【課題】磁気トンネル接合部（ＭＴＪ）を有するメモリセルを用いてデータ記憶を行なう薄膜磁性体記憶装置において、データ読出動作を高速化する。
【解決手段】ＭＴＪメモリセルに対しては、データ書込およびデータ読出にそれぞれ用いられるライトワード線ＷＷＬおよびリードワード線ＲＷＬが独立して設けられる。メモリアレイ１０を列方向に分割して形成される領域ＡＲ１，ＡＲ２ごとにリードワード線ＲＷＬを分割配置することによって、リードワード線ＲＷＬにおける信号伝搬遅延を低減して、データ読出動作を高速化できる。各リードワード線ＲＷＬの活性化は、行選択結果に応じてライトワード線ＷＷＬと階層的に制御される。ワード線電流制御回路４０は、データ書込時およびデータ読出時のそれぞれに対応して、ライトワード線ＷＷＬにおける電流経路を形成および遮断する。 （もっと読む）

【課題】 自己参照磁気ランダムアクセスメモリセルを提供する。
【解決手段】 本発明は、センス層および記憶層間に含まれる絶縁層から形成された磁気トンネル接合部を含む磁気ランダムアクセスメモリセルに関する。本開示はまた、メモリセルに書き込み、かつ読み出すための方法であって、書き込み動作中に、データを前記記憶層に書き込むために前記記憶層の磁化方向を切り替えることと、読み出し動作中に、前記センス層の磁化方向を第１の配向される磁化方向に配向することと、前記磁気トンネル接合部の第１の抵抗値を測定することによって、前記書き込みデータを前記第１の配向された磁化方向と比較することと、を含む方法に関する。開示のメモリセルおよび方法によって、低電力消費および向上した速度で書き込みおよび読み出し動作を実行することが可能になる。 （もっと読む）

【課題】量産時、ＴＭＲ素子を用いたＭＲＡＭの完成品間で、ＭＲＡＭのメモリー特性にバラツキあり、不良品発生頻度が高かった。このバラツキは、量産時のＴＭＲ素子のＭＲ比がウエハー製品間で一定値に維持されず、変動していたことが原因していたので、バラツキを抑制する製造方法及び製造装置を提供する。
【解決手段】低周波成分カットフィルターにより低周波成分をカットした高周波電力印加の下で、酸化マグネシウムを有するターゲットをスパッタリングすることによって酸化マグネシウムの薄膜結晶膜１２２を成膜し、そして磁性金属（好ましくは強磁性体）のターゲットをスパッタリングすることによって磁性金属薄膜１２３を成膜する工程及び該工程を実行する制御プログラムを備えた成膜スパッタリング装置。 （もっと読む）

非オーム選択層を含む、不揮発性メモリセルおよび関連する方法が開示されている。一部の実施例に従い、不揮発性メモリセルは、非オーム選択層に結合される抵抗検知素子（ＲＳＥ）からなる。選択層は、所定のしきい値以上の電流に応答して、第１の抵抗状態から第２の抵抗状態に遷移するよう構成されている。
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【課題】室温で１０００％以上のTMR効果が得られる低抵抗の二重障壁強磁性トンネル接合と、この二重障壁強磁性トンネル接合を用いた磁気デバイスを提供する。
【解決手段】下地層／強磁性層１／絶縁層１／強磁性層２／絶縁層２／強磁性層３／上部層の構造が基板材料上に積層され、下地層により強磁性層１の磁化が、上部層により強磁性層３の磁化が固定され、強磁性層２が磁化自由層として機能する構造の二重障壁強磁性トンネル接合において、強磁性層２をCoFeB合金とし、かつ、その厚さを０．５〜１．４nmに薄膜化し、絶縁層１および２をMgOとし、２５０〜４００℃程度の熱処理プロセスを経ることで低抵抗、かつ、１０００％を超える巨大なTMR比が得られる。 （もっと読む）

