JPWO2020026637A1 - 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ - Google Patents
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Abstract
Description
待機時に電力を消費せず、高速動作性及び高書き込み耐性を有し、また、メモリサイズを微細化可能であるMRAMは、次世代のワーキングメモリとして注目されている。
ここで、MRAMに使用される磁気抵抗効果素子は、複数集積した上で特定の素子に対して情報の読み出し及び書き込みを行う必要がある。このため、磁気抵抗効果素子、選択トランジスタ、ワード線及びビット線からなるメモリセルをアレイ状に配置してメモリアレイを構成し、各メモリアレイのワード線及びビット線に電圧を印加するのが一般的である。
(ii)の書き込み電流IC0は書込み電圧が一定の場合、素子面積に比例する。そのため、素子間の比較、あるいは文献値との対応において、素子寸法を考慮する必要があり、指標として扱いづらい面がある。一方、(i)熱安定性指数Δが大きいことと(ii)書き込み電流IC0が小さいことの意味を併せ持つ、性能指数Δ/IC0(μA-1)は、後述する数2よりダンピング定数αなる物性値と対応づけられることもあり、素子の性能指数として業界内で広く用いられている(非特許文献1、非特許文献2参照)。なお、性能指数Δ/IC0は、安定性指数Δを書き込み電流IC0で除した値である。そして、この(v)性能指数Δ/IC0を大きくすることが、素子の高集積化が進む近年、強く求められてきている。
しかしながら、上述したような特性を有する素子を検討するにあたり、素子サイズが概ね40〜60nmの範囲以下の場合は、素子サイズがその範囲を超える従来の素子とは支配的となる磁気の結合の種類や磁化反転のメカニズムが異なってくるため、従来技術の知見のみでは熱安定性指数Δをさらに高めるには十分ではないという課題があった。
なお、図は一例に過ぎず、また、符号を付して説明するが、本発明を何ら限定するものではない。
― 素子の構成 ―
図1に、本発明の実施の形態1の基本構成を示す。該磁気抵抗効果素子の基本構成は、第1の参照層(B1)/第1の接合層(11)/第1の磁性層(21)/第1の非磁性結合層(31)/第2の磁性層(22)/第2の接合層(12)が順に隣接して配置されたものである。第1の磁性層(21)/第1の非磁性結合層(31)/第2の磁性層(22)は第1の記録層(A1)を構成し、第1の参照層(B1)及び第1の磁性層(21)は第1の接合層(11)により磁気トンネル接合する。
該磁気抵抗効果素子が磁気メモリセルに接続されるときは、第1の参照層(B1)の第1の接合層(11)とは反対側に設けられる下部電極、及び、第2の接合層(12)の第2の磁性層(22)とは反対側に設けられる上部電極を有する。
第1の参照層(B1)は少なくとも3d強磁性遷移金属元素のいずれかを含む強磁性体であり、Co、Fe、Niの少なくとも1つを含むことがより好ましい。具体的にはCo、Fe、Ni、CoFe、FeNi、CoNi、CoB、FeB、NiB、CoFeB、FePt、TbTeCo、MnAl、MnGa等の元素の組み合わせが例示される。第1の参照層(B1)は、W、Ta、Hf、Zr、Nb、Mo、Ti、V、Cr、Si、Al、B、Pd、Pt等の非磁性元素をさらに含んだ合金であってもよい。以上のように組み合わせられた元素のうち、一部の元素の含有量はごく微量であってもよく、材料の特性改善に用いられる他の磁性材料や非磁性材料をさらに含んでいてもよい。
また、第1の参照層(B1)の強磁性体の間に薄い非磁性結合層を挿入してもよい。該非磁性結合層の材料としては、Ta、W、Hf、Zr、Nb、Mo,Ti、Mg、MgO、Cr、V等が例示される。
