TWI773485B - 磁性記憶裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明之實施方式提供一種能夠實現穩定之資訊記憶之磁性記憶裝置。
本發明之實施方式之磁性記憶裝置具備積層構造，該積層構造包含：第1磁性層，其具有可變之磁化方向；第2磁性層，其具有固定之磁化方向；第3磁性層，其具有相對於第2磁性層之磁化方向反平行固定之磁化方向；第1非磁性層；第2非磁性層；以及第3非磁性層。第1非磁性層設置於第1磁性層與上述第2磁性層之間，第2磁性層設置於第1非磁性層與第3磁性層之間，第3磁性層設置於第2磁性層與第2非磁性層之間，第3非磁性層設置於第2磁性層與上述第3磁性層之間。第3磁性層含有鈷(Co)及鉑(Pt)，第2非磁性層含有鉬(Mo)及鎢(W)中之至少一者，且與上述第3磁性層直接連接。
Description
本發明之實施方式係關於一種磁性記憶裝置。
提出了一種使磁阻效應元件於半導體基板上積體化之非揮發性磁性記憶裝置。
本發明之實施方式提供一種能夠實現穩定之資訊記憶之磁性記憶裝置。
本發明之實施方式之磁性記憶裝置具備積層構造，該積層構造包含：第1磁性層，其具有可變之磁化方向；第2磁性層，其具有固定之磁化方向；第3磁性層，其具有相對於第2磁性層之磁化方向反平行(antiparallel)固定之磁化方向；第1非磁性層；第2非磁性層；以及第3非磁性層。第1非磁性層設置於第1磁性層與上述第2磁性層之間，第2磁性層設置於第1非磁性層與第3磁性層之間，第3磁性層設置於第2磁性層與第2非磁性層之間，第3非磁性層設置於第2磁性層與上述第3磁性層之間。第3磁性層含有鈷(Co)及鉑(Pt)，第2非磁性層含有鉬(Mo)及鎢(W)中之至少一者。
10:半導體基板
11:磁性層(第1磁性層)
12:磁性層(第2磁性層)
12a:第1層部分
12b:第2層部分
12c:第3層部分
12c1:第1子層
12c2:第2子層
13:磁性層(第3磁性層)
13a:Pt層
13b:Co層
14:隧道阻障層(第1非磁性層)
15:上部緩衝層(第2非磁性層)
16:下部緩衝層(第3非磁性層)
17:間隔層
18:蓋層
19:上部電極層
20:硬罩層
21:SiB層
100:磁阻效應元件
200:選擇器(開關元件)
300:記憶單元
410:第1配線
420:第2配線
圖1係模式性地表示第1實施方式之磁性記憶裝置之構成之一例之剖視圖。
圖2係模式性地表示第1實施方式之磁性記憶裝置之磁阻效應元件中所包含的第3磁性層之構成之一例之剖視圖。
圖3係模式性地表示第2實施方式之磁性記憶裝置之磁阻效應元件中所包含的第3磁性層之構成之一例之剖視圖。
圖4係模式性地表示第2實施方式之磁性記憶裝置之磁阻效應元件中所包含的第3磁性層之構成之另一例之剖視圖。
圖5係模式性地表示第2實施方式之磁性記憶裝置之磁阻效應元件中所包含的第3磁性層之構成之又一例之剖視圖。
圖6係模式性地表示第3實施方式之磁性記憶裝置之磁阻效應元件中所包含的第2磁性層之構成之一例之剖視圖。
圖7係模式性地表示使用了第1、第2及第3實施方式之磁阻效應元件之磁性記憶裝置的構成之一例之立體圖。
以下，參照圖式，對實施方式進行說明。
(實施方式1)
圖1係模式性地表示第1實施方式之非揮發性磁性記憶裝置之構成之剖視圖。更具體而言，係模式性地表示非揮發性磁阻效應元件之構成之剖視圖。再者，於本實施方式及下述實施方式中，於應用MTJ(Magnetic Tunnel Junction，磁性隧道結)元件作為磁阻效應元件之情況下進行說明。
圖1所示之磁阻效應元件100設置於包含半導體基板10等之下部構造上。即，複數個磁阻效應元件100於半導體基板10上積體化。
磁阻效應元件100包含積層構造，該積層構造包含：磁性
