JP6581634B2 - 磁気記憶装置 - Google Patents
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Description
図2(a)は、図1のA1−A2線断面である。図2(b)は、図1のA3−A4線断面である。図3(a)は、図1のB1−B2線断面である。図3(b)は、図1のB3−B4線断面である。図1は、図2のC1−C2線断面である。
以下では、第1方向、第2方向、および第3方向が、それぞれ、X軸方向、Z軸方向、およびY軸方向に沿う場合について説明する。
第1積層体SB1に選択電圧を印加した際、例えば、第1積層体SB1の外周部における電界強度は、第1積層体SB1の中心部における電界強度よりも小さい。第1化合物領域41は、第1金属と、酸素および窒素からなる群より選択された少なくとも1つと、を含む。これにより、第1積層体SB1の外周部における電界強度を向上させることができる。第1積層体SB1の外周部における電界強度と、第1積層体SB1の中心部における電界強度と、の差を小さくすることができる。同様に、第2積層体SB2について、第2積層体SB2の外周部における電界強度と、第2積層体SB2の中心部における電界強度と、の差を小さくすることができる。
図4(a)に表したように、複数の積層体(積層体SB1a及び積層体SB1b)が設けられる。積層体SB1aは、第1方向(Z軸方向)において、複数の第3部分213の1つと重なる。積層体SB1bは、第1方向において、複数の第3部分213の別の1つと重なる。導電層20は、第1中間部分211iを含む。第1中間部分211iは、積層体SB1aと積層体SB1bとの間の部分に対応する。
読み出し動作OP3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、磁化11Maと磁化12Ma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、磁化11Maと磁化12Ma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、磁化11Mbと磁化12Mb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、磁化11Mbと磁化12Mbとが平行であるときの抵抗が、低抵抗Rlに対応する。
Vr1={Rl/(Rl+Rh)}×ΔV …(1)
一方、図15(b)に例示する動作OP2(”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。
第1化合物層30は、例えば、Z軸方向において、第1導電層21、第2導電層22、第1化合物領域41、および複数の化合物領域46と重なる。第1導電層21は、Z軸方向において、第1化合物層30の一部と第2磁性層12との間に設けられる。第2導電層22は、Z軸方向において、第1化合物層30の別の一部と第4磁性層14との間に設けられる。
図12(a)に表した状態は、図7(a)に表した状態の後、導電膜20Fの一部を酸化させた後の状態に対応する。
第2実施形態に係る磁気記憶装置210では、第1導電層21の第3部分213は、第1導電領域213aおよび第2導電領域213bを含む。第1導電領域213aは、Z軸方向において、第2磁性層12と第2導電領域213bとの間に設けられる。
図14に表した磁気記憶装置220は、複数の第3化合物領域43および複数の化合物領域43bをさらに含む。
図15(a)に表した状態は、図6(b)に表した状態に対応する。この例では、導電膜20Fは、第1導電膜20F1および第2導電膜20F2を含む。第1導電膜20F1は、第1金属を含む。第2導電膜20F2は、第2金属を含む。
図16に表した磁気記憶装置230では、第1導電層21の第3部分213は、第3導電領域213cをさらに含む。第2導電層22の第6部分226は、第6導電領域226fをさらに含む。
Claims (11)
- 第1部分と、第2部分と、前記第1部分と前記第2部分との間の第3部分と、を含み、第1金属を含む第1導電層と、
前記第1部分から前記第2部分に向かう第2方向と交差する第1方向において前記第3部分から離れた第1磁性層と、
前記第3部分と前記第1磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、
前記第3部分と前記第1非磁性層との間に設けられた第2磁性層と、
前記第1方向および前記第2方向を含む面と交差する第3方向において前記第1導電層から離れ、前記第1金属を含む第2導電層と、
前記第1方向において前記第2導電層から離れた第3磁性層と、
前記第2導電層と前記第3磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、
前記第2導電層と前記第2非磁性層との間に設けられた第4磁性層と、
前記第1金属と、酸素および窒素からなる群より選択された少なくとも1つと、を含む第1化合物領域であって、前記第1化合物領域の少なくとも一部は、前記第3方向において、前記第1導電層と前記第2導電層との間に設けられた、前記第1化合物領域と、
AlおよびSiからなる群より選択された少なくとも1つと、酸素および窒素からなる群より選択された少なくとも1つと、を含む第1絶縁領域であって、前記第1絶縁領域の少なくとも一部は前記第1磁性層と前記第3磁性層との間に設けられた、前記第1絶縁領域と、
前記第1導電層と電気的に接続された制御部であって、
前記第1部分から前記第2部分に向かう第1電流を前記第1導電層に供給する第1動作と、
前記第2部分から前記第1部分に向かう第2電流を前記第1導電層に供給する第2動作と、
を実施する前記制御部と、
を備えた磁気記憶装置。 - 前記第1金属と、酸素および窒素からなる群より選択された少なくとも1つと、を含む第2化合物領域をさらに備え、
前記第2化合物領域は、前記第3方向において、前記第1化合物領域と前記第2導電層との間に設けられ、
前記第1化合物領域は、第1部分領域と、前記第3方向において前記第1部分領域と前記第2化合物領域との間に位置する第2部分領域と、を含み、
前記第2部分領域の前記第1方向における長さは、前記第1部分領域の前記第1方向における長さよりも短い請求項1に記載の磁気記憶装置。 - 前記第1金属と、酸素および窒素からなる群より選択された少なくとも1つと、を含む第3化合物領域をさらに備え、
