JP2003197875A - 磁気記憶装置 - Google Patents
磁気記憶装置Info
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- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/14—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements
- G11C11/15—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements using multiple magnetic layers
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- Hall/Mr Elements (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 記憶密度を高めても、記憶セルに用いられる
磁気抵抗効果素子の記憶層の記憶保持状態における安定
性を向上させ、信頼性の高い磁気記憶装置を得ることを
可能にする。 【解決手段】 記憶セルはそれぞれ、第１の書き込み配
線と対応する第２の書き込み配線が選択されたときに選
択されて、第１および第２の書き込み配線にそれぞれ電
流を流して生ずる磁場により、書き込むべき情報が記憶
される記憶層２０６を有する磁気抵抗効果素子２００
と、第１の書き込み配線を取り囲むように設けられ、記
録層と磁気閉回路を形成すように両端部が記録層の磁化
容易方向に配置された第１の構造部材２０９と、第２の
書き込み配線を取り囲むように設けられ、記録層の磁化
困難方向の磁場を強めるように両端部が記録層の磁化困
難方向に配置された第２の構造部材２１２と、を備え、
第１の構造部材の両端部は、第２の構造部材の両端部よ
りも記録層の近くに配置されている。
磁気抵抗効果素子の記憶層の記憶保持状態における安定
性を向上させ、信頼性の高い磁気記憶装置を得ることを
可能にする。 【解決手段】 記憶セルはそれぞれ、第１の書き込み配
線と対応する第２の書き込み配線が選択されたときに選
択されて、第１および第２の書き込み配線にそれぞれ電
流を流して生ずる磁場により、書き込むべき情報が記憶
される記憶層２０６を有する磁気抵抗効果素子２００
と、第１の書き込み配線を取り囲むように設けられ、記
録層と磁気閉回路を形成すように両端部が記録層の磁化
容易方向に配置された第１の構造部材２０９と、第２の
書き込み配線を取り囲むように設けられ、記録層の磁化
困難方向の磁場を強めるように両端部が記録層の磁化困
難方向に配置された第２の構造部材２１２と、を備え、
第１の構造部材の両端部は、第２の構造部材の両端部よ
りも記録層の近くに配置されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、記憶セルに磁気抵
抗効果素子を用いた磁気記憶装置に関する。
抗効果素子を用いた磁気記憶装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡ
Ｍ）とは、情報を記憶する記憶セルに磁気抵抗効果を持
つ磁気抵抗効果素子を用いた磁気記憶装置であって、高
速動作、大容量、不揮発性を特徴とする次世代の記憶装
置として注目されている。磁気抵抗効果とは、強磁性体
に磁場を印加すると強磁性体の磁化の向きに応じて電気
抵抗が変化する現象である。こうした強磁性体の磁化の
向きを情報の記録に用い、それに対応する電気抵抗の大
小で情報を読み出すことにより磁気記憶装置（ＭＲＡ
Ｍ）として動作させることができる。
Ｍ）とは、情報を記憶する記憶セルに磁気抵抗効果を持
つ磁気抵抗効果素子を用いた磁気記憶装置であって、高
速動作、大容量、不揮発性を特徴とする次世代の記憶装
置として注目されている。磁気抵抗効果とは、強磁性体
に磁場を印加すると強磁性体の磁化の向きに応じて電気
抵抗が変化する現象である。こうした強磁性体の磁化の
向きを情報の記録に用い、それに対応する電気抵抗の大
小で情報を読み出すことにより磁気記憶装置（ＭＲＡ
Ｍ）として動作させることができる。
【０００３】近年、２つの強磁性層の間に絶縁層（トン
ネルバリア層とも云う）を挿入したサンドイッチ構造を
含む強磁性トンネル接合において、トンネル磁気抵抗効
果（ＴＭＲ効果）により２０％以上の磁気抵抗変化率
（ＭＲ比）が得られるようになった（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．，７９，４７２４（１９９６））。このことを
きっかけとして、トンネル磁気効果を利用した強磁性ト
ンネル接合磁気抵抗効果素子（以下、ＴＭＲ素子とも云
う）を用いたＭＲＡＭが期待と注目を集めている。
ネルバリア層とも云う）を挿入したサンドイッチ構造を
含む強磁性トンネル接合において、トンネル磁気抵抗効
果（ＴＭＲ効果）により２０％以上の磁気抵抗変化率
（ＭＲ比）が得られるようになった（Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ．，７９，４７２４（１９９６））。このことを
きっかけとして、トンネル磁気効果を利用した強磁性ト
ンネル接合磁気抵抗効果素子（以下、ＴＭＲ素子とも云
う）を用いたＭＲＡＭが期待と注目を集めている。
【０００４】ＭＲＡＭにＴＭＲ素子を用いる場合、トン
ネルバリア層を挟む二つの強磁性層のうち、一方が磁化
の向きが変化しないように固定した磁化固着層を磁化基
準層とし、もう一方が磁化の向きが反転し易いようにし
た磁化自由層を記憶層とする。基準層と記憶層の磁化の
向きが平行な状態と反平行な状態を２進情報の “０”
と“１”に対応付けることで情報を記憶することができ
る。
ネルバリア層を挟む二つの強磁性層のうち、一方が磁化
の向きが変化しないように固定した磁化固着層を磁化基
準層とし、もう一方が磁化の向きが反転し易いようにし
た磁化自由層を記憶層とする。基準層と記憶層の磁化の
向きが平行な状態と反平行な状態を２進情報の “０”
と“１”に対応付けることで情報を記憶することができ
る。
【０００５】記録情報の書き込みは、ＴＭＲ素子近傍に
設けられた書き込み配線に電流を流して発生する誘導磁
場により記憶層の磁化の向きを反転させることにより行
う。また、記録情報の読み出しは、ＴＭＲ効果による抵
抗変化分を検出することにより行う。
設けられた書き込み配線に電流を流して発生する誘導磁
場により記憶層の磁化の向きを反転させることにより行
う。また、記録情報の読み出しは、ＴＭＲ効果による抵
抗変化分を検出することにより行う。
【０００６】基準層の磁化の向きを固定するためには、
強磁性層に接するように反強磁性層を設けて交換結合力
により磁化反転を起こりにくくするという方法が用いら
れ、このような構造はスピンバルブ型構造と呼ばれてい
る。この構造において基準層の磁化の向きは磁場を印加
しながら熱処理すること（磁化固着アニール）により決
定される。一方、記憶層は、磁気異方性を与えることに
より磁化容易方向と基準層の磁化の向きとがほぼ同じに
なるように形成されている。
強磁性層に接するように反強磁性層を設けて交換結合力
により磁化反転を起こりにくくするという方法が用いら
れ、このような構造はスピンバルブ型構造と呼ばれてい
