの間に第２領域２１ｂが位置する。第２方向において、第２領域２１ｂ及び第４領域２１ｄの間に第５領域２１ｅが位置する。

第３磁性層１３は、第１方向（Ｚ軸方向）において、第５領域２１ｅから離れる。第１磁性層１１から第３磁性層１３への方向は、Ｘ軸方向に沿う。第４磁性層１４は、第１方向において、第５領域２１ｅ及び第３磁性層１３の間に設けられる。第２非磁性層１２ｉは、第３磁性層１３及び第４磁性層１４の間に設けられる。第３磁性層１３及び第２非磁性層１２ｉの間に、別の層が設けられても良い。第４磁性層１４及び第２非磁性層１２ｉの間に、別の層が設けられても良い。

第３磁性層１３及び第４磁性層１４には、第１磁性層１１及び第２磁性層１２の構成がそれぞれ適用できる。第２非磁性層１２ｉには、第１非磁性層１１ｉの構成が適用できる。

第３磁性層１３、第４磁性層１４及び第２非磁性層１２ｉは、第２積層体ＳＢ２に含まれる。第２積層体ＳＢ２は、例えば、別の１つのメモリ部（メモリセル）に対応する。この例では、第３磁性層１３の上に、第２電極１３ｅが設けられる。例えば、導電層２１及び第４磁性層１４は、互いに接する。

第３磁性層１３の第３磁化１３Ｍは、第４磁性層１４の第４磁化１４Ｍに比べて変化し難い。第３磁性層１３は、例えば、参照層として機能する。第４磁性層１４は、例えば、記憶層として機能する。

導電層２１に流れる電流（例えば第１電流Ｉｗ１及び第２電流Ｉｗ２など）により、第４磁性層１４の第４磁化１４Ｍが変化する。

制御部７０は、例えば、第１領域２１ａ、第４領域２１ｄ、第１磁性層１１及び第３磁性層１３と電気的に接続される。既に説明したように、制御部７０の駆動回路７５と、第１磁性層１１と、の間の電流経路上に、第１スイッチＳｗ１（例えばトランジスタ）が設けられる。一方、駆動回路７５と第３磁性層１３との間の電流経路上に、第２スイッチＳｗ２（例えばトランジスタ）が設けられる。これらのスイッチは、制御部７０に含まれる。駆動回路７５と第３磁性層１３とは、第２配線７０ｂにより電気的に接続される。

制御部７０は、第１動作（第１書き込み動作）において、第１電流Ｉｗ１（第１書き込み電流）を導電層２１に供給する。これにより、第１状態が形成される。１つの例において、第１電流Ｉｗ１は、第１領域２１ａから第４領域２１ｄへの電流である。制御部７０は、第２動作（第２書き込み動作）において、第２電流Ｉｗ２（第２書き込み電流）を導電層２１に供給する。これにより、第２状態が形成される。１つの例において、第２書き込み電流Ｉｗ２は、第４領域２１ｄから第１領域２１ａへの電流である。

この場合も、第１動作後（第１状態）における第１磁性層１１と導電層２１（例えば第１領域２１ａ）との間の第１電気抵抗は、第２動作後（第２状態）における第１磁性層１１と導電層２１（例えば第１領域２１ａ）との間の第２電気抵抗とは異なる。

制御部７０が第１電流Ｉｗ１を導電層２１に供給したときに、第２積層体ＳＢ２において第３状態が形成される。制御部７０が第２電流Ｉｗ２を導電層２１に供給したときに、第２積層体ＳＢ２において第４状態が形成される。第３状態における第３磁性層１３と導電層２１（第１領域２１ａ）との間の第３電気抵抗は、第４状態における第３磁性層１３と導電層２１（第１領域２１ａ）との間の第４電気抵抗とは異なる。

この電気抵抗の差は、例えば、第３状態と第４状態との間における、第４磁化１４Ｍの状態の差に基づく。

制御部７０は、読み出し動作において、第３磁性層１３と導電層２１（第１領域２１ａ）との間の電気抵抗に応じた特性（電圧または電流などでも良い）を検出しても良い。

上記の第１スイッチＳｗ１及び第２スイッチＳｗ２の動作により、第１積層体ＳＢ１（第１メモリセル）及び第２積層体ＳＢ２（第２メモリセル）のいずれかが選択される。所望のメモリセルについての書き込み動作及び読み出し動作が行われる。制御部７０による動作の例については後述する。

図８（ｂ）に示すように、導電層２１において、第５領域２１ｅの平面形状は、第３領域２１ｃの平面形状と実質的に同じである。例えば、第５領域２１ｅには、第３領域２１ｃに関して既に説明した構成のいずれかが適用できる。第４磁性層１４の平面形状は、第２磁性層１２の平面形状と実質的に同じである。例えば、第４磁性層１４には、第２磁性層１２に関して既に説明した構成のいずれかが適用できる。

例えば、第５領域２１ｅにおいて、第３突出部２１ｐｃ及び第４突出部２１ｐｄが設けられる。

図８（ａ）に示すように、磁気記憶装置１１６において、書き込み電流は、第１領域２１ａから第４領域２１ｄに向かって流れても良い。または、書き込み電流は、第４領域２１ｄから第１領域２１ａに向かって流れても良い。

図８（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１１６において、書き込み電流は別の経路で流れても良い。図８（ｂ）に示すように、第１領域２１ａに第１端子Ｔ１が設けられる。第４領域２１ｄに第２端子Ｔ２が設けられる。第２領域２１ｂに第３端子Ｔ３が設けられる。制御部７０（例えば、図８（ｂ）参照）は、これらの端子と電気的に接続される。

例えば、１つの書き込み動作において、電流が、第３端子Ｔ３から第１端子Ｔ１に向かって流れる。その１つの書き込み動作において、別の電流が、第３端子Ｔ３から第２端子Ｔ２に向かって流れる。

または、例えば、別の１つの書き込み動作において、電流が、第１端子Ｔ１から第３端子Ｔ３に向かって流れる。その別の１つの書き込み動作において、別の電流が、第１端子Ｔ１から第３端子Ｔ３に向かって流れる。

このような動作においては、第２磁性層１２及び第４磁性層１４において、互いに異なる（例えば逆）の磁化が記憶される。例えば、これらの磁性層に、相補的なデータが記憶される。例えば、これらの磁性層のそれぞれから得られる複数の信号の差を読み取ること（差動読み取り）で、書き込み情報が再生できる。磁気記憶装置１１６において、このような動作が行われても良い。このような動作の例については、後述する。

図８（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１１６においては、第２磁性層１２の短軸、及び、第４磁性層１４の短軸は、Ｘ軸方向に沿う。第２磁性層１２の長軸、及び、第４磁性層１４の長軸は、Ｙ軸方向に沿う。磁気記憶装置１１６においては、第２磁性層１２の端部、及び、第４磁性層１４の端部は、第１領域２１ａの端部、第２領域２１ｂの端部及び第４領域２１ｄの端部に沿う線に沿っている。実施形態において、磁性層の軸、及び、磁性層の端部は、種々の変形が可能である。

図９（ａ）〜図９（ｃ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
これらの図は、導電層２１及び磁性層の形状の例を示している。

図９（ａ）に示すように、磁気記憶装置１１６ａにおいても、導電層２１に、第１〜第５領域２１ａ〜２１ｅが設けられる。磁気記憶装置１１６ａにおいては、第２磁性層１２の長軸、及び、第４磁性層１４の長軸は、トップ部方向Ｄｐｐに沿う。既に説明したように、トップ部方向Ｄｐｐは、第２突出部２１ｐｂのトップ部２１ｐｂｅから、第１突出部２１ｐａのトップ部２１ｐａｅに向かう。磁気記憶装置１１６ａにおいても、図８（ｂ）に関して説明した動作が行われても良い。

図９（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１１６ｂにおいて、第２磁性層１２の長軸、及び、第４磁性層１４の長軸は、トップ部方向Ｄｐｐに沿う。第２磁性層１２の端部は、第３領域２１ｃの端部に沿う。第４磁性層１４の端部は、第５領域２１ｅの端部に沿う。例えば、第２磁性層１２の一部（部分１２ａであり、例えば端部）は、第１突出部２１ｐａの少なくとも一部に沿う。例えば、第２磁性層１２の別の一部（部分１２ｂであり、例えば端部）は、第２突出部２１ｐｂの少なくとも一部に沿う。磁気記憶装置１１６ｂにおいても、図８（ｂ）に関して説明した動作が行われても良い。

図９（ｃ）に示すように、磁気記憶装置１１６ｃにおいては、導電層２１に、第１〜第５領域２１ａ〜２１ｅに加えて、他の領域が設けられる。磁気記憶装置１１６ｃにおいては、４つの記憶層（第２磁性層１２、第４磁性層１４、磁性層１２Ａ及び磁性層１２Ｂなど）が設けられる。これらの記憶層の数は、任意である。

例えば、導電層２１の１つの端（例えば、第１領域２１ａ）に第１端子Ｔ１が設けられる。導電層２１の別の１つの端に第２端子Ｔ２が設けられる。例えば、１つの書き込み動作において、電流が、第１端子Ｔ１から第２端子Ｔ２に向かって流れる。例えば、別の１つの書き込み動作において、電流が、第２端子Ｔ２から第１端子Ｔ１に向かって流れる。

例えば、全ての磁性層（例えば、第２磁性層１２、第４磁性層１４、磁性層１２Ａ及び磁性層１２Ｂなど）に「０」を書き込むことができる。例えば、フラッシング動作が実施できる。この後、選択した記憶層に「１」を書き込む。この選択においては、例えば、その磁性層を含む積層体（メモリセル）に電圧（選択電圧）を印加する。選択電圧の印加により、エネルギーバリアが低下する。一方、非選択の積層体には、別の電圧（非選択電圧）を印加する。非選択電圧の印加により、エネルギーバリアは、選択電圧の印加によるエネルギーバリアよりも上昇する。このような、選択電圧または非選択電圧を印加しつつ導電層２１に逆方向の電流を流すことで、所望のセルに、「１」が書き込まれる。

図１０は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的断面である。
図１０は、図１（ａ）に対応する模式的断面図に対応する。
図１０に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１１７においても、導電層２１、第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１非磁性層１１ｉが設けられる。磁気記憶装置１１７においては、導電層２１の厚さが場所（領域）によって異なる。磁気記憶装置１１７におけるこれ以外の構成は、磁気記憶装置１１０（または、実施形態に係る上記の磁気記憶装置）と同様である。

磁気記憶装置１１７において、第３領域２１ｃは、第２磁性層１２と重なる領域を含む。この領域は、第１方向（Ｚ軸方向）において、第２磁性層１２と重なる。この重なる領域の第１方向に沿った厚さ２１ｔｃは、第１領域２１ａの第１方向に沿った厚さ２１ｔａよりも厚い。厚さ２１ｔｃは、第２領域２１ｂの第１方向に沿った厚さ２１ｔｂよりも厚い。このような厚さの関係により、例えば、突起の影響の効果を強めることができる。動作がより安定になる。

上記の磁気記憶装置１１２〜１１４、１１５ａ〜１１５ｃ、１１６、１１６ａ〜１１６ｃ及び１１７においても、例えば、消費エネルギーを小さくできる。高速の動作を得ることができる。より安定した動作が得られる。

（第２実施形態）
第２実施形態においても、磁気記憶装置において、導電層２１、第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１非磁性層１１ｉが設けられる。これらの断面の構造は、例えば、磁気記憶装置１１０（図１（ａ）参照）における断面の構造と同様である。第２実施形態においては、導電層２１の平面形状が、第１実施形態における導電層２１の平面形状とは異なる。以下、第２実施形態における導電層２１の平面形状の例について説明する。以下の説明において、第１実施形態と同様の構成の少なくとも一部については、適宜省略する。

図１１は、第２実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
図１１は、実施形態に係る磁気記憶装置１２０の一部（導電層２１）の例を示す平面図である。図１１に示すように、この例においても、導電層２１は、第１領域２１ａ、第２領域２１ｂ及び第３領域２１ｃを含む。この場合も、第３領域２１ｃは、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂの間に設けられる。この場合も、第３領域２１ｃは、第１端部２１ｃａ及び第２端部２１ｃｂを含む。第２端部２１ｃｂから第１端部２１ｃａへの方向は、第１平面（Ｚ−Ｘ平面）と交差する。第１平面は、第１方向（Ｚ軸方向）及び第２方向（例えば、Ｘ軸方向）を含む。

第１端部２１ｃａは、第１後退部２１ｒａ（例えば第１凹部）を含む。第１後退部２１ｒａの少なくとも一部は、第１端部２１ｃａから第２端部２１ｃｂへの向きに、後退する。第１後退部２１ｒａの少なくとも一部の後退の向きは、第１端部２１ｃａから第２端部２１ｃｂへの向きである。

第２端部２１ｃｂは、第２後退部２１ｒｂ（例えば第２凹部）を含む。第２後退部２１ｒｂの少なくとも一部は、第２端部２１ｃｂから第１端部２１ｃａへの向きに、後退する。第２後退部２１ｒｂの少なくとも一部の後退の向きは、第２端部２１ｃｂから第１端部２１ｃａへの向きである。

第１後退部２１ｒａの第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う第１位置２１ｒａｐは、第２後退部２１ｒｂの第２方向に沿う第２位置２１ｒｂｐとは異なる。例えば、第１後退部２１ｒａの第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う第１位置２１ｒａｐは、第２後退部２１ｒｂの第２方向に沿う第２位置２１ｒｂｐからシフトしている。

例えば、第１位置２１ｒａｐは、第１後退部２１ｒａのボトム部２１ｒａｅの第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う位置である。第１後退部２１ｒａのうちで、ボトム部２１ｒａｅは、最も後退する。第１後退部２１ｒａがＸ軸方向に沿う部分を含む場合は、その部分の中点を、ボトム部２１ｒａｅとしても良い。