第1の参照層(B1)は単層からなっていても、積層あるいは多層となっていてもよいし、Co/Pt他、Pt、Ru、Ir、Rh、W、Ni、Pd等との積層や薄層フェリ構造等でもよい。参照層中の強磁性層が多層から構成される場合、層の材料や膜厚により磁化の向きが平行に固定されてもよく、反平行に固定されていてもよい。
さらに、第1の参照層(B1)の第1の接合層(11)とは反対側に固定層等が隣接されていてもよい。
また、第1の接合層(11)は第1の磁性層(21)との界面において界面磁気異方性を生じるように酸素を含む材料を選択することがより望ましく、この点においてもMgOがさらに望ましい。
第1の接合層(11)の膜厚は、磁気抵抗MR比を大きくするために0.5nm以上であることが好ましく、0.8nm以上であることがより好ましい。また、小さな抵抗面積積RAとなるように1.2nm以下であることが好ましく、1.1nm以下、さらには1.0nm以下であることがより好ましい。よって、好ましくは0.5〜1.2nmの範囲、より好ましくは0.8〜1.1nmの範囲に調整される。
第1の磁性層(21)及び第2の磁性層(22)は、3d強磁性遷移金属元素のいずれかを含む強磁性体であり、Co、Fe、Niの少なくとも1つを含むことがより好ましい。具体例として、Co、Fe、Ni、CoFe、FeNi、CoNi、CoB、FeB、NiB、CoFeB、FePt、TbTeCo、MnAl、MnGa等が挙げられ、なかでもFe、Co、FeB、CoB、CoFeBがより望ましい。
また、第1の磁性層(21)は第1の接合層(11)との界面、第2の磁性層(22)は第2の接合層(12)との界面で、膜面垂直方向に界面磁気異方性を有する材料がより望ましく、Fe、Co、FeB、CoB、CoFeBがさらに望ましい。すなわち、第1の磁性層(21)と第1の接合層(11)の界面、及び、第2の磁性層(22)と第2の接合層(12)の界面での界面垂直磁気異方性により、第1の磁性層(21)及び第2の磁性層(22)の磁化は、膜面に対し垂直であることが望ましい。
また、第1の磁性層(21)及び第2の磁性層(22)は、W、Ta、Hf、Zr、Nb、Mo、Ti、V、Cr、Si、Al、B、Pd、Pt等の非磁性元素をさらに含んでもよい。なかでも、B、Vは、取り扱いやすさの面からも好ましい。
なお、第1の非磁性結合層(31)の膜厚が約0.2nm以下あるいはゼロ近くに小さくなった場合、スパッタ時間を調整して原子サイズ程度あるいはそれより薄い膜厚を作製することになるため、層が連続しているものも、層が連続していないものも含まれる。層が連続していない場合であっても、格子に磁性層のB等を吸収する間隙があれば、垂直磁気異方性を有し得る。
なお、上述したように、本明細書における磁気抵抗効果素子の「素子サイズ」とは、参照層/トンネル障壁層/記録層の接合面の形状の、短辺、長辺から求めた面積を正円としたときの正円の直径の値である。素子形状が楕円であれば、長径と短径から求める。素子形状が円形であれば、素子サイズはその直径である。
上述したように、性能指数Δ/IC0は、熱安定性指数Δを書き込み電流IC0で除したものである。
図12に、性能指数Δ/IC0の評価用素子の構成の概略を示す。素子サイズを20〜80nmの範囲に、Wからなる非磁性結合層の膜厚を0.2、0.3、0.4nmとした。
また、各試料のばらつきを考慮するため、同一構成、同一素子サイズの試料を、各10個程度評価し、熱安定性指数Δと書き込み電流IC0のメジアン値を解析に用いた。
図13は、横軸に素子サイズD(nm)、縦軸に熱安定性指数Δをとり、非磁性結合層の膜厚を変えて熱安定性指数Δの各値をプロットしたものであり、その具体的な数値を表1にまとめた。
