JP7024914B2 - 磁壁移動素子及び磁気記録アレイ - Google Patents

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Description

本発明は、磁壁移動素子及び磁気記録アレイに関する。本願は、２０１９年５月１６日に、日本に出願された特願２０１９－０９２８６７に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
微細化に限界が見えてきたフラッシュメモリ等に代わる次世代の不揮発性メモリに注目が集まっている。例えば、ＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲｅＲＡＭ（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｒａｎｄｏｍｅ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＰＣＲＡＭ（Ｐｈａｓｅ Ｃｈａｎｇｅ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等が次世代の不揮発性メモリとして知られている。
ＭＲＡＭは、磁化の向きの変化によって生じる抵抗値変化をデータ記録に利用している。記録メモリの大容量化を実現するために、メモリを構成する素子の小型化、メモリを構成する素子一つあたりの記録ビットの多値化が検討されている。
特許文献１には、データ記録層内における磁壁を移動させることで、多値のデータを記録することができる磁壁移動素子が記載されている。特許文献１には、磁化固定領域の磁化を保磁力の違いを利用して形成することが記載されている。
特許第５３９７３８４号公報
磁壁が移動する磁気記録層は、磁壁がいずれかの端部に至り、磁壁が消滅することを防ぐために、両端に磁化固定領域を有する場合が多い。磁壁が磁化固定領域に侵入すると、磁壁が消滅してしまう場合がある。磁壁移動素子は、磁壁の位置でデータを記録するため、磁壁が消滅するとデータを記録できなくなる。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、磁壁の動きを制御しやすい磁壁移動素子及び磁気記録アレイを提供する。
（１）第１の態様にかかる磁壁移動素子は、第１方向に延び、強磁性体を含む磁気記録層と、前記磁気記録層にそれぞれ離間して接続された第１導電層と第２導電層と、を備え、前記第１導電層は、前記磁気記録層と接する強磁性の第１層を有し、前記第１層は、前記磁気記録層との界面にミキシング層を有し、前記ミキシング層は、強磁性体と異種金属とが混在しており、前記異種金属は、前記第１層を主として構成する強磁性体と前記磁気記録層を主として構成する強磁性体とのそれぞれと、異なる金属である。
（２）上記態様にかかる磁壁移動素子において、前記第１導電層は、前記第１層の前記磁気記録層と反対側の面に、非磁性の第２層と、強磁性の第３層とを順に有してもよい。
（３）上記態様にかかる磁壁移動素子において、前記異種金属は、非磁性金属であってもよい。
（４）上記態様にかかる磁壁移動素子において、前記異種金属の濃度は、前記ミキシング層の前記磁気記録層に近い側の第１面が、前記第１面と反対の第２面より高くてもよい。
（５）上記態様にかかる磁壁移動素子において、前記異種金属は、前記第１方向に濃度分布を有し、前記ミキシング層の前記磁気記録層の前記第１方向の中央に近い側の第１端は、前記第１端と反対の第２端より前記異種金属の濃度が高い。
（６）上記態様にかかる磁壁移動素子において、前記異種金属は、前記ミキシング層内に、局所的に分布していてもよい。
（７）上記態様にかかる磁壁移動素子において、前記ミキシング層は、前記異種金属が局所的に分布した第１部分を有し、前記ミキシング層の厚みは、前記第１部分によって場所によって異なってもよい。
（８）上記態様にかかる磁壁移動素子において、前記ミキシング層の表面は、前記異種金属が局所的に分布した第１部分によって、積層方向に凹凸していてもよい。
（９）上記態様にかかる磁壁移動素子において、前記磁気記録層は、前記第１導電層と接続する面と反対側に、第２ミキシング層を有し、前記第２ミキシング層は、前記磁気記録層に含まれる強磁性体と異種金属とが混在しており、前記異種金属は、前記磁気記録層を主として構成する強磁性体と異なる金属であってもよい。
（１０）上記態様にかかる磁壁移動素子において、前記第２導電層は、前記磁気記録層と接する強磁性の第４層を有し、前記第４層は、前記磁気記録層との界面に第３ミキシング層を有し、前記第３ミキシング層は、強磁性体と異種金属とが混在しており、前記異種金属は、前記第４層を主として構成する強磁性体と前記磁気記録層を主として構成する強磁性体のそれぞれと、異なる金属であってもよい。
（１１）第２の態様にかかる磁壁移動素子は、第１方向に延び、強磁性体を含む磁気記録層と、前記磁気記録層にそれぞれ離間して接続された第１導電層と第２導電層と、を備え、前記第１導電層は、前記磁気記録層と接する強磁性の第１層を有し、前記第１層は、前記磁気記録層との界面にミキシング層を有し、前記第１層は、非磁性体と強磁性体とが交互に積層されており、前記ミキシング層は、前記強磁性体と前記非磁性体とが混在している。
（１２）上記態様にかかる磁壁移動素子は、前記磁気記録層に面する第１強磁性層と、前記第１強磁性層と前記磁気記録層との間に位置する非磁性層と、をさらに備えてもよい。
（１３）第３の態様にかかる磁気記録アレイは、上記態様にかかる磁壁移動素子を複数有する。
上記態様にかかる磁壁移動素子及び磁気記録アレイは、磁壁の動きを制御しやすい。