層(第1磁性層)11、磁性層(第2磁性層)12、磁性層(第3磁性層)13、隧道阻障層(第1非磁性層)14、上部緩衝層(第2非磁性層)15、下部緩衝層(第3非磁性層)16、間隔層17、蓋層18、上部電極層19及硬罩層20。
具體而言，隧道阻障層14設置於磁性層11與磁性層12之間，磁性層12設置於隧道阻障層14與磁性層13之間，磁性層13設置於磁性層12與上部緩衝層15之間，上部緩衝層15設置於磁性層13與下部緩衝層16之間，間隔層17設置於磁性層12與磁性層13之間。
上述各層之積層順序如圖1所示，從下層側(包含半導體基板10等之下部構造側)起依序積層有下部緩衝層16、上部緩衝層15、磁性層13、間隔層17、磁性層12、隧道阻障層14、磁性層11、蓋層18、上部電極層19及硬罩層20。
磁性層(第1磁性層)11係具有可變之磁化方向之鐵磁性層，作為磁阻效應元件100之記憶層發揮作用。再者，可變之磁化方向係指相對於規定之寫入電流，磁化方向改變。磁性層11由含有鐵(Fe)、鈷(Co)及硼(B)之FeCoB層形成。磁性層11之厚度為1.6nm左右。
磁性層(第2磁性層)12係具有固定之磁化方向之鐵磁性層，作為磁阻效應元件100之參考層發揮作用。再者，固定之磁化方向係指相對於規定之寫入電流，磁化方向不變。磁性層12包含：設置於隧道阻障層14側(距隧道阻障層14近之側)之第1層部分12a、設置於磁性層13側(距隧道阻障層14遠之側)之第2層部分12b、及設置於第1層部分12a與第2層部分12b之間之第3層部分12c。
第1層部分12a由含有鐵(Fe)、鈷(Co)及硼(B)之FeCoB層形成。第1層部分12a之厚度為0.8nm左右。
第2層部分12b由鈷(Co)層形成。第2層部分12b之厚度為0.5nm左右。
第3層部分12c由鉬(Mo)層形成。第3層部分12c之厚度為0.16nm左右。
磁性層(第3磁性層)13係具有相對於磁性層12之磁化方向反平行固定之磁化方向之鐵磁性層，作為磁阻效應元件100之偏移消除層發揮作用。即，磁性層13具有消除由磁性層12施加至磁性層11之磁場之功能。
磁性層13由沿磁阻效應元件100之積層構造之積層方向交替地設置有鈷(Co)層與鉑(Pt)層之多層膜形成。即，磁性層13具有交替地積層有Co層與Pt層之超晶格構造。
圖2係模式性地表示磁性層13之構成之剖視圖。於圖2所示之例子中，磁性層13具有交替地積層有5層Pt層13a與5層Co層13b之構造。各Pt層13a及各Co層13b之厚度未達1nm。例如，磁性層13具有從下層側至上層側依序積層有Pt層(0.5nm)、Co層(0.4nm)、Pt層(0.15nm)、Co層(0.4nm)、Pt層(0.15nm)、Co層(0.4nm)、Pt層(0.15nm)、Co層(0.4nm)、Pt層(0.15nm)及Co層(0.7nm)之構造，總厚度為3.4nm。
藉由使用此種構造，Co層能夠以相對於Pt層之膜厚比為1.2倍以上之方式含有，能夠實現薄膜化。
又，磁性層13具有HCP(hexagonal close-packed，六角形密集)構造，HCP構造之(0001)面於相對於磁阻效應元件100之積層構造之膜面垂直之方向上配向。即，磁性層13之下表面及上表面為(0001)面。
隧道阻障層(第1非磁性層)14為絕緣層，由含有鎂(Mg)及
氧(O)之MgO層形成。隧道阻障層14之厚度為1.0nm左右。
上部緩衝層(第2非磁性層)15由鉬(Mo)層形成。上部緩衝層15具有BCC(body centered cubic，體心立方)結晶構造，BCC結晶構造之(110)面於相對於積層構造之膜面垂直之方向配向。即，上部緩衝層15之下表面及上表面為(110)面。該上部緩衝層15作為用以提高磁性層13之結晶性之晶向核發揮作用。上部緩衝層15之厚度為0.5nm左右。