る。この構造において基準層の磁化の向きは磁場を印加
しながら熱処理すること（磁化固着アニール）により決
定される。一方、記憶層は、磁気異方性を与えることに
より磁化容易方向と基準層の磁化の向きとがほぼ同じに
なるように形成されている。
【０００７】上述したように記憶層の磁化反転は電流誘
導磁場を用いることから、記憶層の反転に必要な磁場が
小さいほうが好ましい。しかしながら、磁化反転が容易
であるということは、例えば外部からのノイズ磁場や隣
接した記憶セルへの書き込み時の漏洩磁場の影響により
容易に反転する可能性があり、誤動作につながることと
なる。
導磁場を用いることから、記憶層の反転に必要な磁場が
小さいほうが好ましい。しかしながら、磁化反転が容易
であるということは、例えば外部からのノイズ磁場や隣
接した記憶セルへの書き込み時の漏洩磁場の影響により
容易に反転する可能性があり、誤動作につながることと
なる。
【０００８】従って、記憶層は、情報を書き換える時の
み反転し易く、そのほかの記憶保持状態には容易に反転
しないことが望ましい。反転磁場を小さくするために
は、例えば、保磁力の小さな軟磁性材料を用いる方法
や、薄層化して保磁力を小さくする方法が用いられてい
る。一方、記憶保持状態の安定化のためには、ＴＭＲ素
子の長辺と短辺の比を大きくした形状のセルとすること
により形状異方性を強くするのが一般的である。
み反転し易く、そのほかの記憶保持状態には容易に反転
しないことが望ましい。反転磁場を小さくするために
は、例えば、保磁力の小さな軟磁性材料を用いる方法
や、薄層化して保磁力を小さくする方法が用いられてい
る。一方、記憶保持状態の安定化のためには、ＴＭＲ素
子の長辺と短辺の比を大きくした形状のセルとすること
により形状異方性を強くするのが一般的である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上述したＭＲＡＭにお
いては、ＭＲＡＭの記憶容量を大きくするためには記憶
セルの面積を小さくし、これにより記憶密度を上げるこ
とが望ましい。そのためには、記憶セルの短辺（これを
セル幅とよぶ）と記憶セルの長辺（これをセル長さとよ
ぶ）ともデザインルールまで小さくすることが有効であ
る。しかしながら、このような構造とするとセル長さと
セル幅との比すなわちアスペクト比が１に近くになるた
め、形状磁気異方性が小さくなり、記憶保持状態での磁
化の不安定性が大きくなる。
いては、ＭＲＡＭの記憶容量を大きくするためには記憶
セルの面積を小さくし、これにより記憶密度を上げるこ
とが望ましい。そのためには、記憶セルの短辺（これを
セル幅とよぶ）と記憶セルの長辺（これをセル長さとよ
ぶ）ともデザインルールまで小さくすることが有効であ
る。しかしながら、このような構造とするとセル長さと
セル幅との比すなわちアスペクト比が１に近くになるた
め、形状磁気異方性が小さくなり、記憶保持状態での磁
化の不安定性が大きくなる。
【００１０】本発明は、記憶密度を高めても、記憶セル
に用いられる磁気抵抗効果素子の記憶層の記憶保持状態
における安定性を向上させることが可能な、信頼性の高
い磁気記憶装置を提供することを目的とする。
に用いられる磁気抵抗効果素子の記憶層の記憶保持状態
における安定性を向上させることが可能な、信頼性の高
い磁気記憶装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様によ
る磁気記憶装置は、複数の第１の書き込み配線と、これ
らの第１の書き込み配線と交差する複数の第２の書き込
み配線と、前記第１の書き込み配線と前記第２の書き込
み配線との交差点毎に設けられた記憶セルとを有する記
憶セルアレイを備え、前記記憶セルはそれぞれ、第１の
書き込み配線と対応する前記第２の書き込み配線が選択
されたときに選択されて、前記第１および第２の書き込
み配線にそれぞれ電流を流して生ずる磁場により、書き
込むべき情報が記憶される記憶層を有する磁気抵抗効果
素子と、前記第１の書き込み配線を取り囲むように設け
られ、前記記録層と磁気閉回路を形成するように両端部
が前記記録層の磁化容易方向に配置された第１の構造部
材と、前記第２の書き込み配線を取り囲むように設けら
れ、前記記録層の磁化困難方向の磁場を強めるように両
端部が前記記録層の磁化困難方向に配置された第２の構
造部材と、を備え、前記第１の構造部材の前記両端部
は、前記第２の構造部材の両端部よりも前記記録層の近
くに配置されたことを特徴とする。
る磁気記憶装置は、複数の第１の書き込み配線と、これ
らの第１の書き込み配線と交差する複数の第２の書き込
み配線と、前記第１の書き込み配線と前記第２の書き込
み配線との交差点毎に設けられた記憶セルとを有する記
憶セルアレイを備え、前記記憶セルはそれぞれ、第１の
書き込み配線と対応する前記第２の書き込み配線が選択
されたときに選択されて、前記第１および第２の書き込
み配線にそれぞれ電流を流して生ずる磁場により、書き
込むべき情報が記憶される記憶層を有する磁気抵抗効果
素子と、前記第１の書き込み配線を取り囲むように設け
られ、前記記録層と磁気閉回路を形成するように両端部
が前記記録層の磁化容易方向に配置された第１の構造部
材と、前記第２の書き込み配線を取り囲むように設けら
れ、前記記録層の磁化困難方向の磁場を強めるように両
端部が前記記録層の磁化困難方向に配置された第２の構
造部材と、を備え、前記第１の構造部材の前記両端部
は、前記第２の構造部材の両端部よりも前記記録層の近
くに配置されたことを特徴とする。
【００１２】また、本発明の第２の態様による磁気記憶
装置は、複数の第１の書き込み配線と、これらの第１の
書き込み配線と交差する複数の第２の書き込み配線と、
前記第１の書き込み配線と前記第２の書き込み配線との
交差点毎に設けられた記憶セルとを有する記憶セルアレ
イを備え、前記記憶セルはそれぞれ、対応する前記第１
の書き込み配線と対応する前記第２の書き込み配線が選
択されたときに選択されて、前記第１および第２の書き
込み配線にそれぞれ電流を流して生ずる磁場により、書
き込むべき情報が記憶される記憶層を有する磁気抵抗効
果素子と、前記第１の書き込み配線を取り囲むように設
けられ、前記記録層と磁気閉回路を形成するように両端
部が前記記録層の磁化容易方向に配置された第１の構造
部材と、前記第２の書き込み配線を取り囲むように設け
られ、前記記録層の磁化困難方向の磁場を強めるように
両端部が前記記録層の磁化困難方向に配置された第２の
構造部材と、を備え、前記第１の構造部材は、前記第２
の構造部材よりも透磁率が大きい材料からなっているこ
とを特徴とする。
装置は、複数の第１の書き込み配線と、これらの第１の
書き込み配線と交差する複数の第２の書き込み配線と、
前記第１の書き込み配線と前記第２の書き込み配線との
交差点毎に設けられた記憶セルとを有する記憶セルアレ
イを備え、前記記憶セルはそれぞれ、対応する前記第１
の書き込み配線と対応する前記第２の書き込み配線が選
択されたときに選択されて、前記第１および第２の書き
込み配線にそれぞれ電流を流して生ずる磁場により、書
き込むべき情報が記憶される記憶層を有する磁気抵抗効
果素子と、前記第１の書き込み配線を取り囲むように設
けられ、前記記録層と磁気閉回路を形成するように両端
部が前記記録層の磁化容易方向に配置された第１の構造
