TW595025B - Solid-state magnetic element and solid-state magnetic element array - Google Patents

Solid-state magnetic element and solid-state magnetic element array Download PDF

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Description

(1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關固體磁性元件及固體磁性元件陣列，更 詳言之，係有關一種可藉由電流直接驅動型的記錄及藉由 磁性電阻效果再生之固體磁性元件及固體磁性元件陣列。 【先前技術】 在由強磁性體/非磁性體/強磁性層所構成的積層構造 上之面內使電流流動時，發現巨大磁性電阻效果（Giant Magnetoresistance effect)以來，開發有使電流與積層構造 相對在垂直方向流動的 CPP(Current Perpendicular to Plane)型磁性電阻效果元件、或非磁性層由絕緣體構成的 強磁性通道磁性電阻效果元件作爲具有大的磁性電阻變化 率之系統。 再者，發現具有使兩個針狀的鎳（Ni)緊鄰的「磁性微 小接點」（N.Garcia，M.Munoz，and Y.-W.Zhao, Physical Review Letters，vol.82, p2923(1999))，或是使兩個磁鐵礦 接觸之磁性微小接點（J.J.Versluijs，M.A.Bari and J.M.D.Coey,Physical Review Letters,vol.87,p2660 1 -1 (20 0 1 ))之磁性電阻效果元件作爲更大的磁性電阻效果之 系統。 上述的磁性電阻效果元件不僅作爲磁性感應器或磁性 記錄再生系統的再生元件使用，亦促進非揮發性的固體磁 性記憶體之展開。 -6 - (2) 當磁性電阻效果元件作爲固體磁性元件使用時，寫入 時係依據所謂磁性電阻效果元件的附近設計的配線所施加 的電流磁場之漏洩磁場。然而，此時將導致用來記錄的磁 化反轉之所需電流具有所謂數毫安培以上之過大電流的缺 點。 相對於此，發現藉著在磁性記錄部直接使電流流動而 引起用以記錄之磁化反轉的「電流直接驅動型磁化反轉」 (J.C.Slonczewski，J.Magn.Magn.Mater.l59,Li(1996).E.B.M yers.et al. ? S cience 2 8 5，867( 1 999).J. A. Katine，et. ? Phy s . Rev. Lett. 14.3 149(2000).F.J.Albert?et al.， Appl. Phy. Lett. 77.3809(2000).J.-E.Wegrowe,et al., Europhys. Lett., 45，626(1 999).J.Z. Sun，J.Magn.Magn.Mater.202,1 57(1 999).) o 此一現象係藉由在通過參照磁性部或周圍的磁性層之 際，使已旋轉偏極之電流流動而產生旋轉偏極電子的角運 動量傳達至記錄磁性部的角運動量而藉以磁化反轉者。根 據此一現象，由於更可直接作用於記錄層，故期待可減少 記錄時的磁化反轉所需之電流。 以上的直接通電型之磁性記錄元件與磁性電阻元件係 分開使用者。然而，若組合上述元件使用時，可以一個兀 件進行記錄再生，對於元件的微細化有幫助。 然而，包含記錄磁性部的記錄部之電阻極小。因此’ 難以組合電阻大於記錄部的磁性電阻效果部而動作。又’ 由於記錄部的電阻小，故在進行元件陣列化時，元件選擇 (3) (3)595025 特別困難。 [發明所欲解決之課題] 利用電流直接驅動型磁化反轉的磁性兀件係期待可使 之低電流化且低電阻。因此，難以組合電阻大於㊆錄部的 磁性電阻效果部。又，在陣列化時有難以進行選擇元件之 問題。 【發明內容】 [用以解決課題之手段] 爲達成上述目的，本發明之第1固體磁性元件’其特 徵在於具備有： 包含有磁化方向固接於第1方向的第1強磁性體之第 1參照磁性部； 包含有磁化方向固接於第2方向的第2強磁性體之第 2參照磁性部； 設置於上述第1及第2參照磁性部之間，包含第3強 磁性體之記錄磁性部； 設置於上述第1參照磁性部與上述記錄磁性部之間的 磁區分斷部；以及 設置於上述第2參照磁性部與上述記錄磁性部之間的 中間部， 藉由在上述第1參照磁性部與上述記錄磁性部之間使 寫入電流流動，使上述第3強磁性體的磁化朝向大致與上 -8 - (4) (4)595025 述第1方向平行或反平行的方向， 藉由在上述第2參照磁性部與上述記錄磁性部之間使 感應電流流動，可檢測出與上述第2方向相對之上述第3 強磁性體的磁化方向之相對的關係。 又，本發明之第2固體磁性元件，其特徵在於具備有 包含有磁化方向固接於第1方向的第1強磁性體之第 1參照磁性部； 包含有磁化方向固接於第2方向的第2強磁性體之第 2參照磁性部； 設置於上述第1及第2參照磁性部之間的中間部； 設置於上述第1參照磁性部與上述中間部之間，具有 第3強磁性體之第1記錄磁性部； 設置於上述第2參照磁性部與上述中間部之間，具有 第4強磁性體之第2記錄磁性部； 設置於上述第1參照磁性部與上述第i記錄磁性部之 間的第1磁區分斷部；以及 設置於上述第2參照磁性部與上述第2記錄磁性部之 間的第2磁區分斷部； 藉由在上述第1參照磁性部與上述第1記錄磁性部之 間使寫入電流流動’使上述第3強磁性體的磁化朝向大致 與上述第1方向平行或反平行的方向， 藉由在上述第2參照磁性部與上述第2記錄磁性部之 間使寫入電流流動’使上述第4強磁性體的磁化朝向大致 -9 - (5) (5)595025 與上述第2方向平行或反平行的方向， 藉由在上述第1記錄磁性部與上述第2記錄磁性部之 間使感應電流流動，可檢測出上述第3強磁性體與上述第 4強磁性體的磁化方向之相對的關係。 