トンネル磁気抵抗素子およびスピントランジスタ
【課題】強磁性半導体膜への効率的なスピン注入を可能とすること。
【解決手段】本発明は、ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜と、強磁性金属膜と、前記強磁性半導体膜と前記強磁性金属膜との間に設けられた絶縁膜と、を具備するトンネル磁気抵抗素子およびスピントランジスタである。本発明によれば、ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜を用いることにより、強磁性金属膜に印加される電圧が小さくとも強磁性半導体膜にキャリアをスピン注入することができる。よって、強磁性金属膜から強磁性半導体膜への効率的なスピン注入が可能となる。
【解決手段】本発明は、ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜と、強磁性金属膜と、前記強磁性半導体膜と前記強磁性金属膜との間に設けられた絶縁膜と、を具備するトンネル磁気抵抗素子およびスピントランジスタである。本発明によれば、ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜を用いることにより、強磁性金属膜に印加される電圧が小さくとも強磁性半導体膜にキャリアをスピン注入することができる。よって、強磁性金属膜から強磁性半導体膜への効率的なスピン注入が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル磁気抵抗素子およびスピントランジスタに関し、特に、強磁性金属膜と強磁性半導体膜とを有するトンネル磁気抵抗素子およびスピントランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル磁気抵抗素子は、２つの強磁性導電性膜の間にキャリアがトンネル伝導可能な膜厚を有する絶縁膜を設けた素子である。強磁性導電性膜の一方を強磁性半導体膜とすることにより、半導体素子とトンネル磁気抵抗素子との集積化が可能となる。強磁性導電性膜の他方を強磁性金属膜とすることにより、スピン偏極したキャリアを強磁性半導体膜の伝導帯（または価電子帯）に注入すること（これをスピン注入）ができる。トンネル磁気抵抗素子は、２つの強磁性導電膜の相対的な磁化方向により磁気抵抗を変化させることができる。よって、半導体素子とトンネル磁気抵抗素子とを集積化することによりスピントランジスタを実現することができる。
【０００３】
非特許文献１には、Ｇａ１−ｘＭｎｘＡｓ（以降、ＧａＭｎＡｓ（ガリウムマンガン砒素）とも記載する）を含む半導体を用いたトンネル磁気抵抗素子が開示されている
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Appl. Phys. Lett., Vol. 89, ｐ232502 (2006).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、Ｇａ１−ｘＭｎｘＡｓを含む半導体を用いたトンネル磁気抵抗素子においては、強磁性金属膜から強磁性半導体膜への効率的なスピン注入は困難である。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、強磁性半導体膜への効率的なスピン注入が可能なトンネル磁気抵抗素子およびスピントランジスタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜と、強磁性金属膜と、前記強磁性半導体膜と前記強磁性金属膜との間に設けられた絶縁膜と、を具備することを特徴とするトンネル磁気抵抗素子である。本発明によれば、ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜を用いることにより、強磁性金属膜に印加される電圧が小さくとも強磁性半導体膜にキャリアをスピン注入することができる。よって、強磁性金属膜から強磁性半導体膜への効率的なスピン注入が可能となる。
【０００８】
上記構成において、前記強磁性半導体膜と前記強磁性金属膜との間の逆方向耐圧は、前記強磁性半導体のエネルギーバンドギャップに対応する電圧より大きい構成とすることができる。この構成によれば、強磁性金属膜に強磁性半導体膜に対し電圧を印加していった場合、逆方向リーク電流が流れる前に、強磁性半導体膜にキャリアをスピン注入することができる。
【０００９】
上記構成において、前記絶縁膜は、前記強磁性金属膜から前記強磁性半導体膜にキャリアがトンネル注入できるような膜厚を有する構成とすることができる。また、上記構成において、前記絶縁膜の障壁の高さは前記強磁性半導体膜のエネルギーバンドギャップより大きい構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記強磁性半導体膜は、ＩｎＡｓと砒化磁性元素とを含む構成とすることができる。また、上記構成において、前記強磁性半導体膜には、ドーパントが添加されている構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記強磁性半導体膜の前記絶縁膜と反対側にドーパントを添加した非磁性半導体層を具備し、前記強磁性半導体膜は、ノンドープである構成とすることができる。
【００１２】
本発明は、上記トンネル磁気抵抗素子を有するスピントランジスタである。本発明によれば、効率的なスピン注入が可能なスピントランジスタを提供することができる。
【００１３】
本発明は、コレクタ層と、前記コレクタ層上に形成され、強磁性半導体膜を含むベース層と、ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜を含むエミッタ層と、前記強磁性半導体膜と前記強磁性金属膜との間に設けられた絶縁膜と、を具備することを特徴とするスピントランジスタである。本発明によれば、ベース層への効率的なスピン注入が可能なスピントランジスタを提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、強磁性金属膜から強磁性半導体膜への効率的なスピン注入が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例１に係るトンネル磁気抵抗素子の断面図である。