部材と、前記第２の書き込み配線を取り囲むように設け
られ、前記記録層の磁化困難方向の磁場を強めるように
両端部が前記記録層の磁化困難方向に配置された第２の
構造部材と、を備え、前記第１の構造部材は、前記第２
の構造部材よりも透磁率が大きい材料からなっているこ
とを特徴とする。
【００１３】なお、前記第１の構造部材は、強磁性材料
を含む材料で構成されており、前記強磁性材料の比透磁
率が１０より大きくても良い。
を含む材料で構成されており、前記強磁性材料の比透磁
率が１０より大きくても良い。
【００１４】なお、前記磁気抵抗効果素子は、磁化基準
層とトンネルバリア層と記録層とを有するトンネル接合
部を一重または二重以上に備えていても良い。
層とトンネルバリア層と記録層とを有するトンネル接合
部を一重または二重以上に備えていても良い。
【００１５】なお、前記第１の構造部材の両端部が磁化
基準層の磁化方向に配置されていても良い。
基準層の磁化方向に配置されていても良い。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１７】（第１実施形態）本発明の第１実施形態に
よる磁気記憶装置を、図１を参照して説明する。この実
施形態の磁気記憶装置は、記憶セルアレイを備え、この
記憶セルアレイは、マトリクス状に配列された複数の記
憶セルと、複数の書き込みビット線１０８と、これらの
書き込みビット線１０８と交差するように設けられた複
数の書き込みワード線１１０とを備えている。図１は、
本実施形態の磁気記憶装置に係る記憶セルの概略の構成
を示す斜視図であり、選択トランジスタは図示されてい
ない。この実施形態による磁気記憶装置に係る記憶セル
は、図１に示すように、書き込みビット線１０８と書き
込みワード線１１０が交差する領域に設けられ、ＴＭＲ
素子１００と、このＴＭＲ素子１００の一方の端子に電
気的に接続された下部電極１０１と、上記ＴＭＲ素子１
００の他方の端子に接続された上部電極（コンタクトと
も云う）１０７と、環状構造部材１０９と、一端が下部
電極１０１に接続され他端が図示しない選択トランジス
タに接続される接続プラグ１１１と、を備えている。書
き込みビット線１０８および書き込みワード線１１０
は、書き込み時に記憶セルを選択し、選択された記憶セ
ル内のＴＭＲ素子に情報を書き込むのに使用される。書
き込みビット線１０８は、上部電極１０７に電気的に接
続されているが、書き込みワード線１１０は、下部電極
１０１とは図示しない絶縁膜によって電気的に絶縁され
ている。
よる磁気記憶装置を、図１を参照して説明する。この実
施形態の磁気記憶装置は、記憶セルアレイを備え、この
記憶セルアレイは、マトリクス状に配列された複数の記
憶セルと、複数の書き込みビット線１０８と、これらの
書き込みビット線１０８と交差するように設けられた複
数の書き込みワード線１１０とを備えている。図１は、
本実施形態の磁気記憶装置に係る記憶セルの概略の構成
を示す斜視図であり、選択トランジスタは図示されてい
ない。この実施形態による磁気記憶装置に係る記憶セル
は、図１に示すように、書き込みビット線１０８と書き
込みワード線１１０が交差する領域に設けられ、ＴＭＲ
素子１００と、このＴＭＲ素子１００の一方の端子に電
気的に接続された下部電極１０１と、上記ＴＭＲ素子１
００の他方の端子に接続された上部電極（コンタクトと
も云う）１０７と、環状構造部材１０９と、一端が下部
電極１０１に接続され他端が図示しない選択トランジス
タに接続される接続プラグ１１１と、を備えている。書
き込みビット線１０８および書き込みワード線１１０
は、書き込み時に記憶セルを選択し、選択された記憶セ
ル内のＴＭＲ素子に情報を書き込むのに使用される。書
き込みビット線１０８は、上部電極１０７に電気的に接
続されているが、書き込みワード線１１０は、下部電極
１０１とは図示しない絶縁膜によって電気的に絶縁され
ている。
【００１８】ＴＭＲ素子１００は、図１に示すように、
Ｔａからなるバッファ層１０２と、Ｉｒ−Ｍｎからなる
反強磁性層１０３と、Ｃｏ−Ｆｅからなる磁化基準層１
０４と、Ａｌ２Ｏ３からなるトンネルバリア層１０５
と、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉからなる記録層１０６とを有して
いる。バッファ層１０２は下部電極１０１と電気的に接
続され、記録層１０６は上部電極１０７を介して書き込
みビット線１０８と電気的に接続されている。記録層１
０６の磁化容易方向は磁化基準層１０４の磁化の向きと
略平行となるようにしてあり、ＴＭＲ素子１００のＭＲ
比の最大値が得られる構造となっている。
Ｔａからなるバッファ層１０２と、Ｉｒ−Ｍｎからなる
反強磁性層１０３と、Ｃｏ−Ｆｅからなる磁化基準層１
０４と、Ａｌ２Ｏ３からなるトンネルバリア層１０５
と、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉからなる記録層１０６とを有して
いる。バッファ層１０２は下部電極１０１と電気的に接
続され、記録層１０６は上部電極１０７を介して書き込
みビット線１０８と電気的に接続されている。記録層１
０６の磁化容易方向は磁化基準層１０４の磁化の向きと
略平行となるようにしてあり、ＴＭＲ素子１００のＭＲ
比の最大値が得られる構造となっている。
【００１９】ＴＭＲ素子１００の周囲は絶縁膜（図示せ
ず）で覆われており、その絶縁膜の外側には高透磁率磁
性材料からなり、環の一部分が切り欠かれた断面形状の
環状構造部材１０９が設けられている。本実施形態にお
いては、環状構造部材１０９はＮｉ７８Ｆｅ２２から構
成されている。なお、環状構造部材１０９は、強磁性体
材料を含む材料から構成され、この強磁性体材料を含む
材料は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのうちの少なくとも一つを含
む合金であり、比透磁率が１０より大きいことが好まし
い。
ず）で覆われており、その絶縁膜の外側には高透磁率磁
性材料からなり、環の一部分が切り欠かれた断面形状の
環状構造部材１０９が設けられている。本実施形態にお
いては、環状構造部材１０９はＮｉ７８Ｆｅ２２から構
成されている。なお、環状構造部材１０９は、強磁性体
材料を含む材料から構成され、この強磁性体材料を含む
材料は、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｎｉのうちの少なくとも一つを含
む合金であり、比透磁率が１０より大きいことが好まし
い。
【００２０】この環状構造部材１０９はその両端が記録
層１０６の磁化容易方向（図１に示す矢印の方向）に配
置されるように設置されており、記録層１０６からの磁
束を収束できる構造となっている。記録層１０６からの
磁束が収束されて環状構造部材１０９の一端から環状構
造部材１０９に入り、上記磁束が環状構造部材１０９を
通って環状構造部材１０９の他端から記録層１０６に還
流する、磁気回路の閉ループが形成されることにより、
磁化容易方向の磁気異方性エネルギーが下がり、記録層
１０６の磁化の向きが安定することとなる。
層１０６の磁化容易方向（図１に示す矢印の方向）に配
置されるように設置されており、記録層１０６からの磁
束を収束できる構造となっている。記録層１０６からの