另外，本發明之固體磁性元件陣列，其特徵在於係具 備有設置複數個上述本發明之固體磁性元件；以及選擇手 段，係選擇上述複數個固體磁性元件中任一元件，使上述 寫入電流或上述感應電流流動。 【實施方式】 [發明的實施形態] 以下，參照圖面說明本發明的實施形態。 第1圖係例示有關本發明第1實施形態之固體磁性元 件的基本剖面構造之模式圖。該磁性元件係具有：藉由電 流直接進行寫入之記錄部W、及藉由磁性電阻效果進行讀 取的再生部R。記錄部W與再生部R係共同具有記錄層 亦即，記錄部W係具有積層由硬磁性體所構成的參 照磁性部A、由非磁性體構成的磁區分斷部B、及比參照 磁性部A更具有磁性的軟記錄磁性部C之構造。此外， 再生部R係具有：記錄磁性部C、中間部D、及比記錄磁 性部C更具有磁性的硬磁性體構成的參照磁鐵部E。 參照磁性部A、記錄磁性部C、參照磁性部E係分別 連接有電極El、E2、E3。中間部D係由導電性金屬及/或 -10- (6) (6)595025 絕緣體所構成。 電極的取出方向雖在第1圖中具有橫向與上下方向， 惟爲了方便，亦可爲任一方向或傾斜方向。此後所有的圖 中皆相同。 在第1圖所示的固體磁性元件中，「寫入」係在記錄 部W中可藉由電流直接驅動型的磁化反轉機構進行。即 ’藉由旋轉偏極電流使記錄磁性部C的磁化反轉。 第2圖係說明本發明之固體磁性元件的記錄部W之 動作的模式圖。 亦即，首先如第2(a)圖所示，從參照磁性部A朝向 記錄磁性部C使電子電流流動時，可對記錄磁性部C進 行與參照磁性部A的磁化Μ 1相同方向的寫入。換言之， 在該方向使電子電流流動時，電子的旋轉首先在參照磁性 部Α中因應該磁化Μ1的方向而偏極。然後，使已旋轉偏 極之電子流入記錄磁性部C，使該磁化M2反轉至與參照 磁性部Α的磁化Μ1相同方向。 相對於此，如第2(b)圖所示，使電子電流從記錄磁性 部C朝向參照磁性部Α流動時，可進行與此反方向的寫 入。亦即，與參照磁性部A的磁化Μ 1對應的旋轉電子可 谷易通過參照磁性部A，相對地，與磁化Μ1反方向的旋 轉電子在磁區分斷部Β與參照磁性部Α之界面上以高的 準確率反射。然後，藉此方法反射的旋轉偏極電子藉由回 到記錄磁性部C，使記錄磁性部C的磁化M2反轉至與參 照磁性部A的磁化Μ 1的反方向。 11 - (7) (7)595025 如此，在本發明中，藉由旋轉偏極電流進行電流直接 驅動型的磁化反轉機構，可在記錄磁性部C寫入特定的磁 化。因此，與藉由漏洩電流磁場使記錄層磁化反轉的習知 之記錄元件比較，在記錄時可減少磁化反轉所需的電流。 另外，本實施形態的固體磁性元件之「讀取」係可於 再生部R中藉由磁性電阻效果進行。 第3圖係說明本實施形態的固體磁性元件之再生部R 的動作模式圖。 亦即，如第3 (a)圖所示，當記錄磁性部C的磁化M2 與參照磁性部E的磁化M3平行時’在該圖中以箭頭表示 的方向（或與此相反的方向亦可）使感應電流流動所獲得之 電阻小。 此外，如第3(b)圖所示’當記錄磁性部C的磁化 M2與參照磁性部E的磁化M3反平行時電阻變大。因而 ，與上述電阻輸出對應，藉由分配「〇」位準與「2」位準 ，可進行2維資訊再生。 在本發明中，可於再生部R中藉由磁性電阻效果，可 以高感度使記錄磁性部C的磁化再生。再者’如後所詳述 ，藉由適當的加強中間部D的材料或構造’可提筒使感 應電流流動之再生部的電阻至最佳的位準。結果’使元件 陣列化時之元件選擇變爲容易，可實現將該固體磁性元件 積體化的記憶體元件或邏輯電路等。 繼而，詳述構成本發明的固體磁性元件之各要件。 首先，參照磁性部A及E與記錄磁性部C的材料係 -12- (8) 可使用：由鐵（Fe)、鈷（Co)、鎳（Ni);或鐵（Fe)、鈷（Co)、 鎳（Ni)、錳（Μη)及鉻（Cr)組成的群組中至少選擇包含一群 組元素的合金亦稱爲鈹莫合金之NiFe系合金、或CoNbZr 系合金、FeTaC系合金、CoTaZr系合金、FeAlSi系合金 、FeB系合金、CoFeB系合金等的軟磁性材料、郝斯勒 (Heusler)合金、磁性半導體、Cr02、Fe304、
La^SfxMnCh等的半金屬磁性體氧化物（或半金屬磁性體 氮化物）中的任一種材料。 在此，「磁性半導體」可使用鐵（Fe)、鈷（Co)、鎳 (Ni)、鉻（Cr)、錳（Μη)中至少一種的磁性元素與化合物半 導體或是氧化物半導體所構成者，具體而言，例如可列舉 有（Ga、Cr)N、（Ga、Mn)N、MnAs、CrAs、（Ga、Cr)As、 ZnO ： Fe、（Mg、Fe)0 等。 在本發明中，亦可因應用途從上述材料適當選擇具有 磁性特性的者作爲磁性層A、C及E的材料。 在本發明中，亦可使用連續性的磁性體，或是在非磁 性矩陣中析出或形成有由磁性體構成的微粒子之複合體構 造作爲上述磁性層的材料。 又，尤其是記錄磁性部C，亦可使用[(C 〇或C 〇 F e合 金）/(NiFe或NiFeCo所構成的鈹莫合金或Ni)]所構成的 雙層構造，或[(Co或CoFe合金）/(NiFe或NiFeCo所構成 的鈹莫合金或Ni)/ ( Co或CoFe合金）]所構成的三層構 造。由上述的多層構造構成磁性層時，外側的C 〇或C 〇 F e 合金的厚度在〇.2nm至3nm的範圍內較佳。藉由採用這 -13- 595025 Ο) 種多層構造，可使記錄時所需的電流下降。 