図14は、横軸に素子サイズD(nm)、縦軸に素子サイズを60nm、非磁性結合層の膜厚を0.4nmの試料の書き込み電流IC0を1としたときの、書き込み電流IC0の相対値をとり、非磁性結合層の膜厚を変えて書き込み電流IC0の各相対値をプロットしたものであり、その具体的な数値を表2にまとめた。
図15は、横軸に素子サイズD(nm)、縦軸に素子サイズを60nm、非磁性結合層の膜厚を0.4nmの試料の性能指数Δ/IC0を1としたときの、性能指数Δ/IC0の相対値をとり、非磁性結合層の膜厚を変えて性能指数Δ/IC0の各相対値をプロットしたものであり、その具体的な数値を表3にまとめた。
素子サイズDが40nmの場合、非磁性結合層の膜厚が0.4nmのときの性能指数Δ/IC0の相対値は1.52であるのに対し、0.3nmのときの性能指数Δ/IC0の相対値は2.40で約1.6倍、0.2nmのときの性能指数Δ/IC0の相対値は2.77で約1.8倍と改善されることが分かった。
素子サイズが20nmの場合、非磁性結合層の膜厚が0.4nmのときの性能指数Δ/IC0の相対値は1.95であるのに対し、0.3nmのときの性能指数Δ/IC0の相対値は3.34で約1.7倍、0.2nmのときの性能指数Δ/IC0の相対値は4.00で約2.1倍と改善されることが分かった。
磁化反転が一体的となって一斉に回転する場合、書き込み電流IC0は以下の数2の式で表される(Phys. Review. B, vol. 88, pp.104426(2013)参照)。
数2の式に各定数及びTMR=150%を代入すると、性能指数Δ/IC0は数3の式で表される。
この関係は、図12の評価用素子のダンピング定数αを強磁性共鳴法で測定した値とも整合する。結果を表4に示す。
また、表5より、Moの非磁性結合層を有する評価用素子のダンピング定数αは、同じ膜厚のWの非磁性結合層を有する評価用素子のダンピング定数αと比較して、さらに小さくなることが分かった。表3と表4に示した結果との対応関係から、Moを用いた場合には、更に大きな性能指数Δ/IC0が得られることが分かった。
数4に示されるとおり、磁壁移動モードが支配的となる場合は、素子の直径(素子サイズ)及び記録層の膜厚が大きいほどエネルギー障壁Ebは大きくなり、数4及び数1から少なくとも熱安定性指数Δを向上させることが可能であることが示唆される。
図2に、本発明の実施の形態2の基本構成を示す。該磁気抵抗効果素子の基本構成は、第1の参照層(B1)/第1の接合層(11)/第1の磁性層(21)/第1の非磁性結合層(31)/第2の磁性層(22)/第2の非磁性結合層(32)/第3の磁性層(23)/第2の接合層(12)が順に隣接して配置されたものである。第1の磁性層(21)/第1の非磁性結合層(31)/第2の磁性層(22)/第2の非磁性結合層(32)/第3の磁性層(23)は第1の記録層(A1)を構成し、第1の参照層(B1)及び第1の磁性層(21)は第1の接合層(11)により磁気トンネル接合する。
該磁気抵抗効果素子が磁気メモリセルに接続されるときは、第1の参照層(B1)の第1の接合層(11)とは反対側に設けられる下部電極、及び、第2の接合層(12)の第3の磁性層(23)とは反対側に設けられる上部電極を有する。
実施の形態2は、以下の特徴を有する他、実施の形態1と同様である。
なお、第2の非磁性結合層(32)の膜厚が約0.2nm以下あるいはゼロ近くに小さくなった場合、スパッタ時間を調整して原子サイズ程度あるいはそれより薄い膜厚を作製することになるため、層が連続しているものも、層が連続していないものも含まれる。層が連続していない場合であっても、格子に磁性層のB等を吸収する間隙があれば、垂直磁気異方性を有し得る。
第3の磁性層(23)は、3d強磁性遷移金属元素のいずれかを含む強磁性体であり、Co、Fe、Niの少なくとも1つを含むことがより好ましい。具体例として、Co、Fe、Ni、CoFe、FeNi、CoNi、CoB、FeB、NiB、CoFeB、FePt、TbTeCo、MnAl、MnGa等が挙げられ、なかでもFe、Co、FeB、CoB、CoFeBがより望ましい。