例えば、第２位置２１ｒｂｐは、第２後退部２１ｒｂのボトム部２１ｒｂｅの第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う位置である。第２後退部２１ｒｂのうちで、ボトム部２１ｒｂｅは、最も後退する。第２後退部２１ｒｂがＸ軸方向に沿う部分を含む場合は、その部分の中点を、ボトム部２１ｒｂｅとしても良い。

このように、磁気記憶装置１２０においては、第３領域２１ｃにおいて、２つの後退部（第１後退部２１ｒａ及び第２後退部２１ｒｂ）が設けられる。そして、それらのＸ軸方向に沿う位置が、互いに異なる。例えば、第３領域２１ｃを流れる電流が、Ｘ軸方向と交差する成分を有する。例えば、第３領域２１ｃにおける電流方向の面内分布は、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂにおける電流方向の面内分布よりも大きくなる。第２磁性層１２における磁化の変化のトリガが、生じやすくなる。例えば、この電流に基づく第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍが変化しやすくなる。これにより、より安定した動作が得られる。

磁気記憶装置１２０においては、第３領域２１ｃの平面形状は、Ｘ軸方向に対して非対称である。

例えば、Ｚ−Ｙ平面に沿う少なくとも１つの断面における第１端部２１ｃａの形状は、その少なくとも１つの断面における第２端部２１ｃｂの形状とは異なっても良い。その少なくとも１つの断面は、例えば、第１後退部２１ｒａを通る。その少なくとも１つの断面は、例えば、第２後退部２１ｒｂを通っても良い。

例えば、上記の第１方向及び第２方向を含む第１平面（例えば、Ｚ−Ｘ平面）に対して垂直な少なくとも１つの断面における第１端部２１ｃａの形状は、その少なくとも１つの断面における第２端部２１ｃｂの形状とは異なっても良い。

例えば、その１つの断面と第１領域２１ａとの間の第２方向に沿った距離（第１距離）は、その１つの断面と第２領域２１ｂとの間の第２方向に沿った距離（第２距離）とは異なる。

例えば、第３領域２１ｃの形状（例えば、平面形状）は、第３領域２１ｃの形状の重心２１ｃｃに対して点対称である。

例えば、第１領域２１ａは、端部Ｌ１１及び端部Ｌ１２を含む。これらの端部は、例えば、Ｘ軸方向に沿う。例えば、第２領域２１ｂは、端部Ｌ２１及び端部Ｌ２２を含む。これらの端部は、例えば、Ｘ軸方向に沿う。例えば、端部Ｌ１１及び端部Ｌ２１は、第１直線Ｌ１に沿う。例えば、端部Ｌ１２及び端部Ｌ２１は、第２直線Ｌ２に沿う。例えば、これらの直線は、第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う。第１後退部２１ｒａは、第１直線Ｌ１から後退している。第２後退部２１ｒｂは、第２直線Ｌ２から後退している。

例えば、中心線Ｌｃは、第１領域２１ａのＹ軸方向の中心、及び、第２領域２１ｂのＹ軸方向の中心を通る。中心線Ｌｃは、Ｘ軸方向に沿う。導電層２１を流れる電流（例えば、書き込み電流）の中心は、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂにおいて、電流中心Ｃｉを通る。電流中心Ｃｉは、実質的に中心線Ｌｃに対応する。

第１領域２１ａの平面形状、及び、第２領域２１ｂ平面形状は、中心線Ｌｃに対して実質的に対称（線対称）である。一方、第３領域２１ｃの平面形状（Ｘ−Ｙ平面における形状）は、中心線Ｌｃに対して非対称（非線対称）である。

例えば、第１領域２１ａと第３領域２１ｃとの間の境界Ｌ１ｅを定めることができる。境界Ｌ１ｅは、例えば、点Ｐ１３を通り、Ｙ軸方向に沿う。例えば、第２領域２１ｂと第３領域２１ｃとの間の境界Ｌ２ｅを定めることができる。境界Ｌ２ｅは、例えば、点Ｐ２３を通り、Ｙ軸方向に沿う。

第２後退部２１ｒｂのボトム部２１ｒｂｅから、第１後退部２１ｒａのボトム部２１ｒａｅへの方向を、ボトム部方向Ｄｒｐとする。第１方向（Ｚ軸方向）に対して垂直でボトム部方向Ｄｒｐと交差する方向をボトム部交差方向Ｄｒｎとする。ボトム部方向Ｄｒｐ及びボトム部交差方向Ｄｒｎは、第２方向（例えばＸ軸方向）に対して傾斜する。

例えば、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂには、後退部が設けられない。そして、第３領域２１ｃに、Ｘ軸方向における位置が互いに異なる２つの後退部（第１後退部２１ｒａ及び第２後退部２１ｒｂ）が設けられる。

図１１に示すように、第２磁性層１２の側面（Ｘ−Ｙ平面と交差する面）が凹凸を有していても良い。第２磁性層１２の側面の凹凸の大きさ（例えば平均の大きさ）を凹凸量１２ｄｐとする。第１後退部２１ｒａは、第１後退量２１ｒａｄｐを有する。第２後退部２１ｒｂは、第２後退量２１ｒｂｄｐを有する。第１後退量２１ｒａｄｐ及び第２後退量２１ｒｂｄｐの少なくともいずれかは、例えば、凹凸量１２ｄｐの１．５倍以上である。第１後退量２１ｒａｄｐ及び第２後退量２１ｒｂｄｐの少なくともいずれかは、例えば、凹凸量１２ｄｐの２倍以上でも良い。第１後退量２１ｒａｄｐ及び第２後退量２１ｒｂｄｐの少なくともいずれかは、凹凸量１２ｄｐの１００倍以下である。

図１２は、第２実施形態に係る磁気記憶装置における動作を例示する模式的平面図である。
図１２は、導電層２１を流れる電流を例示している。この例では、この電流は、第２電流Ｉｗ２（図１（ａ）参照：第２領域２１ｂから第１領域２１ａへの向き）に対応する。

第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂにおいては、後退部が設けられていない。第２領域２１ｂを流れる電流Ｉｃ２は、電流中心Ｃｉの方向に沿う。第１領域２１ａを流れる電流Ｉｃ１は、電流中心Ｃｉの方向に沿う。電流Ｉｃ１及び電流Ｉｃ２は、中心線Ｌｃに沿う。

一方、第３領域２１ｃの少なくとも一部を流れる電流Ｉｃ３は、電流中心Ｃｉと交差する。例えば、第１後退部２１ｒａのボトム部２１ｒａｅを通りＹ軸方向に沿う線Ａ１ｘが存在する。線Ａ１ｘ上において、ボトム部２１ｒａｅと第２端部２１ｃｂとの間の中点を第１中点Ａｍ１とする。第２後退部２１ｒｂのボトム部２１ｒｂｅを通りＹ軸方向に沿う線Ａ２ｘが存在する。線Ａ２ｘ上において、ボトム部２１ｒｂｅと第１端部２１ｃａとの間の中点を第２中点Ａｍ２とする。例えば、電流Ｉｃ３は、第２中点Ａｍ２から第１中点Ａｍ１に向かう。電流Ｉｃ３の向きは、電流Ｉｃ１の向きと交差し、電流Ｉｃ２の向きと交差する。

図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
これらの図は、実施形態に係る１つの例の磁気記憶装置１２１を例示している。磁気記憶装置１２１に関する以下の説明において、磁気記憶装置１２０と共通する部分の少なくとも一部の説明を省略する。図１３（ａ）は、第２磁性層１２を例示している。図１３（ｂ）は、磁気記憶装置１２１における電流を例示している。

図１３（ａ）に示すように、磁気記憶装置１２１の例では、第２磁性層１２の平面形状は、異方性を有している。例えば、Ｘ−Ｙ平面において、第２磁性層１２の１つの方向１２ＬＡに沿う長さ１２ＬＬは、第２磁性層１２の別の１つの方向１２ＳＡに沿う長さ１２ＳＬとは、異なる。例えば、長さ１２ＬＬは、長さ１２ＳＬよりも長い。方向１２ＬＡ及び方向１２ＳＡは、Ｘ−Ｙ平面に沿う。例えば、方向１２ＳＡは、方向１２ＬＡと交差する（例えば垂直である）。方向１２ＬＡ及び方向１２ＳＡは、Ｘ軸方向に対して傾斜する。

第２磁性層１２の磁化容易軸は、Ｘ軸方向に対して傾斜している。磁化容易軸は、例えば、方向１２ＬＡに沿う。

実施形態においては、第３領域２１ｃにおける電流Ｉｃ３（図１２参照）は、方向１２ＬＡに対して傾斜する。これにより、電流Ｉｃ３による第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍ（図１（ａ）参照）の変化が効率的に生じる。例えば、第２磁化１２Ｍが変化しやすくなり、より安定した動作が得られる。

図１３（ａ）に示すように、磁気記憶装置１２１の例では、方向１２ＬＡは、ボトム部方向Ｄｒｐに沿う。例えば、第２磁性層１２の上記の長さ１２ＬＬは、ボトム部方向Ｄｒｐに沿う第２磁性層１２の長さに対応する。第２磁性層１２の上記の長さ１２ＳＬは、ボトム部交差方向Ｄｒｎに沿う第２磁性層１２の長さに対応する。例えば、長さ１２ＬＬは、長さ１２ＳＬよりも長い。例えば、長さ１２ＬＬは、第２方向（Ｘ軸方向）に沿う第２磁性層１２の長さよりも長くても良い。

図１３（ｂ）に示すように、実施形態において、第２領域２１ｂを流れた電流Ｉｃ２は、第３領域２１ｃを流れると共に、第２磁性層１２にも流れる。電流において、分流が生じる。第２磁性層１２を流れる電流ＩｃＳＬは、方向１２ＬＡに沿う成分を有する。導電層２１の第３領域２１ｃを含む部分においては、電流は、第２磁性層１２を流れる電流ＩｃＳＬと、第３領域２１ｃを流れる電流Ｉｃ３（図１２参照）と、を含む。

図１３（ｂ）に示すように、第３領域２１ｃを含む部分における書き込み電流Ｉｃｍは、第３領域２１ｃを流れる電流Ｉｃ３（図１２参照）と、第２磁性層１２を流れる電流ＩｃＳＬ（図１３（ａ））と、の合成に対応する。合成に対応する書き込み電流Ｉｃｍの向きは、電流Ｉｃ３と、電流ＩｃＳＬの向き（方向１２ＬＡに沿う向き）と、の間になる。

第３領域２１ｃを含む部分においては、書き込み電流Ｉｃｍの向きは、方向１２ＬＡ（例えば長軸方向）及び別の１つの方向１２ＳＡ（例えば短軸方向）に対して、傾斜する。

実施形態においては、例えば、導電層２１の第３領域２１ｃにおいて、電流Ｉｃｍは、第２磁性層１２の磁化容易軸の方向（例えば第２磁化１２Ｍ）に対して傾斜する。これにより、消費エネルギーを小さくできる。高速の動作を得ることができる。実施形態によれば、例えば、消費エネルギーの低減を実現することのできる、高速動作のスピントロ二クス磁気記憶装置を提供することができる。

図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、第２実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
図１４（ａ）に示すように、磁気記憶装置１２２ａにおいては、方向１２ＬＡは、Ｙ軸方向に沿う。方向１２ＳＡは、Ｘ軸方向に沿う。第２磁性層１２の端部（短辺）は、Ｘ軸方向に沿う。

図１４（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１２２ｂにおいては、方向１２ＬＡは、ボトム部方向Ｄｒｐに沿う。方向１２ＳＡは、ボトム部交差方向Ｄｒｎに沿う。第２磁性層１２の端部（短辺）は、ボトム部交差方向Ｄｒｎに沿う。

図１４（ｃ）に示すように、磁気記憶装置１２２ｃにおいては、方向１２ＬＡは、ボトム部方向Ｄｒｐに沿う。第２磁性層１２の端部（短辺）は、Ｘ軸方向に沿う。第２磁性層１２の端部（長辺）は、ボトム部方向Ｄｒｐに沿う。第２磁性層１２の平面形状は、実質的に平行四辺形である。

磁気記憶装置１１２ａ〜１２２ｃにおいても、例えば、導電層２１の第３領域２１ｃにおいて、電流は、第２磁性層１２の磁化容易軸の方向（例えば第２磁化１２Ｍ）に対して傾斜する。

図１５は、第２実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
図１５に示すように、磁気記憶装置１２３においては、第２磁性層１２の一部（部分１２ａ）は、第１後退部２１ｒａの少なくとも一部に沿う。第２磁性層１２の別の一部（部分１２ｂ）は、第２後退部２１ｒｂの少なくとも一部に沿う。第２磁性層１２の平面形状は、実質的に平行四辺形である。このような形状により、第２磁性層１２の中心の近傍における電流密度ＪＮに比べて、第２磁性層１２のエッジ部分１２ｅｐの近傍における電流密度ＪＬを高くできる。

第２磁性層１２の平行四辺形の鋭角のコーナー部においては、他の部分に比べて、磁化密度が高くなり、磁区が形成され易い。例えば、導電層２１に書き込み電流が流れたときに、鋭角のコーナー部においては、第２磁性層１２の中心近傍の磁化が反転しても、反転し難い。このとき、中心の近傍における電流密度ＪＮに比べて、エッジ部分１２ｅｐの近傍における電流密度ＪＬが高くすることで、エッジ部分１２ｅｐにおける磁化が反転し易くできる。エラーレートが改善できる。

図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１２４において、第２磁性層１２の一部（部分１２ａ）は、第１後退部２１ｒａの少なくとも一部に沿う。第２磁性層１２の別の一部（部分１２ｂ）は、第２後退部２１ｒｂの少なくとも一部に沿う。