スピン偏極電流を使用してメモリセルの磁気デバイスにおける磁気領域の磁化方向及び／又はヘリシティを制御してスイッチングする高速かつ低電力の方法。磁気デバイスは、固定の磁気ヘリシティ及び／又は磁化方向を有する基準磁化層と、可変の磁気ヘリシティ及び／又は磁化方向を有する自由磁化層とを含む。固定磁化層及び自由磁化層は、非磁化層により分離されることが好ましい。固定及び自由磁化層は、層法線に対して実質的に非ゼロ角度の磁化方向を有することができる。デバイスに電流を印加してトルクを誘起することができ、これは、デバイスの磁気状態を変更し、そのためにそれは情報を書き込むための磁気メモリとして作用することができる。デバイスの磁気状態に依存する抵抗が測定されてデバイスに格納された情報を読み出す。 （もっと読む）

【課題】スピン消極を引き起こすことなく、また、加熱処理を必要とせずに、［Ｃｏ／Ｎｉ］ｘ積層構造の十分な垂直磁気異方性を確保する。
【解決手段】このスピンバルブ構造は、上部の［Ｃｏ／Ｎｉ］ｘ積層リファレンス層２３の垂直磁気異方性を向上させるため、Ｔａ層と、ｆｃｃ［１１１］またはｈｃｐ［００１］構造を有する金属層とを含む複合シード層２２を備える。［Ｃｏ／Ｎｉ］ｘ積層リファレンス層２３は、ＣｏとＮｉとの界面の損傷を防止し、これにより垂直磁気異方性を保つため、低いパワーと高圧のアルゴンガスとを用いたプロセスにより成膜する。その結果、薄いシード層を用いることが可能となる。垂直磁気異方性は２２０℃の温度で１０時間にわたって熱処理を行った後であっても維持される。この構造は、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子やＣＰＰ−ＴＭＲ素子に適用できるほか、スピントランスファー発振器やスピントランスファーＭＲＡＭにも適用できる。 （もっと読む）

【課題】参照信号と比較して記憶情報を読み出す際に、誤読み出しを低減する。
【解決手段】半導体記憶装置は、抵抗値の変化によって“０”データ及び“１”データを記憶する可変抵抗素子２１と、可変抵抗素子２１のデータを判定するための参照電流を生成し、かつ“０”データを記憶する可変抵抗素子のアドミッタンスと、“１”データを記憶する可変抵抗素子のアドミッタンスとの中間のアドミッタンスを有する電流生成回路３０と、可変抵抗素子２１に接続された第１の入力端子と、電流生成回路３０に接続された第２の入力端子とを有し、かつ第１及び第２の入力端子の電流を比較するセンスアンプ１７とを含む。 （もっと読む）

【課題】 スピントルク・ベースの磁気抵抗ランダム・アクセス・メモリ（ＭＲＡＭ）を含む、スピントルク磁気抵抗構造体及びデバイスを提供する。
【解決手段】 磁気抵抗構造体、デバイス、メモリ、及びそれらを形成する方法が提示される。例えば、磁気抵抗構造体は、強磁性層と、強磁性層に結合されたフェリ磁性層と、固定層と、非磁性スペーサ層とを含む。磁気抵抗構造体のフリー側は、強磁性層及びフェリ磁性層を含む。非磁性スペーサ層は、少なくとも部分的にフリー側と固定層の間にある。強磁性層の飽和磁化は、フェリ磁性層の飽和磁化と対向する。非磁性スペーサ層は、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）からなるもののようなトンネル障壁層又は非磁性金属層を含むことができる。 （もっと読む）

【課題】書込条件の最適化および良否判断を正確に行うことのできる磁気メモリデバイスを提供する。
【解決手段】複数の磁気メモリセルを有するメモリサブアレイ１０２０と、定電流源１０３０と、メモリサブアレイ１０２０と連結された行方向ドライバ１０５０および列方向ドライバ１０４０と、メモリサブアレイ１０２０と連結されたアドレスレジスタ１０６５、データレジスタ１０５５、アドレスマルチプレクサ１０９０、センスアンプ１０８５、および入出力バッファ１０９５と、アドレスマルチプレクサ１０９０と連結されたアドレスバッファ１０８０とを備える。これにより、他の磁気メモリセルの磁化状態に対して悪影響を与えることのない最適な書込電流の設定が容易になされる。 （もっと読む）