また、第3の磁性層(23)は第2の接合層(12)との界面で、膜面垂直方向に界面磁気異方性を有する材料がより望ましく、Fe、Co、FeB、CoB、CoFeBがさらに望ましい。すなわち、第3の磁性層(23)と第2の接合層(12)の界面での界面垂直磁気異方性により、第3の磁性層(23)の磁化は、膜面に対し垂直であることが望ましい。
また、第3の磁性層(23)は、W、Ta、Hf、Zr、Nb、Mo、Ti、V、Cr、Si、Al、B、Pd、Pt等の非磁性元素をさらに含んでもよい。なかでも、B、Vは、取り扱いやすさの面からも好ましい。
図3に、本発明の実施の形態3の基本構成を示す。該磁気抵抗効果素子の基本構成は、第1の参照層(B1)/第1の接合層(11)/第1の磁性層(21)/第1の非磁性結合層(31)/第2の磁性層(22)/非磁性挿入層(41)/第4の磁性層(24)/第3の非磁性結合層(33)/第5の磁性層(25)/第2の接合層(12)が順に隣接して配置されたものである。第1の磁性層(21)/第1の非磁性結合層(31)/第2の磁性層(22)/非磁性挿入層(41)/第4の磁性層(24)/第3の非磁性結合層(33)/第5の磁性層(25)は第1の記録層(A1)を構成し、第1の参照層(B1)及び第1の磁性層(21)は第1の接合層(11)により磁気トンネル接合する。
該磁気抵抗効果素子が磁気メモリセルに接続されるときは、第1の参照層(B1)の第1の接合層(11)とは反対側に設けられる下部電極、及び、第2の接合層(12)の第5の磁性層(25)とは反対側に設けられる上部電極を有する。
実施の形態3は、以下の特徴を有する他、実施の形態1と同様である。
第4の磁性層(24)及び第5の磁性層(25)は、3d強磁性遷移金属元素のいずれかを含む強磁性体であり、Co、Fe、Niの少なくとも1つを含むことがより好ましい。具体例として、Co、Fe、Ni、CoFe、FeNi、CoNi、CoB、FeB、NiB、CoFeB、FePt、TbTeCo、MnAl、MnGa等が挙げられ、なかでもFe、Co、FeB、CoB、CoFeBがより望ましい。
また、第4の磁性層(24)は非磁性挿入層(41)との界面、第5の磁性層(25)は第2の接合層(12)との界面で、膜面垂直方向に界面磁気異方性を有する材料がより望ましく、Fe、Co、FeB、CoB、CoFeBがさらに望ましい。すなわち、第4の磁性層(24)と非磁性挿入層(41)の界面、及び、第5の磁性層(25)と第2の接合層(12)の界面での界面垂直磁気異方性により、第4の磁性層(24)及び第5の磁性層(25)の磁化は、膜面に対し垂直であることが望ましい。
また、第4の磁性層(24)及び第5の磁性層(25)は、W、Ta、Hf、Zr、Nb、Mo、Ti、V、Cr、Si、Al、B、Pd、Pt等の非磁性元素をさらに含んでもよい。なかでも、B、Vは、取り扱いやすさの面からも好ましい。
なお、第3の非磁性結合層(33)の膜厚が約0.2nm以下あるいはゼロ近くに小さくなった場合、スパッタ時間を調整して原子サイズ程度あるいはそれより薄い膜厚を作製することになるため、層が連続しているものも、層が連続していないものも含まれる。層が連続していない場合であっても、格子に磁性層のB等を吸収する間隙があれば、垂直磁気異方性を有し得る。
図4に、本発明の実施の形態4の基本構成を示す。該磁気抵抗効果素子の基本構成は、下部電極(E1)/第1の参照層(B1)/第1の接合層(11)/第1の磁性層(21)/第1の非磁性結合層(31)/第2の磁性層(22)/第2の接合層(12)/第1の保護層(C1)/上部電極(E2)が順に隣接して配置されたものである。第1の磁性層(21)/第1の非磁性結合層(31)/第2の磁性層(22)は第1の記録層(A1)を構成し、第1の参照層(B1)及び第1の磁性層(21)は第1の接合層(11)により磁気トンネル接合する。