磁気記憶装置１２３及び１２４において、第２磁性層１２の短辺が、導電層２１の端部に沿っている。例えば、第２磁性層１２の短辺のＸ−Ｙ平面内の位置は、導電層２１の端部のＸ−Ｙ平面内の位置と、実質的に一致しても良い。この例では、第３領域２１ｃの平面形状は、第３領域２１ｃの平面形状の重心２１ｃｃ（図１１参照）に対して点対称である。第２磁性層１２の平面形状は、第２磁性層１２の平面形状の重心に対して点対称である。

磁気記憶装置１２３及び１２４において、第２磁性層１２の長辺は、Ｘ軸方向に対して傾斜している。磁気記憶装置１２３及び１２４において、第２磁性層１２の一部（部分１２ａ）が第１後退部２１ｒａの少なくとも一部に沿わない場合に比べて、例えば、書き込みエラーレートを向上できる。

ＳＯ層（導電層２１）のエッジを、ＭＴＪ素子のパターンエッジに沿わせることで、例えば、記録電流のロスを抑制できる。例えば、図１５（ａ）、図１５（ｂ）、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）の例のように、ＳＯ層のエッジが、ＭＴＪ素子のパターンエッジと実質的に一致していることがより好ましい。例えば、ＳＯ層の両エッジの後退部を通電方向にずらすことで、ＳＯ層内部の電流密度が大きくなる領域を分散させることができる。そのため、ＳＯ層自身の熱マイグレーションによる寿命を延ばすことができる。例えば、信頼性を向上することができる。例えば、記録電流のロスを抑制できる。省エネルギーの磁気記憶装置が得られる。

図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
図１７（ａ）に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１２５ａにおいては、導電層２１及び第２磁性層１２に加えて、第４磁性層１４が設けられる。磁気記憶装置１２５ａにおいては、第１磁性層１１、第１非磁性層１１ｉ、第３磁性層１３及び第２非磁性層１２ｉが設けられる（図８（ａ）参照）。これらの層の断面の構成は、磁気記憶装置１１６（図８（ａ）参照）と同様である。以下、磁気記憶装置１２５ａに関して、導電層２１及び第４磁性層１４の例について説明する。

図１７（ａ）に示すように、導電層２１において、第５領域２１ｅの平面形状は、第３領域２１ｃの平面形状と実質的に同じである。例えば、第５領域２１ｅには、第３領域２１ｃに関して既に説明した構成のいずれかが適用できる。第４磁性層１４の平面形状は、第２磁性層１２の平面形状と実質的に同じである。例えば、第４磁性層１４には、第２磁性層１２に関して既に説明した構成のいずれかが適用できる。

例えば、第５領域２１ｅにおいて、第３後退部２１ｒｃ及び第４後退部２１ｒｄが設けられる。

磁気記憶装置１１６（図８（ａ）参照）と同様に、磁気記録装置１２５ａにおいて、書き込み電流は、第１領域２１ａから第４領域２１ｄに向かって流れても良い。または、書き込み電流は、第４領域２１ｄから第１領域２１ａに向かって流れても良い。

図１７（ａ）に示すように、磁気記憶装置１２５ａにおいて、書き込み電流は、別の経路で流れても良い。図１７（ａ）に示すように、第１領域２１ａに第１端子Ｔ１が設けられる。第４領域２１ｄに第２端子Ｔ２が設けられる。第２領域２１ｂに第３端子Ｔ３が設けられる。

例えば、１つの書き込み動作において、電流が、第３端子Ｔ３から第１端子Ｔ１に向かって流れる。その１つの書き込み動作において、別の電流が、第３端子Ｔ３から第２端子Ｔ２に向かって流れる。

または、例えば、別の１つの書き込み動作において、電流が、第１端子Ｔ１から第３端子Ｔ３に向かって流れる。その別の１つの書き込み動作において、別の電流が、第１端子Ｔ１から第３端子Ｔ３に向かって流れる。

図８（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１２５ｂにおいては、導電層２１に、第１〜第５領域２１ａ〜２１ｅに加えて、他の領域が設けられる。磁気記憶装置１２５ｂにおいては、４つの記憶層（第２磁性層１２、第４磁性層１４、磁性層１２Ａ及び磁性層１２Ｂなど）が設けられる。これらの記憶層の数は、任意である。

例えば、導電層２１の１つの端（例えば、第１領域２１ａ）に第１端子Ｔ１が設けられる。導電層２１の別の１つの端に第２端子Ｔ２が設けられる。例えば、１つの書き込み動作において、電流が、第１端子Ｔ１から第２端子Ｔ２に向かって流れる。例えば、別の１つの書き込み動作において、電流が、第２端子Ｔ２から第１端子Ｔ１に向かって流れる。

（第３実施形態）
第３実施形態においても、磁気記憶装置において、導電層２１、第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１非磁性層１１ｉが設けられる。これらの断面の構造は、例えば、磁気記憶装置１１０（図１（ａ）参照）における断面の構造と同様である。第３実施形態においては、導電層２１の平面形状が、第１実施形態及び第２実施形態における導電層２１の平面形状とは異なる。以下、第３実施形態における導電層２１の平面形状の例について説明する。以下の説明において、第１実施形態または第２実施形態と同様の構成の少なくとも一部については、適宜省略する。

図１８は、第３実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
図１８は、実施形態に係る磁気記憶装置１３０の一部（導電層２１）の例を示す平面図である。図１８に示すように、この例においても、導電層２１は、第１領域２１ａ、第２領域２１ｂ及び第３領域２１ｃを含む。この場合も、第３領域２１ｃは、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂの間に設けられる。この場合も、第３領域２１ｃは、第１端部２１ｃａ及び第２端部２１ｃｂを含む。第２端部２１ｃｂから第１端部２１ｃａへの方向は、第１平面（Ｚ−Ｘ平面）と交差する。第１平面は、第１方向（Ｚ軸方向）及び第２方向（例えば、Ｘ軸方向）を含む。

第１端部２１ｃａは、突出部２１ｐｐ（例えば凸部）を含む。突出部２１ｐｐの少なくとも一部は、第２端部２１ｃｂから第１端部２１ｃａへの向きに突出する。突出部２１ｐｐの少なくとも一部の突出の向きは、第２端部２１ｃｂから第１端部２１ｃａへの向きである。

第２端部２１ｃｂは、後退部２１ｒｒ（例えば凹部）を含む。後退部２１ｒｒは、第２端部２１ｃｂから第１端部２１ｃａへの向きに後退する。後退部２１ｒｒの少なくとも一部の後退の向きは、第２端部２１ｃｂから第１端部２１ｃａへの向きである。

第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂにおいては、突出部２１ｐｐまたは後退部２１ｒｒが設けられない。例えば、第１領域２１ａにおける電流Ｉｃ１は、中心線Ｌｃに沿う。例えば、第２領域２１ｂにおける電流Ｉｃ２は、中心線Ｌｃに沿う。

これに対して、第３領域２１ｃの少なくとも一部においては、電流（電流Ｉｃ３１または電流Ｉｃ３２）の方向は、中心線Ｌｃと交差する。例えば、第３領域２１ｃは、第２領域２１ｂと連続する領域を含む。この領域では、電流Ｉｃ３２は、後退部２１ｒｒから突出部２１ｐｐへの方向の成分を含む。例えば、第３領域２１ｃは、第１領域２１ａと連続する領域を含む。この領域では、電流Ｉｃ３１は、突出部２１ｐｐから後退部２１ｒｒへの方向の成分を含む。

磁気記憶装置１３０において、電流Ｉｃ３による第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍ（図１（ａ）参照）の変化が効率的に生じる。例えば、第３領域２１ｃにおける電流方向の面内分布は、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂにおける電流方向の面内分布よりも大きくなる。第２磁性層１２における磁化の変化のトリガが、生じやすくなる。例えば、第２磁化１２Ｍが変化しやすくなり、より安定した動作が得られる。

実施形態において、第１端部２１ｃａ及び第２端部２１ｃｂは、互いに入れ替えが可能である。

図１９は、第３実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
図１９は、実施形態に係る磁気記憶装置１３１の一部（導電層２１）の例を示す平面図である。図１９に示すように、この例においても、導電層２１の第１端部２１ｃａに突出部２１ｐｐが設けられ、導電層２１の第２端部２１ｃｂに後退部２１ｒｒが設けられる。この例においては、突出部２１ｐｐの第２方向（例えば、Ｘ軸方向）に沿う第１位置２１ｐｅｐは、後退部２１ｒｒの第２方向に沿う第２位置２１ｒｅｐとは異なる。例えば、第１位置２１ｐｅｐは、第２方向において、第２位置２１ｒｅｐからシフトしている。

例えば、第１位置２１ｐｅｐは、突出部２１ｐｐのトップ部２１ｐｅの第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う位置である。トップ部２１ｐｅは、例えば、突出部２１ｐｐの先端である。突出部２１ｐｐのうちで、トップ部２１ｐｅは、最も突出する。突出部２１ｐｐがＸ軸方向に沿う部分を含む場合は、その部分の中点を、トップ部２１ｐｅとしても良い。

例えば、第２位置２１ｒｅｐは、後退部２１ｒｒのボトム部２１ｒｅの第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う位置である。後退部２１ｒｒのうちで、ボトム部２１ｒｅは、最も後退する。後退部２１ｒｒがＸ軸方向に沿う部分を含む場合は、その部分の中点を、ボトム部２１ｒｅとしても良い。

磁気記憶装置１３１においては、第３領域２１ｃの平面形状は、中心線Ｌｃに対して非対称である。

例えば、第１平面（例えばＺ−Ｘ平面）に対して垂直な少なくとも１つの断面における第１端部２１ｃａの形状は、その少なくとも１つの断面における第２端部２１ｃｂの形状とは異なっても良い。

図２０は、第３実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
図２０に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１３２においては、第２磁性層１２に関する１つの方向１２ＬＡ（例えば長軸方向）は、Ｙ軸方向に沿う。第２磁性層１２に関する別の１つの方向１２ＳＡ（例えば短軸方向）は、Ｘ軸方向に沿う。

図２１は、第３実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
図２１に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１３３においては、第２磁性層１２に関する１つの方向１２ＬＡ（例えば長軸方向）は、トップボトム方向Ｄｐに沿う。トップボトム方向Ｄｐは、後退部２１ｒｒのボトム部２１ｒｅから、突出部２１ｐｐのトップ部２１ｐｅに向かう。第２磁性層１２に関する別の１つの方向１２ＳＡ（例えば短軸方向）は、トップボトム交差方向Ｄｎに沿う。トップボトム交差方向Ｄｎは、第１方向（Ｚ軸方向）に対して垂直でトップボトム方向Ｄｐと交差する。トップボトム方向Ｄｐ及びトップボトム交差方向Ｄｎは、第２方向（例えばＸ軸方向）に対して傾斜する。

磁気記憶装置１３１及び１３２においても、電流Ｉｃ３による第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍ（図１（ａ）参照）の変化が効率的に生じる。例えば、第３領域２１ｃにおける電流方向の面内分布は、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂにおける電流方向の面内分布よりも大きくなる。第２磁性層１２における磁化の変化のトリガが、生じやすくなる。例えば、第２磁化１２Ｍが変化しやすくなり、より安定した動作が得られる。

（第４実施形態）
第４実施形態においても、磁気記憶装置において、導電層２１、第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１非磁性層１１ｉが設けられる。これらの断面の構造は、例えば、磁気記憶装置１１０（図１（ａ）参照）における断面の構造と同様である。第４実施形態においては、導電層２１の平面形状が、第１〜３実施形態における導電層２１の平面形状とは異なる。以下、第４実施形態における導電層２１の平面形状の例について説明する。以下の説明において、第１〜第３実施形態と同様の構成の少なくとも一部については、適宜省略する。

図２２は、第４実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
図２２に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１４０においても、導電層２１及び第２磁性層１２が設けられる。本実施形態においても、第１磁性層１１及び第１非磁性層１１ｉが設けられる（図１（ａ）参照）。図２２においては、これらの層は省略されている。

第３領域２１ｃの平面形状（Ｘ−Ｙ平面における形状）は、第２方向（例えば、Ｘ軸方向）に沿う１つの線に対して非対称（非線対称）である。この１つの線は、中心線Ｌｃである。

この線（例えば中心線Ｌｃ）は、第３方向における第１領域２１ａの中心、及び、第３方向における第２領域２１ｂの中心を通る。第３方向は、第１方向及び第２方向を含む第１平面（例えばＺ−Ｘ平面）に対して垂直である。第３方向は、例えば、Ｙ軸方向である。第１領域２１ａは、この線（例えば、中心線Ｌｃ）に対して線対称である。第２領域２１ｂは、この線（例えば、中心線Ｌｃ）に対して線対称である。

この例では、第３線Ｌ３は、中心線Ｌｃからシフトしている。第３線Ｌ３は、第３領域２１ｃの第３方向における中心を通り、第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う。

磁気記憶装置１４０においては、例えば、第２領域２１ｂと第３領域２１ｃとの境界の近傍、及び、第１領域２１ａと第３領域２１ｃとの境界の近傍において、電流はＸ軸方向と交差する成分を含む。電流による第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍ（図１（ａ）参照）の変化が効率的に生じる。例えば、第２磁化１２Ｍが変化しやすくなり、より安定した動作が得られる。

磁気記憶装置１４０においては、第３領域２１ｃに第１突出部２１ｐａ及び第２突出部２１ｐｂが設けられている。これらの突出部の突出量が互いに異なる。磁気記憶装置１４０においては、これらの突出部の平面形状の外縁の一部は、曲線状である。