第１実施形態に係る磁気記録アレイの構成図である。 第１実施形態に係る磁気記録アレイの特徴部の断面図である。 第１実施形態に係る磁壁移動素子の断面図である。 第１実施形態に係る磁壁移動素子の特徴部の断面図である。 第１実施形態に係るミキシング層の平面図である。 第１実施形態に係るミキシング層の断面図である。 第１実施形態に係るミキシング層の別の例の平面図である。 第２実施形態に係る磁壁移動素子の特徴部の断面図である。 第３実施形態に係る磁壁移動素子の特徴部の断面図である。 第４実施形態に係る磁壁移動素子の特徴部の断面図である。
以下、本実施形態について、図を適宜参照しながら詳細に説明する。以下の説明で用いる図面は、本発明の特徴をわかりやすくするために便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などは実際とは異なっていることがある。以下の説明において例示される材料、寸法等は一例であって、本発明はそれらに限定されるものではなく、本発明の効果を奏する範囲で適宜変更して実施することが可能である。
まず方向について定義する。＋ｘ方向、－ｘ方向、＋ｙ方向及び－ｙ方向は、後述する基板Ｓｕｂ（図２参照）の一面と略平行な方向である。＋ｘ方向は、後述する磁気記録層２０が延びる方向であり、後述する第１導電層４０から第２導電層５０へ向かう方向である。－ｘ方向は、＋ｘ方向と反対の方向である。＋ｘ方向と－ｘ方向を区別しない場合は、単に「ｘ方向」と称する。ｘ方向は、第１方向の一例である。＋ｙ方向は、ｘ方向と直交する一方向である。－ｙ方向は、＋ｙ方向と反対の方向である。＋ｙ方向と－ｙ方向を区別しない場合は、単に「ｙ方向」と称する。＋ｚ方向は、後述する基板Ｓｕｂから磁壁移動素子１００へ向かう方向である。－ｚ方向は、＋ｚ方向と反対の方向である。＋ｚ方向と－ｚ方向を区別しない場合は、単に「ｚ方向」と称する。ｚ方向は、積層方向の一例である。また本明細書で「ｘ方向に延びる」とは、例えば、ｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向の各寸法のうち最小の寸法よりもｘ方向の寸法が大きいことを意味する。他の方向に延びる場合も同様である。
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態にかかる磁気記録アレイの構成図である。磁気記録アレイ２００は、複数の磁壁移動素子１００と、複数の第１配線Ｗｐ１～Ｗｐｎと、複数の第２配線Ｃｍ１～Ｃｍｎと、複数の第３配線Ｒｐ１～Ｒｐｎと、複数の第１スイッチング素子１１０と、複数の第２スイッチング素子１２０と、複数の第３スイッチング素子１３０とを備える。磁気記録アレイ２００は、例えば、磁気メモリ、積和演算器、ニューロモーフィックデバイスに利用できる。
＜第１配線、第２配線、第３配線＞
第１配線Ｗｐ１～Ｗｐｎはそれぞれ、書き込み配線である。書き込み配線は、データの書き込み時に使用される。第１配線Ｗｐ１～Ｗｐｎはそれぞれ、電源と１つ以上の磁壁移動素子１００とを電気的に接続する。電源は、使用時に磁気記録アレイ２００の一端に接続される。
第２配線Ｃｍ１～Ｃｍｎはそれぞれ、共通配線である。共通配線は、データの書き込み時及び読み出し時の両方に使用される。第２配線Ｃｍ１～Ｃｍｎはそれぞれ、基準電位と１つ以上の磁壁移動素子１００とを電気的に接続する。基準電位は、例えば、グラウンドである。第２配線Ｃｍ１～Ｃｍｎはそれぞれ、複数の磁壁移動素子１００のそれぞれに設けられてもよいし、複数の磁壁移動素子１００に亘って設けられてもよい。
第３配線Ｒｐ１～Ｒｐｎはそれぞれ、読み出し配線である。読み出し配線は、データを読み出す時に使用される。第３配線Ｒｐ１～Ｒｐｎはそれぞれ、電源と１つ以上の磁壁移動素子１００とを電気的に接続する。電源は、使用時に磁気記録アレイ２００の一端に接続される。
＜第１スイッチング素子、第２スイッチング素子、第３スイッチング素子＞
図１に示す第１スイッチング素子１１０、第２スイッチング素子１２０、第３スイッチング素子１３０は、複数の磁壁移動素子１００のそれぞれに接続されている。磁壁移動素子１００にスイッチング素子が接続されたものを半導体装置と称する。第１スイッチング素子１１０は、磁壁移動素子１００と第１配線Ｗｐ１～Ｗｐｎとの間に接続されている。第２スイッチング素子１２０は、磁壁移動素子１００と第２配線Ｃｍ１～Ｃｍｎとの間に接続されている。第３スイッチング素子１３０は、磁壁移動素子１００と第３配線Ｒｐ１～Ｒｐｎとの間に接続されている。
第１スイッチング素子１１０及び第２スイッチング素子１２０をＯＮにすると、所定の磁壁移動素子１００に接続された第１配線Ｗｐ１～Ｗｐｎと第２配線Ｃｍ１～Ｃｍｎとの間に書き込み電流が流れる。第１スイッチング素子１１０及び第３スイッチング素子１３０をＯＮにすると、所定の磁壁移動素子１００に接続された第２配線Ｃｍ１～Ｃｍｎと第３配線Ｒｐ１～Ｒｐｎとの間に読み出し電流が流れる。
第１スイッチング素子１１０、第２スイッチング素子１２０及び第３スイッチング素子１３０は、電流の流れを制御する素子である。第１スイッチング素子１１０、第２スイッチング素子１２０及び第３スイッチング素子１３０は、例えば、トランジスタ、オボニック閾値スイッチ（ＯＴＳ：Ovonic Threshold Switch）のように結晶層の相変化を利用した素子、金属絶縁体転移（ＭＩＴ）スイッチのようにバンド構造の変化を利用した素子、ツェナーダイオード及びアバランシェダイオードのように降伏電圧を利用した素子、原子位置の変化に伴い伝導性が変化する素子である。
第１スイッチング素子１１０、第２スイッチング素子１２０、第３スイッチング素子１３０のいずれかは、同じ配線に接続された磁壁移動素子１００で、共用してもよい。例えば、第１スイッチング素子１１０を共有する場合は、第１配線Ｗｐ１～Ｗｐｎの上流に一つの第１スイッチング素子１１０を配置する。例えば、第２スイッチング素子１２０を共有する場合は、第２配線Ｃｍ１～Ｃｍｎの上流に一つの第２スイッチング素子１２０を配置する。例えば、第３スイッチング素子１３０を共有する場合は、第３配線Ｒｐ１～Ｒｐｎの上流に一つの第３スイッチング素子１３０を配置する。