再者，磁性層13具有HCP結晶構造或者FCC(face centered cubic，面心立方)結晶構造。HCP結晶構造或者FCC結晶構造之平均晶格間隔以d1表示。於相對於磁性層13之膜面平行之方向上構成磁性層13之原子間的距離之平均以平均晶格間隔d1表示。上部緩衝層15具有BCC結晶構造。BCC結晶構造之平均晶格間隔以d2表示。於相對於上部緩衝層15之膜面平行之方向上構成磁性層13之原子間的距離之平均以平均晶格間隔d2表示。
較佳為d1與d2滿足以下關係：0.95<d2/d1<1.0。彼此相接之表面部分最低限度要具有上述關係。
下部緩衝層(第3非磁性層)16具有非晶構造，不具有特定之結晶構造。例如，由含有鉿(Hf)之層形成之該下部緩衝層16具有提高下部緩衝層16上所形成之層的平坦性之功能、以及使具有下部緩衝層16上所形成之上部緩衝層15之結晶性初始化之功能。上述初始化係指於相對於上部緩衝層15之膜面平行之方向上形成特定之配向面。即，上部緩衝層15藉由形成於此種下部緩衝層16之上而形成結晶核。下部緩衝層16之厚度為1.0nm左右。再者，於下部緩衝層16連接有磁阻效應元件100之下部電
極(未圖示)。
間隔層17由銥(Ir)、釕(Ru)等金屬材料形成，作為用以使磁性層12與磁性層13反鐵磁性耦合之SyAFC(synthetic antiferromagnetic coupling，合成反鐵磁性耦合)層發揮作用。間隔層17之厚度為0.5nm左右。
蓋層18設置於磁性層11上，由卑金屬氧化物層、稀土類氧化物層或者鹼土類金屬氧化物層形成。蓋層18之厚度為1.0nm左右。
上部電極層19設置於蓋層18上，作為磁阻效應元件100之上部電極發揮作用。上部電極層19由包含鉿硼(Hf)、鉭(Ta)、鎢(W)、鋯(Zr)、鈮(Nb)、鉬(Mo)等金屬材料之單層或者使複數個材料積層之層形成。上部電極層19之厚度未達5nm。
硬罩層20設置於上部電極層19上，由厚度未達10nm之釕(Ru)層形成。
上述磁阻效應元件100係具有垂直磁化之STT(Spin Transfer Torque，自旋轉移矩)型磁阻效應元件。即，磁性層11、磁性層12及磁性層13之磁化方向係相對於各個膜面垂直之方向。
上述磁阻效應元件100於磁性層11之磁化方向相對於磁性層12之磁化方向平行之情形時係相對性的低電阻狀態，於磁性層11之磁化方向相對於磁性層12之磁化方向反平行之情形時係相對性的高電阻狀態。因此，磁阻效應元件100根據磁阻效應元件100之電阻狀態(低電阻狀態或者高電阻狀態)能夠記憶二進制資料。又，對磁阻效應元件100而言，根據磁阻效應元件100中流動之電流之方向能夠設定電阻狀態(低電阻狀態或者高電阻狀態)。
如上所述，於本實施方式之磁阻效應元件100中，上部緩衝層15由具有於(110)面上配向之BCC結晶構造之鉬(Mo)層形成。藉由使用此種上部緩衝層15，能夠獲得優異之磁阻效應元件100。
一般而言，當磁性層(偏移消除層)13由在HCP(0001)面或者FCC(111)面上配向之Co/Pt多層膜形成時，將在FCC(111)面或HCP(0001)面上配向之層用於緩衝層之最上層，該緩衝層作為晶向核發揮作用。
另一方面，新明確的是，如本實施方式所述，於將在BCC(110)面上配向之Mo層用作上部緩衝層15之情形時，亦會獲得在HCP(0001)面或者FCC(111)面上良好地配向之Co/Pt多層膜。藉由將此種在BCC(110)面上配向之Mo層用作上部緩衝層15，能夠獲得如下所述之優異之磁阻效應元件100。
通常，將具有1nm以上之厚度之厚鉑(Pt)層、釕(Ru)層或者銥(Ir)層用於緩衝層之最上層。該等材料係容易擴散至磁性層(參考層)12之第1層部分(FeCoB層)12a而降低磁阻效應元件之MR(magnetic resistance，磁阻)比之因素。