実施の形態4は、以下を特徴とする他、実施の形態1と同様である。
下部電極(E1)の積層構造はTa(5nm)/Ru(5nm)/Ta(10nm)/Pt(5nm)、Ta(5nm)/TaN(20nm)等が例示される。
第1の保護層(C1)は、記録層を保護する材料で構成されていることが好ましく、Ta、Ru、Pt、CoFeB等が例示される。
上部電極(E2)の積層構造は、Ta(50nm)/Ru(50nm)、Ru(1〜50nm)、Pt(1〜50nm)/Ta(50nm)等が例示される。
(実施の形態5)
図5に、本発明の実施の形態5の基本構成を示す。該磁気抵抗効果素子の基本構成は、下部電極(E1)/第1の参照層(B1)/第1の接合層(11)/第1の磁性層(21)/第1の非磁性結合層(31)/第2の磁性層(22)/第2の非磁性結合層(32)/第3の磁性層(23)/第2の接合層(12)/第1の保護層(C1)/上部電極(E2)が順に隣接して配置されたものである。第1の磁性層(21)/第1の非磁性結合層(31)/第2の磁性層(22)/第2の非磁性結合層(32)/第3の磁性層(23)は第1の記録層(A1)を構成し、第1の参照層(B1)及び第1の磁性層(21)は第1の接合層(11)により磁気トンネル接合する。
実施の形態5の詳細は、実施の形態2及び4と同様である。
図6に、本発明の実施の形態6の基本構成を示す。該磁気抵抗効果素子の基本構成は、下部電極(E1)/第1の参照層(B1)/第1の接合層(11)/第1の磁性層(21)/第1の非磁性結合層(31)/第2の磁性層(22)/非磁性挿入層(41)/第4の磁性層(24)/第3の非磁性結合層(33)/第5の磁性層(25)/第2の接合層(12)/第1の保護層(C1)/上部電極(E2)が順に隣接して配置されたものである。第1の磁性層(21)/第1の非磁性結合層(31)/第2の磁性層(22)/非磁性挿入層(41)/第4の磁性層(24)/第3の非磁性結合層(33)/第5の磁性層(25)は第1の記録層(A1)を構成し、第1の参照層(B1)及び第1の磁性層(21)は第1の接合層(11)により磁気トンネル接合する。
実施の形態6の詳細は、実施の形態3及び4と同様である。
図7に、本発明の実施の形態7の構成を示す。該磁気抵抗効果素子の構成は、下部電極(E1)/第1の参照層(B1)/第1の接合層(11)/第1の記録層(A1)/第2の接合層(12)/第2の参照層(B2)/上部電極(E2)が順に隣接して配置されたものである。
実施の形態7の詳細は、以下の特徴を有する他、実施の形態1〜4と同様である。
第2の参照層(B2)は、第1の参照層(B1)の構成と同様である。性能指数Δ/IC0の向上のため、図7において、第1の参照層(B1)及び第2の参照層(B2)の磁化方向は逆向きとなっていることが好ましい。
図8に、本発明の実施の形態8の構成を示す。該磁気抵抗効果素子の構成は、下部電極/参照層/MgO(1.1nm)/CoFeB(1.4nm)/W(0.25nm)/CoFeB(1.0nm)/MgO(1.0nm)/保護層が順に隣接して配置されたものである。
次に、電子ビーム描画装置により記録素子のパターンのマスクを形成し、積層膜に対してArイオンにより選択エッチングを行い、本磁気抵抗効果素子を形成した。
図9に、本発明の実施の形態9の構成を示す。本発明の磁気抵抗効果素子を配置したメモリセルである。
実施の形態9のメモリセル(50)は、磁気抵抗効果素子(10)と選択トランジスタ(60)とが電気的に直列接続される。磁気抵抗効果素子(10)の下部電極(E1)に接続された選択トランジスタ(60)のソース電極はソース線(SL1)に、ドレイン電極は磁気抵抗効果素子(10)の上部電極(E2)からビット線(BL1)に、ゲート電極はワード線(WL1)に、それぞれ電気的に接続される。