【図２】図２（ａ）および図２（ｂ）は、実施例１に係るトンネル磁気抵抗素子のエネルギーバンド図である。
【図３】図３（ａ）および図３（ｂ）は、比較例１に係るトンネル磁気抵抗素子のエネルギーバンド図である。
【図４】図４は、実施例２に係るトンネル磁気抵抗素子の断面図である。
【図５】図５は、実施例２係るトンネル磁気抵抗素子の製造条件を示す図である。
【図６】図６は、実施例２および比較例２に係るトンネル磁気抵抗素子の電流−電圧特性を示す図である。
【図７】図７は、実施例２における磁界の強さに対する磁気抵抗を示した図である。
【図８】図８（ａ）から図８（ｄ）は、それぞれ図７における（ａ）〜（ｄ）でのトンネル磁気抵抗素子の強磁性半導体膜および強磁性金属膜の磁化の方向を示した図である
【図９】図９は、実施例３に係るスピントランジスタの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面を参照に説明する。
【実施例１】
【００１７】
実施例１は、本発明の原理的な例である。図１は、実施例１の断面図である。ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０との間にトンネル絶縁膜２０が設けられている。強磁性半導体膜１０は、例えば、ＩｎＡｓ（インジウム砒素）と磁性元素（例えば、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｒ（クロム）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）またはＮｉ（ニッケル））を含む。例えば、ＩｎＡｓと砒化磁性元素との混晶であり、例えば、Ｉｎ１−ｘＭｎｘＡｓ（以降、ＩｎＭｎＡｓ（インジウムマンガン砒素）とも記載する）である。さらに、ＩｎＡｓと砒化磁性元素と他のIII−Ｖ族化合物半導体との混晶でもよい。例えば、Ｉｎ１−ｘ−ｙＭｎｘＧａｙＡｓでもよい。また、複数の強磁性半導体膜の積層膜でもよい。
【００１８】
絶縁膜２０は、強磁性金属膜３０から強磁性半導体膜１０に伝導するキャリアに対し障壁を有しており、かつ強磁性金属膜３０から強磁性半導体膜１０にキャリア（電子またはホール）がトンネル注入できる膜厚を有する。絶縁膜２０としては、例えば、ＺｎＳｅ（亜鉛セレン）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、ＺｎＴｅ(テルル化亜鉛)、ＡｌＳｂ（アンチモン化アルミニウム）、ＡｌＡｓ（砒素化アルミニウム）、ＡｌＯｘ（酸化アルミニウム）またはＧａＯｘ（酸化ガリウム）等である。強磁性金属膜３０は、強磁性の金属膜であり、Ｆｅ、ＣｏまたはＮｉ等の単元素金属でもよいし、ＦｅＣｏ（鉄コバルト）、ＦｅＣｏＢｏ（鉄コバルトボロン）またはＦｅＮｉ（パーマロイ）等の合金でもよい。また、複数の強磁性金属膜の積層膜でもよい。
【００１９】
図２（ａ）から図３（ｂ）を用い、実施例１の効果について説明する。図２（ａ）および図２（ｂ）は、実施例１に係るトンネル磁気抵抗素子のエネルギーバンド図である。図３（ａ）および図３（ｂ）は、比較例１に係るトンネル磁気抵抗素子のエネルギーバンド図である。実施例１の強磁性半導体膜１０のエネルギーバンドギャップＥｇ１は比較例１のエネルギーバンドギャップＥｇ２より小さい。実施例１の強磁性半導体膜１０は例えばＩｎＭｎＡｓであり、比較例１の強磁性半導体膜１０は例えばＧａＭｎＡｓである。実施例１および比較例１とも強磁性半導体膜１０はｐ型半導体の例を示している。図２（ａ）および図３（ａ）は、強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０との間に電圧を印加しない場合を示し、図２（ｂ）および図３（ｂ）は、強磁性半導体膜１０に対し強磁性金属膜３０に負の電圧を印加した場合を示している。
【００２０】
図２（ａ）のように、実施例１では、強磁性半導体膜１０の価電子帯のトップ（単に価電子帯ともいう）Ｅｖと伝導帯のボトム（単に伝導帯ともいう）Ｅｃとの差であるエネルギーバンドギャップＥｇ１は小さい。強磁性半導体膜１０はｐ型のため、フェルミ準位ＥＦは価電子帯Ｅｖ近くにある。強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０との電位差はほぼ０のため、強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０とのフェルミ準位ＥＦはほぼ一致している。絶縁膜２０の電子親和力は強磁性半導体膜１０の電子親和力より小さい。すなわち、絶縁膜２０の障壁の高さＥｂ（強磁性金属膜３０の仕事関数と絶縁膜２０の電子親和力の差）は強磁性半導体膜１０のエネルギーバンドギャップＥｇ１より大きい。これにより、絶縁膜２０は強磁性金属膜３０から強磁性半導体膜１０へのキャリア（この場合は、強磁性半導体膜１０の少数キャリアである電子）の障壁として機能する。
【００２１】
図２（ｂ）のように、強磁性金属膜３０に強磁性半導体膜１０に対し電圧−ＶＢ１を印加する。ここで、強磁性金属膜３０のフェルミ準位ＥＦが強磁性半導体膜１０の伝導体Ｅｃより高くなると、強磁性金属膜３０からキャリア４０（電子）が絶縁膜２０をトンネルし強磁性半導体膜１０の伝導体Ｅｃに注入される。このとき、キャリア４０は、強磁性金属膜３０の磁化方向に応じスピン偏極している。強磁性半導体膜１０内では、フェルミ準位ＥＦは価電子帯Ｅｖの近くに位置しているため、スピン偏極したキャリア４０を強磁性半導体膜１０にスピン注入するためには、強磁性金属膜３０に強磁性半導体膜１０のエネルギーバンドギャップＥｇ１に対応する電圧−ＶＢ１を印加することとなる。
【００２２】
図３（ａ）のように、比較例１では、強磁性半導体膜１０のエネルギーバンドギャップＥｇ２が実施例１に比べ大きい。このため、図３（ｂ）のように、強磁性金属膜３０のキャリアを強磁性半導体膜１０の伝導帯Ｅｃに注入するために強磁性金属膜３０に印加する電圧−ＶＢ２は、図２（ｂ）の実施例１より大きくなる。電圧ＶＢ２が強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０との間の逆方向耐圧より大きくなると、強磁性金属膜３０から強磁性半導体膜１０にスピン偏極したキャリアが注入される前に、逆方向リーク電流が流れてしまう。これにより、強磁性半導体膜１０への効率的なスピン注入が行なわれない。
