JP5127861B2 - 磁気メモリ - Google Patents
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Description
(1) 実施例
以下、図1乃至図12を参照して、実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリについて説明する。
図1乃至図4を用いて、実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM)の構成について説明する。
メモリセルアレイ100内には、X方向に延在する複数のビット線BL,bBLと、Y方向に延在する複数のワード線WLと、が設けられる。1つのメモリセルMCに対して、1本のワード線WLと2本のビット線BL,bBLとが接続される。この2本のビット線BL,bBLは、1組のビット線対をなしている。
第1の磁性層11は、磁化(或いはスピン)の向きが可変であり、その磁化方向が反転する。第2の磁性層13は、磁化の向きが不変であり、固定されている。第2の磁性層13の磁化方向は一方向に固着している。以下、第1の磁性層11のことを、記憶層(磁化自由層ともよばれる)11とよび、第2の磁性層13のことを、参照層(磁化固定層ともよばれる)13とよぶ。
図5及び図6を用いて、本実施形態のMTJ素子1の動作原理について、説明する。
参照層13と記憶層11との磁化方向が反平行となる反平行状態(高抵抗状態)について説明する。書き込み電流Iwは、参照層13から記憶層11へ流れる。この場合、記憶層11から参照層13へ向かう電子が供給される。
したがって、本実施形態のMRAMは、データの書き込み時、MTJ素子1に流れる書き込み電流Iwの電流値を低減できる。
2πfw=γ(−4πMeff)=ω ・・・(式1)
で示される。(式1)において、“ω”は角振動数であり、“γ”は磁気回転比である。
有効磁気モーメントMeffは、
Meff=4πMs−2Ku/Ms ・・・(式2)
で示される。
以下、図2乃至図12を用いて、本実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM)の製造方法について、説明する。ここでは、説明の簡単化のため、MRAMのメモリセルアレイ内の1つのメモリセルを抽出して、説明する。
素子形成領域AA表面上に、ゲート絶縁膜21が形成される。ゲート絶縁膜21は、例えば、熱酸化法によって形成されたシリコン酸化膜である。
以下、図13乃至図18を用いて、本実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM)の変形例について説明する。尚、本変形例において、第1の実施形態と同じ構成要素については、同じ符号を付し、その詳細な説明は必要に応じて行う。
本実施形態の磁気メモリ(MRAM)によれば、磁気抵抗効果素子の書き込み電流を低減できる。
Claims (5)
- 磁化が可変な第1の磁性層と、磁化が固定された第2の磁性層と、膜面に対して平行な磁化が可変な第3の磁性層と、前記第1の磁性層及び前記第2の磁性層の間に設けられる中間層と、を有し、前記第1の磁性層の磁化の向きを反転させるための第1の電流が前記第1、第2及び第3の磁性層に供給されたとき、前記第1の電流に起因して前記第3の磁性層の磁化が前記膜面に対して平行方向に回転し、前記第3の磁性層の磁化の回転によって前記第3の磁性層の端部から磁場が発生し、前記磁場と前記第1の電流とによって、前記第1の磁性層の磁化が前記第1の電流の向きに応じて反転する磁気抵抗効果素子と、
絶縁膜を介して前記磁気抵抗効果素子の側面上に設けられ、前記第3の磁性層の端部から発生する磁場を収束し、収束された前記磁場を前記第1の磁性層に印加するための第4の磁性層と、
を具備することを特徴とする磁気メモリ。 - 前記第4の磁性層は、前記磁気抵抗効果素子を円筒状に覆うことを特徴とする請求項1に記載の磁気メモリ。
- 前記磁気抵抗効果素子は、前記第2の磁性層と前記第3の磁性層との間に設けられ、磁化の交換バイアス結合により前記第2の磁性層の磁化を固定する反強磁性層を、
有することを特徴とする請求項1又は2に記載の磁気メモリ。 - 前記第1乃至第3の磁性層の積層方向における前記第4の磁性層の一端は、前記第1の磁性層の上面と底面との間に位置することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の磁気メモリ。
- 前記第1乃至第3の磁性層の積層方向における前記第4の磁性層の他端は、前記第3の磁性層の上面と底面との間に位置することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の磁気メモリ。
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