図２は、第１実施形態に係る磁気記録アレイ２００の特徴部の断面図である。図２は、図１における一つの磁壁移動素子１００を磁気記録層２０のｙ方向の幅の中心を通るｘｚ平面で切断した断面である。
図２に示す第１スイッチング素子１１０及び第２スイッチング素子１２０は、トランジスタＴｒである。トランジスタＴｒは、ゲート電極Ｇと、ゲート絶縁膜ＧＩと、基板Ｓｕｂに形成されたソース領域Ｓ及びドレイン領域Ｄと、を有する。基板Ｓｕｂは、例えば、半導体基板である。第３スイッチング素子１３０は、電極Ｅと電気的に接続され、例えば、紙面奥行き方向（－ｙ方向）に位置する。
トランジスタＴｒのそれぞれと磁壁移動素子１００とは、接続配線Ｃｗを介して、電気的に接続されている。接続配線Ｃｗは、導電性を有する材料を含む。接続配線Ｃｗは、ｚ方向に延びる。接続配線Ｃｗは、例えば、絶縁層９０の開口部に形成されたビア配線である。
磁壁移動素子１００とトランジスタＴｒとは、接続配線Ｃｗを除いて、絶縁層９０によって電気的に分離されている。絶縁層９０は、多層配線の配線間や素子間を絶縁する絶縁層である。絶縁層９０は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、炭化シリコン（ＳｉＣ）、窒化クロム、炭窒化シリコン（ＳｉＣＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯｘ）等である。
「磁壁移動素子」
図３は、第１実施形態に係る磁壁移動素子１００の断面図である。磁壁移動素子１００は、第１強磁性層１０と磁気記録層２０と非磁性層３０と第１導電層４０と第２導電層５０とを有する。図３は、磁壁移動素子１００を磁気記録層２０のｙ方向の中心を通るｘｚ平面で切断した断面図である。図３は、図２の一部を拡大したものであり、磁壁移動素子１００の周囲は絶縁層９０で覆われている。磁壁移動素子１００は、一例として記憶素子として用いられる。
「第１強磁性層」
第１強磁性層１０は、非磁性層３０に面する。第１強磁性層１０は、例えば、非磁性層３０に接する。第１強磁性層１０は、一方向に配向した磁化Ｍ１０を有する。第１強磁性層１０の磁化Ｍ１０は、所定の外力が印加された際に磁気記録層２０の磁化よりも配向方向が変化しにくい。所定の外力は、例えば外部磁場により磁化に印加される外力や、スピン偏極電流により磁化に印加される外力である。第１強磁性層１０は、磁化固定層、磁化参照層と呼ばれることがある。磁化Ｍ１０は、例えば、ｚ方向に配向する。
以下、磁化がｚ軸方向に配向した例を用いて説明するが、磁気記録層２０及び第１強磁性層１０の磁化はｘ軸方向に配向してもよいし、ｘｙ面内のいずれかの方向に配向していてもよい。磁化がｚ方向に配向する場合は、磁化がｘｙ面内に配向する場合より磁壁移動素子１００の消費電力、動作時の発熱が抑制される。また磁化がｚ方向に配向する場合は、磁化がｘｙ面内に配向する場合より同じ強度のパルス電流を印加した際における磁壁２７の移動幅が小さくなる。一方で、磁化がｘｙ面内のいずれかに配向する場合は、磁化がｚ方向に配向する場合より磁壁移動素子１００の磁気抵抗変化幅（ＭＲ比）が大きくなる。
第１強磁性層１０は、強磁性体を含む。第１強磁性層１０を構成する強磁性材料は、例えば、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉからなる群から選択される金属、これらの金属を１種以上含む合金、これらの金属とＢ、Ｃ、及びＮの少なくとも１種以上の元素とが含まれる合金等である。第１強磁性層１０は、例えば、Ｃｏ－Ｆｅ、Ｃｏ－Ｆｅ－Ｂ、Ｎｉ－Ｆｅである。
第１強磁性層１０を構成する材料は、ホイスラー合金でもよい。ホイスラー合金はハーフメタルであり、高いスピン分極率を有する。ホイスラー合金は、ＸＹＺ又はＸ２ＹＺの化学組成をもつ金属間化合物であり、Ｘは周期表上でＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、あるいはＣｕ族の遷移金属元素または貴金属元素であり、ＹはＭｎ、Ｖ、ＣｒあるいはＴｉ族の遷移金属又はＸの元素種であり、ＺはＩＩＩ族からＶ族の典型元素である。ホイスラー合金として例えば、Ｃｏ２ＦｅＳｉ、Ｃｏ２ＦｅＧｅ、Ｃｏ２ＦｅＧａ、Ｃｏ２ＭｎＳｉ、Ｃｏ２Ｍｎ１－ａＦｅａＡｌｂＳｉ１－ｂ、Ｃｏ２ＦｅＧｅ１－ｃＧａｃ等が挙げられる。
第１強磁性層１０の膜厚は、第１強磁性層１０の磁化容易軸をｚ方向とする（垂直磁化膜にする）場合は、１．５ｎｍ以下とすることが好ましく、１．０ｎｍ以下とすることがより好ましい。第１強磁性層１０の膜厚を薄くすると、第１強磁性層１０と他の層（非磁性層３０）との界面で、第１強磁性層１０に垂直磁気異方性（界面垂直磁気異方性）が付加され、第１強磁性層１０の磁化がｚ方向に配向しやすくなる。
第１強磁性層１０の磁化容易軸をｚ方向とする（垂直磁化膜にする）場合は、第１強磁性層１０をＣｏ、Ｆｅ、Ｎｉからなる群から選択された強磁性体とＰｔ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｈからなる群から選択された非磁性体との積層体とすることが好ましく、Ｉｒ、Ｒｕからなる群から選択された中間層を積層体のいずれかの位置に挿入することがより好ましい。強磁性体と非磁性体を積層すると垂直磁気異方性を付加することができ、中間層を挿入することによって第１強磁性層１０の磁化がｚ方向に配向しやすくなる。