於本實施方式中，藉由使用在BCC(110)面上配向之Mo層作為上部緩衝層15，能夠抑制上部緩衝層(Mo層)15與磁性層12之第1層部分(FeCoB層)12a之間之相互擴散，能夠抑制MR比之降低。
又，於本實施方式中，藉由將在BCC(110)面上配向之Mo層用於上部緩衝層15，能夠獲得在HCP(0001)面或者FCC(111)面上良好地配向之Co/Pt多層膜(磁性層13)，因此Co/Pt多層膜之結晶性能夠提高，能夠使Co/Pt多層膜之垂直磁各向異性提高。又，能夠提高經由間隔層(Ir
層)17之磁性層12與磁性層13之間之反鐵磁性耦合。
又，於本實施方式中，藉由使用在BCC(110)面上配向之Mo層，能夠減少包含緩衝層(上部緩衝層15及下部緩衝層16)之磁阻效應元件100之厚度。因此，能夠使相鄰之磁阻效應元件100間之間隔變窄，如下所述，能夠獲得高積體化之磁性記憶裝置。
一般而言，於由在HCP(0001)面或者FCC(111)面上配向之Co/Pt多層膜形成磁性層(偏移消除層)13之情形時，為了抑制蝕刻產物於積層構造之側壁上再沈積，從相對於積層構造傾斜之方向照射離子束。然而，當積層構造之高度較高時(即，當構成積層構造之層整體之厚度較厚時)，離子束因相鄰之積層構造而被遮擋，積層構造之下部分有可能無法切實地進行蝕刻。因此，為了抑制蝕刻產物之再沈積並切實地對積層構造之下部分進行蝕刻，需要使相鄰之磁阻效應元件間之間隔變大。因此，產生磁阻效應元件之高積體化受到限制之問題。
於本實施方式中，能夠使積層構造之高度變低(即，能夠使構成積層構造之層整體之厚度變薄)，因此能夠使相鄰之磁阻效應元件100間之間隔變窄，能夠達成磁阻效應元件之高積體化。
又，如上文所述，磁性層13具有HCP結晶構造或者FCC結晶構造。HCP結晶構造或者FCC結晶構造之平均晶格間隔以d1表示。於相對於磁性層13之膜面平行之方向上構成磁性層13之原子間的距離之平均以平均晶格間隔d1表示。上部緩衝層15具有BCC結晶構造。BCC結晶構造之平均晶格間隔以d2表示。於相對於上部緩衝層15之膜面平行之方向上構成磁性層13之原子間的距離之平均以平均晶格間隔d2表示。
較佳為d1與d2滿足以下關係：
0.95<d2/d1<1.0。藉由滿足此種關係，能夠抑制磁性層13之FCC結晶構造之晶格與上部緩衝層15之BCC結晶構造之晶格之失配(misfit)，能夠有效果地促進結晶化。
再者，於上述實施方式中，係使用鉬(Mo)層作為上部緩衝層15，但亦可使用鎢(W)層作為上部緩衝層15。又，亦可使用Mo及W之合金層(MoW合金層)作為上部緩衝層15。或者，亦可使用將鉬(Mo)及鎢(W)與鉑(Pt)、釕(Ru)及銥(Ir)組合之合金層(MoPt、WPt、MoIr、WIr、MoRu、WRu合金層)。即，對上部緩衝層15而言，能夠使用含有鉬(Mo)及鎢(W)中之至少一者且具有BCC結晶構造之層，上述BCC結晶構造具有相對於磁阻效應元件100之積層構造之積層方向垂直之(110)面。
又，於上述實施方式中，係使用鉬(Mo)層作為第2磁性層12之第3層部分12c，但亦可使用鎢(W)層作為第3層部分12c。又，亦可使用Mo及W之合金層(MoW合金層)作為第3層部分12c。即，對第3層部分12c而言，能夠使用含有鉬(Mo)及鎢(W)中之至少一者且具有BCC結晶構造之層，上述BCC結晶構造於相對於積層構造之積層方向垂直之方向上具有(110)面。或者，出於調整平均晶格間隔之目的，亦可使用將鉬(Mo)及鎢(W)與鉑(Pt)、釕(Ru)及銥(Ir)組合之合金層(MoPt、WPt、MoIr、WIr、MoRu、WRu合金層)。
(實施方式2)
