磁畴壁移动元件及磁阵列制造技术

本发明专利技术提供MR比大且磁畴壁的控制性也高的磁畴壁移动元件及磁阵列。本实施方式的磁畴壁移动元件具备：磁阻效应元件，其从接近基板的一侧起依次具有参照层、非磁性层以及磁畴壁移动层；第一磁化固定层和第二磁化固定层，其分别与所述磁畴壁移动层相接，且相互分开，所述磁畴壁移动层包括包含多个插入层的铁磁性层，所述铁磁性层包含Co及Fe，且具有垂直磁各向异性，在写入时，在所述第一磁化固定层和所述第二磁化固定层之间沿着所述磁畴壁移动层流通写入电流。流通写入电流。流通写入电流。

【技术实现步骤摘要】
磁畴壁移动元件及磁阵列


[0001]本专利技术涉及磁畴壁移动元件及磁阵列。

技术介绍

[0002]代替在微细化上达到了极限的闪存等的下一代非易失性存储器备受瞩目。作为下一代非易失性存储器，例如已知有MRAM(Magnetoresistive Random Access Memory(磁阻式随机存取存储器))、ReRAM(Resistive Randome Access Memory(阻变存储器))、PCRAM(Phase Change Random Access Memory(相变随机存储器))等。
[0003]MRAM在数据记录上利用因磁化的方向的变化而产生的电阻值变化。数据记录由构成MRAM的磁阻变化元件的各个来担负。例如，在专利文献1中记载了一种磁阻变化元件(磁畴壁移动元件)，其通过使第一铁磁性层(磁畴壁移动层)内的磁畴壁移动，而能够记录多值数据。在专利文献1中记载了通过利用与第二铁磁性层组的磁耦合，能够在第一铁磁性层的两端简便地形成磁化固定区域。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：国际公开第2009/122990号

