[發明專利]磁壁利用型模擬存儲元件、磁壁利用型模擬存儲器、非易失性邏輯電路及磁神經元件

有效

• 申請號: 201780052563.7
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN109643690B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 佐佐木智生;柴田龍雄
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: H10B61/00
• 分類號: H10B61/00;H01L27/105;H01L29/82;H10N50/10
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦;陳明霞

本發明的一個實施方式的磁壁利用型模擬存儲元件具備磁化沿第一方向取向的磁化固定層(1)、設置于磁化固定層(1)的一面的非磁性層(2)、相對于磁化固定層(1)夾著非磁性層(2)設置的磁壁驅動層(3)、向磁壁驅動層(3)供給沿第一方向取向的磁化的第一磁化供給單元(4)及供給沿與第一方向相反的第二方向取向的磁化的第二磁化供給單元(5)，第一磁化供給單元(4)及第二磁化供給單元(5)中至少一方是與磁壁驅動層(3)相接且沿相對于磁壁驅動層(3)交叉的方向延伸的自旋軌道轉矩配線。

技術領域

本發明涉及一種磁壁利用型模擬存儲元件、磁壁利用型模擬存儲器、非易失性邏輯電路及磁神經元件。

本申請基于2017年4月14日在日本提出申請的特愿2017-080413號主張優先權，并在此引用其內容。

背景技術

作為取代在微型化方面已顯現限制的閃存存儲器等的下一代非易失性存儲器，為人所關注是利用電阻變化型元件記錄數據的電阻變化型存儲器例如MRAM(Magnetoresistive?Random?Access?Memory，磁阻式隨機存取存儲器)、ReRAM(ResistanceRandom?Access?Memory，阻變存儲器)、PCRAM(Phase?Change?Random?Access?Memory，相變隨機存儲器)等。

作為存儲器的高密度化(大容量化)的方法，除了減小構成存儲器的元件自身的方法之外，還有將構成存儲器的每一個元件的記錄位多值化的方法，并且提案各種各樣的多值化方法(例如，專利文獻1～3)。

對于MRAM的一種，是被稱為磁壁驅動型或磁壁移動型的類型(例如，專利文獻4)。磁壁驅動型MRAM是通過使電流在磁壁驅動層(磁化自由層)的面內方向流通，利用自旋極化電子產生的自旋轉移效應使磁壁移動，并使鐵磁性膜的磁化向對應于寫入電流的方向的方向反轉，由此進行數據寫入的存儲器。

專利文獻4中，關于磁壁驅動型MRAM，對多值記錄或模擬記錄的方法進行了記載。

MRAM中，提案有數據不同的寫入方法，除磁壁驅動型MRAM以外，還公知有磁場寫入型、軛磁場寫入型、STT(Spin?Transfer?Torque，自旋轉移矩)型、SOT(Spin?Orbit?Torque，自旋軌道矩)型MRAM等。

專利文獻5中，目的不是信息的存儲，而僅是以檢測位線的電流的目的，提供與現有型二值存儲器的讀出同等的功能。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2015-088669號公報(A)

專利文獻2：國際公開第2009/072213號(A)

專利文獻3：日本特開2016-004924號公報(A)

專利文獻4：國際公開第2009/101827號(A)

專利文獻5：美國專利第9489618號說明書(B)

發明內容

發明想要解決的技術問題

圖13表示現有的磁壁驅動型MRAM具備的磁阻效應元件部分的一例的截面示意圖。

在圖13所示的現有的結構中，具備磁化沿第一方向取向的磁化固定層111、設置于磁化固定層111的一面的非磁性層112、具有磁壁DW且由第一區域113a及第二區域113b和位于這些區域之間的第三區域113c構成的磁壁驅動層113、與第一區域113a相接且具有第一磁化的方向的第一磁化供給層114、與第二區域相接且具有與上述第一磁化的方向相反方向的第二磁化的方向的第二磁化供給層115。