第１強磁性層１０の非磁性層３０と反対側の面に、スペーサ層を介して、反強磁性層を設けてもよい。第１強磁性層１０、スペーサ層、反強磁性層は、シンセティック反強磁性構造（ＳＡＦ構造）となる。シンセティック反強磁性構造は、非磁性層を挟む二つの磁性層からなる。第１強磁性層１０と反強磁性層とが反強磁性カップリングするとことで、反強磁性層を有さない場合より第１強磁性層１０の保磁力が大きくなる。反強磁性層は、例えば、ＩｒＭｎ，ＰｔＭｎ等である。スペーサ層は、例えば、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈからなる群から選択される少なくとも一つを含む。
「磁気記録層」
磁気記録層２０は、ｘ方向に延びる。磁気記録層２０は、例えば、ｚ方向からの平面視で、ｘ方向が長軸、ｙ方向が短軸の矩形である。磁気記録層２０は、非磁性層３０を挟んで、第１強磁性層１０と対向する磁性層である。磁気記録層２０は、第１導電層４０と第２導電層５０とに亘る。
磁気記録層２０は、内部の磁気的な状態の変化により情報を磁気記録可能な層である。磁気記録層２０は、内部に第１磁区２８と第２磁区２９とを有する。第１磁区２８の磁化Ｍ２８と第２磁区２９の磁化Ｍ２９とは、例えば、反対方向に配向する。第１磁区２８と第２磁区２９との境界が磁壁２７である。磁気記録層２０は、磁壁２７を内部に有することができる。図３に示す磁気記録層２０は、第１磁区２８の磁化Ｍ２８が＋ｚ方向に配向し、第２磁区２９の磁化Ｍ２９が－ｚ方向に配向している。
磁気記録層２０のｚ方向において第１導電層４０と重なる部分及び第２導電層５０と重なる部分の磁化は、一方向に固定される。磁気記録層２０のｚ方向において第１導電層４０と重なる部分及び第２導電層５０と重なる部分は、磁化固定領域と称される場合がある。磁気記録層２０のｚ方向において第１導電層４０と重なる部分は、例えば＋ｚ方向に固定され、磁気記録層２０のｚ方向において第２導電層５０と重なる部分は、例えば－ｚ方向に固定される。過剰な外力が印加されない限り、磁壁２７は、磁気記録層２０のｚ方向において第１導電層４０及び第２導電層５０と重ならない部分を動く。
磁壁移動素子１００は、磁気記録層２０の磁壁２７の位置によって、データを多値又は連続的に記録できる。磁気記録層２０に記録されたデータは、読み出し電流を印加した際に、磁壁移動素子１００の抵抗値変化として読み出される。
磁気記録層２０における第１磁区２８と第２磁区２９との比率は、磁壁２７が移動すると変化する。第１強磁性層１０の磁化Ｍ１０は、例えば、第１磁区２８の磁化Ｍ２８と同じ方向（平行）であり、第２磁区２９の磁化Ｍ２９と反対方向（反平行）である。磁壁２７が＋ｘ方向に移動し、ｚ方向からの平面視で第１強磁性層１０と重畳する部分における第１磁区２８の面積が広くなると、磁壁移動素子１００の抵抗値は低くなる。反対に、磁壁２７が－ｘ方向に移動し、ｚ方向からの平面視で第１強磁性層１０と重畳する部分における第２磁区２９の面積が広くなると、磁壁移動素子１００の抵抗値は高くなる。
磁壁２７は、磁気記録層２０のｘ方向に書き込み電流を流す、又は、外部磁場を印加することによって移動する。例えば、磁気記録層２０の＋ｘ方向に書き込み電流（例えば、電流パルス）を印加すると、電子は電流と逆の－ｘ方向に流れるため、磁壁２７は－ｘ方向に移動する。第１磁区２８から第２磁区２９に向って電流が流れる場合、第２磁区２９でスピン偏極した電子は、第１磁区２８の磁化Ｍ２８を磁化反転させる。第１磁区２８の磁化Ｍ２８が磁化反転することで、磁壁２７が－ｘ方向に移動する。
磁気記録層２０は、磁性体により構成される。磁気記録層２０を構成する磁性体は、例えば、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｆｅ及びＮｉからなる群から選択される金属、これらの金属を１種以上含む合金、これらの金属とＢ、Ｃ、及びＮの少なくとも１種以上の元素とが含まれる合金等である。具体的には、磁気記録層２０を構成する磁性体は、例えば、Ｃｏ－Ｆｅ、Ｃｏ－Ｆｅ－Ｂ、Ｎｉ－Ｆｅである。
磁気記録層２０は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｍｎ、Ｇｅ、Ｇａからなる群から選択される少なくとも一つの元素を有してもよい。磁気記録層２０は、例えば、ＣｏとＮｉの積層膜、ＣｏとＰｔの積層膜、ＣｏとＰｄの積層膜である。また例えば、磁気記録層２０は、ＭｎＧａ系材料、ＧｄＣｏ系材料、ＴｂＣｏ系材料を含んでもよい。ＭｎＧａ系材料、ＧｄＣｏ系材料、ＴｂＣｏ系材料等のフェリ磁性体は、飽和磁化が小さく、磁壁を移動するために必要な閾値電流が小さくなる。またＣｏとＮｉの積層膜、ＣｏとＰｔの積層膜、ＣｏとＰｄの積層膜は、保磁力が大きく、磁壁の移動速度が遅くなる。
「非磁性層」
非磁性層３０は、第１強磁性層１０と磁気記録層２０との間に位置する。非磁性層３０は、磁気記録層２０の一面に積層される。
非磁性層３０は、例えば、非磁性の絶縁体、半導体又は金属からなる。非磁性の絶縁体は、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４、およびこれらのＡｌ、Ｓｉ、Ｍｇの一部がＺｎ、Ｂｅ等に置換された材料である。これらの材料は、バンドギャップが大きく、絶縁性に優れる。非磁性層３０が非磁性の絶縁体からなる場合、非磁性層３０はトンネルバリア層である。非磁性の金属は、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ等である。非磁性の半導体は、例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、ＣｕＩｎＳｅ２、ＣｕＧａＳｅ２、Ｃｕ（Ｉｎ，Ｇａ）Ｓｅ２等である。