【００２３】
一方、実施例１によれば、強磁性半導体膜１０のエネルギーバンドギャップＥｇ１が小さいため、強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０との間の逆方向耐圧を、エネルギーバンドギャップＥｇ１に対応する電圧より大きくすることができる。これにより、強磁性金属膜３０に強磁性半導体膜１０に対し負の電圧を印加していった場合、逆方向リーク電流が流れる前に、強磁性半導体膜１０にキャリアをスピン注入することができる。このように、ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜を用いることにより、強磁性金属膜に印加される電圧が小さくとも強磁性半導体膜にキャリアをスピン注入することができる。よって、強磁性金属膜３０から強磁性半導体膜１０への効率的なスピン注入が可能となる。
【００２４】
ＩｎＡｓはエネルギーバンドギャップが小さい半導体である。そこで、強磁性半導体膜１０としてＩｎＡｓを含む半導体膜を用いることにより、強磁性金属膜３０から強磁性半導体膜１０への効率的なスピン注入が可能となる。
【００２５】
図２（ａ）から図３（ｂ）においては、ドーパントが添加された強磁性半導体膜１０の例としてｐ型半導体の例を説明したが、強磁性半導体膜１０はｎ型半導体でもよい。強磁性半導体膜１０がｐ型の場合は、強磁性半導体膜１０の伝導帯に少数キャリアである電子が注入され、強磁性半導体膜１０がｎ型の場合は、強磁性半導体膜１０の価電子帯に少数キャリアであるホールが注入される。
【実施例２】
【００２６】
実施例２は、作製したトンネル磁気抵抗素子の例である。図４は、作製した実施例２に係るトンネル磁気抵抗素子の断面図である。図５は、実施例２のトンネル磁気抵抗素子の各層の材料、膜厚およびホール濃度を示している。図４および図５のように、基板５０上に、緩衝膜５２、強磁性半導体層１０、絶縁膜２０、強磁性金属膜３０およびキャップ膜５４が順次積層されている。基板５０は、（００１）面を主面とするｐ型ＧａＡｓであり、Ｚｎ（亜鉛）をドーパントとし、ホール濃度は１×１０１８ｃｍ−３である。緩衝膜５２は、基板５０と強磁性半導体膜１０との格子定数差を緩和する層である。緩衝膜５２は、基板５０上に形成されたｐ型ＡｌＳｂ０．８Ａｓ０．２層と、ＡｌＳｂＡｓ（アルミニウムアンチモン砒素）層上に形成されたｐ型Ｉｎ０．７Ｇａ０．３Ａｓ層とを有している。ｐ型ＡｌＳｂＡｓ層は、膜厚が５０ｎｍ、Ｂｅ（ベリリウム）をドーパントとし、ホール濃度が１×１０１９ｃｍ−３である。ｐ型ＩｎＧａＡｓ層は、膜厚が３０ｎｍ、Ｂｅをドーパントとし、ホール濃度が１×１０１９ｃｍ−３である。
【００２７】
強磁性半導体膜１０は、Ｉｎ０．９Ｍｎ０．１Ａｓであり、膜厚が６ｎｍである。絶縁膜２０はＺｅＳｅであり膜厚が３ｎｍである。強磁性金属膜３０は、下から膜厚が１０ｎｍのＦｅ膜と膜厚が１０ｎｍのＣｏ膜の積層膜である。キャップ膜５４は、強磁性金属膜３０の保護と、強磁性金属膜３０との電気的な接触のための膜であり、膜厚が３０ｎｍのＡｕ（金）膜である。
【００２８】
各層の成膜は、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法を用いた。ＭＢＥ装置は、III−Ｖ族半導体用チャンバ、II−VI族半導体用チャンバおよび金属膜用チャンバを有している。III−Ｖ族半導体用チャンバは緩衝膜５２、強磁性半導体膜１０の成膜に用いた。II−VI族半導体用チャンバは、絶縁膜２０の成膜に用いた。金属膜用チャンバは強磁性金属膜３０およびキャップ膜５４の成膜に用いた。各チャンバ間は搬送室で連結されている。これにより、各層は大気に曝すことなく超高真空中で一貫して成膜することができる。ＦｅとＣｏ用のセルは電子銃、その他のソースはクヌーセンセルを用いた。
【００２９】
比較例２として、強磁性半導体膜１０として膜厚が６ｎｍのＧａ０．９Ｍｎ０．１Ａｓを用い、他の層は図５と同じトンネル磁気抵抗素子を作製した。
【００３０】
図６は、実施例２および比較例２に係る磁気抵抗素子において電流−電圧特性を測定した結果を示した図である。電圧は、基板５０に対しキャップ膜５４に印加した電圧（すなわち、強磁性半導体膜１０に対し強磁性金属膜３０に印加した電圧）であり、強磁性半導体膜１０のエネルギーバンドギャップで規格化している。ここで、実施例２および比較例２の強磁性半導体膜１０のエネルギーバンドギャップはそれぞれ０．４ｅＶおよび１．５ｅＶである。図２（ｂ）で説明したように、規格化電圧が−１．０以下（絶対値が以上）において、強磁性金属膜３０から強磁性半導体膜１０へのスピン注入が可能となる。比較例２においては、規格化電圧を０から負に印加していくと規格化電圧が−１．０となる前に大きな電流が流れてしまう。これは、比較例２においては、逆方向耐圧が強磁性半導体膜１０のエネルギーバンドギャップに対応する電圧より小さいため、逆方向リーク電流が流れてしまうためにである。このように、比較例２では、強磁性半導体膜１０にスピン注入する前にリーク電流が流れてしまう。
【００３１】
一方、実施例２においては、０Ｖから負に電圧を印加していくと規格化電圧が−１．０あたりから電流が流れはじめている。このように、実施例２では、リーク電流が流れる前に、強磁性金属膜３０から強磁性半導体膜１０へのキャリアのスピン注入が可能となる。
【００３２】
作製した実施例２に係るトンネル磁気抵抗素子を用い、１０Ｋにおいて磁気抵抗曲線を測定した。図７は、磁界の強さに対する素子抵抗を示した図である。図８（ａ）〜図８（ｄ）は、それぞれ図７における（ａ）〜（ｄ）での強磁性半導体膜１０および強磁性金属膜３０の磁化の方向を示した図である。
【００３３】
図７および図８（ａ）のように、磁界の強さが１０００Ｏｅでは、強磁性半導体膜１０および強磁性金属膜３０は同じ方向に磁化している。すなわち平行磁化状態である。よって、トンネル磁気抵抗素子の抵抗変化率は小さい。図８（ｂ）のように、磁界の強さを小さくし、磁界の強さを負とすると、強磁性半導体膜１０および強磁性金属膜３０のうち保磁力の小さい一方（図８（ｂ）では強磁性半導体膜１０）の磁化が反転する。これにより、強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０との磁化方向が異なり、反平行状態となる。よって、トンネル磁気抵抗素子の抵抗変化率が大きくなる。