其次，對第2實施方式進行說明。再者，基本事項與上述第1實施方式相同，省略第1實施方式中已說明之事項之說明。
圖3係模式性地表示本實施方式之磁性記憶裝置之磁阻效應元件100中所包含的磁性層(第3磁性層)13之構成之剖視圖。再者，除磁
性層13外之基本構成與第1實施方式之構成相同。
於本實施方式中，含有矽(Si)及硼(B)之SiB層21設置於磁性層13內。具體而言，與第1實施方式同樣，磁性層13具有交替地積層有Pt層13a與Co層13b之構造，於Pt層13a與Co層13b之間設置有SiB層21。SiB層21之厚度較佳為0.3nm以下(例如0.1nm左右)。
再者，含有矽(Si)及硼(B)之SiB層21係構成磁性層13之層，亦可設置於磁性層13之表面(下表面或者上表面)。即，可如圖4所示，SiB層21設置於磁性層13之上部緩衝層15側，亦可如圖5所示，設置於磁性層13之間隔層17側。
又，亦可設置有2層以上之SiB層21。即，亦可為，2層以上之SiB層21設置於磁性層13內。又，亦可於磁性層13之下表面及上表面兩者設置SiB層21。進而，亦可為，1層以上之SiB層21設置於磁性層13內，且於磁性層13之下表面及上表面之至少一者設置有SiB層21。
如此，於本實施方式中，藉由於磁性層13內或者磁性層13之表面設置SiB層21，能夠提高Co/Pt多層膜之垂直磁各向異性等。藉由設置SiB層21，能夠抑制熱處理所致之CoPt之擴散，抑制垂直磁各向異性等之降低。尤其是能夠抑制Pt從磁性層13向其他層(磁性層11、磁性層12、隧道阻障層14及間隔層17等)擴散，抑制垂直磁各向異性等之降低。又，亦能夠提高經由間隔層(Ir層)17之磁性層12與磁性層13之間之反鐵磁性耦合。
(實施方式3)
其次，對第3實施方式進行說明。再者，基本事項與上述第1實施方式相同，省略第1實施方式中已說明之事項之說明。
圖6係模式性地表示本實施方式之磁性記憶裝置之磁阻效應元件100中所包含的磁性層(第2磁性層)12之構成之剖視圖。再者，除磁性層12以外之基本構成與第1實施方式之構成相同。
於本實施方式中，磁性層12之第3層部分12c包含第1子層12c1及第2子層12c2，上述第2子層12c2設置於在磁阻效應元件100之積層構造之積層方向上相鄰之第1子層12c1間。
各第1子層12c1由鉬(Mo)層形成。又，各第1子層12c1具有BCC結晶構造，BCC結晶構造之(110)面相對於積層構造之積層方向垂直。第2子層12c2由鈷(Co)層形成。
具體而言，磁性層12由第1層部分12a(FeCoB層，厚度0.8nm)、第2層部分12b(Co層，厚度0.4nm)、下層側第1子層12c1(Mo層，厚度0.08nm)、上層側第1子層12c1(Mo層，厚度0.08nm)及第2子層12c2(Co層，厚度0.10nm)形成。
再者，第2層部分12b(Co層)具有HCP(hexagonal close-packed)結晶構造或FCC結晶構造。又，第2子層12c2(Co層)具有HCP結晶構造或BCC結晶構造。
如此，於本實施方式中，磁性層12之第2層部分12c具有第2子層12c2(Co層)介於第1子層12c1(Mo層)間之構造。藉由此種構造，能夠提高磁性層12與磁性層13之間之反鐵磁性耦合，亦能夠提高磁阻效應元件100之MR比。
再者，於上述實施方式中，由2層第1子層12c1(Mo層)與1層第2子層12c2(Co層)構成磁性層12之第3層部分12c，但亦可由3層以上之第1子層12c1與2層以上之第2子層12c2構成第3層部分12c。具體而言，
亦可為，交替地積層3層以上之第1子層12c1與2層以上之第2子層12c2，由第1子層12c1構成第3層部分12c之最下層及最上層。