非磁性層３０の厚みは、２０Å以上であることが好ましく、３０Å以上であることがより好ましい。非磁性層３０の厚みが厚いと、磁壁移動素子１００の抵抗面積積（ＲＡ）が大きくなる。磁壁移動素子１００の抵抗面積積（ＲＡ）は、１×１０５Ωμｍ２以上であることが好ましく、１×１０６Ωμｍ２以上であることがより好ましい。磁壁移動素子１００の抵抗面積積（ＲＡ）は、一つの磁壁移動素子１００の素子抵抗と磁壁移動素子１００の素子断面積（非磁性層３０をｘｙ平面で切断した切断面の面積）の積で表される。
「第１導電層」
第１導電層４０は、第１層４１と第２層４２と第３層４３とを有する。第１層４１及び第３層４３は、強磁性層である。第２層４２は、非磁性層である。第１層４１と第３層４３とは、第２層４２を挟んで、反強磁性カップリングしている。第１導電層４０は、ＳＡＦ構造である。第１層４１の磁化Ｍ４１は例えば＋ｚ方向に配向し、第３層４３の磁化Ｍ４３は例えば－ｚ方向に配向している。第２層４２は、中間層、挿入層、磁気結合層などと言われる場合がある。
第１層４１及び第３層４３は、第１強磁性層１０と同様の材料を用いることができる。第１層４１及び第３層４３は、例えば、ＣｏとＮｉの積層膜、ＣｏとＰｄの積層膜、ＣｏとＰｔの積層膜、ＣｏＣｒＰｔ合金、ＧｄＦｅ合金、ＴｂＣｏ合金等により構成されている。第２層４２は、例えば、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈからなる群から選択される少なくとも一つを含む。第２層４２の厚みは、例えば、０．１ｎｍ～１０ｎｍである。
図４は、第１実施形態に係る磁壁移動素子１００の要部の断面図である。図４は、図３における第１導電層４０の第１層４１の近傍を拡大している。第１層４１は、主要部４１１とミキシング層４１２とを有する。主要部４１１は、ミキシング層４１２より磁気記録層２０から離れた位置にある。ミキシング層４１２は、第１層４１の磁気記録層２０側の界面にある。主要部４１１は、第１層４１の主となる部分である。ミキシング層４１２は、第１層４１に含まれる強磁性体と異種金属とが混在している層である。例えば第１層４１がＣｏとＰｔとが交互に積層された積層膜の場合、第１層４１に含まれる強磁性体は、第１層４１を構成する主の強磁性体であるＣｏである。
異種金属は、ミキシング層４１２内に分散していても、局所的に分布していてもよい。異種金属は、第１層４１を主として構成する強磁性体と磁気記録層２０を主として構成する強磁性体とのそれぞれと、異なる金属である。異種金属は、例えば、非磁性金属である。異種金属を非磁性金属とすると、第１導電層４０とｚ方向に重なる位置における磁気記録層２０の磁化の固定が乱されることを抑制できる。異種金属は、例えば、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈからなる群から選択される少なくとも一つを含む。
ミキシング層４１２の異種金属の濃度は、例えば、第１面４１２ａが第２面４１２ｂより高い。第１面４１２ａは、ミキシング層４１２の磁気記録層２０側の面であり、第２面４１２ｂは、第１面４１２ａと反対側の面である。ミキシング層４１２の異種金属の濃度は、例えば、第１面４１２ａから第２面４１２ｂに向って近づくに従い低くなる。第１面４１２aにおける異種金属濃度が第２面４１２ｂより高いと、磁気記録層２０の第１導電層４０とz方向において重なる位置への磁壁２７の侵入をより抑制でき、第１層４１の磁気特性の低下を抑制できる。
ミキシング層４１２の異種金属の濃度は、例えば、第１端４１２ｃが第２端４１２ｄより高い。第１端４１２ｃは、ミキシング層４１２の磁気記録層２０のｘ方向の中央に近い側の端部である。第２端４１２ｄは、ミキシング層４１２の第１端４１２ｃと反対側の端部である。第２端４１２ｄは、ミキシング層４１２の磁気記録層２０のｘ方向の中央から遠い側の端部である。ミキシング層４１２の異種金属の濃度は、例えば、第１端４１２ｃから第２端４１２ｄに向って近づくに従い低くなる。第１端４１２ｃにおける異種金属濃度が高いと、磁壁２７が磁化固定領域へ侵入しにくくなる。また第２端４１２ｄにおける異種金属濃度を低くすることで、磁壁移動素子１００の磁気特性の低下を抑制できる。
ミキシング層４１２は、第１導電層４０の磁気記録層２０側の表面に、異種金属をスパッタすることで形成される。異種金属は、異種金属が連続する層を形成しない程度の厚みで積層する。連続する層を形成しない程度の厚みとは、おおよそ異種金属の原子直径の３倍以下である。異種金属が第１層４１に打ち込まれることで、ミキシング層４１２が形成される。
図５は、第１実施形態にかかるミキシング層４１２の一例の平面図である。図６は、第１実施形態にかかるミキシング層４１２の一例の断面図である。図５及び図６は、ミキシング層４１２において異種金属が局所的に分布した場合の例である。ミキシング層４１２は、例えば、第１部分Ａ１と第２部分Ａ２とに分けられる。第１部分Ａ１は、異種金属が局所的に分布した部分である。第２部分Ａ２は、異種金属以外の部分であり、主要部４１１と同様の材料からなる。
第１部分Ａ１は、例えば、第１層４１に異種金属が打ち込まれることで形成される。第１部分Ａ１のｚ方向の厚みは、例えば、ミキシング層４１２のｘｙ面内の場所ごとで異なる。第１部分Ａ１の厚みは、例えば、第１層４１に打ち込まれる際の異種金属のエネルギー量によって、場所ごとに異なる。ミキシング層４１２の厚みは、第１部分Ａ１によって場所によって異なる。
第１部分Ａ１は、例えば、隣接する材料との表面張力の違いにより表面が湾曲する。第１部分Ａ１の表面のうち第２部分Ａ２と磁気記録層２０との境界面より＋ｚ方向に突出する面を第１表面Ａ１ａ、－ｚ方向に突出する面を第２表面Ａ１ｂと称する。第１表面Ａ１ａが第２部分Ａ２の表面Ａ２ａより＋ｚ方向に突出することで、ミキシング層４１２の第１面４１２ａは、ｚ方向に凹凸となる。第２表面Ａ１ｂは、例えば、第１層４１に異種金属が打ち込まれることで、第２部分Ａ２の表面Ａ２ａより－ｚ方向に突出する。