磁気記憶装置１４０においては、第２磁性層１２に関する方向１２ＬＡ（例えば長軸）は、Ｙ軸方向に沿う。第２磁性層１２に関する方向１２ＳＡ（例えば短軸）は、Ｘ軸方向に沿う。実施形態において、方向１２ＬＡ（及び方向１２ＳＡ）は、Ｘ軸方向またはＹ軸方向に対して交差（例えば傾斜）しても良い。

図２３（ａ）、図２３（ｂ）、図２４（ａ）及び図２４（ｂ）は、第４実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
図２３（ａ）及び図２４（ａ）に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１４１及び１４２においても、第３領域２１ｃの平面形状（Ｘ−Ｙ平面における形状）は、第２方向（例えば、Ｘ軸方向）に沿う１つの線（例えば中心線Ｌｃ）に対して非対称（非線対称）である。この線（例えば中心線Ｌｃ）は、第３方向（例えばＹ軸方向）における第１領域２１ａの中心、及び、第３方向における第２領域２１ｂの中心を通る。第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂは、この線（例えば、中心線Ｌｃ）に対して線対称である。

図２３（ａ）に示すように、磁気記憶装置１４１においては、第３領域２１ｃに第１突出部２１ｐａ及び第２突出部２１ｐｂが設けられている。これらの突出部の突出量が互いに異なる。磁気記憶装置１４１においては、これらの突出部の平面形状の外縁は、実質的に直線状である。

図２４（ａ）に示すように、磁気記憶装置１４２においては、第３領域２１ｃに第１後退部２１ｒａ及び第２後退部２１ｒｂが設けられている。これらの後退部の後退量が互いに異なる。

図２３（ｂ）及び図２４（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１４１ａ及び磁気記憶装置１４２ａにおいては、第３方向（Ｙ軸方向）における第１領域２１ａの中心の第３方向に沿う位置（第１位置）は、第３方向における第２領域２１ｂの中心の第３方向に沿う位置（第２位置）とは異なる。第３方向における第３領域２１ｃの中心の第３方向に沿う位置（第３位置）は、第１位置とは異なる。例えば、第３位置は、第２位置とは異なる。

図２５（ａ）〜図２５（ｄ）は、第４実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
図２５（ａ）〜図２５（ｄ）に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１４３ａ〜１４３ｄにおいては、第１領域２１ａの端部Ｌ１１は、第２領域２１ｂの端部Ｌ２１の延長線からシフトしている。第１領域２１ａの端部Ｌ１２は、第２領域２１ｂの端部Ｌ２２の延長線からシフトしている。Ｙ軸方向における第１領域２１ａの中心は、Ｙ軸方向における第２領域２１ｂの中心からシフトする。

図２５（ａ）に示すように、磁気記憶装置１４３ａにおいては、第３領域２１ｃに第１突出部２１ｐａ及び第２突出部２１ｐｂが設けられる。これらの突出部のＸ軸方向の位置は、互いに異なる。

図２５（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１４３ｂにおいては、第３領域２１ｃに第１後退部２１ｒａ及び第２後退部２１ｒｂが設けられる。これらの後退部のＸ軸方向の位置は、互いに異なる。

図２５（ｃ）及び図２５（ｄ）に示すように、磁気記憶装置１４３ｃ及び１４３ｄにおいては、第３領域２１ｃにおいて、突出部２１ｐｐ及び後退部２１ｒｒが設けられる。磁気記憶装置１４３ｄにおいては、突出部２１ｐｐのＸ軸方向における位置は、後退部２１ｒｒのＸ軸方向における位置とは、異なる。

磁気記憶装置１４３ａ、１４３ｂ及び１４３ｄにおいては、第３領域２１ｃの形状は、第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う１つの線に対して非対称である。この線は、第１方向及び第２方向を含む第１平面に対して垂直な第３方向（Ｙ軸方向）における第１領域２１ａの中心を通る。第１領域２１ａは、この線に対して線対称である。この線は、第３方向（Ｙ軸方向）における第２領域２１ｂの中心を通っても良い。この場合、第２領域２１ｂは、この線に対して線対称である。

磁気記憶装置１４１、１４２及び１４３ａ〜１４３ｄにおいても、電流による第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍ（図１（ａ）参照）の変化が効率的に生じる。例えば、第２磁化１２Ｍが変化しやすくなり、より安定した動作が得られる。

（第５実施形態）
図２６（ａ）〜図２６（ｃ）は、第５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２６（ａ）は、磁気記憶装置に含まれる一部の要素の平面図である。図２６（ｂ）は、図２６（ａ）のＡ１−Ａ２線断面図である。図２６（ｃ）は、図２６（ａ）のＢ１−Ｂ２線断面図である。

図２６（ｂ）及び図２６（ｃ）に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１５０において、導電層２１、第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１非磁性層１１ｉが設けられる。磁気記憶装置１５０において、制御部７０（例えば図１（ａ）参照）が設けられても良い。

図２６（ａ）に示すように、導電層２１は、第１〜第３領域２１ａ〜２１ｃを含む。第３領域２１ｃは、第２方向（例えば、Ｘ軸方向）において、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂの間に設けられる。

図２６（ｂ）及び図２６（ｃ）に示すように、この場合も、第１方向（Ｚ軸方向）において、第３領域２１ｃ及び第１磁性層１１の間に第２磁性層１２が設けられる。第１磁性層１１及び第２磁性層１２の間に、第１非磁性層１１ｉが設けられる。

図２６（ａ）に示すように、この例では、第３領域２１ｃにおいて、第１後退部２１ｒａ及び第２後退部２１ｒｂが設けられている。

図２６（ｂ）及び図２６（ｃ）に示すように、導電層２１の断面形状が、第３領域２１ｃの中の位置により異なる。

例えば、この場合も、第３領域２１ｃは、第１端部２１ｃａ及び第２端部２１ｃｂを含む。第２端部２１ｃｂから第１端部２１ｃａへの方向は、第１平面（例えばＺ−Ｘ平面）と交差する。第１平面は、第１方向（Ｚ軸方向）及び第２方向（例えばＸ軸方向）を含む。

第１平面（Ｚ−Ｘ平面）に対して垂直な少なくとも１つの断面（例えばＡ１−Ａ２線による断面）における第１端部２１ｃａの形状は、その少なくとも１つの断面における第２端部２１ｃｂの形状とは異なる。この断面は、例えば、Ｚ−Ｙ平面に沿う。

上記の１つの断面がＡ１−Ａ２線による断面である場合（図２６（ｂ）参照）、第１端部２１ｃａはＺ軸方向に対して傾斜している。このとき、第２端部２１ｃｂは、実質的にＺ軸方向に沿う。

一方、上記の１つの断面がＢ１−Ｂ２線による断面である場合（図２６（ｃ）参照）、第１端部２１ｃａはＺ軸方向に実質的に沿う。このとき、第２端部２１ｃｂは、Ｚ軸方向に対して傾斜している。

このように、上記の１つの断面における第１端部２１ｃａと第１方向（Ｚ軸方向）との間の第１角度は、上記の１つの断面における第２端部２１ｃｂと第１方向との第２角度とは異なる。上記の１つの断面における第１端部２１ｃａと第１平面（Ｘ−Ｙ）との間の角度は、上記の１つの断面における第２端部２１ｃｂと第１平面との角度とは異なる。

上記の１つの断面は、第１領域２１ａまたは第２領域２１ｂに近い。例えば、上記の１つの断面と第１領域２１ａとの間の第２方向に沿った第１距離は、上記の１つの断面と第２領域２１ｂとの間の第２方向に沿った第２距離とは異なる。

例えば、磁気記憶装置１５０においては、Ｚ−Ｙ平面による断面において、第３領域２１ｃは、非対称である。第３領域２１ｃの形状は、第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う１つの線に対して、非対称である。

磁気記憶装置１５０においては、例えば、第３領域２１ｃを流れる電流は、Ｘ軸方向と交差する成分を含む。電流による第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍ（図１（ａ）参照）の変化が効率的に生じる。例えば、第２磁化１２Ｍが変化しやすくなり、より安定した動作が得られる。

図２６（ａ）に示すように、磁気記憶装置１５０においては、第３領域２１ｃの第１端部２１ｃａ及び第２端部２１ｃｂは、Ｘ軸方向に沿う。この例では、第３領域２１ｃと第１領域２１ａとの間の境界は、Ｙ軸方向に沿う。第３領域２１ｃと第２領域２１ｂとの間の境界は、Ｙ軸方向に沿う。

図２７（ａ）、図２７（ｂ）、図２８（ａ）及び図２８（ｂ）は、第５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。
これらの図に示す磁気記憶装置１５１及び１５２において、例えば、導電層２１及び磁性層１２の平面形状は、図２６（ａ）と同様である。図２７（ａ）及び図２８（ａ）は、図２６（ａ）のＡ１−Ａ２線断面に対応する。図２７（ｂ）及び図２８（ｂ）は、図２６（ａ）のＢ１−Ｂ２線断面に対応する。

図２７（ａ）に示すように、磁気記憶装置１５１においては、上記の１つの断面が、例えば、Ａ１−Ａ２線による断面である場合、第１端部２１ｃａはＺ軸方向に対して傾斜している（逆テーパ状）。一方、第２端部２１ｃｂは、実質的にＺ軸方向に沿う。

図２７（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１５１において、上記の１つの断面がＢ１−Ｂ２線による断面である場合、第１端部２１ｃａはＺ軸方向に実質的に沿う。一方、第２端部２１ｃｂは、Ｚ軸方向に対して傾斜している（逆テーパ状）。

図２８（ａ）に示すように、磁気記憶装置１５２においては、上記の１つの断面がＡ１−Ａ２線による断面である場合、第１端部２１ｃａの傾斜部分の長さは、第２端部２１ｃｂの傾斜部分の長さよりも長い。

図２８（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１５２において、上記の１つの断面がＢ１−Ｂ２線による断面である場合、第１端部２１ｃａの傾斜部分の長さは、第２端部２１ｃｂの傾斜部分の長さよりも短い。

本実施形態において、上記の１つの断面がＡ１−Ａ２線による断面である場合、第１端部２１ｃａとＺ軸方向との間の角度が、第２端部２１ｃｂとＺ軸方向との間の角度よりも大きくても良い。このとき、上記の１つの断面がＢ１−Ｂ２線による断面である場合、第１端部２１ｃａとＺ軸方向との間の角度が、第２端部２１ｃｂとＺ軸方向との間の角度よりも小さくても良い。

図２９は、第５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２９に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１５３においても、導電層２１及び磁性層１２が設けられる。磁気記憶装置１５３においては、第３領域２１ｃの第１端部２１ｃａ及び第２端部２１ｃｂは、Ｘ軸方向に沿う。第３領域２１ｃにおいて、第１後退部２１ｒａ及び第２後退部２１ｒｂが設けられている。この例では、第３領域２１ｃと第１領域２１ａとの間の境界は、ボトム部方向Ｄｒｐに沿う。第３領域２１ｃと第２領域２１ｂとの間の境界は、ボトム部方向Ｄｒｐに沿う。

既に説明したように、ボトム部方向Ｄｒｐは、第２後退部２１ｒｂのボトム部２１ｒｂｅから、第１後退部２１ｒａのボトム部２１ｒａｅに向かう。この例では、第１後退部２１ｒａはＸ軸方向に沿う部分を含む。この場合、その部分の中点が、ボトム部２１ｒａｅに対応する。この例では、第２後退部２１ｒｂはＸ軸方向に沿う部分を含む。この場合、その部分の中点が、ボトム部２１ｒｂｅに対応する。

磁気記憶装置１５３における断面形状に、磁気記憶装置１５０〜１５２のいずれか、または、その変形が適用できる。

磁気記憶装置１５０〜１５２においては、第３領域２１ｃの断面が、Ｚ−Ｘ平面に対して非対称である。例えば、第３領域２１ｃにおける電流方向の面内分布は、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂにおける電流方向の面内分布よりも大きくなる。例えば、第２磁化１２Ｍが変化しやすくなり、より安定した動作が得られる。

第２〜第５実施形態において、第３領域２１ｃのうちの第２磁性層１２と重なる領域の第１方向に沿った厚さ２１ｔｃは、第１領域２１ａの第１方向に沿った厚さ２１ｔａよりも厚く、第２領域２１ｂの第１方向に沿った厚さ２１ｔｂよりも厚くても良い（図１０参照）。

（第６実施形態）
以下の第６実施形態に関する説明において、第１〜第５実施形態と同様の構成の少なくとも一部については、適宜省略される。

図３０（ａ）〜図３０（ｅ）は、第６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３０（ａ）は、平面図である。図３０（ｂ）は、図３０（ａ）の中心線Ｌｃ（Ｚ−Ｘ平面）における断面図である。図３０（ｃ）は、図３０（ａ）のＣ１−Ｃ２線断面図である。図３０（ｄ）は、図３０（ａ）のＡ１−Ａ２線断面図である。図３０（ｄ）は、図３０（ａ）のＢ１−Ｂ２線断面図である。

図３０（ａ）に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１６１においては、第３領域２１ｃの平面形状は、中心線Ｌｃに対して非対称である。一方、第１領域２１ａは、中心線Ｌｃに対して実質的に対称である。第２領域２１ｂは、中心線Ｌｃに対して実質的に対称である。

磁気記憶装置１６１においても、例えば、第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍが変化しやすくなり、より安定した動作が得られる。

磁気記憶装置１６１において、例えば、第２磁性層１２の平面形状は、中心線Ｌｃに対して非対称である。

図３０（ｂ）に示すように、第３領域２１ｃは、Ｚ軸方向において第２磁性層１２と重なる領域を含む。この例では、この重なる領域の第１方向に沿った厚さ２１ｔｃは、第１領域２１ａの第１方向に沿った厚さ２１ｔａよりも厚い。厚さ２１ｔｃは、第２領域２１ｂの第１方向に沿った厚さ２１ｔｂよりも厚い。