磁束が収束されて環状構造部材１０９の一端から環状構
造部材１０９に入り、上記磁束が環状構造部材１０９を
通って環状構造部材１０９の他端から記録層１０６に還
流する、磁気回路の閉ループが形成されることにより、
磁化容易方向の磁気異方性エネルギーが下がり、記録層
１０６の磁化の向きが安定することとなる。
【００２１】なお、環状構造部材１０９の具体的な断面
形状の例としては、例えば、図２（ａ）に示すような
「コ」の字型形状およびその両端が閉じる方向に延びた
形状、図２（ｂ）に示すような馬蹄形状およびその両端
が閉じる方向に延びた形状、図２（ｃ）に示すような
「Ｕ」字型形状およびその両端が閉じる方向に延びた形
状、ならびに図２（ｄ）に示す「Ｃ」字型形状およびそ
の両端が閉じる方向に延びた形状がある。また、本実施
形態においては、環状構造部材１０９は、記録層１０６
から磁束を受けたり磁束を記録層１０６に戻す部分１０
９ａ，１０９ｂと、これらの部分１０９ａ，１０９ｂを
接続する部分１０９ｃとからなっているが、これらの部
分１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃを一体形成した構造で
あっても良い。
形状の例としては、例えば、図２（ａ）に示すような
「コ」の字型形状およびその両端が閉じる方向に延びた
形状、図２（ｂ）に示すような馬蹄形状およびその両端
が閉じる方向に延びた形状、図２（ｃ）に示すような
「Ｕ」字型形状およびその両端が閉じる方向に延びた形
状、ならびに図２（ｄ）に示す「Ｃ」字型形状およびそ
の両端が閉じる方向に延びた形状がある。また、本実施
形態においては、環状構造部材１０９は、記録層１０６
から磁束を受けたり磁束を記録層１０６に戻す部分１０
９ａ，１０９ｂと、これらの部分１０９ａ，１０９ｂを
接続する部分１０９ｃとからなっているが、これらの部
分１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃを一体形成した構造で
あっても良い。
【００２２】本実施形態においては、環状構造部材１０
９の設置によって記録層１０６の磁化の向きが安定する
ので、記憶セルの形状を正方形とすることが可能とな
る。例えば、記憶セルはセル幅０．１５μｍ、セル長さ
０．１５μｍの正方形とすることができる。すなわち、
従来不安定とされていたセル長さとセル幅との比である
アスペクト比が１の記憶セル形状を実現することができ
る。従来では、図３（ａ）に示すようにアスペクト比が
２程度のものしか安定なＴＭＲ素子１０９として用いる
ことができず、記憶セルの面積が１２Ｆ２の記憶セル
（Ｆはデザインルールによって決まる寸法）しか実現で
きなかった。しかし、本実施形態においては、図３
（ｂ）に示すように、記憶セルの面積が８Ｆ２となり、
従来に比べて記憶セルの面積を２／３に減少させること
ができる。これにより、記憶密度を高めることができ
る。
９の設置によって記録層１０６の磁化の向きが安定する
ので、記憶セルの形状を正方形とすることが可能とな
る。例えば、記憶セルはセル幅０．１５μｍ、セル長さ
０．１５μｍの正方形とすることができる。すなわち、
従来不安定とされていたセル長さとセル幅との比である
アスペクト比が１の記憶セル形状を実現することができ
る。従来では、図３（ａ）に示すようにアスペクト比が
２程度のものしか安定なＴＭＲ素子１０９として用いる
ことができず、記憶セルの面積が１２Ｆ２の記憶セル
（Ｆはデザインルールによって決まる寸法）しか実現で
きなかった。しかし、本実施形態においては、図３
（ｂ）に示すように、記憶セルの面積が８Ｆ２となり、
従来に比べて記憶セルの面積を２／３に減少させること
ができる。これにより、記憶密度を高めることができ
る。
【００２３】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、記憶密度を高めても、記憶セルに用いられる磁気抵
抗効果素子の記憶層の記憶保持状態における安定性を向
上させることが可能となり、信頼性の高い磁気記憶装置
を得ることができる。
ば、記憶密度を高めても、記憶セルに用いられる磁気抵
抗効果素子の記憶層の記憶保持状態における安定性を向
上させることが可能となり、信頼性の高い磁気記憶装置
を得ることができる。
【００２４】上記第１実施形態においては、環状構造部
材１０９は、ＴＭＲ素子１００を構成する積層膜の膜面
方向に形成されていたが、図４に示すように、ＴＭＲ素
子１００を構成する積層膜の膜面に垂直な方向に形成し
ても良い。この場合書き込みビット線１０８は図４に示
すように環状構造部材１０９の内側を通るように構成さ
れる。そして、図４に示す、磁気記憶装置においては、
２つの書き込み配線１０８、１１０からの磁場で記録層
１０６の磁化が反転する際、環状構造部材１０９を還流
する磁束も反転するため、記録層１０６の磁化反転をア
シストする効果も持つ。 （第２実施形態）次に、本発明の第２実施形態による磁
気記憶装置を図５（ａ）、５（ｂ）および図６を参照し
て説明する。この実施形態の磁気記憶装置は、記憶セル
アレイを備え、この記憶セルアレイはマトリクス状に配
列された複数の記憶セルを有し、各記憶セルは、ＴＭＲ
素子と選択トランジスタを備えている。図５（ａ）は、
本実施形態の磁気記憶装置に係る記憶セルの概略の構成
を示す斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す
切断面Ａによって切断したときの断面図である。
材１０９は、ＴＭＲ素子１００を構成する積層膜の膜面
方向に形成されていたが、図４に示すように、ＴＭＲ素
子１００を構成する積層膜の膜面に垂直な方向に形成し
ても良い。この場合書き込みビット線１０８は図４に示
すように環状構造部材１０９の内側を通るように構成さ
れる。そして、図４に示す、磁気記憶装置においては、
２つの書き込み配線１０８、１１０からの磁場で記録層
１０６の磁化が反転する際、環状構造部材１０９を還流
する磁束も反転するため、記録層１０６の磁化反転をア
シストする効果も持つ。 （第２実施形態）次に、本発明の第２実施形態による磁
気記憶装置を図５（ａ）、５（ｂ）および図６を参照し
て説明する。この実施形態の磁気記憶装置は、記憶セル
アレイを備え、この記憶セルアレイはマトリクス状に配
列された複数の記憶セルを有し、各記憶セルは、ＴＭＲ
素子と選択トランジスタを備えている。図５（ａ）は、
本実施形態の磁気記憶装置に係る記憶セルの概略の構成
を示す斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す
切断面Ａによって切断したときの断面図である。
【００２５】この実施形態の磁気記憶装置は、記憶セル
アレイを有し、この記憶セルアレイはマトリクス状に配
列された複数の記憶セルと、複数の書き込みビット線２
０８と、これらの書き込みビット線２０８と交差するよ
うに設けられた複数の書き込みワード線２１０とを備え
ている。
アレイを有し、この記憶セルアレイはマトリクス状に配
列された複数の記憶セルと、複数の書き込みビット線２
０８と、これらの書き込みビット線２０８と交差するよ
うに設けられた複数の書き込みワード線２１０とを備え
ている。
【００２６】この実施形態による磁気記憶装置に係る記
憶セルは、図５（ａ）に示すように、書き込みビット線