「第２導電層」
第２導電層５０は、第４層５１と第５層５２と第６層５３とを有する。第４層５１及び第６層５３は、強磁性層である。第５層５２は、非磁性層である。第４層５１と第６層５３とは、第５層５２を挟んで、反強磁性カップリングしている。第２導電層５０は、ＳＡＦ構造である。第４層５１の磁化Ｍ５１は例えば－ｚ方向に配向し、第６層５３の磁化Ｍ５３は例えば＋ｚ方向に配向している。第５層５２は、中間層、挿入層、磁気結合層などと言われる場合がある。
第４層５１及び第６層５３は、第１層４１及び第３層４３と同様の材料を用いることができる。第５層５２は、第２層４２と同様の材料を用いることができる。
第４層５１は、磁気記録層２０との界面にミキシング層を有することが好ましい。第４層５１と磁気記録層２０との界面に位置するミキシング層は、第３ミキシング層の一例である。第４層５１と磁気記録層２０との界面に位置するミキシング層は、第４層５１に含まれる強磁性体と異種金属とが混在している層である。異種金属は、第４層５１及び磁気記録層２０のそれぞれを主として構成する強磁性体と異なる金属である。異種金属は、例えば、非磁性金属である。異種金属は、例えば、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈからなる群から選択される少なくとも一つを含む。異種金属は、ミキシング層内に分散していても、局所的に分布していてもよい。
磁壁移動素子１００の第１強磁性層１０、磁気記録層２０、第１導電層４０及び第２導電層５０のそれぞれの磁化の向きは、例えば磁化曲線を測定することにより確認できる。磁化曲線は、例えば、ＭＯＫＥ（Magneto Optical Kerr Effect）を用いて測定できる。ＭＯＫＥによる測定は、直線偏光を測定対象物に入射させ、その偏光方向の回転等が起こる磁気光学効果(磁気Kerr効果)を用いることにより行う測定方法である。
次いで、磁気記録アレイ２００の製造方法について説明する。磁気記録アレイ２００は、各層の積層工程と、各層の一部を所定の形状に加工する加工工程により形成される。各層の積層は、スパッタリング法、化学気相成長（ＣＶＤ）法、電子ビーム蒸着法（ＥＢ蒸着法）、原子レーザデポジッション法等を用いることができる。各層の加工は、フォトリソグラフィー等を用いて行うことができる。
まず基板Ｓｕｂの所定の位置に、不純物をドープしソース領域Ｓ、ドレイン領域Ｄを形成する。次いで、ソース領域Ｓとドレイン領域Ｄとの間に、ゲート絶縁膜ＧＩ、ゲート電極Ｇを形成する。ソース領域Ｓ、ドレイン領域Ｄ、ゲート絶縁膜ＧＩ及びゲート電極ＧがトランジスタＴｒとなる。
次いで、トランジスタＴｒを覆うように絶縁層９０を形成する。また絶縁層９０に開口部を形成し、開口部内に導電体を充填することで接続配線Ｃｗが形成される。第１配線Ｗｐ、第２配線Ｃｍは、絶縁層９０を所定の厚みまで積層した後、絶縁層９０に溝を形成し、溝に導電体を充填することで形成される。
第１導電層４０及び第２導電層５０は、例えば、絶縁層９０及び接続配線Ｃｗの一面に、強磁性層、非磁性層、強磁性層を順に積層し、第１導電層４０及び第２導電層５０となる部分以外を除去することで形成できる。除去された部分は、例えば、絶縁層９０で埋める。ミキシング層は、例えば、第１層４１及び第４層５１に異種金属をスパッタリングすることで形成できる。
最後に、第１導電層４０及び第２導電層５０に亘って、強磁性層、非磁性層、強磁性層を順に積層し、所定の形状に加工することで、磁気記録層２０、非磁性層３０、第１強磁性層１０が形成される。
第１実施形態に係る磁壁移動素子１００は、磁気記録層２０の第１導電層４０及び第２導電層５０とｚ方向に重なる位置（磁化固定領域）に、磁壁２７が侵入することを抑制できる。磁壁２７が磁気記録層２０の端部まで至ると磁壁２７が消滅し、データを記録できなくなる場合がある。第１導電層４０及び第２導電層５０とｚ方向に重なる位置への磁壁２７の侵入を抑制することで、データの書き込み及び読み出しを容易に行うことができる。
ミキシング層４１２は、磁壁２７に対するピニングサイトとなる。ピニングサイトは、磁化が動きにくくなる部分である。ピニングサイトは、隣接する領域（磁気記録層２０）に影響を及ぼし磁化をより強く固定する効果を奏する。ミキシング層４１２は、異種金属がｘｙ面内に散逸的に存在することで、ｘｙ面内のエネルギーポテンシャルが均一ではない。異種金属が局所的に分布すると、ｘｙ面内のエネルギーポテンシャルの差はより大きくなる。磁壁２７はエネルギーポテンシャルが低い部分で動きにくくなり、磁壁２７の移動が制限される。つまり、ミキシング層４１２によって、第１導電層４０及び第２導電層５０とｚ方向に重なる位置に、磁壁２７が侵入することを抑制できる。
また磁化は、一般に結晶粒、表面状態、段差、エッチングダメージ等により状態が異なる領域では、大きさが異なる。したがって、ミキシング層４１２の第１面４１２ａが凹凸を有すると、磁気記録層２０のミキシング層４１２と接する位置における磁化はより固定され、磁壁２７が第１導電層４０及び第２導電層５０とｚ方向に重なる位置に侵入することをより抑制できる。また異種元素を第１層４１及び第４層５１にスパッタリングにより打ち込むと、第１層４１及び第４層５１は、ダメージを受ける。ダメージを受けた部分は、表面状態等が変化するため、磁気記録層２０のミキシング層４１２と接する位置における磁化をより強く固定する。
またミキシング層４１２は、第１導電層４０及び第２導電層５０がＳＡＦ構造の場合に特に有用である。第１導電層４０がＳＡＦ構造の場合、第１層４１及び第４層５１の磁化Ｍ４１、Ｍ５１の外部磁場に対する安定性は高まるが、電流に対する安定性は低下する。第１導電層４０がＳＡＦ構造の場合、第１層４１が生み出す磁場と第３層４３が生み出す磁場とは互いに弱めあう関係にあり、第１導電層４０全体の飽和磁化は小さくなる。第１導電層４０全体の飽和磁化が小さくなると、第１導電層４０と接する位置における磁気記録層２０の閾値電流密度が低下する。閾値電流密度は、磁気記録層２０において磁壁２７が動き出す閾値となる電流密度である。第１導電層４０がＳＡＦ構造の場合、第１導電層４０が第１層４１のみの場合と比較して、閾値電流密度が一桁低下する。