【００３４】
図８（ｃ）のように、磁界の強さをさらに小さくすると、強磁性金属膜３０の磁化が反転する。これにより、強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０との磁化方向は平行状態となる。よって、トンネル磁気抵抗素子の抵抗変化率が小さくなる。図８（ｄ）のように、磁界の強さを大きくし、磁界の強さを正とすると、強磁性半導体膜１０の磁化が反転する。これにより、強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０との磁化方向は反平行状態となり、抵抗変化率は大きくなる。さらに、磁界の強さを大きくすると、図８（ａ）に戻り、強磁性金属膜３０の磁化が反転し、抵抗変化率は小さくなる。実施例２では、磁気抵抗変化率は１４％であった。なお、磁気抵抗変化率は、［Ｒ（Ｈ）−Ｒｐ］／Ｒｐ×１００（％）で定義される。ここで、Ｒ（Ｈ）は磁界Ｈ中での素子抵抗、Ｒｐは上下の磁性膜の磁化方向が完全に平行に揃った時の素子抵抗である。
【００３５】
以上のように、強磁性半導体膜１０としてＩｎＭｎＡｓを用いることにより、良好なトンネル磁気抵抗素子を形成することができた。
【００３６】
なお、強磁性半導体膜１０へのドーピングが難しい場合、図５のように、強磁性半導体膜１０は、ノンドープとし、強磁性半導体膜１０の絶縁膜２０と反対側の非磁性半導体膜（緩衝膜５２）にドーパントを添加してもよい。非磁性半導体膜としてｐ型半導体膜の例を説明したが、非磁性半導体膜はｎ型半導体膜でもよい。
【実施例３】
【００３７】
実施例３は、実施例１または２に係るトンネル磁気抵抗素子を用いたスピントランジスタの例である。実施例３は、Appl. Phys. Lett., Vol. 89, p232502に記載されているスピントランジスタに実施例１または２に係るトンネル磁気抵抗素子を適用した例である。図９は、実施例３に係るスピントランジスタの断面模式図である。図９を参照し、コレクタ層６０上にベース層６２、ベース層６２上に絶縁膜６４を挟みエミッタ層６６が形成されている。コレクタ層６０は第１導電型（例えば、ｎ型）の半導体層である。ベース層６２は、実施例１または２の強磁性半導体膜１０を含む。ベース層６２全体が強磁性半導体膜でもよいが、例えば、ベース層６２の絶縁膜６４側が強磁性半導体膜であり、コレクタ層６０側は非磁性半導体膜でもよい。ベース層６２の少なくとも一部の層は第１導電型と反対の第２導電型（ｐ型）の半導体層である。絶縁膜６４は、実施例１または実施例２の絶縁膜２０である。エミッタ層６６は、実施例１または実施例２の強磁性金属膜３０を含む。エミッタ層６６全体が強磁性金属膜でもよいが、例えば、エミッタ層６６の絶縁膜６４側が強磁性金属膜であり、他方側は非磁性金属膜でもよい。
【００３８】
実施例３では、エミッタ層６６の強磁性金属膜からベース層６２の強磁性半導体膜に、スピン偏極された少数キャリアが注入される。強磁性金属膜と強磁性半導体膜とが平行磁化または反平行磁化かにより、強磁性金属膜と強磁性半導体膜との間の抵抗を変化させることができる。以上のように、実施例１または実施例２をスピントランジスタに用いることにより、効率的なスピン注入が可能となる。なお、実施例３以外の構造のスピントランジスタに実施例１または２を用いることもできる。
【００３９】
以上、発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲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。
【符号の説明】
【００４０】
１０ 強磁性半導体膜
２０ 絶縁膜
３０ 強磁性金属膜
５２ 緩衝膜
６０ コレクタ層
６２ ベース層
６４ 絶縁膜
６６ エミッタ層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル磁気抵抗素子およびスピントランジスタに関し、特に、強磁性金属膜と強磁性半導体膜とを有するトンネル磁気抵抗素子およびスピントランジスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
トンネル磁気抵抗素子は、２つの強磁性導電性膜の間にキャリアがトンネル伝導可能な膜厚を有する絶縁膜を設けた素子である。強磁性導電性膜の一方を強磁性半導体膜とすることにより、半導体素子とトンネル磁気抵抗素子との集積化が可能となる。強磁性導電性膜の他方を強磁性金属膜とすることにより、スピン偏極したキャリアを強磁性半導体膜の伝導帯（または価電子帯）に注入すること（これをスピン注入）ができる。トンネル磁気抵抗素子は、２つの強磁性導電膜の相対的な磁化方向により磁気抵抗を変化させることができる。よって、半導体素子とトンネル磁気抵抗素子とを集積化することによりスピントランジスタを実現することができる。
【０００３】
非特許文献１には、Ｇａ１−ｘＭｎｘＡｓ（以降、ＧａＭｎＡｓ（ガリウムマンガン砒素）とも記載する）を含む半導体を用いたトンネル磁気抵抗素子が開示されている
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Appl. Phys. Lett., Vol. 89, ｐ232502 (2006).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、Ｇａ１−ｘＭｎｘＡｓを含む半導体を用いたトンネル磁気抵抗素子においては、強磁性金属膜から強磁性半導体膜への効率的なスピン注入は困難である。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、強磁性半導体膜への効率的なスピン注入が可能なトンネル磁気抵抗素子およびスピントランジスタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜と、強磁性金属膜と、前記強磁性半導体膜と前記強磁性金属膜との間に設けられた絶縁膜と、を具備することを特徴とするトンネル磁気抵抗素子である。本発明によれば、ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜を用いることにより、強磁性金属膜に印加される電圧が小さくとも強磁性半導体膜にキャリアをスピン注入することができる。よって、強磁性金属膜から強磁性半導体膜への効率的なスピン注入が可能となる。