再者，已經層間交換結合的[(鈹莫合金或CoFe等磁 性層）/(Cu，Ru等非磁性層（厚度在0.2nm以上3nm以下））/ (鈹莫合金或C 〇 F e等磁性層）]所構成之三層膜作爲記錄磁 性部C，尤以反強磁性地進行層間交換結合的多層膜作爲 記錄磁性部單元，用以縮小開關電流或開關磁場最爲有效 〇 另外，爲了固接參照磁性部A的磁化Μ1或參照磁性 部Ε的磁化M3，分別在參照磁性部A、Ε的外側設置未 圖示的反強磁性層而施加交換偏壓亦可。或是積層鎘（Ru) 或銅（Cu)等非磁性層與強磁性層及反強磁性層且施加交換 偏壓時，可控制磁化方向，對於獲得磁性電阻效果的大信 號輸出有效。特別是，藉著使用反強磁性地進行層間交換 結合之（CoFe等磁性層）/(Cu，Ru等非磁性層）/ (CoFe等磁 性層）/反強磁性層，可縮小來自參照層的漏洩磁場，亦可 以小的電流寫入至記錄磁性部。 因此，反強磁性材料期望可使用鐵錳（FeMn)、鉑錳 (PtMn)、鈀錳（PdMn)、鈀鉑錳（PdPtMn)等。 第4圖係使用反強磁性結合的多層膜之固體磁性元件 的剖面作爲多層化記憶層及參照層之例。如該圖所例示， 分別組合反強磁性體膜AF、強磁性體F、非磁性體膜NM ，形成固體磁性元件的參照磁性部A、磁區分斷部B、記 錄磁性部C、中間部D、參照磁性部E。此外，第4圖以 箭頭表不強磁性體F的磁化方向。 -14- (10) (10)595025 又，磁區分斷部B係具有在參照磁性部A與記錄磁 性部C之間分斷磁區的功能。再者，磁區分斷部b亦具 有作爲旋轉偏極電子的通路之功能。其構成係：〇)包含 Cu，Ag，Au等非磁性貴金屬元素中任一個或是從該群組選 擇的至少任一元素之金屬；或（2)由與參照磁性部或記錄 磁性部相同的磁性體之構成元素所構成，惟包含結晶缺陷 等的結晶變質，或以設置有表面凹凸且磁壁形成凹陷的方 式形成。該結晶缺陷係可以電子線照射或離子照射製作。 又，表面凹凸係在細線設置凹凸而成。 此外，磁區分斷部B的材料係期望使用如Cu、Ag、 Au等之低電阻材料。 又’中間部D的材料係可使用包含由鋁（A1)、鈦（Ti) 、隹乙（Ta)、鈷（Co)、鎳（Ni)、矽（Si)及鐵（Fe)構成的群組中 至少選擇一群組元素之氧化物或氮化物、氟化物構成的絕 緣體。又’中間部D的材料係可使用銅（Cu)、金（Au)、銀 (Ag)或是上述任何材料的一種以上之合金。 爲提高再生部的元件電阻，使用絕緣性的材料作爲中 間部D的材料較爲有利。 參照磁性部A及E的厚度可設爲〇 6nm至100nm的 範圍內’記錄磁性部C的厚度係可設爲〇 2ηιη至5〇nm的 範圍內。又’磁區分斷部B的厚度可設爲0 211111至100nm 的範圍內。再者，中間部D係可設爲0.2nm至10nm的範 圍內。 另外’記錄磁性部C與參照磁性部e及中間部D係 -15- (11) 在製作元件時，期望以薄膜狀或細線狀形成。 此外’本發明的固體磁性元件之平面形狀係例如以長 方形、菱形或縱長（橫長）的6角形的方式，形成記錄磁性 部C的平面形狀。其縱橫比設爲1 : 1至1 : 5的程度，使 一軸性的形狀磁性各向異性容易產生。 又，記錄磁性部C的尺寸係長邊方向的一邊期望設爲 5nm至lOOOnm左右的範圍內。在第1圖中，雖然參照磁 性部A、E與記錄磁性部C的寬度相同，惟本發明並不限 定於此。亦即，爲了連接配線或控制磁化方向，如第5圖 所例示，固體磁性元件的各層寬度以不同的方式形成亦可 〇 第6圖係表示本實施形態的固體磁性元件之變型例的 模式剖面圖。該圖與第1圖至第5圖所述之要件相同者附 加相同的符號並省略其詳細說明。 上述變型例係在其中間部D設置有「點接觸」亦即 接觸面積低於1 OOnm2以下的磁性微小接點P。該磁性微 小接點P係由參照磁性部E或記錄磁性部C的材料所構 成，在中間部D上之周圍係藉由絕緣體予以覆蓋。 然後，該磁性微小接點P係具有如第6(a)圖所例示的 圓錐狀之剖面亦可，或是具有如該圖（b)所例示的柱狀剖 面亦可。再者，如該圖（c)及（d)所示，亦可設有複數個磁 性微小接點P。 當這種磁性微小接點P的尺寸微細化時，藉由施加磁 場，使電阻減少。雖發現減少這種電阻所需的尺寸係依據 -16 - (12) (12)595025 微小接點P的剖面形狀’惟根據本發明者等的檢討結果， 大槪將微小接點P的最大寬度設爲20nm以下時，判斷可 使電阻明顯減少。此時，產生磁性電阻變化率變成2 0 %以 上之大的磁性電阻效果。然而’微小接點p的剖面形狀在 極端扁平時等，其最大寬度即使超過20 nm，亦有因磁場 的施加而產生電阻減少之情況。具有這種微小接點P的固 體磁性元件亦包含在本發明的範圍內。 亦即，藉由設置這種磁性微小接點P時，在再生部R 中可以極高的感度讀取記錄磁性部C的磁化。 又，在設置這種磁性微小接點P時，在中間部D之 微小接點P周圍的材料係藉由絕緣性的材料形成，又，中 間部D的膜厚則厚膜化至0.2nm至lOOOnm左右的範圍。 而且，該磁性微小接點P除了由參照磁性部E或記錄 磁性部C的材料構成之外，亦可以銅（Cu)構成。此時，接 觸部由銅（Cu)所構成，其周圍亦可由鋁（A1)等氧化物構成 。如此’由於可使電流通道（Path)變窄，因此比_*般的 CPP-MR更可提升感度。 第7圖係表示本實施形態的固體磁性元件之又一變型 例的模式剖面圖。在該圖中，與第1圖至第6圖所述之要 件相同者附加相同的符號並省略其詳細說明。 在本變形例中，雖於中間部D的上下分別積層有記 錄磁性部C及參照磁性部E，惟在第丨圖中，積層設置於 其上側的磁區分斷部B、與積層設置於其上的參照磁性部 A係分別與面內方向鄰接。換言之，磁區分斷部B與參照 -17- (13) (13)595025 磁性部A係不積層在與記錄磁性部C相對之膜厚方向， 而與面內方向鄰接設置。 