２０８と書き込みワード線２１０が交差する領域に設け
られ、ＴＭＲ素子２００と、環状構造部材２０９と、反
転アシスト構造部材２１２とを備えている。ＴＭＲ素子
２００の一端は書き込みビット線２０８に接続され、Ｔ
ＭＲ素子２００の他端は書き込みワード線２１０に接続
された構成となっている。すなわち、図６に示すよう
に、書き込みワード線２１０と書き込みビット線２０８
とにＴＭＲ素子２００が直接挟み込まれる単純マトリッ
クス構造となっており、これら２つの書き込み配線２０
８，２１０は、書き込み時に記憶セルを選択し、選択さ
れた記憶セル内のＴＭＲ素子に情報を書き込むのに使用
されるとともに、読み出し時にも用いられる。反転アシ
スト構造部材２１２は、書き込みワード線２１０からの
磁界を強めて後述するＴＭＲ素子２００の記録層２０６
の磁化反転をアシストする。
憶セルは、図５（ａ）に示すように、書き込みビット線
２０８と書き込みワード線２１０が交差する領域に設け
られ、ＴＭＲ素子２００と、環状構造部材２０９と、反
転アシスト構造部材２１２とを備えている。ＴＭＲ素子
２００の一端は書き込みビット線２０８に接続され、Ｔ
ＭＲ素子２００の他端は書き込みワード線２１０に接続
された構成となっている。すなわち、図６に示すよう
に、書き込みワード線２１０と書き込みビット線２０８
とにＴＭＲ素子２００が直接挟み込まれる単純マトリッ
クス構造となっており、これら２つの書き込み配線２０
８，２１０は、書き込み時に記憶セルを選択し、選択さ
れた記憶セル内のＴＭＲ素子に情報を書き込むのに使用
されるとともに、読み出し時にも用いられる。反転アシ
スト構造部材２１２は、書き込みワード線２１０からの
磁界を強めて後述するＴＭＲ素子２００の記録層２０６
の磁化反転をアシストする。
【００２７】なお、このＴＭＲ素子２００は、図１に示
す第１実施形態に用いられたＴＭＲ素子と同じように、
Ｔａからなるバッファ層と、Ｉｒ−Ｍｎからなる反強磁
性層と、Ｃｏ−Ｆｅからなる磁化基準層と、Ａｌ２Ｏ３
からなるトンネルバリア層と、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉからな
る記録層２０６とを有している。
す第１実施形態に用いられたＴＭＲ素子と同じように、
Ｔａからなるバッファ層と、Ｉｒ−Ｍｎからなる反強磁
性層と、Ｃｏ−Ｆｅからなる磁化基準層と、Ａｌ２Ｏ３
からなるトンネルバリア層と、Ｃｏ−Ｆｅ−Ｎｉからな
る記録層２０６とを有している。
【００２８】本実施形態においては、ＴＭＲ素子２００
は、セル幅１００ｎｍ、セル長さ１００ｎｍの正方形と
なっており、記録層２０６の磁化容易方向は磁化基準層
の磁化の向きと略平行となるようにしてある。また、本
実施形態においては、記憶セルの面積は、Ｆをデザイン
ルールによって決まる寸法とすると４Ｆ２となっている
（図６参照）。
は、セル幅１００ｎｍ、セル長さ１００ｎｍの正方形と
なっており、記録層２０６の磁化容易方向は磁化基準層
の磁化の向きと略平行となるようにしてある。また、本
実施形態においては、記憶セルの面積は、Ｆをデザイン
ルールによって決まる寸法とすると４Ｆ２となっている
（図６参照）。
【００２９】環状構造部材２０９は環の一部分が切り欠
かれた断面形状をしており、書き込みビット線２０８を
取り囲むように絶縁膜を介して設けられている。そし
て、環状構造部材２０９の両端部は記録層２０６からの
磁束還流のために記録層２０６の磁化容易方向に配置さ
れた構成となっている（図５（ｂ）参照）。
かれた断面形状をしており、書き込みビット線２０８を
取り囲むように絶縁膜を介して設けられている。そし
て、環状構造部材２０９の両端部は記録層２０６からの
磁束還流のために記録層２０６の磁化容易方向に配置さ
れた構成となっている（図５（ｂ）参照）。
【００３０】また、反転アシスト構造部材２１２は環の
一部分が切り欠かれた断面形状をしており、書き込みワ
ード線２１０の周囲に絶縁膜を介して設けられている。
そして、反転アシスト構造部材２１２の両端部は、記録
層２０６の磁化困難方向の、書き込みワード線２１０か
らの磁場を強めるために記録層２０６の磁化困難方向に
配置された構成となっている（図５（ｂ）参照）。
一部分が切り欠かれた断面形状をしており、書き込みワ
ード線２１０の周囲に絶縁膜を介して設けられている。
そして、反転アシスト構造部材２１２の両端部は、記録
層２０６の磁化困難方向の、書き込みワード線２１０か
らの磁場を強めるために記録層２０６の磁化困難方向に
配置された構成となっている（図５（ｂ）参照）。
【００３１】環状構造部材２０９も反転アシスト構造２
１２も高透磁率磁性材料から構成されている。
１２も高透磁率磁性材料から構成されている。
【００３２】一般に、ＴＭＲ素子２００の記録層２０６
の磁化反転をアシストするために、記録層２０６の磁化
困難方向に高透磁率磁性体が設置されると、磁化困難方
向の磁気異方性エネルギーが小さくなるため、記憶保持
状態における記録層２０６の磁化の向きの不安定性が大
きくなってしまう。
の磁化反転をアシストするために、記録層２０６の磁化
困難方向に高透磁率磁性体が設置されると、磁化困難方
向の磁気異方性エネルギーが小さくなるため、記憶保持
状態における記録層２０６の磁化の向きの不安定性が大
きくなってしまう。
【００３３】そこで、本実施形態においては、図５
（ｂ）に示すように記録層２０６近傍に、この磁化困難
方向の磁気異方性エネルギー減少分以上に磁化容易方向
の磁気異方性エネルギーを低減するために、磁化困難方
向に設置された反転アシスト構造部材２１２の端部から
記録層２０６までの距離ｄｈより、磁化容易方向に設置
された環状構造部材２０９の端部から記録層２０６まで
の距離ｄｅが小さくなるように配置してある。さらに
は、磁化容易方向の磁気異方性エネルギーをより低減す
るために、磁化容易方向に配置された環状構造部材２０
９の高透磁率磁性体の透磁率は、磁化困難方向に配置さ
れた反転アシスト構造部材２１２の高透磁率磁性体の透
磁率よりも３倍大きくなるように材料を選択している。
（ｂ）に示すように記録層２０６近傍に、この磁化困難
方向の磁気異方性エネルギー減少分以上に磁化容易方向
の磁気異方性エネルギーを低減するために、磁化困難方
向に設置された反転アシスト構造部材２１２の端部から
記録層２０６までの距離ｄｈより、磁化容易方向に設置
された環状構造部材２０９の端部から記録層２０６まで
の距離ｄｅが小さくなるように配置してある。さらに
は、磁化容易方向の磁気異方性エネルギーをより低減す
るために、磁化容易方向に配置された環状構造部材２０
９の高透磁率磁性体の透磁率は、磁化困難方向に配置さ
れた反転アシスト構造部材２１２の高透磁率磁性体の透
磁率よりも３倍大きくなるように材料を選択している。
【００３４】本実施形態においては、環状構造部材２０
９はＮｉ７８Ｆｅ２２から構成され、反転アシスト構造
部材２１２はＮｉ４５Ｆｅ５５から構成されている。な
お、環状構造部材２０９は、強磁性体材料を含む材料か
ら構成され、この強磁性体材料を含む材料は、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、Ｎｉのうちの少なくとも一つを含む合金であり、比
透磁率が１０より大きいことが好ましい。
９はＮｉ７８Ｆｅ２２から構成され、反転アシスト構造
