[發明專利]磁阻效應元件、磁存儲器、磁化反轉方法及自旋流磁化反轉元件

在審

• 申請號: 202210022833.2
• 申請日: 2016-11-25
• 公開（公告）號: CN114361329A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 佐佐木智生
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: H01L43/06
• 分類號: H01L43/06;H01L43/08;H01L43/10
• 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

本發明提供一種磁阻效應元件，在該磁阻效應元件中，具備：磁阻效應元件，其具有固定了磁化方向的第一鐵磁性金屬層、和磁化方向可變的第二鐵磁性金屬層、以及被第一鐵磁性金屬層和第二鐵磁性金屬層夾持的非磁性層；自旋軌道轉矩配線，其沿相對于該磁阻效應元件的層疊方向交叉的方向延伸，并與上述第二鐵磁性金屬層接合，在上述磁阻效應元件和上述自旋軌道轉矩配線接合的部分，流通于上述磁阻效應元件的電流和流通于上述自旋軌道轉矩配線的電流合流或被分配。

(本申請是申請日為2016年11月25日、申請號為201680068515.2、發明名稱為“磁阻效應元件、磁存儲器、磁化反轉方法及自旋流磁化反轉元件”的專利申請的分案申請。)

技術領域

本發明涉及可應用于磁頭或高頻濾波器等高頻電子部件、及磁存儲器等的磁阻效應元件、磁存儲器、磁化反轉方法及自旋流磁化反轉元件。

本申請要求基于2015年11月27日在日本申請的特愿2015-232334號、2016年3月16日在日本申請的特愿2016-53072號、2016年3月18日在日本申請的特愿2016-56058號、2016年10月27日在日本申請的特愿2016-210531號、2016年10月27日在日本申請的特愿2016-210533號的優先權，并在此引用其內容。

背景技術

已知由鐵磁性層和非磁性層的多層膜構成的巨磁阻(GMR)元件及使用了絕緣層(隧道勢壘層、勢壘層)作為非磁性層的隧道磁阻(TMR)元件。通常，TMR元件雖然元件電阻比GMR元件高，但TMR元件的磁阻(MR)比大于GMR元件的MR比。因此，作為磁傳感器、高頻部件、磁頭及非易失性隨機存取存儲器(MRAM)用的元件，TMR元件備受注目。

作為MRAM的寫入方式，已知有利用由電流制作的磁場進行寫入(磁化反轉)的方式、或利用沿磁阻元件的層疊方向流通電流而產生的自旋轉移力矩(STT)進行寫入(磁化反轉)的方式。

在利用磁場的方式中，當元件尺寸小時，就會在能夠流經細配線的電流中存在不能進行寫入之類的問題。

與此相對，在利用自旋轉移力矩(STT)的方式中，一個鐵磁性層(固定層、參照層)使電流自旋極化，該電流的自旋移至另一個鐵磁性層(自由層、記錄層)的磁化，通過其時產生的力矩(STT)進行寫入(磁化反轉)，具有元件尺寸越小，寫入所需要的電流越小的優點。

現有技術文獻

非專利文獻

非專利文獻1：I.M.Miron，K.Garello，G.Gaudin，P.-J.Zermatten，M.V.Costache，S.Auffret，S.Bandiera，B.Rodmacq，A.Schuhl，and P.Gambardella,Nature,476,189(2011).

發明內容

發明所要解決的技術問題

從能效的視點考慮，使用了STT的TMR元件的磁化反轉是有效率的，但用于進行磁化反轉的反轉電流密度高。

從TMR元件的長壽命的觀點來出發，該反轉電流密度優選越低越好。這一點對于GMR元件也同樣。

因此，在TMR元件及GMR元件中的任一個磁阻效應元件中，都希望降低該磁阻效應元件中流通的電流密度。