即使以這種配置關係配列固體磁性元件的各層，亦可 同樣進行與第2圖相關之上述旋轉偏極電流的輸入動作、 與第3圖相關之上述磁性電阻效果的輸出動作。 又，在此，中間部D雖形成單一的絕緣層，惟如第6 圖所例示，藉由設置一個或複數個磁性微小接點P，可同 樣獲得與第6圖有關之上述作用效果。 第7(b)圖係例示第7(a)圖之固體磁性元件的使用形態 之模式圖。亦即，使電極E1與開關元件S W連接，使電 極E2與寫入配線連接，使電極E3與讀取配線連接。可 在開關元件SW導通的狀態下，藉由使寫入電流從開關部 SW流至寫入配線的路徑進行記錄。又，可在導通開關元 件S W的狀態下，藉由使感應電流從開關部S W流至讀取 配線的路徑進行讀取。 此外，在第1圖至第7圖中，相同元件內的參照記錄 層之磁化方向雖表示相同的方向，惟係僅爲例示，與此互 爲反平行或呈9 0度傾斜者亦可。 以上，如參照第1圖至第7圖之說明，本發明之固體 磁性元件係在記錄部W中藉由旋轉偏極電流以小的寫入 電流在記錄磁性部C寫入磁化M2，又，於再生部R中， 使用磁性電阻效果以高感度讀取出記錄磁性部C的磁化 M2。而且，再生部R的阻抗亦即元件電阻可提高至最適 當的範圍，具有容易陣列化或容易積體化之優點。 -18· (14) (14)595025 在此，說明陣列化該固體磁性元件的構造。 第8圖係表示構成本發明之實施形態的固體磁性元件 陣列之胞的等效電路模式圖。亦即，本發明之元件陣列的 胞係具有與第1圖至第7圖相關之上述的固體磁性元件 1 〇與選擇該元件使電流流動之開關部20。固體磁性元件 1 〇係如上所述具備有：使電流流動並進行寫入之記錄部 W、共同具有記錄部W的記錄磁性部C並藉由磁性電阻 效果進行讀取的再生部R。 然後，再生部R與開關部20之間設置有記錄部W， 於再生部R與記錄部W之間連接有寫入用配線WL2。根 據該構造，藉著導通開關部20使電流在b-c間流動而進 行寫入，又，導通開關部使電流在a - c間流動，並可藉著 檢測出a-c間的電阻（電壓）進行再生。亦即，b係與寫入 用配線WL2連接。 該連接關係爲記錄部W的電阻小於再生部R的電阻 。亦即，當記錄部W與再生部R的位置關係與第8圖所 示的關係相反時，因爲再生部R的大電阻使得進行寫入時 記錄部W進行磁化反轉時電流無法充分流動。爲避免此 一情況發生，再生部R與開關部20之間設置記錄部W， 在再生部R與記錄部W之間連接寫入用配線WL2。如此 ，可藉由一個開關部20進行寫入及讀取的胞之選擇，可 大幅簡化積體化時的構成。 第9圖係表示本發明之實施形態的固體磁性元件陣列 一部份之模式電路圖。亦即，該元件陣列係例如可作爲磁 -19- (15) (15)595025 性陣列使用，具有以陣列狀連接第8圖所示的胞之構造。 繼而，在胞間除了共有第8圖所示的寫入用配線WL2之 外，尙有與此平行的再生用配線WL 1、與此垂直之胞選 擇的配線BL 1之所謂三條配線。 根據該構造，使用與指定的胞之順序對應的字元線 (WL1、WL2)與位元線（BL1)，使可進行選擇任意的胞之寫 入及再生。 第1 〇圖係表示本發明之實施形態的固體磁性元件陣 列的又一具體例之模式電路圖。該具體例亦可作爲磁性記 憶體使用。 本具體例之情況係於再生部R連接有開關部20A，在 記錄部W連接有開關部20B。然後，於再生部R與記錄 部W之間連接有寫入用配線WL 1。開關部20 A係藉由配 線BL 1予以導通，開關部20B係藉由配線BL2予以導通 〇 在該陣列之情況下，藉由開關部20 A與配線WL 1選 擇任意的胞之在生部R以進行讀取，另外，藉由開關部 2 〇B與配線WL1選擇任意的胞之記錄部W進行寫入。 以上，係說明第1圖至第1 〇圖所例示的固體磁性元 件及其應用例作爲本發明之第1實施形態。 繼而，說明本發明之第2實施形態。 第1 1圖係表示本發明之第2實施形態的固體磁性元 件的剖面構造之模式圖。 亦即’本實施形態之固體磁性元件係以在中央部具有 -20- (16) (16)595025 再生部R，且以在其兩側分別共有記錄磁性部的方式，具 有兩個記錄部Wl、W2。 說明其積層構造時，具有依序積層有參照磁性部A、 磁區分斷部B、記錄磁性部C、中間部D、記錄磁性部E 、磁區分斷部F、及參照磁性部G之構造。然後，藉由參 照磁性部A、磁區分斷部B、及記錄磁性部C構成記錄部 W1，藉由記錄磁性部C、中間部D、及記錄磁性部E構 成再生部R，藉由記錄磁性部E、磁區分斷部F、及參照 磁性部G構成記錄部W2。 上述各層的材料或膜厚、尺寸等係可設爲與第1實施 形態相關之上述的材料或膜厚、尺寸。 說明其動作時，首先該寫入動作係藉著在電極E1至 E2間使電流流動，進行記錄磁性部C的磁化反轉，以對 記錄磁性部C進行寫入，藉著在電極E3至E4間使電流 流動，進行記錄磁性部E的磁化反轉，以對記錄磁性部E 進行寫入。上述寫入的機構係與第2圖相關之上述寫入機 構相同，係使用旋轉偏極電流之電流直接驅動型的磁化反 轉機構。 此外，再生係藉由使感應電流在電極E 3至E4間流 動，檢測出記錄磁性部C與E之間的磁化之相對角度作 爲磁性電阻。其機構係與第3圖相關之上述機構相同。 如以上所說明，本實施形態的固體磁性元件可分別在 兩個記錄磁性部獨立儲存資料。 第1 2圖係表示本實施形態的固體磁性元件之變型例 -21 - (17) 的模式剖面圖。在該圖中，與第1 1圖所述之要件相同者 附加相同的符號並省略其詳細說明。 亦即’上述變型例係與第6圖所示的元件相同，具有 點接觸即磁性微小接點P。如上所述，藉由設置這種微小 接點P ’可獲得高的磁性電阻變化率，可以極高的感度讀 取記錄於記錄磁性部C及E的磁化。 