部材２１２はＮｉ４５Ｆｅ５５から構成されている。な
お、環状構造部材２０９は、強磁性体材料を含む材料か
ら構成され、この強磁性体材料を含む材料は、Ｃｏ、Ｆ
ｅ、Ｎｉのうちの少なくとも一つを含む合金であり、比
透磁率が１０より大きいことが好ましい。
【００３５】なお、環状構造部材２０９および反転アシ
スト構造部材２１２の具体的な形状は、第１実施形態で
説明した図２に示す形状とすることができる。
スト構造部材２１２の具体的な形状は、第１実施形態で
説明した図２に示す形状とすることができる。
【００３６】以上説明したように、本実施形態によれ
ば、記憶密度を高めても、記憶セルに用いられる磁気抵
抗効果素子の記憶層の記憶保持状態における安定性を向
上させることが可能となり、信頼性の高い磁気記憶装置
を得ることができる。
ば、記憶密度を高めても、記憶セルに用いられる磁気抵
抗効果素子の記憶層の記憶保持状態における安定性を向
上させることが可能となり、信頼性の高い磁気記憶装置
を得ることができる。
【００３７】なお、本実施形態においては、ｄｅ＜ｄｈ
かつ反転アシスト構造部材２１２より透磁率の大きい材
料を環状構造部材２０９に用いたが、磁化容易方向の磁
気異方性エネルギーが磁化困難方向のそれよりも小さく
なれば良く、例えばｄｅがｄ ｈの約２倍であっても透磁
率が１０倍異なるような組み合わせにすることにより、
同様な効果が得られる。
かつ反転アシスト構造部材２１２より透磁率の大きい材
料を環状構造部材２０９に用いたが、磁化容易方向の磁
気異方性エネルギーが磁化困難方向のそれよりも小さく
なれば良く、例えばｄｅがｄ ｈの約２倍であっても透磁
率が１０倍異なるような組み合わせにすることにより、
同様な効果が得られる。
【００３８】なお、本実施形態においては、環状構造部
材２０９および反転アシスト構造部材２１２は書き込み
配線２０８、２１０の周囲に絶縁膜（図示せず）を介し
て形成されているが、絶縁膜を介さず形成しても構わな
い。この場合、環状構造部材２０９および反転アシスト
構造部材２１２に用いられる材料の抵抗率は書き込み配
線２０８，２１０に用いられる材料の抵抗率よりも大き
いほうが好ましく、少なくとも２倍以上あることが好ま
しい。更にこの場合、各構造部材と配線金属との間に相
互の拡散を防ぐようなバリアメタルを挟むことが好まし
く、例えば、配線がＣｕからなり、構造部材がＮｉ−Ｆ
ｅであれば、バリアメタルとしてＣｏ−Ｆｅ、ＴｉＮ、
ＴａＮ、ＴｉＷ等を用いることが可能である。
材２０９および反転アシスト構造部材２１２は書き込み
配線２０８、２１０の周囲に絶縁膜（図示せず）を介し
て形成されているが、絶縁膜を介さず形成しても構わな
い。この場合、環状構造部材２０９および反転アシスト
構造部材２１２に用いられる材料の抵抗率は書き込み配
線２０８，２１０に用いられる材料の抵抗率よりも大き
いほうが好ましく、少なくとも２倍以上あることが好ま
しい。更にこの場合、各構造部材と配線金属との間に相
互の拡散を防ぐようなバリアメタルを挟むことが好まし
く、例えば、配線がＣｕからなり、構造部材がＮｉ−Ｆ
ｅであれば、バリアメタルとしてＣｏ−Ｆｅ、ＴｉＮ、
ＴａＮ、ＴｉＷ等を用いることが可能である。
【００３９】なお、以上の第１および第２実施形態にお
いて、環状構造部材２０９の両端には、磁束閉ループの
磁束の向きと同じ向きの磁化が現れていても構わない。
また、磁化基準層に２つの強磁性層を非磁性層を介して
反強磁性結合させたシンセティック構造を用いれば、磁
化基準層からの磁気結合が減るため、本発明の効果はさ
らに強化される。また、環状構造部材は、環の厚さ方向
（磁束閉ループに垂直な方向）に長く伸びた構造、すな
わち筒状に伸びた構造でもかまわず、隣接する記憶セル
と共用することも可能である。
いて、環状構造部材２０９の両端には、磁束閉ループの
磁束の向きと同じ向きの磁化が現れていても構わない。
また、磁化基準層に２つの強磁性層を非磁性層を介して
反強磁性結合させたシンセティック構造を用いれば、磁
化基準層からの磁気結合が減るため、本発明の効果はさ
らに強化される。また、環状構造部材は、環の厚さ方向
（磁束閉ループに垂直な方向）に長く伸びた構造、すな
わち筒状に伸びた構造でもかまわず、隣接する記憶セル
と共用することも可能である。
【００４０】また、上記第１および第２実施形態におい
て、環状構造部材に用いる材料として、Ｆｅ、Ｆｅ−Ａ
ｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、センダストなどのＦｅ−Ｓｉ
−Ａｌ合金、ＮｉＦｅ合金、Ｆｅ２Ｏ３の合金を主成分
とするソフトフェライト、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉとＢ、Ｓ
ｉ，Ｐなどのアモルファス合金など、一般の高透磁率磁
性材料が好ましい。
て、環状構造部材に用いる材料として、Ｆｅ、Ｆｅ−Ａ
ｌ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金、センダストなどのＦｅ−Ｓｉ
−Ａｌ合金、ＮｉＦｅ合金、Ｆｅ２Ｏ３の合金を主成分
とするソフトフェライト、Ｆｅ、Ｃｏ、ＮｉとＢ、Ｓ
ｉ，Ｐなどのアモルファス合金など、一般の高透磁率磁
性材料が好ましい。
【００４１】また、上記第２実施形態における反転アシ
スト構造部材に用いる材料としては、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ
のいずれかを含む高透磁率磁性材料が好ましい。
スト構造部材に用いる材料としては、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｏ
のいずれかを含む高透磁率磁性材料が好ましい。
【００４２】また、上記第１および第２実施形態におい
ては、一重接合のＴＭＲ素子を記憶セルに用いて説明し
ているが、二重接合のＴＭＲ素子を用いても効果は変わ
らない。
ては、一重接合のＴＭＲ素子を記憶セルに用いて説明し
ているが、二重接合のＴＭＲ素子を用いても効果は変わ
らない。
【００４３】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、記憶
密度を高めても、記憶セルに用いられる磁気抵抗効果素
子の記憶層の記憶保持状態における安定性を向上させる
ことが可能となり、信頼性の高い磁気記憶装置を得るこ
とができる。
密度を高めても、記憶セルに用いられる磁気抵抗効果素
子の記憶層の記憶保持状態における安定性を向上させる
ことが可能となり、信頼性の高い磁気記憶装置を得るこ
とができる。
【図１】本発明の第１実施形態による磁気記憶装置に係
る記憶セルの概略構造を示す斜視図。
る記憶セルの概略構造を示す斜視図。
【図２】環状構造部材の具体的な例を示す図。
【図３】本発明に係る記憶セルと従来の記憶セルの平面
図。
図。
【図４】第１実施形態の変形例による磁気記憶装置に係
る記憶セルの概略構造を示す斜視図。
る記憶セルの概略構造を示す斜視図。
【図５】本発明の第２実施形態による磁気記憶装置に係
る記憶セルの概略構造を示す斜視図。
る記憶セルの概略構造を示す斜視図。
【図６】第２実施形態に係る記憶セルの構成を示す平面
図。
図。
１００、２００ ＴＭＲ素子
１０１ 下部電極
１０２ バッファ層
１０３ 反強磁性層