図３０（ｃ）に示すように、この例では、第３領域２１ｃの側面（第１端部２１ｃａ及び第２端部２１ｃｂ）は、Ｚ軸方向に実質的に沿っている。

一方、図３０（ｄ）に示すように、第１領域２１ａの側面は、Ｚ軸方向に対して傾斜している。図３０（ｅ）に示すように、第２領域２１ｂの側面は、Ｚ軸方向に対して傾斜している。これらの側面はＹ軸方向と交差する。

磁気記憶装置１６１においては、第３領域２１ｃのＹ軸方向の長さは、Ｚ軸方向において実質的に一定である。第３領域２１ｃのＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向に沿う長さと実質的に同じである。

例えば、導電層２１は、「上部分」及び「下部分」を含む。「下部分」及び第２磁性層１２の間に「上部分」が位置する。「上部分」は、例えば、第１部分でも良い。「下部分」は、例えば、第２部分でも良い。

第１領域２１ａのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向に沿う長さと実質的に同じである。第１領域２１ａのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第１領域２１ａのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さよりも短い。

第２領域２１ｂのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向に沿う長さと実質的に同じである。第２領域２１ｂのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第２領域２１ｂのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さよりも短い。

図３１（ａ）〜図３１（ｃ）、図３２（ａ）〜図３２（ｃ）、図３３（ａ）〜図３３（ｃ）、図３４（ａ）〜図３４（ｃ）、図３５（ａ）〜図３５（ｃ）、図３６（ａ）〜図３６（ｃ）、及び、図３７（ａ）〜図３７（ｃ）は、第６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３１（ａ）、図３２（ａ）、図３３（ａ）、図３４（ａ）、図３５（ａ）、図３６（ａ）及び図３７（ａ）は、図３０（ａ）のＣ１−Ｃ２線断面に対応する。図３１（ｂ）、図３２（ｂ）、図３３（ｂ）、図３４（ｂ）、図３５（ｂ）、図３６（ｂ）及び図３７（ｂ）は、図３０（ａ）のＡ１−Ａ２線断面に対応する。図３１（ｃ）、図３２（ｃ）、図３３（ｃ）、図３４（ｃ）、図３５（ｃ）、図３６（ｃ）及び図３７（ｃ）は、図３０（ａ）のＢ１−Ｂ２線断面に対応する。

これらの図に示される磁気記憶装置１６２ａ〜１６２ｇにおいて、第３領域２１ｃの平面形状は、磁気記憶装置１６１における第３領域２１ｃの平面形状と同様である。例えば、磁気記憶装置１６２ａ〜１６２ｇにおいて、第２磁性層１２の平面形状は、磁気記憶装置１６１における第２磁性層１２の平面形状と同様である。

図３１（ａ）に示すように、磁気記憶装置１６２ａにおいて、第３領域２１ｃのＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向の長さと実質的に同じである。図３１（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１６２ａにおいて、第１領域２１ａのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向の長さよりも長い。第１領域２１ａのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さは、第１領域２１ａのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さよりも長い。図３１（ｃ）に示すように、磁気記憶装置１６２ａにおいて、第２領域２１ｂのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向の長さよりも長い。第２領域２１ｂのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さは、第２領域２１ｂのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さよりも長い。

図３２（ａ）に示すように、磁気記憶装置１６２ｂにおいて、第３領域２１ｃのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向の長さと実質的に同じである。第３領域２１ｃのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さは、第３領域２１ｃのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さよりも長い。図３２（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１６２ｂにおいて、第１領域２１ａのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向の長さと実質的に同じである。第１領域２１ａのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さは、第１領域２１ａのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さよりも長い。図３２（ｃ）に示すように、磁気記憶装置１６２ｂにおいて、第２領域２１ｂのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向の長さと実質的に同じである。第２領域２１ｂのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さは、第２領域２１ｂのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さよりも長い。

図３３（ａ）に示すように、磁気記憶装置１６２ｃにおける第３領域２１ｃの形状は、磁気記憶装置１６２ｃにおける第３領域２１ｃの形状と同じである。図３３（ｂ）及び図３３（ｃ）に示すように、磁気記憶装置１６２ｃにおける第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂの断面形状は、磁気記憶装置１６２ａにおける第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂの断面形状と実質的に同じである。

図３４（ａ）に示すように、磁気記憶装置１６２ｄにおける第３領域２１ｃの形状は、磁気記憶装置１６２ａにおける第３領域２１ｃの形状と同じである。図３４（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１６２ｄにおいて、第１領域２１ａのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向の長さよりも長い。第１領域２１ａのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向の長さと実質的に同じである。図３４（ｃ）に示すように、第２領域２１ｂの断面形状は、第１領域２１ａの断面形状と実質的に同じである。

図３５（ａ）に示すように、磁気記憶装置１６２ｅにおける第３領域２１ｃの形状は、磁気記憶装置１６２ａにおける第３領域２１ｃの形状と同じである。図３５（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１６２ｅにおいて、第１領域２１ａのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向の長さよりも長い。第１領域２１ａのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第１領域２１ａのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さよりも長い。図３５（ｃ）に示すように、第２領域２１ｂの断面形状は、第１領域２１ａの断面形状と実質的に同じである。

図３６（ａ）に示すように、磁気記憶装置１６２ｆにおいて、第３領域２１ｃのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向の長さと実質的に同じである。第３領域２１ｃのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さは、第３領域２１ｃのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さよりも短い。図３６（ｂ）及び図３６（ｃ）に示すように、磁気記憶装置１６２ｆにおける第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂの断面形状は、磁気記憶装置１６２ｄにおける第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂの断面形状と実質的に同じである。

図３７（ａ）に示すように、磁気記憶装置１６２ｇにおける第３領域２１ｃの形状は、磁気記憶装置１６２ｆにおける第３領域２１ｃの形状と同じである。図３７（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１６２ｇにおいて、第１領域２１ａのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向の長さと実質的に同じである。第１領域２１ａのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さは、第１領域２１ａのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さよりも短い。図３７（ｃ）に示すように、第２領域２１ｂの断面形状は、第１領域２１ａの断面形状と実質的に同じである。

磁気記憶装置１６２ａ〜１６２ｇにおいても、例えば、第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍが変化しやすくなり、より安定した動作が得られる。

図３８（ａ）〜図３８（ｃ）、及び、図３９（ａ）〜図３９（ｃ）は、第６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３８（ａ）及び図３９（ａ）は、図３０（ａ）のＣ１−Ｃ２線断面に対応する。図３８（ｂ）及び図３９（ｂ）は、図３０（ａ）のＡ１−Ａ２線断面に対応する。図３８（ｃ）及び図３９（ｃ）は、図３０（ａ）のＢ１−Ｂ２線断面に対応する。

これらの図に示される磁気記憶装置１６３及び１６４において、第３領域２１ｃの平面形状は、磁気記憶装置１６１における第３領域２１ｃの平面形状と同様である。例えば、磁気記憶装置１６３及び１６４において、第２磁性層１２の平面形状は、磁気記憶装置１６１における第２磁性層１２の平面形状と同様である。

例えば、第３領域２１ｃの平面形状は、Ｘ軸方向に対して非対称である。第３領域２１ｃの平面形状は、第１方向及び第２方向を含む平面における、第３領域２１ｃの形状である。

図３８（ａ）に示すように、磁気記憶装置１６３において、第３領域２１ｃのＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向の長さと実質的に同じである。

図３８（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１６３において、第１領域２１ａの２つの側面の一方とＺ軸方向との間の角度は、第１領域２１ａの２つの側面の他方とＺ軸方向との間の角度とは異なる。第１領域２１ａの断面形状（Ｚ−Ｙ平面での断面形状）は、Ｘ軸方向に対して非対称である。第１領域２１ａの断面形状（Ｚ−Ｙ平面での断面形状）は、Ｚ−Ｘ平面に対して非対称である。

図３８（ｃ）に示すように、磁気記憶装置１６３において、第２領域２１ｂの２つの側面の一方とＺ軸方向との間の角度は、第２領域２１ｂの２つの側面の他方とＺ軸方向との間の角度とは異なる。第２領域２１ｂの断面形状（Ｚ−Ｙ平面での断面形状）は、Ｘ軸方向に対して非対称である。第２領域２１ｂの断面形状（Ｚ−Ｙ平面での断面形状）は、Ｚ−Ｘ平面に対して非対称である。

図３９（ａ）に示すように、磁気記憶装置１６４において、第３領域２１ｃのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向の長さと実質的に同じである。第３領域２１ｃのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さは、第３領域２１ｃのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さよりも短い。

図３９（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１６４において、第１領域２１ａの断面形状（Ｚ−Ｙ平面での断面形状）は、Ｘ軸方向に対して非対称である。第１領域２１ａの断面形状（Ｚ−Ｙ平面での断面形状）は、Ｚ−Ｘ平面に対して非対称である。

図３９（ｃ）に示すように、磁気記憶装置１６４において、第２領域２１ｂの断面形状（Ｚ−Ｙ平面での断面形状）は、Ｘ軸方向に対して非対称である。第２領域２１ｂの断面形状（Ｚ−Ｙ平面での断面形状）は、Ｚ−Ｘ平面に対して非対称である。

磁気記憶装置１６３及び１６４において、第１領域２１ａの２つの側面のうちでＺ軸方向に対する角度が小さい側面は、第２領域２１ｂの２つの側面のうちでＺ軸方向に対する角度が大きい側面と、Ｘ軸方向で並ぶ。第１領域２１ａの２つの側面のうちでＺ軸方向に対する角度が大きい側面は、第２領域２１ｂの２つの側面のうちでＺ軸方向に対する角度が小さい側面と、Ｘ軸方向で並ぶ。

磁気記憶装置１６３及び１６４においては、第３領域２１ｃの断面が、Ｚ−Ｘ平面に対して対称であり、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂの断面が、Ｚ−Ｘ平面に対して非対称である。例えば、第３領域２１ｃにおける電流方向の面内分布は、第１領域２１ａ及び第２領域２１ｂにおける電流方向の面内分布から変化する。例えば、第２磁化１２Ｍが変化しやすくなり、より安定した動作が得られる。

磁気記憶装置１６２ａ〜１６２ｇ、１６３及び１６４においても、第３領域２１ｃのうちの第２磁性層１２と重なる領域の第１方向に沿った厚さ２１ｔｃは、第１領域２１ａの第１方向に沿った厚さ２１ｔａよりも厚く、第２領域２１ｂの第１方向に沿った厚さ２１ｔｂよりも厚くても良い（図３０（ｂ）参照）。

（第７実施形態）
以下の第７実施形態に関する説明において、第１〜第６実施形態と同様の構成の少なくとも一部については、適宜省略される。

図４０（ａ）〜図４０（ｃ）は、第７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４０（ａ）は、平面図である。図４０（ｂ）は、図４０（ａ）のＡ１−Ａ２線断面図である。図４０（ｃ）は、図４０（ａ）のＢ１−Ｂ２線断面図である。

図４０（ａ）に示すように、実施形態に係る磁気記憶装置１７０においても、導電層２１は、第１〜第３領域２１ａ〜２１ｃを含む。この例では、第３領域２１ｃにおいて、第１端部２１ｃａに第１後退部２１ｒａが設けられている。第２端部２１ｃｂに第２後退部２１ｒｂが設けられている。

図４０（ｂ）及び図４０（ｃ）に示すように、磁気記憶装置１７０においては、導電層２１は、第１導電膜２０ａ及び第２導電膜２０ｂを含む。第２導電膜２０ｂと第２磁性層１２との間に、第１導電膜２０ａが設けられる。

図４０（ｂ）に示すように、Ａ１−Ａ２線断面において、第１端部２１ｃａの一部である第１導電膜２０ａの側面と、Ｚ軸方向と、の間の角度は、第２端部２１ｃｂの一部である第１導電膜２０ａの側面と、Ｚ軸方向と、の間の角度よりも小さい。

図４０（ｃ）に示すように、Ｂ１−Ｂ２線断面において、第１端部２１ｃａの一部である第１導電膜２０ａの側面と、Ｚ軸方向と、の間の角度は、第２端部２１ｃｂの一部である第１導電膜２０ａの側面と、Ｚ軸方向と、の間の角度よりも大きい。

第３領域２１ｃの断面形状（Ｚ−Ｙ平面での断面形状）は、Ｘ軸方向に対して非対称である。第３領域２１ｃの断面形状（Ｚ−Ｙ平面での断面形状）は、Ｚ−Ｘ平面に対して非対称である。

この例では、第１導電膜２０ａのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向に沿う長さと実質的に同じである。第１導電膜２０ａのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第１導電膜２０ａのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さよりも短い。第２導電膜２０ｂのＹ軸方向の長さは、第１導電膜２０ａのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さと実質的に同じである。

このように、磁気記憶装置１７０においては、Ｚ−Ｙ平面による断面において、第３領域２１ｃは、非対称である。第３領域２１ｃの形状は、第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う１つの線に対して、非対称である。

図４１（ａ）及び図４１（ｂ）は、第７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。
これらの図に示す磁気記憶装置１７１において、平面形状は、例えば、磁気記憶装置１７０と同様である。

図４１（ａ）は、図４０（ａ）のＡ１−Ａ２線断面に対応する。図４１（ｂ）は、図４０（ａ）のＢ１−Ｂ２線断面に対応する。

図４１（ａ）及び図４１（ｂ）に示すように、磁気記憶装置１７１においても、導電層２１は、第１導電膜２０ａ及び第２導電膜２０ｂを含む。

図４１（ａ）に示すように、Ａ１−Ａ２線断面において、第１端部２１ｃａの一部である第２導電膜２０ｂの側面と、Ｚ軸方向と、の間の角度は、第２端部２１ｃｂの一部である第２導電膜２０ｂの側面と、Ｚ軸方向と、の間の角度よりも小さい。