此外，在第1 1圖至第12圖中，相同元件內的參照記 錄層之磁化方向雖表示相同的方向，惟此僅爲例示，亦可 互爲反平行或9 0度傾斜之方向。 第1 3 (a)圖係表示本實施形態的固體磁性元件之變型 例的模式剖面圖。在該圖中，與第1至12圖所述之要件 相同者附加相同的符號並省略其詳細說明。 在本變形例中，雖然在中間部D的上下分別積層有 記錄磁性部C及E，惟磁區分斷部B、F、參照磁性部A 、G係與記錄磁性部C、E相對，不積層於膜厚方向而分 別與面內方向鄰接而配置。然後，電極E 1與參照磁性部 A連接，電極E2與記錄電磁部C連接，電極E3與記錄 電磁部E連接，電極E4與參照磁性部G連接。 即使以這種配置關係配列固體磁性元件的各層，亦同 樣可進行與第2圖相關之上述旋轉偏極電流的輸入動作、 與第3圖相關之上述磁性電阻效果的輸出動作。 又，在此’中間部SP雖形成單一的絕緣層，惟如第 6圖或第12圖所例示，藉由設置一個或複數個磁性微小 接點P’可同樣獲得與第6圖及第12圖相關之上述作用 -22- (18) (18)595025 效果。 第13(b)圖係例示第13(a)圖之固體磁性元件的使用形 態之模式圖。亦即，分別使電極E 1、E4與開關元件S W1 、SW2連接，分別使電極E2、E3與寫入配線1、2連接 。藉由在開關元件SW 1導通的狀態下，使寫入電流從開 關部S W1流經寫入配線1的路徑，可朝向特定的方向記 錄記錄磁性部C的磁化。又，在開關元件SW2導通的狀 態下，藉由使寫入電流從開關部SW2流經寫入配線2的 路徑，可將記錄磁性部E的磁化朝向特定的方向記錄。 第1 4圖係表示本實施形態的固體磁性元件之又一變 型例的模式剖面圖。亦即，該圖（a)係其之平面圖，該圖 (b)係其之正面圖。在該圖中，與第1至13圖所述之要件 相同者附加相同的符號並省略其詳細說明。 在本變形例中，依序將參照磁性部A、磁區分斷部B 、記錄磁性部C、磁區分斷部Η、參照磁性部I配置在大 致相同的平面內。繼而，在記錄磁性部C上積層有中間部 D，並於其上積層有參照磁性部Ε。 中間部D的大小必須與記錄磁性部c與參照磁性部Ε 之重疊部分相同或與其大小相同。因而，中間部D即使 覆蓋記錄磁性部C的全體，或是覆蓋至磁區分斷部Β，亦 可連接電極Ε1與Ε2。 又’期望參照磁性部I的磁化方向與參照磁性部Α爲 反平行。電極E2與參照磁性部I連接。藉由兩個磁區分 斷部B及Η可分別使參照磁性部a與記錄磁性部C、或 -23- (19) (19)595025 記錄磁性部C與參照磁性部I的磁化方向朝向反平行。 在此使用電極E 1與E 2使電子從E 1流向E 2，記錄磁 性部C的磁化係朝向與參照磁性部A相同的方向。反之 ’使電子從電極E2流向電極E1時，記錄磁性部c的磁 化則成爲與參照磁性部I相同的方向。 分別使開關部、寫入配線、讀取配線與E 1、E2、E3 連接時，可進行與第7(b)圖所述相同的動作。 第15圖係表示本實施形態的固體磁性元件之又一變 型例的模式剖面圖。亦即，該圖（a)係其之平面圖，該圖 (b)係其之正面圖。在該圖中，與第1至14圖所述之要件 相同者附加相同的符號並省略其詳細說明。 在本變形例中，依序將參照磁性部A、磁區分斷部B 、記錄磁性部C、磁區分斷部Η、參照磁性部I配置在大 致相同的平面內。繼而，在記錄磁性部C上積層有中間部 D ’再於其上積層有記錄磁性部Ε，在記錄磁性部Ε兩側 分別介以磁區分斷部F、J大致在同一面內配列有參照磁 性部G、Κ。中間部D的大小必須與記錄磁性部C與記錄 磁性部Ε之重疊部分相同或是與其大小相同。 又，在本具體例中，期望參照磁性部G的磁化方向 與參照磁性部Κ的磁化方向爲反平行。藉由兩個磁區分 斷部Β及Η可分別使參照磁性部Α與記錄磁性部C、或 記錄磁性部C與參照磁性部I的磁化方向朝向反平行。同 樣地，藉由兩個磁區分斷部F及J可分別使參照磁性部G 與記錄磁性部E、或記錄磁性部E與參照磁性部K的磁化 -24- (20) 方向朝向反平行。 第1 6圖係表示本實施形態的固體磁性元件之固體磁 性元件陣列的模式電路圖。該固體磁性元件陣列係具有第 1 1圖或第1 2圖所示之固體磁性胞、及以陣列狀連接有選 擇該胞使電流流動的兩個開關部3 0 A、3 0B所構成的胞之 構造。上述胞係分別與和兩個開關部30A、30B連接的兩 條位元線BL1與BL2連接；與再生部R和兩個記錄部W1 、W2之間連接的字元線WL1和WL2連接；以及與和一 方的開關部連接之字元線WL3連接。 寫入係以如下之方式進行。首先，在記錄部W 1的記 錄磁性部C進行寫入時，使開關部3 0 A導通並使電流流 入該開關部3 0 A的一端（圖中爲下端）與配線WL 1以進行 寫入。又，對記錄部W2的記錄磁性部E進行之寫入，係 導通開關部30B並使電流流入字元線WL2與WL3。 另外，再生有如下之三種方法。 第1方法係導通兩個開關部3 0 A、3 0B，檢測出開關 部3〇A的下端（第16圖中）與字元線WL3之間的磁性電阻 〇 第2個方法係僅導通開關部3 0 A，檢測出開關部3 0 A 的下端（第16圖中）與字元線WL2之間的磁性電阻。 第3個方法係僅導通開關部3 0B，檢測出字元線WL 1 與WL3之間的磁性電阻。 在上述任一種情況下，由於記錄磁性部C、E的電阻 小，因此可檢測出再生部R的電阻。 -25- (21) (21)595025 【實施例】 &下參照實施例更詳細說明本發明的實施形態。 (胃1實施例） 首先，製作第1實施形態的固體磁性元件作爲本發明 的第1實施例。 第1 7(a)圖及（b)圖係表示本實施例之固體磁性元件的 ± δ部分剖面構造之模式圖。 上述的積層構造係使用超高真空濺鍍裝置所製作。