【課題】 磁性体に対し、小さい電流密度のパルス電流を印加することで、発熱を抑えつつ確実に磁化反転を引き起こすことができる磁化状態制御方法を提供する。
【解決手段】 形状磁気異方性が生じている線状磁性体の長手方向に垂直な方向の成分の磁気異方性を与えて線状磁性体内部の異方性状態を変質させ、次いで、異方性状態が変質された線状磁性体の長手方向に沿って記憶させようとする正逆いずれかの向きの磁場を印加するとともにパルス電流を印加して磁化状態を制御する。 （もっと読む）

【課題】垂直磁気異方性を有し、かつより大きな磁気抵抗効果を発現する。
【解決手段】磁気抵抗素子１０は、安定化層１１と、非磁性層１３と、安定化層１１と非磁性層１３との間に設けられ膜面に垂直な方向の磁気異方性を有するスピン分極層１２と、非磁性層１３に対してスピン分極層１２とは反対側に設けられた磁性層１４とを含む。安定化層１１は、スピン分極層１２より膜面内方向の格子定数が小さい。スピン分極層１２は、コバルト（Ｃｏ）及び鉄（Ｆｅ）からなるグループから選ばれる１つ以上の元素を含み、かつＢＣＴ（body-centered tetragonal）構造を有し、かつ膜面に垂直な方向をｃ軸、膜面内方向をａ軸とした場合の格子定数の比ｃ／ａが１．１０以上１．３５以下である。 （もっと読む）

磁気トンネル接合(MTJs)およびこれらを形成する方法が開示される。MTJのフリー層が、磁気ランダムアクセスメモリ(MRAM)ビットセル中に設けられたとき、アクセストランジスタのドレインと結合できるように、ピン層がMTJ中に配列される。この構造は、MTJを使用するMRAMビットセルの書込み電流供給能力にMTJの書込み電流特性を合わせるように、書込み電流の流れ方向を変える。その結果として、MTJを平行(P)状態から反平行(AP)状態へ切り換えるために、より多くの書込み電流が供給されるようになる。ピン層の磁化を固定するために、反強磁性材料(AFM)層がピン層の上に設けられる。ピン層磁化を確保するようにAFM層を堆積するための十分な面積を設けるために、フリー層のフリー層表面積よりも大きなピン層表面積を有するピン層が設けられる。
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【課題】記憶層にかかる漏れ磁場をキャンセルするために用いる磁性層の膜厚を低減することを可能にする。
【解決手段】膜面に略垂直方向の磁気異方性を有しスピン偏極した電子の作用により磁化の方向が可変の記憶層２と、記憶層上に設けられた第１の非磁性層４と、第１の非磁性層上に設けられ、かつ膜面に略垂直方向の磁気異方性を有する参照層６と、参照層上に設けられた反強磁性層８と、反強磁性層の上に設けられ、かつ膜面に略垂直方向の磁気異方性を有するとともに参照層の磁化の向きと反平行の磁化を有する強磁性層１０とを備えている。 （もっと読む）

【課題】配線間の抵抗値を低減させる、クロスポイント型メモリセルを積層した多層構造の半導体記憶装置を提供する。
【解決手段】半導体基板１と、互いに交差する第１の配線ＷＬ及び第２の配線ＢＬ並びにこれら第１及び第２の配線の交差部で両配線間に接続されたメモリセルＭＣを有する１または複数のセルアレイ層ＭＡと、セルアレイ層ＭＡよりも下層の第１配線層Ｍ１に形成された第３の配線１１と、セルアレイ層ＭＡよりも上層の第２配線層Ｍ２に形成された第４の配線１２と、第３の配線１１及び第４の配線１４を接続する積層方向に延びるコンタクト１４１〜１４４とを有する。第１配線層Ｍ１と第２配線層Ｍ２の間には、冗長配線層が形成される。冗長配線層には冗長配線１３１〜１３３が形成され、第３の配線１１と冗長配線１３１〜１３３との間及び第４の配線１２と冗長配線１３１〜１３３との間は、複数のコンタクト１４１〜１４４により接続される。 （もっと読む）