【０００８】
上記構成において、前記強磁性半導体膜と前記強磁性金属膜との間の逆方向耐圧は、前記強磁性半導体のエネルギーバンドギャップに対応する電圧より大きい構成とすることができる。この構成によれば、強磁性金属膜に強磁性半導体膜に対し電圧を印加していった場合、逆方向リーク電流が流れる前に、強磁性半導体膜にキャリアをスピン注入することができる。
【０００９】
上記構成において、前記絶縁膜は、前記強磁性金属膜から前記強磁性半導体膜にキャリアがトンネル注入できるような膜厚を有する構成とすることができる。また、上記構成において、前記絶縁膜の障壁の高さは前記強磁性半導体膜のエネルギーバンドギャップより大きい構成とすることができる。
【００１０】
上記構成において、前記強磁性半導体膜は、ＩｎＡｓと砒化磁性元素とを含む構成とすることができる。また、上記構成において、前記強磁性半導体膜には、ドーパントが添加されている構成とすることができる。
【００１１】
上記構成において、前記強磁性半導体膜の前記絶縁膜と反対側にドーパントを添加した非磁性半導体層を具備し、前記強磁性半導体膜は、ノンドープである構成とすることができる。
【００１２】
本発明は、上記トンネル磁気抵抗素子を有するスピントランジスタである。本発明によれば、効率的なスピン注入が可能なスピントランジスタを提供することができる。
【００１３】
本発明は、コレクタ層と、前記コレクタ層上に形成され、強磁性半導体膜を含むベース層と、ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜を含むエミッタ層と、前記強磁性半導体膜と前記強磁性金属膜との間に設けられた絶縁膜と、を具備することを特徴とするスピントランジスタである。本発明によれば、ベース層への効率的なスピン注入が可能なスピントランジスタを提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、強磁性金属膜から強磁性半導体膜への効率的なスピン注入が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例１に係るトンネル磁気抵抗素子の断面図である。
【図２】図２（ａ）および図２（ｂ）は、実施例１に係るトンネル磁気抵抗素子のエネルギーバンド図である。
【図３】図３（ａ）および図３（ｂ）は、比較例１に係るトンネル磁気抵抗素子のエネルギーバンド図である。
【図４】図４は、実施例２に係るトンネル磁気抵抗素子の断面図である。
【図５】図５は、実施例２係るトンネル磁気抵抗素子の製造条件を示す図である。
【図６】図６は、実施例２および比較例２に係るトンネル磁気抵抗素子の電流−電圧特性を示す図である。
【図７】図７は、実施例２における磁界の強さに対する磁気抵抗を示した図である。
【図８】図８（ａ）から図８（ｄ）は、それぞれ図７における（ａ）〜（ｄ）でのトンネル磁気抵抗素子の強磁性半導体膜および強磁性金属膜の磁化の方向を示した図である
【図９】図９は、実施例３に係るスピントランジスタの断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を図面を参照に説明する。
【実施例１】
【００１７】
実施例１は、本発明の原理的な例である。図１は、実施例１の断面図である。ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０との間にトンネル絶縁膜２０が設けられている。強磁性半導体膜１０は、例えば、ＩｎＡｓ（インジウム砒素）と磁性元素（例えば、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｒ（クロム）、Ｆｅ（鉄）、Ｃｏ（コバルト）またはＮｉ（ニッケル））を含む。例えば、ＩｎＡｓと砒化磁性元素との混晶であり、例えば、Ｉｎ１−ｘＭｎｘＡｓ（以降、ＩｎＭｎＡｓ（インジウムマンガン砒素）とも記載する）である。さらに、ＩｎＡｓと砒化磁性元素と他のIII−Ｖ族化合物半導体との混晶でもよい。例えば、Ｉｎ１−ｘ−ｙＭｎｘＧａｙＡｓでもよい。また、複数の強磁性半導体膜の積層膜でもよい。
【００１８】
絶縁膜２０は、強磁性金属膜３０から強磁性半導体膜１０に伝導するキャリアに対し障壁を有しており、かつ強磁性金属膜３０から強磁性半導体膜１０にキャリア（電子またはホール）がトンネル注入できる膜厚を有する。絶縁膜２０としては、例えば、ＺｎＳｅ（亜鉛セレン）、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、ＺｎＴｅ(テルル化亜鉛)、ＡｌＳｂ（アンチモン化アルミニウム）、ＡｌＡｓ（砒素化アルミニウム）、ＡｌＯｘ（酸化アルミニウム）またはＧａＯｘ（酸化ガリウム）等である。強磁性金属膜３０は、強磁性の金属膜であり、Ｆｅ、ＣｏまたはＮｉ等の単元素金属でもよいし、ＦｅＣｏ（鉄コバルト）、ＦｅＣｏＢｏ（鉄コバルトボロン）またはＦｅＮｉ（パーマロイ）等の合金でもよい。また、複数の強磁性金属膜の積層膜でもよい。
【００１９】
図２（ａ）から図３（ｂ）を用い、実施例１の効果について説明する。図２（ａ）および図２（ｂ）は、実施例１に係るトンネル磁気抵抗素子のエネルギーバンド図である。図３（ａ）および図３（ｂ）は、比較例１に係るトンネル磁気抵抗素子のエネルギーバンド図である。実施例１の強磁性半導体膜１０のエネルギーバンドギャップＥｇ１は比較例１のエネルギーバンドギャップＥｇ２より小さい。実施例１の強磁性半導体膜１０は例えばＩｎＭｎＡｓであり、比較例１の強磁性半導体膜１０は例えばＧａＭｎＡｓである。実施例１および比較例１とも強磁性半導体膜１０はｐ型半導体の例を示している。図２（ａ）および図３（ａ）は、強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０との間に電圧を印加しない場合を示し、図２（ｂ）および図３（ｂ）は、強磁性半導体膜１０に対し強磁性金属膜３０に負の電圧を印加した場合を示している。
【００２０】