又，於上述實施方式中，係使用鉬(Mo)層作為第1子層12c1，但亦可使用鎢(W)層作為第1子層12c1。又，亦可使用Mo及W之合金層(MoW合金層)作為第1子層12c1。即，對第1子層12c1而言，能夠使用含有鉬(Mo)及鎢(W)中之至少一者且具有BCC結晶構造之層，上述BCC結晶構造具有相對於磁阻效應元件100之積層構造之積層方向垂直之(110)面。於此種情形時，第2子層12c2能夠使用不含有鉬(Mo)及鎢(W)中之任一者之層(代表性的是上述Co層)。
再者，於上述第2及第3實施方式中，亦可翻轉從磁性層13至磁性層11之積層順序。
圖7係模式性地表示使用了上述第1、第2及第3實施方式中所說明之磁阻效應元件100之磁性記憶裝置的構成之一例之立體圖。
圖7所示之磁性記憶裝置包含：複數個第1配線410，沿X方向延伸；複數個第2配線420，沿Y方向延伸；以及複數個記憶單元300，連接於第1配線410與第2配線420之間。第1配線410及第2配線420中之一者與字元線對應，另一者與位元線對應。各記憶單元300由磁阻效應元件100及與磁阻效應元件100串聯之選擇器(開關元件)200構成。
磁阻效應元件100使用上述第1、第2及第3實施方式中所說明之磁阻效應元件。
選擇器200例如使用兩端子型開關元件。於施加於兩端子間之電壓未達閾值之情形時，該開關元件為「高電阻狀態」，例如電性非導通狀態。於施加於兩端子間之電壓為閾值以上之情形時，該開關元件成
為「低電阻狀態」，例如電性導通狀態。
藉由向連接於所需記憶單元300之第1配線410與第2配線420之間施加規定之電壓，所需記憶單元300中所包含之選擇器200成為接通狀態(導通狀態)，能夠對所需記憶單元300中所包含之磁阻效應元件100進行寫入或者讀出。
再者，於圖7所示之例子中，磁阻效應元件100位於上層側且選擇器200位於下層側，但亦可為，磁阻效應元件100位於下層側且選擇器200位於上層側。
藉由將本實施方式之磁阻效應元件100用於如圖7所示之磁性記憶裝置，能夠獲得優異之磁性記憶裝置。
對本發明之若干實施方式進行了說明，但該等實施方式係作為例子提出，並不意圖限定發明之範圍。該等新穎之實施方式能夠以其它各種形態實施，於不脫離發明之主旨之範圍內，能夠進行各種省略、置換、變更。該等實施方式及其變化包含於發明之範圍或主旨中，亦包含於申請專利範圍中所記載之發明及其均等之範圍內。
本申請案享有以日本專利申請2020-157517號(申請日：2020年9月18日)作為基礎申請之優先權。本申請藉由參照該基礎申請而包含基礎申請之所有內容。
10:半導體基板
11:磁性層(第1磁性層)
12:磁性層(第2磁性層)
12a:第1層部分
12b:第2層部分
12c:第3層部分
13:磁性層(第3磁性層)
14:隧道阻障層(第1非磁性層)
15:上部緩衝層(第2非磁性層)
16:下部緩衝層(第3非磁性層)
17:間隔層
18:蓋層
19:上部電極層
20:硬罩層
100:磁阻效應元件
Claims (19)
- 一種磁性記憶裝置，其具備積層構造，該積層構造包含：第1磁性層，其具有可變之磁化方向；第2磁性層，其具有固定之磁化方向；第3磁性層，其具有被固定為相對於上述第2磁性層之磁化方向反平行(antiparallel)之磁化方向；第1非磁性層；第2非磁性層；及間隔層；上述第1非磁性層設置於上述第1磁性層與上述第2磁性層之間，上述第2磁性層設置於上述第1非磁性層與上述第3磁性層之間，上述第3磁性層設置於上述第2磁性層與上述第2非磁性層之間，上述間隔層設置於上述第2磁性層與上述第3磁性層之間，上述第3磁性層含有鈷(Co)及鉑(Pt)，上述第2非磁性層含有鉬(Mo)及鎢(W)之至少一者，且與上述第3磁性層直接連接。
