TWI313001B - - Google Patents

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1313001 Π) 玖、發明說明 「發明所屬之技術領域】 本發明係有關磁環單元及磁記億體裝置，尤其是用以 $制磁環單元之磁化旋轉方向而有良好重現性之構成上具 有特徵之磁環單元及磁記憶體裝置。 【先前技術〕 近年來，微細加工技術的進展使得磁記錄媒體和磁記 憶裝置正急速地朝向高密度化和小型化邁進，記錄密度幾 乎已經達到理論極限。 此種磁記錄媒體和磁記憶裝置中，是令磁性體的局部 石灶矩（magnetic moment) Μ的方向，和「0」或「1」之 數位資訊呈對應關係。 例如，屬於磁記憶裝置的磁隨機存取記憶體（MR AM : magnetic random access memory)，是利用將電流通過磁 性構造，使得阻抗値隨著磁性體中的電子自旋方向變化而 成的記憶體裝置，構成記憶格（memory cell )的磁性構 造貝1J 有 GMR ( Giant Magneto Resistance)元件或 TMR (Tunneling Magneto Resistance)元件正在檢討中（例 如’參照日本特開2〇〇3-03 ] 7 76號公報（專利文獻1 )或 曰本特開2002-2995 84號公報（專利文獻2 ))。 此外，由於此種MRAM需要大的阻抗變化，因此在 硏究開發上是使用TMR元件構造。 若令此種磁記憶裝置或磁記錄媒體呈高密度積體化， (2) 1313001 則構成磁記憶裝置或磁記錄媒體之磁性單元會變拭 近而配列，但當令磁性體的磁極’亦即N極和S 此接近時，異極彼此交錯排列時的靜磁能會變成最 除此以外的磁極配列中因熱擾亂或穿隧效應而 緩緩遷移至最小能量狀態’記錄資訊便會消滅。 像這樣，由於記錄資料會自然消滅這是磁記憧 磁記錄媒體的致命缺陷，因此爲了防止上述的磁5 所致之記錄資訊之消滅，必須極力減低擔持資訊之 單元彼此間的磁交互作用。 達到此目的的有力方法之一，曾有使用奈米戶 狀磁性體，亦即，將奈米環單元當作記錄單元使月 被人提案（例如，參照日本特開200 ] ·084758號d 利文獻 3)，或 Journal of Applied Physics, V ο 1. 9_ pp.6668-6673，1 May 2000 (非專利文獻】）） 參照圖]0。 圖10係奈米環單元的槪念構成圖，奈米環] 高導磁合金（permalloy，FeNi合金）等之強磁1 直徑100nm程度之環，將箭頭所示磁束封閉在f 成磁氣環流構造。 此種磁氣環流構造中，由於磁束的左迴旋和： 在能量上是相等的，因此是藉由令迴旋方向對應 或「1」之數位資訊而構成記憶格。 由於該磁氣環流構造係不會洩漏磁束’因此； 元間的磁交互作用極度的小，因此即使將奈米環： 彼此接 極，彼 小0 會使其 裝置或 互作用 磁性體 度的環 之方案 報（專 87, No. 元係以 體製作 部而形 迴旋時 令Γ 0」 米環單 元以高 -6- (3) 1313001 密度配列，也能使寫入奈米環單元的資訊資料被穩定地保 持，因此可達成400Gbit/in2(与62Gbit/cm2)程度之記錄 密度，是目前記錄密度1 0倍以上的高記錄密度° 如上述，強磁性奈米環單元’雖然當作磁記憶裝置或 磁記錄媒體具有極佳的特性’但由於磁束的左迴旋和右迴 旋在能量上是相等的’因此爲了要能實用化’必須要控制 磁束的迴旋方向。 參照圖ll(a)至（c) ° 亦即，這是因爲，藉由施加圖 Π ( a )所示之外部磁 場所形成的對向磁區構造，使磁場歸零再變化成磁氣環流 構造的過程中，無法在能量上，控制其是成爲圖11(b) 所示的左迴旋或是成爲圖Π (c)所示的右迴旋。 於是，上記專利文獻3中，設置非強磁性導體來貫通 強磁性奈米環單元的中心，藉由流過該非磁性導體的電流 方向來規定迴旋方向。 