[發明專利]磁致電阻效應元件和使用它的磁致電阻隨機存取存儲器

無效

• 申請號: 200810109276.8
• 申請日: 2008-03-21
• 公開（公告）號: CN101308901A
• 公開（公告）日: 2008-11-19
• 發明（設計）人: 吉川將壽;北川英二;甲斐正;永瀨俊彥;岸達也;與田博明
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L27/22;G11C11/16;G11C11/15;G11C7/22
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 秦晨

1、一種磁致電阻效應元件，其特征在于包括：

第一磁性層，具有不變的磁化方向；

第二磁性層，具有可變的磁化方向，并且包含從Fe、Co和Ni組成的組中選擇的至少一種元素，從Ru、Rh、Pd、Ag、Re、Os、Ir、Pt和Au組成的組中選擇的至少一種元素和從V、Cr和Mn組成的組中選擇的至少一種元素；以及

第一隔離層，在第一磁性層和第二磁性層之間形成，并且由非磁性材料構成，

其中流經第一磁性層、第一隔離層和第二磁性層的雙向電流使得第二磁性層的磁化方向可變。

2、如權利要求1所述的元件，其特征在于所述從Ru、Rh、Pd、Ag、Re、Os、Ir、Pt和Au組成的組中選擇的至少一種元素的含量是30(含)～70(含)at％。

3、如權利要求1所述的元件，其特征在于所述從V、Cr和Mn組成的組中選擇的至少一種元素相對于所述從Fe、Co和Ni組成的組中選擇的至少一種元素的組成比率不超過1。

4、如權利要求1所述的元件，其特征在于第二磁性層的一部分包括具有FCT結構的L1₀有序相。

5、如權利要求1所述的元件，其特征在于第二磁性層是亞鐵磁的。

6、如權利要求1所述的元件，其特征在于還包括：

第二隔離層，由非磁性材料構成，并且在與面向第一隔離層的表面相對的第二磁性層的表面上形成；以及

第三磁性層，具有與第一磁性層的磁化方向不平行的磁化方向，并且在與面向第二磁性層的表面相對的第二隔離層的表面上形成。

7、如權利要求1所述的元件，其特征在于還包括：第一中間層，在第二磁性層和第一隔離層之間形成，并且包含不少于50at％的從Fe、Co和Ni組成的組中選擇的至少一種元素。

8、如權利要求6所述的元件，其特征在于還包括：

第一中間層，在第二磁性層和第一隔離層之間形成，

第二中間層，在第二磁性層和第二隔離層之間形成，

其中第一和第二中間層包含不少于50at％的從Fe、Co和Ni組成的組中選擇的至少一種元素。

9、如權利要求7所述的元件，其特征在于第一中間層具有BCC結構的部分。

10、如權利要求7所述的元件，其特征在于第一中間層的厚度是0.5(含)～3.0(含)nm。

11、如權利要求1所述的元件，其特征在于第一磁性層和第二磁性層具有基本上垂直于第一磁性層、第一隔離層和第二磁性層互相相對的表面的磁化。

12、一種磁致電阻隨機存取存儲器，其特征在于包括：

存儲器單元陣列，包括多個存儲器單元，每個存儲器單元包括如權利要求1所述的磁致電阻效應元件作為存儲器元件；以及

電流提供電路，被配置為向存儲器單元雙向提供電流。

13、一種磁致電阻效應元件，其特征在于包括：

第一磁性層，具有不變的磁化方向；

第二磁性層，具有可變的磁化方向，并且由包含30(含)～70(含)at％的Mn的MnAl合金構成，第二磁性層包含鐵磁材料和亞鐵磁材料中的一種；以及

第一隔離層，在第一磁性層和第二磁性層之間形成，并且由非磁性材料構成，

其中流經第一磁性層、第一隔離層和第二磁性層的雙向電流使得第二磁性層的磁化方向可變。

14、如權利要求13所述的元件，其特征在于由MnAl構成的第二磁性層包含從Fe、Co和Ni組成的組中選擇的至少一種元素，其相對于Mn元素的組成比率不超過1。

15、如權利要求13所述的元件，其特征在于第二磁性層包含從Ru、Rh、Pd、Ag、Re、Os、Ir、Pt和Au組成的組中選擇的至少一種元素，其相對于Al元素的組成比率不超過1。

16、如權利要求13所述的元件，其特征在于第二磁性層的一部分包括具有FCT結構的L1₀有序相。