図２（ａ）のように、実施例１では、強磁性半導体膜１０の価電子帯のトップ（単に価電子帯ともいう）Ｅｖと伝導帯のボトム（単に伝導帯ともいう）Ｅｃとの差であるエネルギーバンドギャップＥｇ１は小さい。強磁性半導体膜１０はｐ型のため、フェルミ準位ＥＦは価電子帯Ｅｖ近くにある。強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０との電位差はほぼ０のため、強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０とのフェルミ準位ＥＦはほぼ一致している。絶縁膜２０の電子親和力は強磁性半導体膜１０の電子親和力より小さい。すなわち、絶縁膜２０の障壁の高さＥｂ（強磁性金属膜３０の仕事関数と絶縁膜２０の電子親和力の差）は強磁性半導体膜１０のエネルギーバンドギャップＥｇ１より大きい。これにより、絶縁膜２０は強磁性金属膜３０から強磁性半導体膜１０へのキャリア（この場合は、強磁性半導体膜１０の少数キャリアである電子）の障壁として機能する。
【００２１】
図２（ｂ）のように、強磁性金属膜３０に強磁性半導体膜１０に対し電圧−ＶＢ１を印加する。ここで、強磁性金属膜３０のフェルミ準位ＥＦが強磁性半導体膜１０の伝導体Ｅｃより高くなると、強磁性金属膜３０からキャリア４０（電子）が絶縁膜２０をトンネルし強磁性半導体膜１０の伝導体Ｅｃに注入される。このとき、キャリア４０は、強磁性金属膜３０の磁化方向に応じスピン偏極している。強磁性半導体膜１０内では、フェルミ準位ＥＦは価電子帯Ｅｖの近くに位置しているため、スピン偏極したキャリア４０を強磁性半導体膜１０にスピン注入するためには、強磁性金属膜３０に強磁性半導体膜１０のエネルギーバンドギャップＥｇ１に対応する電圧−ＶＢ１を印加することとなる。
【００２２】
図３（ａ）のように、比較例１では、強磁性半導体膜１０のエネルギーバンドギャップＥｇ２が実施例１に比べ大きい。このため、図３（ｂ）のように、強磁性金属膜３０のキャリアを強磁性半導体膜１０の伝導帯Ｅｃに注入するために強磁性金属膜３０に印加する電圧−ＶＢ２は、図２（ｂ）の実施例１より大きくなる。電圧ＶＢ２が強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０との間の逆方向耐圧より大きくなると、強磁性金属膜３０から強磁性半導体膜１０にスピン偏極したキャリアが注入される前に、逆方向リーク電流が流れてしまう。これにより、強磁性半導体膜１０への効率的なスピン注入が行なわれない。
【００２３】
一方、実施例１によれば、強磁性半導体膜１０のエネルギーバンドギャップＥｇ１が小さいため、強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０との間の逆方向耐圧を、エネルギーバンドギャップＥｇ１に対応する電圧より大きくすることができる。これにより、強磁性金属膜３０に強磁性半導体膜１０に対し負の電圧を印加していった場合、逆方向リーク電流が流れる前に、強磁性半導体膜１０にキャリアをスピン注入することができる。このように、ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜を用いることにより、強磁性金属膜に印加される電圧が小さくとも強磁性半導体膜にキャリアをスピン注入することができる。よって、強磁性金属膜３０から強磁性半導体膜１０への効率的なスピン注入が可能となる。
【００２４】
ＩｎＡｓはエネルギーバンドギャップが小さい半導体である。そこで、強磁性半導体膜１０としてＩｎＡｓを含む半導体膜を用いることにより、強磁性金属膜３０から強磁性半導体膜１０への効率的なスピン注入が可能となる。
【００２５】
図２（ａ）から図３（ｂ）においては、ドーパントが添加された強磁性半導体膜１０の例としてｐ型半導体の例を説明したが、強磁性半導体膜１０はｎ型半導体でもよい。強磁性半導体膜１０がｐ型の場合は、強磁性半導体膜１０の伝導帯に少数キャリアである電子が注入され、強磁性半導体膜１０がｎ型の場合は、強磁性半導体膜１０の価電子帯に少数キャリアであるホールが注入される。
【実施例２】
【００２６】
実施例２は、作製したトンネル磁気抵抗素子の例である。図４は、作製した実施例２に係るトンネル磁気抵抗素子の断面図である。図５は、実施例２のトンネル磁気抵抗素子の各層の材料、膜厚およびホール濃度を示している。図４および図５のように、基板５０上に、緩衝膜５２、強磁性半導体層１０、絶縁膜２０、強磁性金属膜３０およびキャップ膜５４が順次積層されている。基板５０は、（００１）面を主面とするｐ型ＧａＡｓであり、Ｚｎ（亜鉛）をドーパントとし、ホール濃度は１×１０１８ｃｍ−３である。緩衝膜５２は、基板５０と強磁性半導体膜１０との格子定数差を緩和する層である。緩衝膜５２は、基板５０上に形成されたｐ型ＡｌＳｂ０．８Ａｓ０．２層と、ＡｌＳｂＡｓ（アルミニウムアンチモン砒素）層上に形成されたｐ型Ｉｎ０．７Ｇａ０．３Ａｓ層とを有している。ｐ型ＡｌＳｂＡｓ層は、膜厚が５０ｎｍ、Ｂｅ（ベリリウム）をドーパントとし、ホール濃度が１×１０１９ｃｍ−３である。ｐ型ＩｎＧａＡｓ層は、膜厚が３０ｎｍ、Ｂｅをドーパントとし、ホール濃度が１×１０１９ｃｍ−３である。
【００２７】
強磁性半導体膜１０は、Ｉｎ０．９Ｍｎ０．１Ａｓであり、膜厚が６ｎｍである。絶縁膜２０はＺｅＳｅであり膜厚が３ｎｍである。強磁性金属膜３０は、下から膜厚が１０ｎｍのＦｅ膜と膜厚が１０ｎｍのＣｏ膜の積層膜である。キャップ膜５４は、強磁性金属膜３０の保護と、強磁性金属膜３０との電気的な接触のための膜であり、膜厚が３０ｎｍのＡｕ（金）膜である。
【００２８】
各層の成膜は、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法を用いた。ＭＢＥ装置は、III−Ｖ族半導体用チャンバ、II−VI族半導体用チャンバおよび金属膜用チャンバを有している。III−Ｖ族半導体用チャンバは緩衝膜５２、強磁性半導体膜１０の成膜に用いた。II−VI族半導体用チャンバは、絶縁膜２０の成膜に用いた。金属膜用チャンバは強磁性金属膜３０およびキャップ膜５４の成膜に用いた。各チャンバ間は搬送室で連結されている。これにより、各層は大気に曝すことなく超高真空中で一貫して成膜することができる。ＦｅとＣｏ用のセルは電子銃、その他のソースはクヌーセンセルを用いた。
【００２９】