此外，強磁性奈米環單元的表面上位於錯開旋轉對稱 位置處，局部地設置反強磁性體圖案，藉由賦予至該反強 磁性體圖案的磁化方向而使磁化固定層（pindle層）的磁 化方向固定。 又，其他方法有，藉由在奈米環中加入縊縮等使磁壁 釘扎（pinning )以控制迴旋方向亦被提出（例如，參見 Applied Physics Letters, Vol.78, No. 2]，pp. 3268-3270, 2 1 M a y 2 0 0 ](非專利文獻2 ))。 可是，上記專利文獻]中，雖然貫通導體和奈米環之 (4) 1313001 間需要完全絕緣，但爲此則必須要將沒有針孔的絕緣膜形 成達到不會發生穿隧效應之程度以上，且仍需要反強磁性 體圖案，是爲問題。 又，上記非專利文獻2中，由於利用磁壁的釘扎效應 (pinning effect) ’因此具有熱脆性，而有無法期待在室 溫下能夠穩定運作之問題。 因此，本發明的目的在於，不使用釘扎（pinning ) 等之熱過程而藉由簡單的構造，來自由且重現性良好地控 制磁束的迴旋方向。 【發明內容】 圖1係本發明之原理構成說明圖，參照該圖1來說明 本發明中之用以解決課題之手段。 參照圖1 ( a )及（b )。 (1 )本發明係一種磁環單元，其特徵爲，至少具 有：內徑中心點位於對於外徑中心點呈偏心位置之偏心環 狀的磁性體環。 此種偏心環狀之磁性體環1中，如圖所示，由於藉由 施加外部磁場所形成的對向磁區構造，是在磁場歸零而往 磁氣環流構造變化之過程中，磁壁2、3會朝環幅較細的 方向移動’因此會成爲往環幅較粗側的磁矩方向迴旋的磁 氣環流構造’而可隨著外部磁場的施加方向而重現性良好 地控制迴旋方向。 (2 )又’本發明的特徵係，在上記（])中，偏心環 -8- (5) 1313001 狀之磁性體環，除了是由保磁力彼此互異之一對磁性體環 所成，還令一非磁性體層分隔存在於前記一對磁性體環之 間。 如此’形成了磁性環/非磁性層/磁性環所成之層積 構造’且使一對之磁性體環的保磁力爲互異而構成’藉此 可構成磁氣感應器或磁記憶格。 此外，此情形之非磁性層可藉由Cu、Au、Cr等之導 電層來構成而成爲GMR元件，且可以Al2〇3、Si〇2等穿 隧絕緣膜來構成非磁性層而成爲TM R元件。 (3 )又’本發明係一種磁記憶體裝置，其係屬於’ 在半導體基板上，具備：分別配置在彼此呈交叉方向配置 之子兀線 （word line) 和位兀線 （bit line)之父又 領域內，磁化迴旋方向是可變的第1磁性體層和磁化迴旋 方向是固定的第2磁性體層是隔著非磁性中間層而層積而 成的磁阻記憶元件，及將被配置在交叉於前記位元線之方 向上感測線（sense line )做爲閘極之存取電晶體之磁記 憶體裝置，其特徵爲，磁阻記憶元件，至少是由：內徑中 心點位於對於外徑中心點呈偏心位置之偏心環狀的第1磁 性體環，及保磁力大於前記第1磁性體環的偏心環狀之第 2磁性體環，及設於前記第1磁性體環和第2磁性體環之 間的非磁性層所成。 如此藉由使用由磁性環/非磁性層/磁性環所成之磁 環單元來當作磁阻記憶元件，就可免除複雜的構成或熱過 程，而可實現信賴性優良的高記錄密度磁記憶體裝置。 (6) (6)1313001 【實施方式】 此處’參照圖2至圖6說明本發明之第1實施形態的 磁環單元’但首先參照圖2及圖3說明磁環單元的製造工 程。 參照圖2。 參照圖2 ( a )及（b )。 圖2 ( a )係平面圖，圖2 ( b )係沿著圖2 ( a )中A -A ’點虛線的槪略剖面圖。 首先，在矽基板上，塗佈厚度例如爲 1 OOnm的光阻 層1 2，藉由曝光、.顯影，形成環狀凹部1 3。 此時，例如，令環狀凹部1 3的外徑爲500nm，且內 部突起部]4的平面形狀是長軸350nm短軸25 0nm的橢 圓，橢圓的中心點，是在短軸方向上距離外徑中心點偏移 5 0 n m，而形成偏心環形狀。 