首 先’藉由一般的CM0S製程在Si晶圓上形成FET作爲基 ^ °於其上形成由釔（T a)與銅（Cu)所構成的下側電極膜（未 ®示）’以與圖上下相反的順序形成第17(a)及（b)圖的積 ® 0莫’再形成上部電極層。藉由在該積層膜上塗敷 EB(electron beam)抗蝕劑，進行EB曝光使之剝落，首先 將積層膜加工至60nmx 240nm的尺寸之後，再使用EB描 繪、剝落，除去微小積層膜的一部份至記錄層出現爲止， 以製作第1圖所示的構造。再者，各電極如第9圖所示， 係與讀取用及寫入用字元線與FET連接。 與該固體磁性元件相對，導通開關用電晶體，先使負 3Ma(毫安培）的脈衝電流在b-c間流動，在磁化初期化之 後，使具有正符號的脈衝電流流動，藉由a-c間的磁性電 阻變化檢測出記錄磁性部C的磁性反轉。結果，第1 7(a) 及（b)圖皆使電漿〇.2mA的寫入電流在b-c間流動時，在 -26- (22) (22)595025 a_c間所獲得的通道磁性電阻的價沒有變化，並未產生磁 化反轉’具有第17(a)圖的構造之元件係在b-c間使電漿 0.9mA的電流流動時，在a_c間所獲得的磁性電阻產生變 化，又具有第17(b)圖的構造之元件係在b-c間使電漿 〇.6mA的電流流動時，在a-c間所獲得的磁性電阻將產生 變化，確認皆已進行磁化反轉。 而且，使該固體磁性元件陣列化爲4x 4的矩陣狀， 製作出如第9圖所示的已連接之固體磁性元件陣列。在該 陣列構造中，藉由適當選擇位元線BL與字元線WL，可 對任意的胞進行寫入與讀取。 (第2實施例） 然後，製作第1 1圖所示的第2實施形態之固體磁性 元件作爲本發明之第2實施例。亦即，在本實施例中，記 錄磁性部C及E係使用由鎳鐵鈷（NiFeCo)所構成的磁性體 膜，中間部D則使用鋁土，參照磁性部a及G係使用鈷 鐵（CoFe)。又，參照磁性部A及G的外側係分別設置由 鎘（Ru)/鈷鐵（CoFe)/銷銦锰（PtlrMn)構成的積層膜，且具 有交換向異性。 以此方法形成的第2實施形態之固體磁性元件係可以 一個元件進行邏輯處理。亦即，該元件係藉由分別輸入至 記錄磁性部C與記錄磁性部E的「0」、「1」信號之組 合，例如可進行邏輯積（AND)或邏輯和（OR)或上述的否定 (NAND、NOR)之各種邏輯處理。再者，藉著放大處理該 -27- (23) (23)595025 再生輸出結果且輸入至下一個胞，可進行各種複雜的運算 處理。 (第3實施例） 繼而，如第1 4圖所示，說明兩條細線交叉構造的固 體磁性元件之製作方法作爲本發明的第3實施例。 第1 8圖係表示本實施例的固體磁性元件之製造方法 的步驟圖。 亦即，首先以參照磁性部A、磁區分斷部B、記錄磁 性部C、磁區分斷部Η、參照磁性部I形成由CoFe構成 的磁性膜。在其膜上塗敷抗蝕劑，使用EB描繪裝置形成 細線狀遮罩。然後，以微影離子鈾刻裝置除去細線以外的 部分，形成如第18(a)圖所示的細線100。 與該細線相對，在第18(a)圖表示的L1與L2上藉由 掃描電子束，如第18(b)圖所示，形成由結晶變質部構成 的磁區分斷部B、Η。 然後，如第18(c)圖所示，在細線100上形成具有中 間部D及參照磁性部Ε之磁性層1 1 0。繼而，以與第 1 8 (a)圖相關之上述相同的方法使該磁性層1 1 0細線化。 此時，細線1 20的方向以與下面的細線1 00大致呈垂直方 向之方式形成。 爲使參照磁性部A與參照磁性部I之磁化方向反平行 ，例如在參照磁性部I直接積層PtMn襯墊或介以RU(膜 厚約1 n m )積層P t Μ η襯墊。最後則安裝配線。 (24) (24)595025 藉由以上所說明的方法，介以中間部D，例如可形成 具有兩條寬度5 0 n m的交叉細線之固體磁性元件。 以上’參照具體例並說明本發明的實施形態。然而， 本發明係不限定於上述具體例者。例如，關於構成固體磁 性元件之各要素的具體例之尺寸關係或材料、其他材料、 電極、鈍化絕緣構造等的形狀與材質，業者藉由從週知的 範圍進行適當的選擇，同樣實施本發明，在可獲得相同的 功效之範圍內，皆包含在本發明的範圍內。 又，固體磁性元件之反強磁性層、強磁性層、間層、 絕緣層等的構成要素可分別形成單層，或可爲積層兩層以 上的構造。 此外’以上述的固體磁性元件及固體磁性元件陣列爲 基準作爲本發明的實施形態，該業者進行適當的設計變更 之固體磁性元件及固體磁性元件陣列亦同樣屬於本發明的 範圍。 [發明之功效] 如以上所詳述，根據本發明，係提供一種固體磁性元 件’係具備有··利用電流直接驅動之磁化反轉，以低電流 確實寫入之記錄部；以及，利用磁性電阻效果，可具有高 的元件阻抗之再生部。 結果’在已陣列化時，可進行胞選擇，可實現高積體 化及低消耗電力化之磁性記憶體或各種邏輯電路，在產業 上極具優勢。 -29- (25) (25)595025 【圖式簡單說明】 第1圖係例示有關本發明的第1實施形態之固體磁性 元件的基本剖面構造之模式圖。 第2(a) 、（ b )圖係說明本發明之固體磁性元件的 記錄部W之動作的模式圖。 第3 ( a ) 、（ b )圖係說明第1實施形態的固體磁性 元件之再生部R的動作之模式圖。 第4圖係以記憶層及參照層作爲多層化之例，例示使 用反強磁性結合的多層膜之固體磁性元件的剖面之模式圖 〇 第5圖係以固體磁性元件的各層之寬度相異的方式袠 示所形成的固體磁性元件之模式圖。 第6 ( a ) 、（ b ) 、（ c ) 、（ d )圖係表示第1實施 形態的固體磁性元件之變型例的模式剖面圖。 第7 ( a ) 、（ b )圖係表示第1實施形態的固體磁性 元件之變型例的模式剖面圖。 第8圖係表示構成本發明之實施形態的固體磁性元件 陣列之胞的等效電路模式圖。 