１０４ 磁化基準層
１０５ トンネルバリア層
１０６、２０６ 記録層
１０７ 上部電極（コンタクト層）
１０８、２０８ 書き込みビット線
１０９、２０９ 環状構造部材
１１０、２１０ 書き込みワード線
１１１ 接続プラグ
２１２ 反転アシスト構造部材
フロントページの続き
(72)発明者 與 田 博 明
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
(72)発明者 斉 藤 好 昭
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
(72)発明者 高 橋 茂 樹
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
(72)発明者 上 田 知 正
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
(72)発明者 西 山 勝 哉
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝研究開発センター内
(72)発明者 浅 尾 吉 昭
神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株
式会社東芝横浜事業所内
(72)発明者 岩 田 佳 久
神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株
式会社東芝マイクロエレクトロニクスセン
ター内
Ｆターム(参考） 5F083 FZ10 GA11 JA37 JA39 JA40
JA60 MA06 MA19 ZA30
Claims (5)
- 【請求項１】複数の第１の書き込み配線と、これらの第
１の書き込み配線と交差する複数の第２の書き込み配線
と、前記第１の書き込み配線と前記第２の書き込み配線
との交差点毎に設けられた記憶セルとを有する記憶セル
アレイを備え、 前記記憶セルはそれぞれ、対応する前記第１の書き込み
配線と対応する前記第２の書き込み配線が選択されたと
きに選択されて、 前記第１および第２の書き込み配線にそれぞれ電流を流
して生ずる磁場により、書き込むべき情報が記憶される
記憶層を有する磁気抵抗効果素子と、 前記第１の書き込み配線を取り囲むように設けられ、前
記記録層と磁気閉回路を形成するように両端部が前記記
録層の磁化容易方向に配置された第１の構造部材と、 前記第２の書き込み配線を取り囲むように設けられ、前
記記録層の磁化困難方向の磁場を強めるように両端部が
前記記録層の磁化困難方向に配置された第２の構造部材
と、 を備え、 前記第１の構造部材の前記両端部は、前記第２の構造部
材の両端部よりも前記記録層の近くに配置されたことを
特徴とする磁気記憶装置。 - 【請求項２】複数の第１の書き込み配線と、これらの第
１の書き込み配線と交差する複数の第２の書き込み配線
と、前記第１の書き込み配線と前記第２の書き込み配線
との交差点毎に設けられた記憶セルとを有する記憶セル
アレイを備え、 前記記憶セルはそれぞれ、対応する前記第１の書き込み
配線と対応する前記第２の書き込み配線が選択されたと
きに選択されて、 前記第１および第２の書き込み配線にそれぞれ電流を流
して生ずる磁場により、書き込むべき情報が記憶される
記憶層を有する磁気抵抗効果素子と、 前記第１の書き込み配線を取り囲むように設けられ、前
記記録層と磁気閉回路を形成するように両端部が前記記
録層の磁化容易方向に配置された第１の構造部材と、 前記第２の書き込み配線を取り囲むように設けられ、前
記記録層の磁化困難方向の磁場を強めるように両端部が
前記記録層の磁化困難方向に配置された第２の構造部材
と、 を備え、 前記第１の構造部材は、前記第２の構造部材よりも透磁
率が大きい材料からなっていることを特徴とする磁気記
憶装置。 - 【請求項３】前記第１の構造部材は、強磁性材料を含む
材料で構成されており、前記強磁性材料の比透磁率が１
０より大きいことを特徴とする請求項１または２記載の
磁気記憶装置。 - 【請求項４】前記磁気抵抗効果素子は、磁化基準層とト
ンネルバリア層と記録層とを有するトンネル接合部を一
重または二重以上に備えたことを特徴とする請求項１乃
至３のいずれかに記載の磁気記憶装置。 - 【請求項５】前記第１の構造部材の両端部が磁化基準層
の磁化方向に配置されていることを特徴とする請求項１
乃至４のいずれかに記載の磁気記憶装置。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP2001400049A JP2003197875A (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 磁気記憶装置 |
| TW091137334A TWI221289B (en) | 2001-12-28 | 2002-12-25 | Magnetic memory |
| KR1020020084690A KR100552376B1 (ko) | 2001-12-28 | 2002-12-27 | 자기 기억 장치 |
| US10/329,417 US6831857B2 (en) | 2001-12-28 | 2002-12-27 | Magnetic memory |
| CNB021516510A CN100470664C (zh) | 2001-12-28 | 2002-12-27 | 磁存储装置 |
| US10/893,915 US6934184B2 (en) | 2001-12-28 | 2004-07-20 | Magnetic memory |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001400049A JP2003197875A (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 磁気記憶装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003197875A true JP2003197875A (ja) | 2003-07-11 |
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ID=19189556
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|---|---|---|---|
| JP2001400049A Pending JP2003197875A (ja) | 2001-12-28 | 2001-12-28 | 磁気記憶装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6831857B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003197875A (ja) |
| KR (1) | KR100552376B1 (ja) |
| CN (1) | CN100470664C (ja) |
| TW (1) | TWI221289B (ja) |
Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| WO2004051754A1 (ja) * | 2002-11-29 | 2004-06-17 | Japan Science And Technology Agency | スピン注入素子及びスピン注入素子を用いた磁気装置 |
| JP2005150746A (ja) * | 2003-11-14 | 2005-06-09 | Samsung Electronics Co Ltd | フリー磁性膜を具備する磁気トンネリング接合セル及びそれを含む磁気ｒａｍ |
| JP2007059865A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-03-08 | Tdk Corp | 磁気記憶装置 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7035138B2 (en) * | 2000-09-27 | 2006-04-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Magnetic random access memory having perpendicular magnetic films switched by magnetic fields from a plurality of directions |
| JP4157707B2 (ja) * | 2002-01-16 | 2008-10-01 | 株式会社東芝 | 磁気メモリ |
| JP4053825B2 (ja) * | 2002-01-22 | 2008-02-27 | 株式会社東芝 | 半導体集積回路装置 |
| US6885576B2 (en) * | 2002-08-13 | 2005-04-26 | Micron Technology, Inc. | Closed flux magnetic memory |
| JP3906145B2 (ja) | 2002-11-22 | 2007-04-18 | 株式会社東芝 | 磁気ランダムアクセスメモリ |
| US6812538B2 (en) * | 2003-02-05 | 2004-11-02 | Applied Spintronics Technology, Inc. | MRAM cells having magnetic write lines with a stable magnetic state at the end regions |
| JP3906172B2 (ja) * | 2003-03-11 | 2007-04-18 | 株式会社東芝 | 磁気ランダムアクセスメモリおよびその製造方法 |
| JP4868431B2 (ja) * | 2003-10-10 | 2012-02-01 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁気記憶セルおよび磁気メモリデバイス |
| US6987691B2 (en) * | 2003-12-02 | 2006-01-17 | International Business Machines Corporation | Easy axis magnetic amplifier |
| JP2006080387A (ja) * | 2004-09-10 | 2006-03-23 | Tdk Corp | 磁気メモリ |
| JP4284326B2 (ja) * | 2006-01-12 | 2009-06-24 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗ランダムアクセスメモリおよびその書き込み制御方法 |
| JP5157268B2 (ja) * | 2007-06-13 | 2013-03-06 | 株式会社日立製作所 | スピン蓄積磁化反転型のメモリ素子及びスピンｒａｍ |
| EP2608208B1 (en) * | 2011-12-22 | 2015-02-11 | Crocus Technology S.A. | Self-referenced MRAM cell and method for writing the cell using a spin transfer torque write operation |
| US9299410B2 (en) * | 2013-09-04 | 2016-03-29 | Shintaro SAKAI | Reading magnetic memory based on regions within a cell array |
Family Cites Families (6)
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|---|---|---|---|---|
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| JP3677455B2 (ja) * | 2001-02-13 | 2005-08-03 | Ｎｅｃエレクトロニクス株式会社 | 不揮発性磁気記憶装置およびその製造方法 |
| JP4405103B2 (ja) * | 2001-04-20 | 2010-01-27 | 株式会社東芝 | 半導体記憶装置 |
| JP2003007982A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-01-10 | Nec Corp | 磁気記憶装置及び磁気記憶装置の設計方法 |
| US6510080B1 (en) * | 2001-08-28 | 2003-01-21 | Micron Technology Inc. | Three terminal magnetic random access memory |
-
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-
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2004
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004051754A1 (ja) * | 2002-11-29 | 2004-06-17 | Japan Science And Technology Agency | スピン注入素子及びスピン注入素子を用いた磁気装置 |
| US7755929B2 (en) | 2002-11-29 | 2010-07-13 | Japan Science And Technology Agency | Spin-injection device and magnetic device using spin-injection device |
| JP2005150746A (ja) * | 2003-11-14 | 2005-06-09 | Samsung Electronics Co Ltd | フリー磁性膜を具備する磁気トンネリング接合セル及びそれを含む磁気ｒａｍ |
| JP2007059865A (ja) * | 2005-07-27 | 2007-03-08 | Tdk Corp | 磁気記憶装置 |
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