図４１（ｂ）に示すように、Ｂ１−Ｂ２線断面において、第１端部２１ｃａの一部である第２導電膜２０ｂの側面と、Ｚ軸方向と、の間の角度は、第２端部２１ｃｂの一部である第２導電膜２０ｂの側面と、Ｚ軸方向と、の間の角度よりも大きい。

第３領域２１ｃの断面形状（Ｚ−Ｙ平面での断面形状）は、Ｘ軸方向に対して非対称である。第３領域２１ｃの断面形状（Ｚ−Ｙ平面での断面形状）は、Ｚ−Ｘ平面に対して非対称である。

この例では、第２導電膜２０ｂのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第２磁性層１２のＹ軸方向に沿う長さと実質的に同じである。第２導電膜２０ｂのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さは、第２導電膜２０ｂのうちの「下部分」のＹ軸方向の長さよりも長い。第１導電膜２０ａのＹ軸方向の長さは、第２導電膜２０ｂのうちの「上部分」のＹ軸方向の長さと実質的に同じである。

磁気記憶装置１７０及び１７１においては、例えば、第３領域２１ｃを流れる電流は、Ｘ軸方向と交差する成分を含む。電流による第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍ（図１（ａ）参照）の変化が効率的に生じる。例えば、第２磁化１２Ｍが変化しやすくなり、より安定した動作が得られる。

上記の実施形態において、第３領域２１ｃの平面形状が、Ｘ軸方向に対して非対称であり、Ｚ−Ｙ平面による断面において、第３領域２１ｃが非対称でも良い。実施形態において、例えば、第３領域２１ｃの形状は、第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う１つの線に対して、非対称である。第３領域２１ｃの平面形状は、第１方向及び第２方向を含む平面における、第３領域２１ｃの形状である。

以下、導電層２１、第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１非磁性層１１ｉの例について説明する。これらの説明は、上記の実施形態の任意の例に適用できる。以下の第１磁性層１１に関する説明は、第３磁性層１３に適用できる。以下の第２磁性層１２に関する説明は、第４磁性層１４に適用できる。以下の第１非磁性層１１ｉに関する説明は、第２非磁性層１２ｉに適用できる。

導電層２１は、例えば、タンタル及びタングステンよりなる群より選択された少なくとも１つを含む。導電層２１は、例えば、β−タンタル及びβ−タングステンよりなる群より選択された少なくとも１つを含む。これらの材料におけるスピンホール角は、負である。これらの材料におけるスピンホール角の絶対値は大きい。これにより、書き込み電流により、第２磁化１２Ｍを効率的に制御できる。

導電層２１は、白金及び金よりなる群から選択された少なくとも１つを含んでも良い。これらの材料におけるスピンホール角は、正である。これらの材料におけるスピンホール角の絶対値は大きい。これにより、書き込み電流により、第２磁化１２Ｍを効率的に制御できる。

スピンホール角の極性により、第２磁性層１２に加わるスピン軌道トルクの方向（向き）が異なる。例えば、導電層２１は、第２磁性層１２にスピン軌道相互作用トルクを与える。

第２磁性層１２は、例えば、強磁性材料及び軟磁性材料の少なくともいずれかを含む。第２磁性層１２は、例えば、人工格子を含んでも良い。

第２磁性層１２は、例えば、ＦｅＰｄ、ＦｅＰｔ、ＣｏＰｄ及びＣｏＰｔよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。上記の軟磁性材料は、例えば、ＣｏＦｅＢを含む。上記の人工格子は、例えば、第１膜と第２膜を含む積層膜を含む。第１膜は、例えば、ＮｉＦｅ、Ｆｅ及びＣｏの少なくともいずれかを含む。第２膜は、例えば、Ｃｕ、Ｐｄ及びＰｔの少なくともいずれかを含む。第１膜は、例えば、磁性材料であり、第２膜は、非磁性材料である。

第２磁性層１２は、例えば、フェリ磁性材料を含んでも良い。

実施形態において、例えば、第２磁性層１２は、面内磁気異方性を有する。例えば、第２磁性層１２は、面内の形状磁気異方性、面内の結晶磁気異方性、及び、応力などによる面内の誘導磁気異方性の少なくともいずれかを有しても良い。

第１非磁性層１１ｉは、例えば、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＴｉＯ、ＶＯ）、ＮｂＯ及びＡｌ_２Ｏ_３よりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１非磁性層１１ｉは、例えば、トンネルバリア層である。第１非磁性層１１ｉがＭｇＯを含む場合、第１非磁性層１１ｉの厚さは、例えば、約１ｎｍである。

第１磁性層１１は、例えば、Ｃｏ及びＣｏＦｅＢから選択された少なくとも１つを含む。第１磁性層１１の第１磁化１１Ｍは、面内の実質的に１つの方向（Ｚ軸方向と交差する方向）に固定される。第１磁性層１１は、例えば、面内磁化膜となる。

例えば、第１磁性層１１の厚さは、第２磁性層１２の厚さよりも厚い。これにより、第１磁性層１１の第１磁化１１Ｍが所定の方向に安定して固定される。

実施形態において、例えば、基体２０ｓは、酸化アルミニウムである。導電層２１は、Ｔａ層（厚さは、例えば、３ｎｍ以上１０ｎｍ以下）である。第２磁性層１２は、例えば、ＣｏＦｅＢ層（厚さは、例えば、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下）を含む。第１非磁性層１１ｉは、ＭｇＯ層（厚さは、例えば、０．８ｎｍ以上１．２ｎｍ以下）を含む。

第１磁性層１１は、例えば、第１〜第３膜を含んでも良い。第１膜は、第３膜と第１非磁性層１１ｉとの間に設けられる。第２膜は、第１膜と第３膜との間に設けられる。第１膜は、例えば、ＣｏＦｅＢ膜（厚さは、例えば、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下）を含む。第２膜は、例えば、Ｒｕ膜（厚さは、例えば、０．７ｎｍ以上０．９ｎｍ以下）を含む。第３膜は、例えば、ＣｏＦｅＢ膜（厚さは、例えば、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下）を含む。

例えば、強磁性または反強磁性の層が設けられても良い。この層と第１非磁性層１１ｉとの間に、第１磁性層１１が設けられる。この層は、例えば、ＩｒＭｎ層（厚さは７ｎｍ以上９ｎｍ以下）である。この層は、第１磁性層１１の第１磁化１１Ｍを固定する。この層の上にＴａ層が設けられても良い。

以下、本実施形態に係る磁気記憶装置の動作の例について説明する。
既に説明したように、制御部７０は、第１積層体ＳＢ１（第１磁性層１１）及び第２積層体ＳＢ２（第３磁性層１３）と、電気的に接続されている。第１積層体ＳＢ１に情報を書き込むときには、第１磁性層１１に所定の選択電圧が印加される。このとき、第２積層体ＳＢ２には、非選択電圧が印加される。一方、第２積層体ＳＢ２に情報を書き込むときには、第３磁性層１３に所定の選択電圧が印加される。このとき、第１積層体ＳＢ１には、非選択電圧が印加される。０ボルトの電圧の印加も、「電圧の印加」に含まれる。選択電圧の電位は、非選択電圧の電位とは異なる。

例えば、制御部７０は、第１書き込み動作において、第１磁性層１１を、第３磁性層１３の電位（例えば、非選択電位）とは異なる電位（例えば、選択電位）に設定する。制御部７０は、第２書き込み動作において、第１磁性層１１を、第３磁性層１３の電位（例えば、非選択電位）とは異なる電位（例えば、選択電位）に設定する。

例えば、制御部７０は、第３書き込み動作において、第３磁性層１３を、第１磁性層１１の電位（例えば、非選択電位）とは異なる電位（例えば、選択電位）に設定する。制御部７０は、第４書き込み動作において、第３磁性層１３を、第１磁性層１１の電位（例えば、非選択電位）とは異なる電位（例えば、選択電位）に設定する。

このような電位の選択は、例えば、第１スイッチＳｗ１及び第２スイッチＳｗ２の動作により行われる。

以下、このような動作の例について説明する。

図４２（ａ）〜図４２（ｄ）は、実施形態に係る磁気記憶装置における動作を例示する模式図である。
図４２（ａ）に示すように、制御部７０と第１磁性層１１とが、第１配線７０ａにより電気的に接続される。制御部７０と第３磁性層１３とが、第２配線７０ｂにより電気的に接続される。この例では、第１配線７０ａ上に第１スイッチＳｗ１が設けられている。第２配線７０ｂ上に第２スイッチＳｗ２が設けられている。制御部７０が、第１配線７０ａの電位を制御することで、第１磁性層１１の電位が制御される。第１配線７０ａにおける電位の変化は実質的に小さい。このため、第１配線７０ａの電位を、第１磁性層１１の電位と見なすことができる。同様に、第２配線７０ｂの電位を、第３磁性層１３の電位と見なすことができる。以下では、第１磁性層１１の電位は、第１配線７０ａの電位と同じとみなす。以下では、第３磁性層１３の電位は、第２配線７０ｂの電位と同じとみなす。

以下の例では、第１磁性層１１の第１磁化１１Ｍ、及び、第３磁性層１３の第３磁化１３Ｍは、＋Ｙ方向である。これらの磁化は、固定されている。

図４２（ａ）に示すように、第１動作ＯＰ１において、制御部７０は、導電層２１の第１領域２１ａを電位Ｖ０に設定する。電位Ｖ０は、例えば、グランド電位である。第１動作ＯＰ１において、制御部７０は、第１磁性層１１を第１電圧Ｖ１に設定する。すなわち、制御部７０は、第１動作ＯＰ１において、第１領域２１ａと第１磁性層１１との間の第１電位差を第１電圧Ｖ１とする。第１電圧Ｖ１は、例えば、選択電圧である。

一方、制御部７０は、第１動作ＯＰ１において、第３磁性層１３を第２電圧Ｖ２とする。すなわち、制御部７０は、第１動作ＯＰ１において、第１領域２１ａと第３磁性層１３との間の第２電位差を第２電圧Ｖ２とする。第２電圧Ｖ２は、例えば、非選択電圧である。第２電圧Ｖ２は、第１電圧Ｖ１とは異なる。例えば、第１電圧Ｖ１の絶対値は、第２電圧Ｖ２の絶対値よりも大きい。例えば、第１電圧Ｖ１の極性は、第２電圧Ｖ２の極性とは異なる。

第１動作ＯＰ１において、制御部７０は、導電層２１に第１電流Ｉｗ１を供給する。第１電流Ｉｗ１は、第１領域２１ａから第４領域２１ｄへの向きを有する。

このような第１動作ＯＰ１において、例えば、選択状態の第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍは、例えば、＋Ｙ方向に向く。これは、導電層２１からの磁気的作用による。一方、非選択状態の第４磁性層１４の第４磁化１４Ｍは、実質的に変化しない。この例では、第４磁化１４Ｍは、初期状態（この例では＋Ｙ方向）を維持する。

図４２（ｂ）に示すように、第２動作ＯＰ２において、制御部７０は、導電層２１の第１領域２１ａを電位Ｖ０に設定する。制御部７０は、第２動作ＯＰ２において、第１領域２１ａと第１磁性層１１との間の第１電位差を第１電圧Ｖ１とする。制御部７０は、第２動作ＯＰ２において、第１領域２１ａと第３磁性層１３との間の第２電位差を第２電圧Ｖ２とする。第２動作ＯＰ２において、制御部７０は、導電層２１に第２電流Ｉｗ２を供給する。第２電流Ｉｗ２は、第４領域２１ｄから第１領域２１ａへの向きを有する。

このときに、選択状態の第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍは、例えば、−Ｙ方向に変化する。これは、導電層２１からの磁気的作用による。一方、非選択状態の第４磁性層１４の第４磁化１４Ｍは、実質的に変化しない。この例では、第４磁化１４Ｍは、初期状態（この例では＋Ｙ方向）を維持する。

第１動作ＯＰ１の後における第１磁性層１１と導電層２１（例えば第１領域２１ａ）との間の電気抵抗を第１電気抵抗とする。第２動作ＯＰ２の後における第１磁性層１１と導電層２１（例えば第１領域２１ａ）との間の電気抵抗を第２電気抵抗とする。第１電気抵抗は、第２電気抵抗とは異なる。この例では、第１電気抵抗は、第２電気抵抗よりも低い。

一方、上記の第１動作ＯＰ１の後における第３磁性層１３と導電層２１（例えば第１領域２１ａ）との間の電気抵抗を第３電気抵抗とする。上記の第２動作ＯＰ２の後における第３磁性層１３と導電層２１（例えば第１領域２１ａ）との間の電気抵抗を第４電気抵抗とする。第３電気抵抗は、第４電気抵抗と実質的に同じである。これは、第４磁性層１４の第４磁化１４Ｍが実質的に変化しないためである。

このように、実施形態においては、第１電気抵抗と第２電気抵抗との差の絶対値は、第３電気抵抗と第４電気抵抗との差の絶対値よりも大きい。

このように、選択状態の第１積層体ＳＢ１において、第１電流Ｉｗ１または第２電流Ｉｗ２により電気抵抗の変化が形成される。すなわち、情報の書き込みが行われる。一方、非選択状態の第２積層体ＳＢ２においては、第１電流Ｉｗ１または第２電流Ｉｗ２による電気抵抗の変化が形成されない。