參照圖2 ( c )。 接著，藉由濺鍍法，全面地堆積—厚度爲例如20nm 的 N i F e 層 1 5。 參照圖3 ( d )。 接著，藉由將光阻層〗2去除’使堆積在環狀凹部]3 上的NiFe層15成爲磁環單元】6° 參照圖3 ( e )。 圖3 ( e )係表示如此製作而成的磁環單元]6之配列 狀態的平面圖’磁環單元】6是以約2 " m的間距而成矩 -10 - (7) I313〇〇i 陣狀配列。 接著，參照圖4至圖6，說明磁環單元的磁矩迴轉方 向控制原理。 參照圖4 ( a )。 首先，在垂直於磁環單元1 6偏心方向的方向上施加 磁場，隔著磁壁1 7、1 8而形成粗環幅磁區1 9和細環幅磁 區20是呈對向之對向磁區構造。

參照圖4 ( b )。 接著，順從磁場歸零因而磁壁]7、1 8會往細環幅磁 區20側緩緩移動。 這是因爲，磁壁位能£在環的圓周上是呈偏心而導致 其具有梯度▽ £ ，因此會對磁壁1 7、1 8施加應力f ( =·▽ ε )。 參照圖4 ( c )及圖4 ( d )。

接著，磁壁1 7、1 8會更加往細環幅磁區2 0側移動， 最後會形成磁氣環流構造。 此時’磁氣環流構造的迴旋方向係和粗環幅磁區19 的磁矩方向呈一致。 若將此種狀態的磁環單元1 6以MFM (磁力顯微鏡） 觀察，則確認到所有的磁環單元1 6都成爲相同迴旋方向 的磁氣環流構造。 此外’若外部磁場的施加方向顛倒，則由於粗環幅磁 區1 9的磁矩方向會變成相反於圖4 ( a )，因此迴旋方向 亦相反。 -11 - (8)1313001 參照圖5。 圖5係磁環單元的遲滯特性的說明圖 3 [kOe]之磁場’發現除了可形成穩定的磁氣環 在2 [ k Ο e ]程度之外部磁場η ex下仍保有磁氣環 爲了產生該3[k0e]之磁場，而使電流通 附近時’可使該電流處於]A以下，而可藉 電流而將資訊進行磁性的寫入。 參照圖6。 圖6係爲了參考而列之先前之非偏心磁環 特性說明圖，可發現將外部磁場Hex歸零時 Mr係幾乎成爲Mr· 0，除了迴旋方向不穩定 隨著外部磁場而變化成對向磁區構造。 將此種磁環單元配列成磁環陣列，而可當 體使用，而讀取時，則使用M F Μ的懸臂樑即ϊ 接著，參照圖7至圖9，說明將磁環單元 格使用的本發明之第2實施形態之MR AM。 參照圖7。 圖7係本發明之第2實施形態之MR AM 剖面圖，首先，除了在η型矽基板21之所定 Ρ型阱領域22，還藉由將η型矽基板21予以 形成的元件分離氧化膜2 3中，在元件形成領 極絕緣膜24形成讀出用的感測線25的WSi 電極，將該閘極電極當作遮罩以將As等之離 而形成】Γ 型 L D D ( L i g h 11 y D 〇 p e d D r a i η )領域 ’藉由施加 流構造，還 流構造。 過磁環單元 由十分小的 單元的遲滯 的殘留磁化 ’還很容易 作磁記錄媒 J。 當作磁記憶 的槪略要部 領域上形成 選擇氧化所 域中隔著閘 戶斤成之閘極 子予以佈植 26 0

-12 - (9) (9)1313001 接著，全面地堆積S i Ο 2膜等，施以異向性蝕刻以形 成側壁27，然後，藉由離子佈植As等而形成n +型汲極領 域28及n +型源極領域29，接著，形成由TE〇S ( Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate) -NSG膜所成之厚的第1層間絕緣 膜30之後，形成到達，型汲極領域28及n +型源極領域 29的導通孔’將該貫通孔透過Ti/TiN以W掩埋而形成了 W 拴塞 3 1、3 2。 接著’例如，藉由全面地堆積上 TiN/Al/TiN之後施 以圖案化’以形成連接至連接導體33及n +型源極領域29 的接地線34 ’然後，形成由TE0S-NSG膜所成之厚的第2 層間絕緣膜3 5，接著形成到達連接導體3 3的導通孔，將 該貫通孔透過Ti/TiN以W掩埋而形成了 W拴塞36。 