比較例２として、強磁性半導体膜１０として膜厚が６ｎｍのＧａ０．９Ｍｎ０．１Ａｓを用い、他の層は図５と同じトンネル磁気抵抗素子を作製した。
【００３０】
図６は、実施例２および比較例２に係る磁気抵抗素子において電流−電圧特性を測定した結果を示した図である。電圧は、基板５０に対しキャップ膜５４に印加した電圧（すなわち、強磁性半導体膜１０に対し強磁性金属膜３０に印加した電圧）であり、強磁性半導体膜１０のエネルギーバンドギャップで規格化している。ここで、実施例２および比較例２の強磁性半導体膜１０のエネルギーバンドギャップはそれぞれ０．４ｅＶおよび１．５ｅＶである。図２（ｂ）で説明したように、規格化電圧が−１．０以下（絶対値が以上）において、強磁性金属膜３０から強磁性半導体膜１０へのスピン注入が可能となる。比較例２においては、規格化電圧を０から負に印加していくと規格化電圧が−１．０となる前に大きな電流が流れてしまう。これは、比較例２においては、逆方向耐圧が強磁性半導体膜１０のエネルギーバンドギャップに対応する電圧より小さいため、逆方向リーク電流が流れてしまうためにである。このように、比較例２では、強磁性半導体膜１０にスピン注入する前にリーク電流が流れてしまう。
【００３１】
一方、実施例２においては、０Ｖから負に電圧を印加していくと規格化電圧が−１．０あたりから電流が流れはじめている。このように、実施例２では、リーク電流が流れる前に、強磁性金属膜３０から強磁性半導体膜１０へのキャリアのスピン注入が可能となる。
【００３２】
作製した実施例２に係るトンネル磁気抵抗素子を用い、１０Ｋにおいて磁気抵抗曲線を測定した。図７は、磁界の強さに対する素子抵抗を示した図である。図８（ａ）〜図８（ｄ）は、それぞれ図７における（ａ）〜（ｄ）での強磁性半導体膜１０および強磁性金属膜３０の磁化の方向を示した図である。
【００３３】
図７および図８（ａ）のように、磁界の強さが１０００Ｏｅでは、強磁性半導体膜１０および強磁性金属膜３０は同じ方向に磁化している。すなわち平行磁化状態である。よって、トンネル磁気抵抗素子の抵抗変化率は小さい。図８（ｂ）のように、磁界の強さを小さくし、磁界の強さを負とすると、強磁性半導体膜１０および強磁性金属膜３０のうち保磁力の小さい一方（図８（ｂ）では強磁性半導体膜１０）の磁化が反転する。これにより、強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０との磁化方向が異なり、反平行状態となる。よって、トンネル磁気抵抗素子の抵抗変化率が大きくなる。
【００３４】
図８（ｃ）のように、磁界の強さをさらに小さくすると、強磁性金属膜３０の磁化が反転する。これにより、強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０との磁化方向は平行状態となる。よって、トンネル磁気抵抗素子の抵抗変化率が小さくなる。図８（ｄ）のように、磁界の強さを大きくし、磁界の強さを正とすると、強磁性半導体膜１０の磁化が反転する。これにより、強磁性半導体膜１０と強磁性金属膜３０との磁化方向は反平行状態となり、抵抗変化率は大きくなる。さらに、磁界の強さを大きくすると、図８（ａ）に戻り、強磁性金属膜３０の磁化が反転し、抵抗変化率は小さくなる。実施例２では、磁気抵抗変化率は１４％であった。なお、磁気抵抗変化率は、［Ｒ（Ｈ）−Ｒｐ］／Ｒｐ×１００（％）で定義される。ここで、Ｒ（Ｈ）は磁界Ｈ中での素子抵抗、Ｒｐは上下の磁性膜の磁化方向が完全に平行に揃った時の素子抵抗である。
【００３５】
以上のように、強磁性半導体膜１０としてＩｎＭｎＡｓを用いることにより、良好なトンネル磁気抵抗素子を形成することができた。
【００３６】
なお、強磁性半導体膜１０へのドーピングが難しい場合、図５のように、強磁性半導体膜１０は、ノンドープとし、強磁性半導体膜１０の絶縁膜２０と反対側の非磁性半導体膜（緩衝膜５２）にドーパントを添加してもよい。非磁性半導体膜としてｐ型半導体膜の例を説明したが、非磁性半導体膜はｎ型半導体膜でもよい。
【実施例３】
【００３７】
実施例３は、実施例１または２に係るトンネル磁気抵抗素子を用いたスピントランジスタの例である。実施例３は、Appl. Phys. Lett., Vol. 89, p232502に記載されているスピントランジスタに実施例１または２に係るトンネル磁気抵抗素子を適用した例である。図９は、実施例３に係るスピントランジスタの断面模式図である。図９を参照し、コレクタ層６０上にベース層６２、ベース層６２上に絶縁膜６４を挟みエミッタ層６６が形成されている。コレクタ層６０は第１導電型（例えば、ｎ型）の半導体層である。ベース層６２は、実施例１または２の強磁性半導体膜１０を含む。ベース層６２全体が強磁性半導体膜でもよいが、例えば、ベース層６２の絶縁膜６４側が強磁性半導体膜であり、コレクタ層６０側は非磁性半導体膜でもよい。ベース層６２の少なくとも一部の層は第１導電型と反対の第２導電型（ｐ型）の半導体層である。絶縁膜６４は、実施例１または実施例２の絶縁膜２０である。エミッタ層６６は、実施例１または実施例２の強磁性金属膜３０を含む。エミッタ層６６全体が強磁性金属膜でもよいが、例えば、エミッタ層６６の絶縁膜６４側が強磁性金属膜であり、他方側は非磁性金属膜でもよい。
【００３８】
実施例３では、エミッタ層６６の強磁性金属膜からベース層６２の強磁性半導体膜に、スピン偏極された少数キャリアが注入される。強磁性金属膜と強磁性半導体膜とが平行磁化または反平行磁化かにより、強磁性金属膜と強磁性半導体膜との間の抵抗を変化させることができる。以上のように、実施例１または実施例２をスピントランジスタに用いることにより、効率的なスピン注入が可能となる。なお、実施例３以外の構造のスピントランジスタに実施例１または２を用いることもできる。
【００３９】
以上、発明の好ましい実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲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。
【符号の説明】
【００４０】
１０ 強磁性半導体膜
２０ 絶縁膜
３０ 強磁性金属膜
５２ 緩衝膜
６０ コレクタ層
６２ ベース層
６４ 絶縁膜
６６ エミッタ層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜と、