第9圖係表示本發明之實施形態的固體磁性元件陣列 一部份之模式電路圖。 第1 0圖係表示本發明之實施形態的固體磁性元件障 列的又一具體例之模式電路圖。 第1 1圖係表示本發明之第2實施形態的固體磁性元 -30- (26) (26)595025 件的剖面構造之模式圖。 第12(a) 、( b ) 、( c ) 、（d)圖係表示第2實施 形態的固體磁性元件之變型例的模式剖面圖。 第13(a) 、（ b )圖係表示第2實施形態的固體磁 性元件之又一變型例的模式剖面圖。 第1 4 ( a ) 、（ b )圖係表示第2實施形態的固體磁 性元件之又一變型例的模式剖面圖。 第1 5 ( a )、（ b )圖係表示第2實施形態的固體磁 性元件之又一變型例的模式剖面圖。 第1 6圖係表示使用第2實施形態的固體磁性元件之 固體磁性元件陣列的模式電路圖。 第17(a) 、（ b )圖係表示本發明的實施例之固體 磁性元件的主要部分剖面構造之模式圖。 第1 8圖係作爲本發明第3實施例的固體磁性元件之 製造步驟圖。 [圖號說明] A、 E、G、I、K參照磁性部 B、 F、J、Η磁區分斷部 C、 Ε記錄磁性部 D 中間部 Ε 1至Ε 3 電極 Μ 1至Μ 3 磁化 R再生部 -31 - (27)595025 W記 P微 S W f 10 @ 20 _ WL2 WL1 BL2 1、2 100 ' 110 錄部 小接點 兩關元件 3體磁性元件 3關部 寫入用配線 再生用配線 配線 寫入配線 120細線 磁性層 -32-

Claims (1)

  1. (1) (1)595025 拾、申請專利範圍 1 · 一種固體磁性元件，其特徵在於具備有： 包含有磁化方向固接於第1方向的第1強磁性體之第 1參照磁性部； 包含有磁化方向固接於第2方向的第2強磁性體之第 2參照磁性部； 設置於上述第1及第2參照磁性部之間，包含第3強 磁性體之記錄磁性部； 設置於上述第1參照磁性部與上述記錄磁性部之間的 磁區分斷部，以及 設置於上述第2參照磁性部與上述記錄磁性部之間的 中間部， 藉由使寫入電流在上述第1參照磁性部與上述記錄磁 性部之間流動，使上述第3強磁性體的磁化朝向大致與上 述第1方向平行或反平行的方向， 藉由在上述第2參照磁性部與上述記錄磁性部之間使 感應電流流動，可檢測出與上述第2方向相對之上述第3 強磁性體的磁化方向之相對的關係。 2.如申請專利範圍第1項之固體磁性元件，其中更具 備有： 與上述第1參照磁性部側連接的開關部；以及 與上述記錄磁性部連接的寫入配線， 在導通上述開關部的狀態下，從上述開關部至上述寫 入配線的路徑使上述寫入電流流動， -33- (2) (2)595025 在導通上述開關部的狀態下，從上述開關部至上述第 2參照磁性部的路徑使上述感應電流流動。 3 .如申請專利範圍第丨項之固體磁性元件，其中更具 備有： 與上述第1參照磁性部側連接的第1開關部； 與上述記錄磁性部連接的寫入讀取配線；以及 與上述第2參照磁性部側連接的第2開關部， 在導通上述第1開關部的狀態下，從上述第1開關部 至上述寫入讀取配線的路徑使上述寫入電流流動， 在導通上述第2開關部的狀態下，從上述第2開關部 至上述寫入讀取配線的路徑使上述感應電流流動。 4.如申請專利範圍第1項之固體磁性元件，其中藉由 使上述寫入電流流動，使已旋轉偏極的電子電流流入至上 述記錄磁性部，藉由上述已旋轉偏極之電子電流，使該記 錄磁性部的強磁性體之磁化朝向上述大致平行或反平行的 方向， 在上述感應電流流動時，因應上述磁化方向之相對的 關係使電阻變化。 5 .如申請專利範圍第丨項之固體磁性元件，其中上述 中間部係以電性絕緣性的材料形成。 6 ·如申請專利範圍第1項之固體磁性元件，其中上述 中間部係包含從相鄰接的磁性層延伸之磁性接點。 7 ·如申請專利範圍第1項之固體磁性元件，其中具有 上述記錄磁性部之上述強磁性體，係由比具有上述參照磁 -34 - (3) (3)595025 性部之上述強磁性體軟磁性的材料所構成。 8.如申請專利範圍第1項之固體磁性元件，其中更具 備有在上述第1及第2強磁性體施加交換偏壓磁場之反強 磁性層。 9 . 一種固體磁性元件，其特徵在於具備有： 包含有磁化方向固接於第1方向的第1強磁性體之第 1參照磁性部； 包含有磁化方向固接於第2方向的第2強磁性體之第 2參照磁性部； 設置於上述第1及第2參照磁性部之間的中間部； 設置於上述第1參照磁性部與上述中間部之間，具有 第3強磁性體之第1記錄磁性部； 設置於上述第2參照磁性部與上述中間部之間，具有 第4強磁性體之第2記錄磁性部； 設置於上述第1參照磁性部與上述第1記錄磁性部之 間的第1磁區分斷部；以及 設置於上述第2參照磁性部與上述第2記錄磁性部之 間的第2磁區分斷部； 藉由在上述第1參照磁性部與上述第1記錄磁性部之 間使寫入電流流動，使上述第3強磁性體的磁化朝向大致 與上述第1方向平行或反平行的方向， 藉由在上述第2參照磁性部與上述第2記錄磁性部之 間使寫入電流流動，使上述第4強磁性體的磁化朝向大致 與上述第2方向平行或反平行的方向， -35- (4) (4)595025 藉由在上述第1記錄磁性部與上述第2記錄磁性部之 間使感應電流流動，可檢測出上述第3強磁性體與上述第 4強磁性體的磁化方向之相對的關係。 1 〇 .如申請專利範圍第9項之固體磁性元件，其中更 具備有： 與上述第1參照磁性部側連接的第1開關部； 與上述第2參照磁性部側連接的第2開關部； 與上述第1記錄磁性部連接的第1寫入配線；以及 與上述第2記錄磁性部連接的第2寫入配線， 在導通上述第1開關部的狀態下，藉由從上述第1開 關部至上述第1寫入配線的路徑使上述寫入電流流動，使 上述第3強磁性體的磁化朝向大致與上述第1方向平行或 反平行的方向， 在導通上述第2開關部的狀態下，藉由從上述第2開 關部至上述第2寫入配線的路徑使上述寫入電流流動，使 上述第4強磁性體的磁化朝向大致與上述第2方向平行或 反平行的方向。 