技术实现思路

[0007]能够稳定地体现多种状态的磁畴壁移动元件可用于多种用途。实现稳定地体现多种状态的磁畴壁移动元件的一个方法是增大磁畴壁移动元件的电阻变化幅度(MR比)。当电阻变化幅度增大时，能够在电阻变化幅度之间分配多种状态，能够稳定地体现多种状态。
[0008]另外，实现能够稳定地体现多种状态的磁畴壁移动元件的另一种方法是提高磁畴壁移动元件的磁畴壁动作的控制性。当提高了磁畴壁的控制性时，能够在相同的电阻变化幅度上分配多种状态，能够稳定地体现多种状态。
[0009]另一方面，难以实现MR比大且磁畴壁的控制性也高的磁畴壁移动元件。
[0010]本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种磁畴壁移动元件及磁阵列，其MR比大，且磁畴壁的控制性也高。
[0011](1)第一方面的磁畴壁移动元件具备：磁阻效应元件，其从接近基板的一侧起依次具有参照层、非磁性层以及磁畴壁移动层；第一磁化固定层和第二磁化固定层，其分别与所述磁畴壁移动层相接，且相互分开，所述磁畴壁移动层包括包含多个插入层的铁磁性层，所述铁磁性层包含Co及Fe，且具有垂直磁各向异性，在写入时，在所述第一磁化固定层和所述第二磁化固定层之间沿着所述磁畴壁移动层流通写入电流。
[0012](2)上述方面的磁畴壁移动元件中，也可以是，所述第一磁化固定层和所述第二磁化固定层的厚度不同。
[0013](3)在上述方面的磁畴壁移动元件中，也可以是，所述第一磁化固定层及所述第二磁化固定层分别具有交替层叠的磁耦合层和铁磁性层，所述第一磁化固定层所包含的铁磁
性层的层数与所述第二磁化固定层所包含的铁磁性层的层数不同。
[0014](4)在上述方面的磁畴壁移动元件中，也可以是，所述插入层包含选自MgO、Mg－Al－O、Mg、W、Mo、Ta、Pd、Pt中的任一种。
[0015](5)在上述方面的磁畴壁移动元件中，也可以是，所述插入层具有呈岛状分散的多个插入区域。
[0016](6)在上述方面的磁畴壁移动元件中，也可以是，所述插入层中最接近所述非磁性层的第一插入层包含选自W、Mo、Ta、Pd、Pt中的任一种，所述第一插入层以外的插入层中的任一层包含MgO或Mg－Al－O。
[0017](7)在上述方面的磁畴壁移动元件中，也可以是，所述磁畴壁移动层所包含的铁磁性层中最接近所述非磁性层的第一铁磁性层与所述磁畴壁移动层所包含的其它铁磁性层相比，厚度更厚。
[0018](8)在上述方面的磁畴壁移动元件中，也可以是，所述磁畴壁移动层所包含的插入层中距所述非磁性层最远的插入层与所述磁畴壁移动层所包含的其它插入层相比，厚度更厚。
[0019](9)在上述方面的磁畴壁移动元件中，也可以是，所述第一磁化固定层及所述第二磁化固定层的下表面处于所述磁畴壁移动层的上表面的下方。
[0020](10)上述方面的磁畴壁移动元件中，也可以是，还具备垂直磁感应层，所述垂直磁感应层处于所述磁畴壁移动层上。
[0021](11)在上述方面的磁畴壁移动元件中，也可以是，所述垂直磁感应层包含选自MgO、Mg－Al－O、Mg、W、Mo、Ta、Pd、Pt中的任一种。
[0022](12)在上述方面的磁畴壁移动元件中，也可以是，所述垂直磁感应层至少处于所述第一磁化固定层与所述磁畴壁移动层之间、和所述第二磁化固定层与所述磁畴壁移动层之间中的至少一方。
[0023](13)上述方面的磁畴壁移动元件中，也可以是，还具有与所述第一磁化固定层相接的第一导电层、和与所述第二磁化固定层相接的第二导电层，所述第一导电层与形成于所述第一导电层的上表面的凹陷嵌合。
[0024](14)第二方面的磁阵列具备多个上述方面的磁畴壁移动元件。
[0025]上述方面的磁畴壁移动元件及磁阵列中，MR比大，且磁畴壁的控制性也高。
附图说明
[0026]图1是第一实施方式的磁阵列的结构图。
[0027]图2是第一实施方式的磁阵列的特征部分的截面图。
[0028]图3是第一实施方式的磁畴壁移动元件的截面图。
[0029]图4是第一实施方式的磁畴壁移动元件的俯视图。
[0030]图5是第二实施方式的磁畴壁移动元件的截面图。
[0031]图6是第三实施方式的磁畴壁移动元件的截面图。
[0032]图7是第四实施方式的磁畴壁移动元件的截面图。
[0033]图8是第五实施方式的磁畴壁移动元件的截面图。
[0034]图9是第六实施方式的磁畴壁移动元件的截面图。
[0035]图10是第六实施方式的磁畴壁移动元件的变形例的截面图。
[0036]图11是第七实施方式的磁畴壁移动元件的截面图。
具体实施方式
[0037]下面，适当参照附图，对本实施方式进行详细的说明。为了便于理解本专利技术的特征，以下说明中使用的附图有时为方便起见对特征部分进行放大表示，各构成元件的尺寸比率等有时与实际不同。以下说明中例示的材料、尺寸等是一个例子，本专利技术不限定于此，可在实现本专利技术的范围内进行适当变更来实施。
[0038]首先，对方向进行定义。x方向及y方向是与下述的基板Sub(参照图2)的一面大致平行的方向。x方向是下述的磁畴壁移动层延伸的方向。y方向是与x方向正交的方向。z方向是从下述的基板Sub朝向磁畴壁移动元件的方向。在本说明书中，有时将+z方向表示为“上”，将
‑
z方向表示为“下”，但这些表达是为方便起见进行的表达，并不是规定重力方向的表达。另外，在本说明书中，所谓“向x方向延伸”，例如意味着x方向的尺寸比x方向、y方向及z方向的各尺寸中的最小的尺寸大。向其他方向延伸的情况也是同样的。
[0039][第一实施方式][0040]图1是第一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁畴壁移动元件，其中，具备：磁阻效应元件，其从接近基板的一侧起依次具有参照层、非磁性层以及磁畴壁移动层；以及第一磁化固定层和第二磁化固定层，其分别与所述磁畴壁移动层相接，且相互分开，所述磁畴壁移动层包含铁磁性层，所述铁磁性层包含多个插入层，所述铁磁性层包含Co及Fe，且具有垂直磁各向异性，在写入时，在所述第一磁化固定层和所述第二磁化固定层之间沿着所述磁畴壁移动层流通写入电流。2.根据权利要求1所述的磁畴壁移动元件，其中，所述第一磁化固定层和所述第二磁化固定层的厚度不同。3.根据权利要求1或2所述的磁畴壁移动元件，其中，所述第一磁化固定层及所述第二磁化固定层分别具有交替层叠的磁耦合层和铁磁性层，所述第一磁化固定层所包含的铁磁性层的层数与所述第二磁化固定层所包含的铁磁性层的层数不同。4.根据权利要求1～3中任一项所述的磁畴壁移动元件，其中，所述插入层包含选自MgO、Mg－Al－O、Mg、W、Mo、Ta、Pd、Pt中的任一种。5.根据权利要求1～4中任一项所述的磁畴壁移动元件，其中，所述插入层具有呈岛状分散的多个插入区域。6.根据权利要求1～5中任一项所述的磁畴壁移动元件，其中，所述插入层中最接近所述非磁性层的第一插入层包含选自W、Mo、Ta、Pd、Pt中的任一种，所述第一插入层以外的插入层中的任一层包含MgO或Mg－Al－O。7.根据权利要求1～6中任一项所述的磁畴壁移...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴田龙雄，佐佐木智生，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：