前記第3化合物領域の一部は、前記第3方向において、前記第2磁性層と前記第1絶縁領域との間に設けられた請求項1または2に記載の磁気記憶装置。 - 前記第1化合物領域の一部は、前記第3方向において、前記第2磁性層と前記第4磁性層との間に設けられた請求項1〜3のいずれか1つに記載の磁気記憶装置。
- 前記第1化合物領域の別の一部は、前記第3方向において、前記第1磁性層と前記第3磁性層との間に設けられた請求項4記載の磁気記憶装置。
- 前記第1金属は、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Pd、Cu、Ag、Ru、Rh、およびAuからなる群より選択された少なくとも1つを含む請求項1〜5のいずれか1つに記載の磁気記憶装置。
- 第1部分と、第2部分と、前記第1部分と前記第2部分との間の第3部分と、を含み、Hf、W、Re、Os、Ir、Pt、Pd、Cu、Ag、Ru、Rh、およびAuからなる第1群より選択された少なくとも1つの第1金属を含む第1導電層と、
前記第1部分から前記第2部分に向かう第2方向と交差する第1方向において前記第3部分から離れた第1磁性層と、
前記第3部分と前記第1磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、
前記第3部分と前記第1非磁性層との間に設けられた第2磁性層と、
前記第1方向および前記第2方向を含む面と交差する第3方向において前記第1導電層から離れ、前記第1金属を含む第2導電層と、
前記第1方向において前記第2導電層から離れた第3磁性層と、
前記第2導電層と前記第3磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、
前記第2導電層と前記第2非磁性層との間に設けられた第4磁性層と、
前記第1金属と、酸素および窒素からなる群より選択された少なくとも1つと、を含む第1化合物領域であって、前記第1化合物領域の少なくとも一部は、前記第3方向において、前記第1導電層と前記第2導電層との間に設けられた、前記第1化合物領域と、
前記第1導電層と電気的に接続された制御部であって、
前記第1部分から前記第2部分に向かう第1電流を前記第1導電層に供給する第1動作と、
前記第2部分から前記第1部分に向かう第2電流を前記第1導電層に供給する第2動作と、
を実施する前記制御部と、
を備えた磁気記憶装置。 - 第1部分と、第2部分と、前記第1部分と前記第2部分との間の第3部分と、を含む第1導電層であって、前記第3部分は、第1金属を含む第1導電領域と、第2金属を含む第2導電領域と、を含み、前記第2導電領域から前記第1導電領域に向かう方向は前記第1部分から前記第2部分に向かう第2方向と交差する第1方向に沿う、前記第1導電層と、
前記第1方向において前記第3部分から離れた第1磁性層であって、前記第1導電領域は前記第2導電領域と前記第1磁性層との間に位置する、前記第1磁性層と、
前記第1導電領域と前記第1磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、
前記第1導電領域と前記第1非磁性層との間に設けられた第2磁性層と、
前記第1方向および前記第2方向を含む面と交差する第3方向において前記第1導電層から離れた第2導電層と、
前記第1方向において前記第2導電層から離れた第3磁性層と、
前記第2導電層と前記第3磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、
前記第2導電層と前記第2非磁性層との間に設けられた第4磁性層と、
前記第2金属と、酸素および窒素からなる群より選択された少なくとも1つと、を含む第1化合物領域であって、前記第1化合物領域の少なくとも一部は、前記第3方向において、前記第1導電層と前記第2導電層との間に設けられた、前記第1化合物領域と、
前記第1導電層と電気的に接続された制御部であって、
前記第1部分から前記第2部分に向かう第1電流を前記第1導電層に供給する第1動作と、
前記第2部分から前記第1部分に向かう第2電流を前記第1導電層に供給する第2動作と、
を実施する前記制御部と、
を備えた磁気記憶装置。 - 第1部分と、第2部分と、前記第1部分と前記第2部分との間の第3部分と、を含む第1導電層であって、前記第3部分は、第1金属を含む第1導電領域と、第2金属を含む第2導電領域と、を含み、前記第2導電領域から前記第1導電領域に向かう方向は前記第1部分から前記第2部分に向かう第2方向と交差する第1方向に沿う、前記第1導電層と、
前記第1方向において前記第3部分から離れた第1磁性層であって、前記第1導電領域は前記第2導電領域と前記第1磁性層との間に位置する、前記第1磁性層と、
前記第1導電領域と前記第1磁性層との間に設けられた第1非磁性層と、
前記第1導電領域と前記第1非磁性層との間に設けられた第2磁性層と、
前記第1方向および前記第2方向を含む面と交差する第3方向において前記第1導電層から離れた第2導電層と、
前記第1方向において前記第2導電層から離れた第3磁性層と、
前記第2導電層と前記第3磁性層との間に設けられた第2非磁性層と、
前記第2導電層と前記第2非磁性層との間に設けられた第4磁性層と、
前記第2金属と、酸素および窒素からなる群より選択された少なくとも1つと、を含む第1化合物領域であって、前記第1化合物領域の少なくとも一部は、前記第3方向において、前記第1導電層と前記第2導電層との間に設けられた、前記第1化合物領域と、
前記第1金属と、酸素および窒素からなる群より選択された少なくとも1つと、を含む第3化合物領域であって、前記第3化合物領域の一部は、前記第2磁性層と前記第1化合物領域との間に設けられた、前記第3化合物領域と、
前記第1導電層と電気的に接続された制御部と、
を備えた磁気記憶装置。 - 前記第1金属は、Ta、Pt、Au、W、Rh、Ir、Re、Ru、Cu、Hf、およびPdからなる群より選択された少なくとも1つを含む請求項8または9に記載の磁気記憶装置。
- 前記第2金属は、Hf、Zr、Ti、Nb、V、およびAlからなる群より選択された少なくとも1つを含む請求項8〜10のいずれか1つに記載の磁気記憶装置。
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