接著，再度，藉由全面地堆積上TiN/Al/TiN之後施 以圖案化’以形成連接導體3 7和寫入用字元線3 8，再度 地’形成由T E 0 S - N S G膜所成之第3層間絕緣膜3 9，接 著，形成到達連接導體37的導通孔，將該貫通孔透過 Ti/TiN以W掩埋而形成了 W拴塞40。 接著’再度’箱由全面地堆積上TiN/Al/TiN之後施 以圖案化’以形成下部電極41，之後，再度堆胃@ TE0S4SG膜所成之厚的第4層間絕緣膜η，接著，進行 CMP (化學機械硏磨）而平坦化直到下部電極4〗露出爲 止。 - 接著’和上記第】實施形態相同地，塗佈厚度例如爲 ]0 0 n m的光阻層]2 ’耢由曝光、顯影，形成偏心環狀凹 -13- (10) (10)1313001 部之後，依序堆積出厚度例如爲20nm的NiFe層44、厚 度例如爲]nm的Al2〇3所成之穿隧絕緣膜45、厚度例如 爲20nm的CoFe層46，然後除去光阻，藉此形成NiFe/ Al203/C〇Fe的層積構造之磁環單元43。 此時，磁環單元4 3的偏心方向，是和寫入用字元線 3 8與後述之位元線4 8中通過電流時所形成的合成磁場方 向，幾乎呈垂直。 接著，再將由TEOS-NSG膜所成之薄的第5層間絕緣 膜47予以堆積，然後藉由CMP使其平坦化直到CoFe層 46露出。 接著，全面地堆積TiN/Al/TiN構造的多層導電層， 然後藉由在和寫入用字元線38呈垂直的方向上施以圖案 化以形成在該方向上延伸之位元線4 8，就完成了 MRAM 的基本構造。 藉由對該MRAM，施加方向是相同於寫入用字元線 3 8與後述之位元線4 8中通過電流時所形成的合成磁場方 向的強外部磁場，而使構成磁化固定層的C 〇 F e層4 6被賦 予磁化方向。 參照圖8 ( a ) 圖8 ( a )係上述MR AM的等價電路圖，是在寫入用 字元線3 8和位元線4 8的交點上配置磁環單元4 3而構 成’成爲位兀線4 8的端部係連接至感測放大器5 0的構 造。 參照圖8 ( b ) -14 - (11) (11)1313001 圖8 ( b )係磁記憶格的槪念構成圖’磁環單元4 3的 上部連接著位元線48，下部連接著構成存取電晶體49之 n +型汲極領域28而構成。 參照圖9 ( a ) 圖9 ( a )係寫入時的磁記憶格的槪念構成圖’往磁 環單元4 3的寫入，係將往感測線2 5的偏壓歸零而使存取 電晶體4 9呈0 F F的狀態下，在位元線4 8和寫入用字元 線3 8內通入會破壞C 〇 F e層4 6之磁氣環流構造之電流値 以下的電流，所發生之合成磁場會決定NiFe層44的迴旋 方向而爲之；藉由其和CoFe層46爲同方向’或是反方向 而將「1」或^ 」的資料予以寫入。 參照圖9 ( b ) 圖9 ( a )係讀出時的磁記憶格的槪念構成圖，從磁 環單元43的讀出，係藉由在對感測線25施加Vselect而 使存取電晶體4 9呈Ο N的狀態下’對位元線4 8施加 Vread，以感測放大器5 0來檢測通過位元線4 8的電流而 爲之，而將寫在磁環單元43的資訊予以讀出。 此時，NiFe層44的迴旋方向若和CoFe層46的迴旋 方向相同實則爲低阻抗，若爲反向則爲高阻抗’例如’低 阻抗時會增加〗〇〜1 0 〇 %，因此藉由判定電流大小就可將 1位元的記錄予以讀出。 如此，在本發明的第2實施形態中’由於藉由偏心環 狀的磁環單元4 3來形成磁阻效應元件’因此只需施加外 部磁場就可重現性良好地控制磁化的迴旋方向’藉此’可 -15- (12) 1313001 使MR AM的記憶保持時間永久化、高密度化。 以上雖然說明了本發明的各實施形態，但本 侷限於各實施形態所記載之構成、條件，因而可 更。 