第１導電層４０と接する位置における磁気記録層２０の閾値電流密度が低下するということは、同じ電流密度の電流を印加した際に、第１導電層４０とｚ方向に重なる位置に磁壁２７が侵入しやすくなることを意味する。つまり、第１導電層４０がＳＡＦ構造の場合において、磁壁２７が第１導電層４０とｚ方向に重なる位置に侵入するという課題は顕著に問題となる。ミキシング層４１２は、第１導電層４０がＳＡＦ構造の場合でも、磁壁２７が第１導電層４０とｚ方向に重なる位置に侵入することを抑制できる。
第１実施形態に係る磁気記録アレイ２００及び磁壁移動素子１００の一例について詳述したが、第１実施形態に係る磁気記録アレイ２００及び磁壁移動素子１００は、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、図７は、第１実施形態にかかるミキシング層の別の例の平面図である。図７に示すミキシング層４１３は、第１部分Ａ１と第２部分Ａ２とがｘ方向に交互に配列している。第１部分Ａ１及び第２部分Ａ２は、ｙ方向に延びる。
磁壁２７は、ｘ方向に移動する。ミキシング層４１３がｘ方向にポテンシャルの分布を有すれば、磁壁２７の第１導電層４０及び第２導電層５０とｚ方向に重なる位置への侵入を効率的に抑制できる。図７に示すミキシング層４１３は、例えば、開口部とマスク部とをｘ方向に交互に有するマスクを介して異種金属をスパッタリングすることで形成できる。またミキシング層４１３は、フォトリソグラフィー等により形成できる。
［第２実施形態］
図８は、第２実施形態に係る磁壁移動素子の特徴部の断面図である。図８に示す磁壁移動素子は、磁気記録層２０の第２面２０ｂにミキシング層２１が形成されている点が、図４に示す磁壁移動素子と異なる。図８において、図４と同じ構成については同一の符号を付し、説明を省く。
ミキシング層２１は、磁気記録層２０の第２面２０ｂにある。第２面２０ｂは、磁気記録層２０の第１導電層４０と接する第１面２０ａと反対側の面である。ミキシング層２１は、第２ミキシング層の一例である。ミキシング層２１は、磁気記録層２０を主として構成する強磁性体と異種金属とが混在している層である。異種金属は、ミキシング層２１内に分散していても、局所的に分布していてもよい。異種金属は、磁気記録層２０のそれぞれを主として構成する強磁性体と異なる金属である。異種金属は、例えば、非磁性金属である。異種金属は、例えば、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｔａ、Ｒｈからなる群から選択される少なくとも一つを含む。
第２実施形態にかかる磁壁移動素子は、第１導電層４０がミキシング層４１２を有するため、磁壁２７が第１導電層４０及び第２導電層５０とｚ方向に重なる位置に侵入することを抑制できる。またミキシング層２１をミキシング層４１２と反対側の面に有することで、磁壁２７の移動をより抑制できる。
［第３実施形態］
図９は、第３実施形態に係る磁壁移動素子の要部の断面図である。図９に示す磁壁移動素子は、第１層４１の主要部４１４及びミキシング層４１５の構成が、図４に示す磁壁移動素子と異なる。図８において、図４と同じ構成については同一の符号を付し、説明を省く。
主要部４１４は、ミキシング層４１５より磁気記録層２０から離れた位置にある。ミキシング層４１５は、第１層４１の磁気記録層２０側の界面にある。主要部４１４は、強磁性体４１４Ａと非磁性体４１４Ｂとが交互に積層されている。ミキシング層４１５は、強磁性体４１５Ａと非磁性体４１５Ｂとが交互に積層されており、強磁性体４１５Ａ内に非磁性体４１５Ｂが分散している。強磁性体４１４Ａ、４１５Ａは、例えば、Ｃｏであり、非磁性体４１４Ｂ、４１５Ｂは、例えば、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉである。
ミキシング層４１５は、非磁性体４１５Ｂが強磁性体４１５Ａ内に散逸的に存在することで、ｘｙ面内のエネルギーポテンシャルが均一ではない。そのため、ミキシング層４１５は、磁壁２７に対するピニングサイトとなる。ミキシング層４１５は、第１導電層４０及び第２導電層５０とｚ方向に重なる位置に、磁壁２７が侵入することを抑制する。
［第４実施形態］
図１０は、第４実施形態に係る磁壁移動素子の要部の断面図である。図１０に示す磁壁移動素子は、第１導電層４０が第１層４１のみからなる点が、図４に示す磁壁移動素子と異なる。図１０において、図４と同じ構成については同一の符号を付し、説明を省く。
上述のように、磁壁移動素子は、第１導電層４０がＳＡＦ構造の場合に特に有用であるが、第１導電層４０がＳＡＦ構造ではない場合でも大きな外力が加わった場合に、磁壁２７が第１導電層４０と重なる位置に侵入する場合がある。第１層４１がミキシング層４１２を有することで、第１導電層４０及び第２導電層５０とｚ方向に重なる位置に、磁壁２７が侵入することを抑制できる。
以上、本発明の好ましい実施の形態について詳述したが、本発明は特定の実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、第１実施形態から第４実施形態における特徴的な構成をそれぞれ組み合わせてもよい。また上記の実施形態では、第１導電層４０及び第２導電層５０のいずれもがミキシング層を有する例を基に説明を行ったが、第１導電層４０のみがミキシング層を有してもよい。
１０ 第１強磁性層
２０ 磁気記録層