1 1 .如申請專利範圍第9項之固體磁性元件，其中藉 由使上述寫入電流流動，使已旋轉偏極的電子電流流入至 上述記錄磁性部，藉由上述已旋轉偏極之電子電流，使該 記錄磁性部的強磁性體之磁化朝向上述大致平行或反平行 的方向。 1 2 .如申請專利範圍第9項之固體磁性元件，其中上 述中間部係包含從相鄰接的磁性層延伸之磁性接點。 -36- (5) (5)595025 1 3 .如申請專利範圍第9項之固體磁性元件，其中上 述中間部係藉由電性絕緣性的材料所形成。 1 4.如申請專利範圍第9項之固體磁性元件，其中上 述中間部係包含從相鄰接的磁性層延伸之磁性接點。 1 5 .如申請專利範圍第9項之固體磁性元件，其中具 有上述記錄磁性部之上述強磁性體，係由比具有上述參照 磁性部之上述強磁性體軟磁性的材料所構成。 Ιό.如申請專利範圍第9項之固體磁性元件，其中更 具備有在上述第1及第2強磁性體施加交換偏壓磁場之反 強磁性層。 1 7 . —種固體磁性元件陣列，其特徵在於具備有： 複數個固體磁性元件，係具備有： 包含有磁化方向固接於第1方向的第1強磁性體之第 1參照磁性部； 包含有磁化方向固接於第2方向的第2強磁性體之第 2參照磁性部； 設置於上述第1及第2參照磁性部之間，包含第3強 磁性體之記錄磁性部； 設置於上述第1參照磁性部與上述記錄磁性部之間的 磁區分斷部；以及 設置於上述第2參照磁性部與上述記錄磁性部之間的 中間部， 藉由在上述第1參照磁性部與上述記錄磁性部之間使 寫入電流流動，使上述第3強磁性體的磁化朝向大致與上 -37- (6) (6)595025 述第1方向平行或反平行的方向’ 藉由在上述第2參照磁性部與上述記錄磁性部之間使 感應電流流動，可檢測出與上述第2方向相對之上述第3 強磁性體的磁化方向之相對的關係；以及 選擇手段，係選擇上述複數個固體磁性元件中任一個 元件，使上述寫入電流或上述感應電流流動。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項之固體磁性元件陣列，其 中係具備有： 複數個固體磁性元件，係更具備有： 與上述第1參照磁性部側連接的開關部；及 與上述記錄磁性部連接的寫入配線， 在導通上述開關部的狀態下，從上述開關部至上述寫 入配線的路徑使上述寫入電流流動， 在導通上述開關部的狀態下，從上述開關部至上述第 2參照磁性部的路徑使上述感應電流流動而構成；以及 選擇手段，係選擇上述複數個固體磁性元件中任一個 元件’使上述寫入電流或上述感應電流流動。 19.如申請專利範圍第17項之固體磁性元件陣列，其 中係具備有： 複數個固體磁性元件，係更具備有： 與上述第1參照磁性部側連接的第1開關部； 與上述記錄磁性部連接的寫入讀取配線；及 與上述第2參照磁性部側連接的第2開關部， 在導通上述第1開關部的狀態下，從上述第1開關部 -38- (7) (7)595025 至上述寫入讀取配線的路徑使上述寫入電流流動， 在導通上述第2開關部的狀態下，從上述第2開關部 至上述寫入讀取配線的路徑使上述感應電流流動而構成； 以及 選擇手段，係選擇上述複數個固體磁性元件中任一個 元件，使上述寫入電流或上述感應電流流動。 2 0 . —種固體磁性元件陣列，其特徵在於具備有： 複數個固體磁性元件，係具備有： 包含有磁化方向固接於第1方向的第1強磁性體之第 1參照磁性部； 包含有磁化方向固接於第2方向的第2強磁性體之第 2參照磁性部； 設置於上述第1及第2參照磁性部之間的中間部； 設置於上述第1參照磁性部與上述中間部之間，具有 第3強磁性體之第1記錄磁性部； 設置於上述第2參照磁性部與上述中間部之間，具有 第4強磁性體之第2記錄磁性部； 設置於上述第1參照磁性部與上述第1記錄磁性部之 間的第1磁區分斷部；以及 設置於上述第2參照磁性部與上述第2記錄磁性部之 間的第2磁區分斷部， 藉由在上述第1參照磁性部與上述第1記錄磁性部之 間使寫入電流流動，使上述第3強磁性體的磁化朝向大致 與上述第1方向平行或反平行的方向， -39- (8) 藉由在上述第2參照磁性部與上述第2記錄磁性部之 間使寫入電流流動，使上述第4強磁性體的磁化朝向大致 與上述第2方向平行或反平行的方向， 藉由在上述第1記錄磁性部與上述第2記錄磁性部之 間使感應電流流動，可檢測出上述第3強磁性體與上述第 4強磁性體的磁化方向之相對的關係；以及 選擇手段，係選擇上述複數個固體磁性元件中任一個 元件，使上述寫入電流或上述感應電流流動。 2 1 .如申請專利範圍第20項之固體磁性元件陣列’其 中係具備有： 複數個固體磁性元件，係更具備有： 與上述第1參照磁性部側連接的第1開關部； 與上述第2參照磁性部側連接的第2開關部； 與上述第1記錄磁性部連接的第1寫入配線；及 與上述第2記錄磁性部連接的第2寫入配線， 在導通上述第1開關部的狀態下，藉由從上述第1開 關部至上述第1寫入配線的路徑使上述寫入電流流動’使 上述第3強磁性體的磁化朝向大致與上述第1方向平行或 反平行的方向， 在導通上述第2開關部的狀態下，藉由從上述第2開 關部至上述第2寫入配線的路徑使上述寫入電流流動’使 上述第4強磁性體的磁化朝向大致與上述第2方向平行或 反平行的方向；以及 選擇手段，係選擇上述複數個固體磁性元件中任一個 -40- 595025 Ο) 元件，使上述寫入電流或上述感應電流流動。
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