図４２（ｃ）に示す第３動作ＯＰ３の例では、第１積層体ＳＢ１が、非選択状態とされ、第２積層体ＳＢ２が選択状態とされる。このとき、制御部７０は、第１動作ＯＰ１において、第１領域２１ａと第１磁性層１１との間の第１電位差を第１電圧Ｖ１とする（図４２（ａ）参照）。一方、制御部７０は、第２動作ＯＰ２において、第１電位差を第１電圧Ｖ１とする（図４２（ｂ）参照）。図４２（ｃ）に示すように、制御部７０は、第３動作ＯＰ３において、第１領域２１ａと第１磁性層１１との間の第１電位差を第２電圧Ｖ２（非選択電圧）とする。制御部７０は、第３動作ＯＰ３において、第１電流Ｉｗ１を導電層２１に供給する。

このとき、非選択状態の第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍは、図４２（ａ）の状態と同じである。一方、選択状態の第４磁性層１４の第４磁化１４Ｍは、図４２（ａ）の状態から変化する。

図４２（ｄ）に示す第４動作ＯＰ４においても、第１積層体ＳＢ１が、非選択状態とされ、第２積層体ＳＢ２が選択状態とされる。制御部７０は、第４動作ＯＰ４において、第１電位差を第２電圧Ｖ２とする。制御部７０は、第４動作ＯＰ４において、第２電流Ｉｗ２を導電層２１に供給する。

非選択状態である第１積層体ＳＢ１においては、第３動作ＯＰ３と第４動作ＯＰ４との間で、電気抵抗は実質的に同じである。一方、選択状態である第２積層体ＳＢ２においては、第３動作ＯＰ３と第４動作ＯＰ４との間で、電気抵抗は変化する。

このように、第１動作ＯＰ１の後の第１電気抵抗と、第２動作ＯＰ２の後の第２電気抵抗との差の絶対値は、第３動作ＯＰ３の後における第１磁性層１１と第１領域２１ａとの間の電気抵抗と、第４動作ＯＰ４の後における第１磁性層１１と第１領域２１ａとの間の電気抵抗と、の差の絶対値よりも大きい。

複数の積層体は、複数のメモリセルにそれぞれ対応する。複数のメモリセルにおいて、互いに異なる情報が記憶されることが可能である。複数のメモリセルに情報を記憶する際に、例えば、複数のメモリセルに「１」及び「０」の一方を記憶した後に、複数のメモリセルのうちの所望のいくつかに「１」及び「０」の他方を記憶しても良い。例えば、複数のメモリセルの１つに「１」及び「０」の一方を記憶した後に、複数のメモリセルの別の１つに「１」及び「０」の一方を記憶しても良い。

上記において、第１領域２１ａ及び第４領域２１ｄは、互いに入れ替えが可能である。例えば、上記の電気抵抗は、第１磁性層１１と第４領域２１ｄとの間の電気抵抗でも良い。上記の電気抵抗は、第３磁性層１３と第４領域２１ｄとの間の電気抵抗でも良い。

以下、別の動作の例について説明する。
図４３（ａ）〜図４３（ｃ）は、実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的斜視図である。
図４３（ａ）に示すように、実施形態にかかる磁気記憶装置２２０において、複数の積層体（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２２０においては、第１積層体ＳＢ１に流れる電流と、第２積層体ＳＢ２に流れる電流とは別である。

第１積層体ＳＢ１は、第１方向（Ｚ軸方向）において、第３領域２１ｃと重なる。第２積層体ＳＢ２は、第１方向において、第５領域２１ｅと重なる。

例えば、第１端子Ｔ１が、導電層２１の第１領域２１ａと電気的に接続される。第２端子Ｔ２が、第４領域２１ｄと電気的に接続される。第３端子Ｔ３が、第２領域２１ｂと電気的に接続される。第４端子Ｔ４が、第１磁性層１１と電気的に接続される。第５端子Ｔ５が、第３磁性層１３と電気的に接続される。

図４３（ａ）に示すように、１つの動作ＱＰ１において、第１電流Ｉｗ１が、第１端子Ｔ１から第３端子Ｔ３に向けて流れ、第３電流Ｉｗ３が第２端子Ｔ２から第３端子Ｔ３に向けて流れる。第１積層体ＳＢ１の位置における電流（第１電流Ｉｗ１）の向きは、第２積層体ＳＢ２の位置における電流（第３電流Ｉｗ３）の向きと逆である。このような動作ＱＰ１において、第１積層体ＳＢ１の第２磁性層１２に作用するスピンホールトルクの向きは、第２積層体ＳＢ２の第４磁性層１４に作用するスピンホールトルクの向きと逆になる。

図４３（ｂ）に示す別の動作ＱＰ２において、第２電流Ｉｗ２が、第３端子Ｔ３から第１端子Ｔ１に向けて流れ、第４電流Ｉｗ４が第３端子Ｔ３から第２端子Ｔ２に向けて流れる。第１積層体ＳＢ１の位置における電流（第２電流Ｉｗ２）の向きは、第２積層体ＳＢ２の位置における電流（第４電流Ｉｗ４）の向きと逆である。このような動作ＱＰ２において、第１積層体ＳＢ１の第２磁性層１２に作用するスピンホールトルクの向きは、第２積層体ＳＢ２の第４磁性層１４に作用するスピンホールトルクの向きと逆になる。

図４３（ａ）及び図４３（ｂ）に示すように、第４磁性層１４の第４磁化１４Ｍの向きは、第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍの向きと逆である。一方、第３磁性層１３の第３磁化１３Ｍの向きは、第１磁性層１１の第１磁化１１Ｍの向きと同じである。このように、第１積層体ＳＢ１と第２積層体ＳＢ２との間で、反対の向きの磁化情報が記憶される。例えば、動作ＱＰ１の場合の情報（データ）が、”１”に対応する。例えば、動作ＱＰ２の場合の情報（データ）が、”０”に対応する。このような動作により、例えば、後述するように、読み出しが高速化できる。

動作ＱＰ１及び動作ＱＰ２において、第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍと、導電層２１を流れる電子（偏極電子）のスピン電流と、が相互作用する。第２磁化１２Ｍの向きと、偏極電子のスピンの向きとは、平行または反平行の関係となる。第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍは、歳差運動して、反転する。動作ＱＰ１及び動作ＱＰ２において、第４磁性層１４の第４磁化１４Ｍの向きと、偏極電子のスピンの向きとは、平行または反平行の関係となる。第４磁性層１４の第４磁化１４Ｍは、歳差運動して、反転する。

図４３（ｃ）は、磁気記憶装置２２０における読み出し動作を例示している。
読み出し動作ＱＰ３において、第４端子Ｔ４の電位を第４電位Ｖ４とする。そして、第５端子Ｔ５の電位を第５電位Ｖ５とする。第４電位Ｖ４は、例えば、接地電位である。第４電位Ｖ４と第５電位Ｖ５との間の電位差をΔＶとする。複数の積層体のそれぞれにおける２つの電気抵抗を、高抵抗Ｒｈ及び低抵抗Ｒｌとする。高抵抗Ｒｈは、低抵抗Ｒｌよりも高い。例えば、第１磁化１１Ｍと第２磁化１２Ｍとが反平行であるときの抵抗が、高抵抗Ｒｈに対応する。例えば、第１磁化１１Ｍと第２磁化１２Ｍとが平行であるときの抵抗が、低抵抗Ｒｌに対応する。例えば、第３磁化１３Ｍと第４磁化１４Ｍとが反平行であるときの抵抗が、高抵抗Ｒｈに対応する。例えば、第３磁化１３Ｍと第４磁化１４Ｍとが平行であるときの抵抗が、低抵抗Ｒｌに対応する。

例えば、図４３（ａ）に例示する動作ＱＰ１（”１”状態）において、第３端子Ｔ３の電位Ｖｒ１は、（１）式で表される。
Ｖｒ１＝｛Ｒｌ／（Ｒｌ＋Ｒｈ）｝×ΔＶ …（１）
一方、図４３（ｂ）に例示する動作ＱＰ２（”０”状態）の状態において、第３端子Ｔ３の電位Ｖｒ２は、（２）式で表される。
Ｖｒ２＝｛Ｒｈ／（Ｒｌ＋Ｒｈ）｝×ΔＶ …（２）
従って、”１”状態と”０”状態との間における、電位変化ΔＶｒは、（３）式で表される。
ΔＶｒ＝Ｖｒ２−Ｖｒ１＝｛（Ｒｈ−Ｒｌ）／（Ｒｌ＋Ｒｈ）｝×ΔＶ …（３）
電位変化ΔＶｒは、第３端子Ｔ３の電位を測定することによって得られる。

定電流を積層体（磁気抵抗素子）に供給して磁気抵抗素子の２つの磁性層の間の電圧（電位差）を測定する場合に比べて、上記の読み出し動作ＱＰ３においては、例えば、読み取り時の消費エネルギーを低減できる。上記の読み出し動作ＱＰ３においては、例えば、高速読み出しを行なうことができる。

上記の動作ＱＰ１及び動作ＱＰ２において、第４端子Ｔ４及び第５端子Ｔ５を用いて、第２磁性層１２及び第４磁性層１４のそれぞれの垂直磁気異方性を制御することができる。これにより、書込み電流を低減できる。例えば、書込み電流は、第４端子Ｔ４及び第５端子Ｔ５を用いないで書き込みを行う場合の書き込み電流の約１／２にできる。例えば、書込み電荷を低減できる。第４端子Ｔ４及び第５端子Ｔ５に加える電圧の極性と、垂直磁気異方性の増減と、の関係は、磁性層及び導電層２１の材料に依存する。

図４４は、実施形態に係る磁気記憶装置を示す模式図である。
図４４に示すように、磁気記憶装置３１０においては、メモリセルアレイＭＣＡ、複数の第１配線（例えば、ワード線ＷＬ１及びＷＬ２など）、複数の第２配線（例えば、ビット線ＢＬ１、ＢＬ２及びＢＬ３など）、及び、制御部７０が設けられる。複数の第１配線は、１つの方向に延びる。複数の第２配線は、別の１つの方向に延びる。制御部７０は、ワード線選択回路７０ＷＳ、第１ビット線選択回路７０ＢＳａ、第２ビット線選択回路７０ＢＳｂと、第１書込み回路７０Ｗａ、第２書き込み回路７０Ｗｂ、第１読出し回路７０Ｒａ、及び、第２読出し回路７０Ｒｂ、を含む。メモリセルアレイＭＣＡにおいて、複数のメモリセルＭＣが、アレイ状に並ぶ。

例えば、複数のメモリセルＭＣの１つに対応して、スイッチＳｗ１及びスイッチＳｗＳ１が設けられる。これらのスイッチは、複数のメモリセルの１つに含められると見なす。これらのスイッチは、制御部７０に含まれると見なされても良い。これらのスイッチは、例えば、トランジスタである。複数のメモリセルＭＣの１つは、例えば、積層体（例えば第１積層体ＳＢ１）を含む。

既に説明したように、１つの導電層２１に、複数の積層体（第１積層体ＳＢ１及び第２積層体ＳＢ２など）が設けられても良い。そして、複数の積層体に、複数のスイッチ（スイッチＳｗ１及びスイッチＳｗ２など）がそれぞれ設けられても良い。図４４においては、図を見やすくするために、１つの導電層２１に対応して、１つの積層体（積層体ＳＢ１など）と、１つのスイッチ（スイッチＳｗ１など）と、が描かれている。

図４４に示すように、第１積層体ＳＢ１の一端は、導電層２１に接続される。第１積層体ＳＢ１の他端は、スイッチＳｗ１のソース及びドレインの一方に接続される。スイッチＳｗ１のソース及びドレインの他方は、ビット線ＢＬ１に接続される。スイッチＳｗ１のゲートは、ワード線ＷＬ１に接続される。導電層２１の一端（例えば第１領域２１ａ）は、スイッチＳｗＳ１のソース及びドレインの一方に接続される。導電層２１の他端（例えば第４領域２１ｄ）は、ビット線ＢＬ３に接続される。スイッチＳｗＳ１のソース及びドレインの他方は、ビット線ＢＬ２に接続される。スイッチＳｗＳ１のゲートは、ワード線ＷＬ２に接続される。

複数のメモリセルＭＣの他の１つにおいて、積層体ＳＢｎ、スイッチＳｗｎ及びスイッチＳｗＳｎが設けられる。

メモリセルＭＣへの情報の書込み動作の例について説明する。
書込みを行なう１つのメモリセルＭＣ（選択メモリセル）のスイッチＳｗＳ１がオン状態とされる。例えば、オン状態においては、この１つのスイッチＳｗＳ１のゲートが接続されたワード線ＷＬ２が、ハイレベルの電位に設定される。電位の設定は、ワード線選択回路７０ＷＳにより行われる。上記の１つのメモリセルＭＣ（選択メモリセル）を含む列の他のメモリセルＭＣ（非選択メモリセル）におけるスイッチＳｗＳ１もオン状態となる。１つの例では、メモリセルＭＣ（選択メモリセル）内のスイッチＳｗ１のゲートに接続されるワード線ＷＬ１、及び、他の列に対応するワード線ＷＬ１及びＷＬ２は、ロウレベルの電位に設定される。

図４４では、１つの導電層２１に対応して１つの積層体及び１つのスイッチＳｗ１が描かれている。既に説明したように、１つの導電層２１に対応して複数の積層体（積層体ＳＢ１及び第２積層体ＳＢ２など）及び複数のスイッチ（スイッチＳｗ１及びスイッチＳｗ２など）が設けられる。この場合、例えば、複数の積層体のそれぞれに接続されているスイッチは、オン状態とされる。複数の積層体のいずれかには選択電圧が印加される。一方、他の積層体には非選択電圧が印加される。複数の積層体の上記のいずれかに書き込みが行われ、他の積層体には書き込みが行われない。複数の積層体における選択的な書き込みが行われる。