２０ａ、４１２ａ 第１面
２０ｂ、４１２ｂ 第２面
４１２ｃ 第１端
４１２ｄ 第２端
２１、４１２、４１３、４１５ ミキシング層
２７ 磁壁
２８ 第１磁区
２９ 第２磁区
３０ 非磁性層
４０ 第１導電層
４１ 第１層
４２ 第２層
４３ 第３層
５０ 第２導電層
５１ 第４層
５２ 第５層
５３ 第６層
９０ 絶縁層
１００ 磁壁移動素子
１１０ 第１スイッチング素子
１２０ 第２スイッチング素子
１３０ 第３スイッチング素子
２００ 磁気記録アレイ
４１１、４１４ 主要部
４１４Ａ、４１５Ａ 強磁性体
４１４Ｂ、４１５Ｂ 非磁性体
Ａ１ 第１部分
Ａ２ 第２部分
Ａ１ａ 第１表面
Ａ１ｂ 第２表面

Claims (16)

  1. 第１方向に延び、強磁性体を含む磁気記録層と、
    前記磁気記録層にそれぞれ離間して接続された第１導電層と第２導電層と、を備え、
    前記第１導電層は、前記磁気記録層と接する強磁性の第１層を有し、
    前記第１層は、前記磁気記録層との界面にミキシング層を有し、
    前記ミキシング層は、強磁性体と異種金属とが混在しており、
    前記異種金属は、前記第１層を主として構成する強磁性体と前記磁気記録層を主として構成する強磁性体とのそれぞれと、異なる金属であり、
    前記異種金属の濃度は、前記ミキシング層の前記磁気記録層に近い側の第１面が、前記第１面と反対の第２面より高い、磁壁移動素子。
  2. 第１方向に延び、強磁性体を含む磁気記録層と、
    前記磁気記録層にそれぞれ離間して接続された第１導電層と第２導電層と、を備え、
    前記第１導電層は、前記磁気記録層と接する強磁性の第１層を有し、
    前記第１層は、前記磁気記録層との界面にミキシング層を有し、
    前記ミキシング層は、強磁性体と異種金属とが混在しており、
    前記異種金属は、前記第１層を主として構成する強磁性体と前記磁気記録層を主として構成する強磁性体とのそれぞれと、異なる金属であり、
    前記異種金属は、前記第１方向に濃度分布を有し、
    前記ミキシング層の前記磁気記録層の前記第１方向の中央に近い側の第１端は、前記第１端と反対の第２端より前記異種金属の濃度が高い、磁壁移動素子。
  3. 第１方向に延び、強磁性体を含む磁気記録層と、
    前記磁気記録層にそれぞれ離間して接続された第１導電層と第２導電層と、を備え、
    前記第１導電層は、前記磁気記録層と接する強磁性の第１層を有し、
    前記第１層は、前記磁気記録層との界面にミキシング層を有し、
    前記ミキシング層は、強磁性体と異種金属とが混在しており、
    前記異種金属は、前記第１層を主として構成する強磁性体と前記磁気記録層を主として構成する強磁性体とのそれぞれと、異なる金属であり、
    前記異種金属は、前記ミキシング層内に、局所的に分布している、磁壁移動素子。
  4. 前記ミキシング層は、前記異種金属が局所的に分布した第１部分を有し、
    前記ミキシング層の厚みは、前記第１部分によって場所によって異なる、請求項３に記載の磁壁移動素子。
  5. 前記ミキシング層の表面は、前記異種金属が局所的に分布した第１部分によって、積層方向に凹凸している、請求項３又は４に記載の磁壁移動素子。
  6. 前記異種金属の濃度は、前記ミキシング層の前記磁気記録層に近い側の第１面が、前記第１面と反対の第２面より高い、請求項２～５のいずれか一項に記載の磁壁移動素子。
  7. 前記異種金属は、前記第１方向に濃度分布を有し、
    前記ミキシング層の前記磁気記録層の前記第１方向の中央に近い側の第１端は、前記第１端と反対の第２端より前記異種金属の濃度が高い、請求項１、３～５のいずれか一項に記載の磁壁移動素子。
  8. 前記異種金属は、前記ミキシング層内に、局所的に分布している、請求項１又は２に記載の磁壁移動素子。
  9. 前記ミキシング層は、前記異種金属が局所的に分布した第１部分を有し、
    前記ミキシング層の厚みは、前記第１部分によって場所によって異なる、請求項８に記載の磁壁移動素子。
  10. 前記ミキシング層の表面は、前記異種金属が局所的に分布した第１部分によって、積層方向に凹凸している、請求項８又は９に記載の磁壁移動素子。
  11. 前記第１導電層は、前記第１層の前記磁気記録層と反対側の面に、非磁性の第２層と、強磁性の第３層とを順に有する、請求項１～１０のいずれか一項に記載の磁壁移動素子。
  12. 前記異種金属は、非磁性金属である、請求項１～１１のいずれか一項に記載の磁壁移動素子。
  13. 前記磁気記録層は、前記第１導電層と接続する面と反対側に、第２ミキシング層を有し、
    前記第２ミキシング層は、前記磁気記録層に含まれる強磁性体と異種金属とが混在しており、
    前記異種金属は、前記磁気記録層を主として構成する強磁性体と異なる金属である、請求項１～１２のいずれか一項に記載の磁壁移動素子。
  14. 前記第２導電層は、前記磁気記録層と接する強磁性の第４層を有し、
    前記第４層は、前記磁気記録層との界面に第３ミキシング層を有し、
    前記第３ミキシング層は、強磁性体と異種金属とが混在しており、
    前記異種金属は、前記第４層を主として構成する強磁性体と前記磁気記録層を主として構成する強磁性体とのそれぞれと異なる金属である、請求項１～１３のいずれか一項に記載の磁壁移動素子。
  15. 前記磁気記録層に面する第１強磁性層と、
    前記第１強磁性層と前記磁気記録層との間に位置する非磁性層と、をさらに備える、請求項１～１４のいずれか一項に記載の磁壁移動素子。
  16. 請求項１～１５のいずれか一項に記載の磁壁移動素子を複数有する、磁気記録アレイ。
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