例如，上記各實施形態中，將偏心環的內徑 圓形1並將偏心方向做成橢圓之短軸方向，但亦 橢圓的長軸方向做爲偏心方向。 又，上記各實施形態中，雖然將偏心環的內 橢圓狀，但亦可爲正圓形，甚至是多角形，任何 的中心點是偏離外徑中心點者即可。 又，上記各實施形態中，雖然將偏心環的外 正圓形，但並不限於正圓形，亦可爲橢圓形，甚 形亦可。 又，上記第1實施形態中，雖然是以NiFe 單元，但不限定爲NiFe，亦可使用 Fe、FeSi、 C 〇、；N i ' C 〇 F e、C 〇 F e B、L a ] - x S r χ Μ η Ο 3、L a 丨-X C G a A s Μ n等呈現軟磁性的磁性體。甚至，亦可不 造’而是由NiFe/Co等多層構造來構成。 又’上記第 2實施形態中，雖然是 A]2〇3/CoFe構造來構成磁環單元，但—對之磁 組成或組成比的組合係爲任意，只要以相對保磁 料所構成之磁環單元當作磁化固定層使用，以相 低的材料所構成之磁環單元當作磁化自由層使用 此時構成一對之磁環單元的磁性體，可使 發明並非 有各種變 形狀爲橢 可改成將 徑形狀爲 只要內徑 徑形狀爲 至是多角 構成磁環 FeAlSi 、 a X Μ η 0 3 ' 是單層構 以 N i F e / 環單元的 力高的材 對保磁力 即可。 用：Fe、 -16- (13) (13)1313001

Co、Ni ' NiFe ' CoFe、CoFeB、Cr〇2 ' LabXSrxMn03、 L a ! . x C a x Μη O 3這一類磁矩大的磁性體來做適宜組合。 又，上記第2實施形態中，雖然是以單層的磁性體來 構成一對之磁環單元，但只要至少一方之磁環是由 NiFe/C〇等之多層構造來構成即可。 又，上記第2實施形態中，雖然是以TMR元件來構 成磁環單元，但亦可以G M R元件來構成。此時’只要將 Α12〇3所成的穿隧絕緣膜以Cu等非磁性導電層置換即 可。 又，上記第2實施形態中，雖然對構成磁環單元的磁 化固定層賦予固定磁化之際，是朝特定方向施加均勻的外 部磁場，但亦可在字元線及位元線上流過大於賦予磁化自 由層磁化之際的電流而將予固定磁化賦予磁化固定層。 又，上記第2實施形態中，雖然以NiFe/ Al203/C〇Fe 構造構成磁環單元之際，是將磁化固定層和位元線連接而 構成，但亦可將層積構造反轉，成爲磁化自由層和位元線 連接而構成。 又，上記第2實施形態中，雖然以NiFe/ Al2〇3/CoFe 構造構成磁環單元，但亦可在磁化固定層側接合反強磁性 層，藉由賦予至反強磁性層的固定磁化而使磁化固定層的 迴旋方向更爲安定地釘扎。 此時，反強磁性層可使用的有IrMn、PtMn、FeMn、 F e2 〇3 ' CrMnPt、TbCo ' CrAs、NiMn、RhMn ' PdPtMn ' F e Rh等各種反強磁性體，只要在以光微影法形成磁環單 -17 - (14) (14)1313001 元之際，以和磁化固定層相接的順序來堆積即可。 此外，此情況下，爲了對反強磁性層賦予磁化，只要 是在施加磁場的狀態下成膜，或者在成膜後在施加磁場的 狀態下施以熱處理即可。 甚至，亦可如上述專利文獻3 —般，局部地設置反強 磁性層使其和磁化固定層的一部份相接。 又，上記第2實施形態中，雖然使用半導體積體電路 裝置來構成存取電晶體及周邊電路等而構成，但並非侷限 於半導體積體電路裝置，亦可以使用了約瑟夫遜結 (Joseph so n Junction)的超導電路裝置來構成開關元件 及周邊電路等。 又，上記第2實施形態中，雖然是藉由磁化自由層/ 穿隧絕緣層/磁化固定層所成之磁環單元來構成MR AM 的磁記憶格，但並非侷限於MR AM，亦可以含有GMR構 造之同樣的磁環單元來構成具有資訊保持能力的磁感測 器。 