書込みを行なうメモリセルＭＣ（選択セル）に接続されたビット線ＢＬ２及びＢＬ３が、選択される。選択は、第１ビット線選択回路７０ＢＳａ及び第２ビット線選択回路７０ＢＳｂにより行われる。この選択されたビット線ＢＬ２及びＢＬ３に、書込み電流が供給される。書き込み電流の供給は、第１書込み回路７０Ｗａ及び第２書き込み回路７０Ｗｂによって行われる。書き込み電流は、第１ビット線選択回路７０ＢＳａ及び第２ビット線選択回路７０ＢＳｂの一方から、第１ビット線選択回路７０ＢＳａ及び第２ビット線選択回路７０ＢＳｂの他方に向けて流れる。書込み電流によって、ＭＴＪ素子（第１積層体ＳＢ１など）の記憶層（第２磁性層１２など）の磁化方向が変化可能になる。第１ビット線選択回路７０ＢＳａ及び第２ビット線選択回路７０ＢＳｂの他方から、第１ビット線選択回路７０ＢＳａ及び第２ビット線選択回路７０ＢＳｂの一方に向けて書込み電流が流れると、ＭＴＪ素子の記憶層の磁化方向が、上記とは反対方向に変化可能となる。このようにして、書込みが行われる。

以下、メモリセルＭＣからの情報の読出し動作の例について説明する。
読出しを行なうメモリセルＭＣ（選択セル）に接続されたワード線ＷＬ１がハイレベルの電位に設定される。上記のメモリセルＭＣ（選択セル）内のスイッチＳｗ１がオン状態にされる。このとき、上記のメモリセルＭＣ（選択セル）を含む列の他のメモリセルＭＣ（非選択セル）におけるスイッチＳｗ１もオン状態となる。上記のメモリセルＭＣ（選択セル）内のスイッチＳｗＳ１のゲートに接続されるワード線ＷＬ２、及び、他の列に対応するワード線ＷＬ１及びＷＬ２は、ロウレベルの電位に設定される。

読出しを行なうメモリセルＭＣ（選択セル）に接続されたビット線ＢＬ１及びＢＬ３が、選択される。選択は、第１ビット線選択回路７０ＢＳａ及び第２ビット線選択回路７０ＢＳｂにより行われる。この選択されたビット線ＢＬ１及びビット線ＢＬ３に、読出し電流が供給される。読み出し電流の供給は、第１読出し回路７０Ｒａ及び第２読み出し回路７０Ｒｂにより行われる。読み出し電流は、第１ビット線選択回路７０ＢＳａ及び第２ビット線選択回路７０ＢＳｂの一方から、第１ビット線選択回路７０ＢＳａ及び第２ビット線選択回路７０ＢＳｂの他方に向けて流れる。例えば、上記の選択されたビット線ＢＬ１及びＢＬ３の間の電圧が、第１読出し回路７０Ｒａ及び第２読み出し回路７０Ｒｂによって、検出される。例えば、ＭＴＪ素子の、記憶層（第２磁性層１２）の磁化と、参照層（第１磁性層１１）の磁化と、の間の差が検出される。差は、磁化の向きが互いに平行状態（同じ向き）か、または、互いに反平行状態（逆向き）か、を含む。このようにして、読出し動作が行われる。

例えば、揮発性の（ＳＲＡＭ(Static Random Access Memory)、ＤＲＡＭ(Dynamic Random Access Memory)）ワーキングメモリ、不揮発性の（ＮＡＮＤフラッシュメモリ、及び、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)）ストレージなどがある。ＳＲＡＭではリーク電流により、消費エネルギーが大きい。ＤＲＡＭでは、リフレッシュ電流により、消費エネルギーが大きい。

ワーキングメモリにおいては、動作（Active）時の頻度が待機（Standby）時の頻度に比べて多い。動作時に大きな書き込み電荷が必要であり、書き込みエネルギーが増大する。待機時にセーブしたエネルギーが、動作時に消費され、トータルでは消費エネルギーを低減することが困難である。

動作頻度の比較的少ない最下層のキャッシュメモリ（ＬＬＣ（Last Level Cache））に、例えば、ＳＴＴ（Spin Transfer Torque）−ＭＲＡＭ(Magnetic Random Access Memory)を用いることで、消費エネルギーを低減できる可能性がある。しかしながら、ＬＬＣよりも上層のキャッシュメモリにＳＴＴ−ＭＲＡＭを用いた場合は、動作頻度が格段に増える。このため、膨大なエネルギーを消費する。

実施形態においては、消費エネルギーを小さくできる。実施形態においては、高速の動作を得ることができる。

実施形態によれば、より安定した動作が得られる磁気記憶装置が提供できる。

本願明細書において、「電気的に接続される状態」は、複数の導電体が物理的に接してこれら複数の導電体の間に電流が流れる状態を含む。「電気的に接続される状態」は、複数の導電体の間に、別の導電体が挿入されて、これらの複数の導電体の間に電流が流れる状態を含む。「電気的に接続される状態」は、複数の導電体の間に、電気的な素子（トランジスタなどのスイッチなど）が挿入されて、これらの複数の導電体の間に電流が流れる状態を形成可能な状態を含む。

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、磁気記憶装置に含まれる導電層、磁性層、非磁性層、及び制御部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記憶装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気記憶装置も、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。

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。

１１…第１磁性層、 １１Ｍ…第１磁化、 １１ｅ…第１電極、 １１ｉ…第１非磁性層、 １２…第２磁性層、 １２Ａ、１２Ｂ…磁性層、 １２ＬＡ…方向、 １２ＬＬ…長さ、 １２Ｍ…第２磁化、 １２ＳＡ…方向、 １２ＳＬ…長さ、 １２ａ、１２ｂ…部分、 １２ｄｐ…凹凸量、 １２ｅｐ…エッジ部分、 １２ｉ…第２非磁性層、 １３…第３磁性層、 １３Ｍ…第３磁化、 １３ｅ…第２電極、 １４…第４磁性層、 １４Ｍ…第４磁化、 ２０ａ、２０ｂ…第１、第２導電膜、 ２０ｓ…基体、 ２１…導電層、 ２１ａ〜２１ｅ…第１〜第５領域、 ２１ｃａ…第１端部、 ２１ｃｂ…第２端部、 ２１ｃｃ…重心、 ２１ｐａ…第１突出部、 ２１ｐａｄｐ…第１突出量、 ２１ｐａｅ…トップ部、 ２１ｐａｐ…第１位置、 ２１ｐｂ…第２突出部、 ２１ｐｂｄｐ…第２突出量、 ２１ｐｂｅ…トップ部、 ２１ｐｂｐ…第２位置、 ２１ｐｃ…第３突出部、 ２１ｐｄ…第４突出部、 ２１ｐｅ…トップ部、 ２１ｐｅｐ…第１位置、 ２１ｐｐ…突出部、 ２１ｒａ…第１後退部、 ２１ｒａｄｐ…第１後退量、 ２１ｒａｅ…ボトム部、 ２１ｒａｐ…第１位置、 ２１ｒｂ…第２後退部、 ２１ｒｂｄｐ…第２後退量、 ２１ｒｂｅ…ボトム部、 ２１ｒｂｐ…第２位置、 ２１ｒｃ…第３後退部、 ２１ｒｄ…第４後退部、 ２１ｒｅ…ボトム部、 ２１ｒｅｐ…第２位置、 ２１ｒｒ…後退部、 ２１ｔａ〜２１ｔｃ…厚さ、 ７０…制御部、 ７０ＢＳａ…第１ビット線選択回路、 ７０ＢＳｂ…第２ビット線選択回路、 ７０Ｒａ…第１読み出し回路、 ７０Ｒｂ…第２読み出し回路、 ７０ＷＳ…ワード線選択回路、 ７０Ｗａ…第１書き込み回路、 ７０Ｗｂ…第２書き込み回路、 ７０ａ、７０ｂ…第１、第２配線、 ７５…駆動回路、 １１０〜１１４、１１５ａ〜１１５ｃ、１１６、１１６ａ〜１１６ｃ、１１７、１２０、１２１、１２２〜１１２ｃ、１２３〜１２５、１２５ａ〜１２５ｃ、１３０〜１３３、１４０〜１４２、１４１ａ、１４２ａ、１４３ａ〜１４３ｄ、１５０〜１５３、１６１、１６２、１６２ａ〜１６２ｇ、１６３、１６４、１７０、１７１、２２０、３１０…磁気記憶装置、 Ａ１ｘ、Ａ２ｘ…線、 Ａｍ１、Ａｍ２…第１、第２中点、 ＢＬ１〜ＢＬ３…ビット線、 Ｃｉ…電流中心、 Ｄｎ…トップボトム交差方向、 Ｄｐ…トップボトム方向、 Ｄｐｎ…トップ部交差方向、 Ｄｐｐ…トップ部方向、 Ｄｒｎ…ボトム部交差方向、 Ｄｒｐ…ボトム部方向、 Ｉｃ１〜Ｉｃ３、Ｉｃ３１、Ｉｃ３２…電流、 ＩｃＳＬ…電流、 Ｉｃｍ…電流、 Ｉｗ１〜Ｉｗ４…第１〜第４電流、 ＪＬ…電流密度、 ＪＮ…電流密度、 Ｌ１…第１直線、 Ｌ１１、Ｌ１２…端部、 Ｌ１ｅ…境界、 Ｌ２…第２直線、 Ｌ２１、Ｌ２２…端部、 Ｌ２ｅ…境界、 Ｌ３…第３線、
Ｌｃ…中心線、 ＭＣ…メモリセル、 ＭＣＡ…メモリセルアレイ、 ＯＰ１〜ＯＰ４…第１〜第４動作、 Ｐ１３、Ｐ２３…点、 ＱＰ１〜ＯＰ３…動作、 ＳＢ１、ＳＢ２…第１、第２積層体、 ＳＢｎ…積層体、 Ｓｗ１、Ｓｗ２…第１、第２スイッチ、 ＳｗＳ１…スイッチ、 ＳｗＳｎ…スイッチ、 Ｓｗｎ…スイッチ、 Ｔ１〜Ｔ５…第１〜第５端子、 Ｖ０…電位、 Ｖ１…第１電圧、 Ｖ２…第２電圧、 ＷＬ１、ＷＬ２…ワード線

Claims (11)

1. 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、を含む導電層と、
   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、
   を備え、
   前記第３領域は、第１端部及び第２端部を含み、前記第２端部から前記第１端部への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む第１平面と交差し、
   前記第１端部は、第１突出部を含み、
   前記第２端部は、第２突出部を含み、
   前記第１突出部の前記第２方向に沿う第１位置は、前記第２突出部の前記第２方向に沿う第２位置とは異なる、磁気記憶装置。
2. 前記第２磁性層の一部は、前記第１突出部の少なくとも一部に沿う、請求項１記載の磁気記憶装置。
3. 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、を含む導電層と、
   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、
   を備え、
   前記第３領域は、第１端部及び第２端部を含み、前記第２端部から前記第１端部への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む第１平面と交差し、
   前記第１端部は、第１後退部を含み、
   前記第２端部は、第２後退部を含み、
   前記第１後退部の前記第２方向に沿う第１位置は、前記第２後退部の前記第２方向に沿う第２位置とは異なる、磁気記憶装置。
4. 前記第２磁性層の一部は、前記第１後退部の少なくとも一部に沿う、請求項３記載の磁気記憶装置。
5. 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、を含む導電層と、
   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、
   を備え、
   前記第３領域は、第１端部及び第２端部を含み、前記第２端部から前記第１端部への方向は、前記第１方向及び前記第２方向を含む第１平面と交差し、
   前記第１端部は、突出部を含み、
   前記第２端部は、後退部を含む、磁気記憶装置。
6. 前記第１平面に対して垂直な少なくとも１つの断面における前記第１端部の形状は、前記少なくとも１つの断面における前記第２端部の形状とは異なる、請求項１〜５のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
7. 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、を含む導電層と、
   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、
   を備え、
   前記第３領域の形状は、前記第２方向に沿う線に対して非対称であり、
   前記第３領域の前記形状は、前記第３領域の前記形状の重心に対して点対称である、磁気記憶装置。
8. 前記第３領域は、前記第１方向において前記第２磁性層と重なる領域を含み、
   前記重なる領域の前記第１方向に沿った厚さは、前記第１領域の前記第１方向に沿った厚さよりも厚く、前記第２領域の前記第１方向に沿った厚さよりも厚い、請求項１〜７のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
9. 前記導電層は、タンタル及びタングステンよりなる群より選択された少なくとも１つを含む、請求項１〜８のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
10. 前記第１領域及び第２領域と電気的に接続された制御部をさらに備え、
    前記制御部は、少なくとも、前記第１領域から前記第２領域への第１電流を前記導電層に供給する第１動作と、前記第２領域から前記第１領域への第２電流を前記導電層に供給する第２動作と、を実施する、請求項１〜９のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
11. 前記制御部は、前記第１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動作において前記第１領域と前記第１磁性層との間の第１電位差を第１電圧とし、
    前記第２動作において前記第１電位差を前記第１電圧とし、
    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領域と前記第１磁性層との間の第１電位差を前記第１電圧とは異なる第２電圧とし、前記第１電流を前記導電層に供給し、
    前記第４動作において、前記第１電位差を前記第２電圧とし、前記第２電流を前記導電層に供給し、
    前記第１動作後における前記第１磁性層と前記導電層との間の第１電気抵抗は、前記第２動作後における前記第１磁性層と前記導電層との間の第２電気抵抗とは異なり、
    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３動作後における前記第１磁性層と前記導電層との間の電気抵抗と、前記第４動作後における前記第１磁性層と前記導電層との間の電気抵抗と、の差の絶対値よりも大きい、請求項１０記載の磁気記憶装置。

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