強磁性金属膜と、
前記強磁性半導体膜と前記強磁性金属膜との間に設けられた絶縁膜と、
を具備することを特徴とするトンネル磁気抵抗素子。
【請求項２】
前記強磁性半導体膜と前記強磁性金属膜との間の逆方向耐圧は、前記強磁性半導体のエネルギーバンドギャップに対応する電圧より大きいことを特徴とする請求項１記載のトンネル磁気抵抗素子。
【請求項３】
前記絶縁膜は、前記強磁性金属膜から前記強磁性半導体膜にキャリアがトンネル注入できるような膜厚を有することを特徴とする請求項１または２記載のトンネル磁気抵抗素子。
【請求項４】
前記絶縁膜の障壁の高さは前記強磁性半導体膜のエネルギーバンドギャップより大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のトンネル磁気抵抗素子。
【請求項５】
前記強磁性半導体膜は、ＩｎＡｓと砒化磁性元素とを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のトンネル磁気抵抗素子。
【請求項６】
前記強磁性半導体膜には、ドーパントが添加されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のトンネル磁気抵抗素子。
【請求項７】
前記強磁性半導体膜の前記絶縁膜と反対側にドーパントを添加した非磁性半導体層を具備し、
前記強磁性半導体膜は、ノンドープであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のトンネル磁気抵抗素子。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項記載のトンネル磁気抵抗素子を有するスピントランジスタ。
【請求項９】
コレクタ層と、
前記コレクタ層上に形成され、強磁性半導体膜を含むベース層と、
ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜を含むエミッタ層と、
前記強磁性半導体膜と前記強磁性金属膜との間に設けられた絶縁膜と、
を具備することを特徴とするスピントランジスタ。
【請求項１】
ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜と、
強磁性金属膜と、
前記強磁性半導体膜と前記強磁性金属膜との間に設けられた絶縁膜と、
を具備することを特徴とするトンネル磁気抵抗素子。
【請求項２】
前記強磁性半導体膜と前記強磁性金属膜との間の逆方向耐圧は、前記強磁性半導体のエネルギーバンドギャップに対応する電圧より大きいことを特徴とする請求項１記載のトンネル磁気抵抗素子。
【請求項３】
前記絶縁膜は、前記強磁性金属膜から前記強磁性半導体膜にキャリアがトンネル注入できるような膜厚を有することを特徴とする請求項１または２記載のトンネル磁気抵抗素子。
【請求項４】
前記絶縁膜の障壁の高さは前記強磁性半導体膜のエネルギーバンドギャップより大きいことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載のトンネル磁気抵抗素子。
【請求項５】
前記強磁性半導体膜は、ＩｎＡｓと砒化磁性元素とを含むことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載のトンネル磁気抵抗素子。
【請求項６】
前記強磁性半導体膜には、ドーパントが添加されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のトンネル磁気抵抗素子。
【請求項７】
前記強磁性半導体膜の前記絶縁膜と反対側にドーパントを添加した非磁性半導体層を具備し、
前記強磁性半導体膜は、ノンドープであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載のトンネル磁気抵抗素子。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項記載のトンネル磁気抵抗素子を有するスピントランジスタ。
【請求項９】
コレクタ層と、
前記コレクタ層上に形成され、強磁性半導体膜を含むベース層と、
ＩｎＡｓを含む強磁性半導体膜を含むエミッタ層と、
前記強磁性半導体膜と前記強磁性金属膜との間に設けられた絶縁膜と、
を具備することを特徴とするスピントランジスタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−２９５７３（Ｐ２０１１−２９５７３Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０３９７１（Ｐ２００９−２０３９７１）
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 刊行物名 第５６回応用物理学会関係連合講演会講演予稿集 Ｎｏ．２ 主催者名 社団法人応用物理学会 発行日 平成２１年３月３０日
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、独立行政法人科学技術振興機構委託研究「強磁性金属／半導体界面制御によるスピントランジスタの創製」産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５０３３６０１１５）独立行政法人科学技術振興機構 (1,734)
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 刊行物名 第５６回応用物理学会関係連合講演会講演予稿集 Ｎｏ．２ 主催者名 社団法人応用物理学会 発行日 平成２１年３月３０日
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、独立行政法人科学技術振興機構委託研究「強磁性金属／半導体界面制御によるスピントランジスタの創製」産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（５０３３６０１１５）独立行政法人科学技術振興機構 (1,734)
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
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