また、磁気抵抗効果素子(10)は図9とは上下逆向きに接続されてもよい。すなわち、ソース電極は磁気抵抗効果素子(10)の上部電極(E2)に接続された選択トランジスタ(60)のソース電極はソース線(SL1)に、ドレイン電極は磁気抵抗効果素子(10)の下部電極(E1)からビット線(BL1)に、ゲート電極はワード線(WL1)に、それぞれ電気的に接続されてもよい。
図10に、実施の形態10として、実施の形態1〜9の構成を有するメモリセル(50)を複数個備える磁気メモリの一例を示す。
磁気メモリは、メモリセルアレイ、Xドライバ、Yドライバ、コントローラを備える。メモリセルアレイは、アレイ状に配置された磁気メモリセルを有する。Xドライバは複数のワード線(WL)に接続され、Yドライバは複数のビット線(BL)に接続され、読み出し手段及び書き出し手段として機能する。
11 第1の接合層
12 第2の接合層
13 第3の接合層
21 第1の磁性層
22 第2の磁性層
23 第3の磁性層
24 第4の磁性層
25 第5の磁性層
31 第1の非磁性結合層
32 第2の非磁性結合層
33 第3の非磁性結合層
41 非磁性挿入層
50 メモリセル
60 選択トランジスタ
A1 第1の記録層
A2 第2の記録層
B1 第1の参照層
B2 第2の参照層
B3 第3の参照層
C1 保護層
E1 下部電極
E2 上部電極
BL1 第1のビット線
BL2 第2のビット線
GND グラウンド線
SL1 ソース線
WL1 ワード線
Claims (8)
- 第1の参照層(B1)と、
前記第1の参照層(B1)に隣接して設けられた第1の接合層(11)と、
前記第1の接合層(11)の前記第1の参照層(B1)とは反対側に隣接して設けられ、磁化方向が膜面垂直方向である第1の磁性層(21)と、
前記第1の磁性層(21)の前記第1の接合層(11)とは反対側に隣接して設けられる第1の非磁性結合層(31)と、
前記第1の非磁性結合層(31)の前記第1の磁性層(21)とは反対側に隣接して設けられ、磁化方向が膜面垂直方向である第2の磁性層(22)と、
前記第2の磁性層(22)の前記第1の非磁性結合層(31)とは反対側に隣接して設けられる第2の接合層(12)と、
を備え、
前記第1の磁性層(21)、前記第1の非磁性結合層(31)及び前記第2の磁性層(22)は、第1の記録層(A1)を構成し、
前記第1の接合層(11)及び前記第2の接合層(12)はO(酸素)を含み、前記第1の接合層(11)はトンネル障壁層であり、
前記第1の非磁性結合層(31)はW又はMoを含み、前記第1の非磁性結合層(31)の膜厚は0.1nm以上0.3nm以下であり、
素子サイズが60nm以下である、磁気抵抗効果素子。 - 第1の参照層(B1)と、
前記第1の参照層(B1)に隣接して設けられた第1の接合層(11)と、
前記第1の接合層(11)の前記第1の参照層(B1)とは反対側に隣接して設けられ、磁化方向が膜面垂直方向である第1の磁性層(21)と、
前記第1の磁性層(21)の前記第1の接合層(11)とは反対側に隣接して設けられる第1の非磁性結合層(31)と、
前記第1の非磁性結合層(31)の前記第1の磁性層(21)とは反対側に隣接して設けられ、磁化方向が膜面垂直方向である第2の磁性層(22)と、
前記第2の磁性層(22)の前記第1の非磁性結合層(31)とは反対側に隣接して設けられる第2の接合層(12)と、
を備え、
前記第1の磁性層(21)、前記第1の非磁性結合層(31)及び前記第2の磁性層(22)は、第1の記録層(A1)を構成し、
前記第1の接合層(11)及び前記第2の接合層(12)はO(酸素)を含み、前記第1の接合層(11)はトンネル障壁層であり、
前記第1の非磁性結合層(31)の膜厚は0.1nm以上0.3nm以下であり、