又’上記各實施形態中，雖偏心環的外徑爲5 OOnm， 但5 OOnm單純僅爲一例，隨著光微影技術的進展而可更 微小化’即使目前在實驗室中就有可能製作外徑寸法爲 ]0 Onm程度的偏心環，因此，亦可能作成奈米環單元。 若根據本發明’則由於將磁環單元做成偏心環狀，故 僅需光微影工程’就可製作能夠重現性良好地控制迴旋方 向的磁環單元，藉此，對於不受磁交互作用所致之微細化 極限之影響的高密度磁記錄裝置或磁記憶裝置之實現，可 -18 - (15) (15)1313001 以有很大的寄望。 【圖式簡單說明〕 〔圖1〕本發明之原理構成說明圖。 〔圖2〕本發明之第1實施形態之磁環單元之製造工 程中途的說明圖。 〔圖3〕本發明之第1實施形態之磁環單元之圖2以 後之製造工程的說明圖。 〔圖4〕本發明之第1實施形態之磁環單元之磁矩的 迴轉方向控制原理的說明圖。 〔圖5〕本發明之第1實施形態之磁環單元之遲滯 (hysteresis)特性的說明圖。 〔圖6〕先前之非偏心磁環單元的遲滯特性說明圖。 〔圖7〕本發明之第2實施形態之M R A Μ的槪略要部 剖面圖。 〔圖8〕本發明之第2實施形態之MR AM的電路構成 說明圖。 〔圖9〕本發明之第2實施形態之MR AM中之寫入動 作及讀取動作的說明圖。 〔圖I 0〕奈米環單元的槪念構成圖。 〔圖Π〕奈米環單元中，從對向磁區構造變化至磁 氣環流構造的說明圖。 主要元件對照表 -19 - (16) (16)1313001 1磁性體環 2磁壁 3 磁壁 1 ]矽基板 1 2光阻層 1 3 環狀凹部 14 突起部 1 5 NiFe 層 1 6磁環單元 17 磁壁 1 9 粗環幅磁區 2 0 細環幅磁區 2 1 η型矽基板 2 2 ρ型阱領域 2 3元件分離氧化膜 24閘極絕緣膜 2 5 感測線 26 ιΓ型LDD領域 2 7 側壁 28 η +型汲極領域 29 η +型源極領域 3 〇第1層間絕緣膜 3 1 W拴塞 3 2 W拴塞 -20 - (17) (17)1313001 3 3連接導體 3 4接地線 3 5第2層間絕緣膜 _ 3 6 W拴塞 - 37連接導體 _ 3 8寫入用字元線 3 9第3層間絕緣膜 40 W拴塞 _ 4 1下部電極 4 2第4層間絕緣膜 4 3 磁環單元 44 NiFe 層 4 5穿隧絕緣膜 4 6 C 〇 F e 層 4 7第5層間絕緣膜 4 8位元線 ‘ 4 9存取電晶體 5 0感測放大器 -21 -

Claims (1)

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月日修正替id κ r . | 拾、申請專利範圍 第93108906號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國98年5月6曰修正 1 .—種磁環單元，其特徵爲，至少具有：內徑中心點 位於對於外徑中心點呈偏心位置之偏心環狀，且是藉由磁 氣環流構造的迴旋方向之差異來記錄資訊的磁性體環。 2 ·如申請專利範圍第1項之磁環單元，其中，上記偏 心環狀之磁性體環，除了是由保磁力彼此互異之一對磁性 體環所成，還令一非磁性體層分隔存在於前記一對磁性體 環之間。 3 . —種磁記憶體裝置，其係具備磁阻記憶元件及存取 電晶體，該磁阻記憶元件係在半導體基板上，分別配置在 彼此呈交叉方向配置之字元線（word丨ine)和位元線 (bit line )之交叉領域上，且是由磁化迴旋方向呈可變 的第1磁性體層、和磁化迴旋方向呈固定的第2磁性體 層，隔著非磁性中間層所層積而成；該存取電晶體係將配 置在前記位元線之交叉方向上的感測線（sense line )當 作閛極；其特徵爲，前記磁阻記憶元件，至少是由：內徑 中心點位於對於外徑中心點呈偏心位置之偏心環狀的第1 磁性體環，及保磁力大於前記第1磁性體環的偏心環狀之 第2磁性體環，及設於前記第1磁性體環和第2磁性體環 之間的非磁性層所成。