[發(fā)明專(zhuān)利]自旋軌道轉(zhuǎn)矩型磁化反轉(zhuǎn)元件和磁存儲(chǔ)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880052140.X
• 申請(qǐng)日: 2018-08-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111052398B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 須田慶太;佐佐木智生
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: TDK株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): H01L29/82
• 分類(lèi)號(hào): H01L29/82;H10B61/00;H01L27/105;H10N50/10
• 代理公司: 北京尚誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦;呂秀平

1.一種自旋軌道轉(zhuǎn)矩型磁化反轉(zhuǎn)元件，其特征在于，具有：

鐵磁性金屬層，其磁化方向發(fā)生變化；

自旋軌道轉(zhuǎn)矩配線(xiàn)，其沿與所述鐵磁性金屬層的層疊方向交叉的第一方向延伸，并與所述鐵磁性金屬層接合；和

兩個(gè)通孔配線(xiàn)，其從所述自旋軌道轉(zhuǎn)矩配線(xiàn)的與所述鐵磁性金屬層相反側(cè)的表面沿交叉的方向延伸，并與半導(dǎo)體電路連接，

所述兩個(gè)通孔配線(xiàn)的所述第一方向的通孔間距離比所述鐵磁性金屬層的所述第一方向的寬度短，

在所述通孔配線(xiàn)和所述自旋軌道轉(zhuǎn)矩配線(xiàn)之間還具有平坦化層，

所述平坦化層為含有Ti或Ta的氮化物。

2.如權(quán)利要求1所述的自旋軌道轉(zhuǎn)矩型磁化反轉(zhuǎn)元件，其特征在于：

所述自旋軌道轉(zhuǎn)矩配線(xiàn)在層疊方向具有層疊結(jié)構(gòu)，

所述自旋軌道轉(zhuǎn)矩配線(xiàn)的所述鐵磁性金屬層側(cè)的第一層的電阻值比所述通孔配線(xiàn)側(cè)的第二層的電阻值低。

3.如權(quán)利要求1或2所述的自旋軌道轉(zhuǎn)矩型磁化反轉(zhuǎn)元件，其特征在于：

在層疊有所述鐵磁性金屬層的層疊面上，所述兩個(gè)通孔配線(xiàn)與將所述兩個(gè)通孔配線(xiàn)之間絕緣的層間絕緣部的維氏硬度差為3GPa以下。

4.如權(quán)利要求1或2所述的自旋軌道轉(zhuǎn)矩型磁化反轉(zhuǎn)元件，其特征在于：

在所述鐵磁性金屬層的與所述自旋軌道轉(zhuǎn)矩配線(xiàn)相反側(cè)的表面上還具有非磁性層和磁化的方向相對(duì)于所述鐵磁性金屬層被固定的磁化固定層。

5.如權(quán)利要求4所述的自旋軌道轉(zhuǎn)矩型磁化反轉(zhuǎn)元件，其特征在于：

所述鐵磁性金屬層的從鉛直方向俯視時(shí)的面積大于所述磁化固定層的從所述鉛直方向俯視時(shí)的面積。

6.如權(quán)利要求1所述的自旋軌道轉(zhuǎn)矩型磁化反轉(zhuǎn)元件，其特征在于：

所述平坦化層與所述通孔配線(xiàn)和所述自旋軌道轉(zhuǎn)矩配線(xiàn)接觸。

7.如權(quán)利要求5所述的自旋軌道轉(zhuǎn)矩型磁化反轉(zhuǎn)元件，其特征在于：

所述鉛直方向是所述層疊方向。

8.一種磁存儲(chǔ)器，其特征在于：

具有多個(gè)權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的自旋軌道轉(zhuǎn)矩型磁化反轉(zhuǎn)元件。

9.一種自旋軌道轉(zhuǎn)矩型磁化反轉(zhuǎn)元件，其特征在于，具有：

鐵磁性金屬層，其磁化方向發(fā)生變化；

自旋軌道轉(zhuǎn)矩配線(xiàn)，其沿與所述鐵磁性金屬層的層疊方向交叉的第一方向延伸，并與所述鐵磁性金屬層接合；和

兩個(gè)通孔配線(xiàn)，其從所述自旋軌道轉(zhuǎn)矩配線(xiàn)的與所述鐵磁性金屬層相反側(cè)的表面沿交叉的方向延伸，并與半導(dǎo)體電路連接，

所述兩個(gè)通孔配線(xiàn)的所述第一方向的通孔間距離比所述鐵磁性金屬層的所述第一方向的寬度短，

在層疊有所述鐵磁性金屬層的層疊面上，所述兩個(gè)通孔配線(xiàn)與將所述兩個(gè)通孔配線(xiàn)之間絕緣的層間絕緣部的維氏硬度差為3GPa以下。

10.如權(quán)利要求9所述的自旋軌道轉(zhuǎn)矩型磁化反轉(zhuǎn)元件，其特征在于：

所述自旋軌道轉(zhuǎn)矩配線(xiàn)在層疊方向具有層疊結(jié)構(gòu)，

所述自旋軌道轉(zhuǎn)矩配線(xiàn)的所述鐵磁性金屬層側(cè)的第一層的電阻值比所述通孔配線(xiàn)側(cè)的第二層的電阻值低。

11.如權(quán)利要求9所述的自旋軌道轉(zhuǎn)矩型磁化反轉(zhuǎn)元件，其特征在于：

在所述鐵磁性金屬層的與所述自旋軌道轉(zhuǎn)矩配線(xiàn)相反側(cè)的表面上還具有非磁性層和磁化的方向相對(duì)于所述鐵磁性金屬層被固定的磁化固定層。

12.如權(quán)利要求11所述的自旋軌道轉(zhuǎn)矩型磁化反轉(zhuǎn)元件，其特征在于：

所述鐵磁性金屬層的從鉛直方向俯視時(shí)的面積大于所述磁化固定層的從所述鉛直方向俯視時(shí)的面積。

13.如權(quán)利要求12所述的自旋軌道轉(zhuǎn)矩型磁化反轉(zhuǎn)元件，其特征在于：

所述鉛直方向是所述層疊方向。

14.一種磁存儲(chǔ)器，其特征在于：

具有多個(gè)權(quán)利要求9～13中任一項(xiàng)所述的自旋軌道轉(zhuǎn)矩型磁化反轉(zhuǎn)元件。