- 如請求項1之磁性記憶裝置，其中上述第3磁性層具有於相對於上述積層構造之積層方向垂直之方向上具有(0001)面之HCP結晶構造或者具有(111)面之FCC結晶構造，上述第2非磁性層具有於相對於上述積層方向垂直之方向上具有(110)面之BCC結晶構造。
- 如請求項2之磁性記憶裝置，其中上述第3磁性層之平均晶格間隔以d1表示，上述第2非磁性層之平均晶格間隔以d2表示，滿足以下關係：0.95<d2/d1<1.0。
- 如請求項1之磁性記憶裝置，其中上述第2磁性層包含：第1層部分，其設置於上述第1非磁性層側，含有鐵(Fe)、鈷(Co)及硼(B)；第2層部分，其設置於上述第3磁性層側，由鈷(Co)形成；第3層部分，其設置於上述第1層部分與上述第2層部分之間，含有鉬(Mo)及鎢(W)之至少一者。
- 如請求項1之磁性記憶裝置，其中上述第3磁性層內或上述第3磁性層之表面含有矽(Si)及硼(B)。
- 一種磁性記憶裝置，其具有積層構造，該積層構造包含：第1磁性層，其具有可變之磁化方向；第2磁性層，其具有固定之磁化方向；第3磁性層，其具有被固定為相對於上述第2磁性層之磁化方向反平行之磁化方向；第1非磁性層； 第2非磁性層；及間隔層；上述第1非磁性層設置於上述第1磁性層與上述第2磁性層之間，上述第2磁性層設置於上述第1非磁性層與上述第3磁性層之間，上述第3磁性層設置於上述第2磁性層與上述第2非磁性層之間，上述間隔層設置於上述第2磁性層與上述第3磁性層之間，上述第3磁性層係包含：含有鈷(Co)之第4層至少1層、含有鉑(Pt)之第5層至少1層、含有矽(Si)及硼(B)之第6層至少1層。
- 如請求項6之磁性記憶裝置，其中設置為上述第5層與上述第2非磁性層相接。
- 如請求項6之磁性記憶裝置，其中設置為上述第4層與上述間隔層相接。
- 如請求項7之磁性記憶裝置，其中上述第6層設置於上述第2非磁性層與上述第5層之間。
- 如請求項8之磁性記憶裝置，其中上述第6層設置於上述間隔層與上述第4層之間。
- 如請求項6之磁性記憶裝置，其中上述第6層設置於上述第4層與上述第5層之間。
- 如請求項6之磁性記憶裝置，其中上述第6層具有0.5nm以下之厚度。
- 如請求項1或6之磁性記憶裝置，其中上述積層構造進而具備具有非晶構造之第4非磁性層，上述第4非磁性層設置於上述第2非磁性層之與上述第1非磁性層側相反之側。
- 如請求項13之磁性記憶裝置，其中上述第4非磁性層與上述第2非磁性層直接連接。
- 一種磁性記憶裝置，其具備積層構造，該積層構造包含：第1磁性層，其具有可變之磁化方向；第2磁性層，其具有固定之磁化方向；及第1非磁性層，其設置於上述第1磁性層與上述第2磁性層之間；上述第2磁性層包含：第1層部分，其設置於距上述第1非磁性層近之側，含有鐵(Fe)、鈷(Co)及硼(B)；第2層部分，其設置於距上述第1非磁性層遠之側，由鈷(Co)形成；及第3層部分，其設置於上述第1層部分與上述第2層部分之間；上述第3層部分具有含有鉬(Mo)及鎢(W)之至少一者之兩個第1子 層。
- 如請求項15之磁性記憶裝置，其於上述兩個第1子層之間，具有含有鈷(Co)之第2子層。
- 如請求項15之磁性記憶裝置，其中上述第1子層及上述第2子層具有：於相對於上述積層構造之積層方向垂直之方向上具有(110)面之BCC結晶構造。
- 如請求項15之磁性記憶裝置，其中上述積層構造進而包含第3磁性層，該第3磁性層具有被固定為相對於上述第2磁性層之磁化方向反平行之磁化方向，上述第2磁性層設置於上述第1非磁性層與上述第3磁性層之間，於上述第2磁性層與上述第3磁性層之間設置有間隔層。
- 如請求項1、6或15中任一項之磁性記憶裝置，其中上述第1磁性層含有鐵(Fe)、鈷(Co)及硼(B)，上述第1非磁性層含有鎂(Mg)及氧(O)。
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