素子サイズが40nm以下である、磁気抵抗効果素子。 - 前記第1の非磁性結合層の膜厚はW、Ta、Hf、Zr、Nb、Mo、Ti、Vのいずれかからなる、請求項2に記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記第2の磁性層(22)及び前記第2の接合層(12)の間に、
前記第2の磁性層(22)に隣接して設けられる第2の非磁性結合層(32)と、
前記第2の非磁性結合層(32)の前記第2の磁性層(22)とは反対側に隣接し、かつ、前記第2の接合層(12)と隣接して設けられ、磁化方向が膜面垂直方向である第3の磁性層(23)と、
をさらに備え、
前記第2の非磁性結合層(32)及び前記第3の磁性層(23)は前記第1の記録層(A1)の一部を構成し、
前記第2の非磁性結合層(32)はW又はMoを含み、前記第2の非磁性結合層(32)の膜厚は0.1nm以上0.3nm以下である、請求項1に記載の磁気抵抗効果素子。 - 前記第2の磁性層(22)及び前記第2の接合層(12)の間に、
前記第2の磁性層(22)に隣接して設けられる第2の非磁性結合層(32)と、
前記第2の非磁性結合層(32)の前記第2の磁性層(22)とは反対側に隣接し、かつ、前記第2の接合層(12)と隣接して設けられ、磁化方向が膜面垂直方向である第3の磁性層(23)と、
をさらに備え、
前記第2の非磁性結合層(32)及び前記第3の磁性層(23)は前記第1の記録層(A1)の一部を構成し、
前記第2の非磁性結合層(32)の膜厚は0.1nm以上0.3nm以下である、請求項2に記載の磁気抵抗効果素子。 - 前記第2の磁性層(22)及び前記第2の接合層(12)の間に、
前記第2の磁性層(22)に隣接して設けられる非磁性挿入層(41)と、
前記非磁性挿入層(41)の前記第2の磁性層(22)とは反対側に隣接して設けられ、磁化方向が膜面垂直方向である第4の磁性層(24)と、
前記第4の磁性層(24)の前記非磁性挿入層(41)とは反対側に隣接して設けられる第3の非磁性結合層(33)と、
前記第3の非磁性結合層(33)の前記第4の磁性層(24)とは反対側に隣接し、かつ、前記第2の接合層(12)と隣接して設けられ、磁化方向が膜面垂直方向である第5の磁性層(25)と、
をさらに備え、
前記非磁性挿入層(41)、前記第4の磁性層(24)、前記第3の非磁性結合層(33)及び前記第5の磁性層(25)は前記第1の記録層(A1)の一部を構成し、
前記非磁性挿入層(41)はO(酸素)を含み、
前記第3の非磁性結合層(33)はW又はMoを含み、前記第3の非磁性結合層(33)の膜厚は0.1nm以上0.3nm以下である、請求項1に記載の磁気抵抗効果素子。 - 前記第2の磁性層(22)及び前記第2の接合層(12)の間に、
前記第2の磁性層(22)に隣接して設けられる非磁性挿入層(41)と、
前記非磁性挿入層(41)の前記第2の磁性層(22)とは反対側に隣接して設けられ、磁化方向が膜面垂直方向である第4の磁性層(24)と、
前記第4の磁性層(24)の前記非磁性挿入層(41)とは反対側に隣接して設けられる第3の非磁性結合層(33)と、
前記第3の非磁性結合層(33)の前記第4の磁性層(24)とは反対側に隣接し、かつ、前記第2の接合層(12)と隣接して設けられ、磁化方向が膜面垂直方向である第5の磁性層(25)と、
をさらに備え、
前記非磁性挿入層(41)、前記第4の磁性層(24)、前記第3の非磁性結合層(33)及び前記第5の磁性層(25)は前記第1の記録層(A1)の一部を構成し、
前記非磁性挿入層(41)はO(酸素)を含み、
前記第3の非磁性結合層(33)の膜厚は0.1nm以上0.3nm以下である、請求項2に記載の磁気抵抗効果素子。 - 請求項1〜7のいずれか一項に記載の磁気抵抗効果素子を備える、磁気メモリ。
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