【課題】不揮発性記憶装置の記憶セル間のショートを抑制し、その特性のばらつきを抑制する。
【解決手段】基板上に配置させた第１の配線層の上層に、記憶セル層を形成し、記憶セル層を第２の方向に分離すると共に、第１の方向に延在する第１の配線を基板上に形成するために、第１の方向に連通する第１のトレンチを形成し、第１のトレンチ内に第１の素子分離層を埋設し、記憶セル層及び第１の素子分離層の上層に、第２の配線層を形成し、第２の配線層を加工し、第２の方向に延在する第２の配線を形成し、第１の素子分離層をエッチングして、第１の素子分離層の上面を所定の位置まで降下させて、記憶セル層を第１の方向に分離するために、第２の方向に連通する第２のトレンチを形成する。 （もっと読む）

【課題】製造コストの低減及び動作特性の向上が可能な抵抗変化型メモリを提供する。
【解決手段】本発明の例に関わる抵抗変化型メモリは、第１の方向に延在するビット線ＢＬ１と、第２の方向に延在するビット線ｂＢＬ１，ｂＢＬ２と、ワード線ＷＬ１，ＷＬ２と、制御端子がワード線ＷＬ１に接続され、電流経路の一端が第２のビット線ｂＢＬ１に接続される選択トランジスタＳＴ１と、制御端子がワード線ＷＬ２に接続され、電流経路の一端がビット線ｂＢＬ２に接続され、電流経路の他端が選択トランジスタＳＴ１の他端と共有ノードＮ１をなす選択トランジスタＳＴ２と、一端がビット線ＢＬ１に接続され、他端が共有ノードＮ１に接続される抵抗変化型記憶素子１０と、を備える。 （もっと読む）

【課題】スピン注入反転電流の温度依存性が小さく、安定したスピン注入磁化反転による書き込みを行うことを可能にする。
【解決手段】磁化の方向が膜面に略垂直で可変な磁性層を有する磁気記録層２と、磁化方向が膜面に略垂直であって磁化の方向が不変であるかまたは磁気記録層に比べて大きな磁化反転磁界を有する磁気参照層６と、磁気記録層と磁気参照層との間に設けられた非磁性層４と、を備え、磁気記録層は、垂直磁気異方性を有する第１磁性層２_２と、面内磁気異方性を有し第１磁性層と交換結合する第２磁性層２_１とを含み、第２磁性層のキュリー温度が、第１磁性層のキュリー温度よりも低く、磁気記録層と磁気参照層との間で膜面に略垂直な方向に電流を流すことにより、スピン偏極した電子を磁気記録層に作用させ、磁気記録層の磁化の方向を可変とする。 （もっと読む）

【課題】可変抵抗素子の特性バラツキを低減することで、動作マージンを大きくすることが可能な半導体記憶装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】半導体記憶装置は、メモリ領域に配置され、かつ抵抗値の変化に応じてデータを記憶し、かつ第１の配線ＳＬに一端が電気的に接続され、第２の配線に他端が電気的に接続された複数の可変抵抗素子２３と、メモリ領域に配置され、かつ可変抵抗素子２３と同じ材料からなり、かつ電気的に絶縁された複数のダミー素子２８とを含む。ＭＴＪ素子２３及びダミー素子２８を合わせた素子アレイは、格子状の密集パターンを有している。すなわち、ＭＴＪ積層膜を加工する際のレジストパターンを格子状の密集パターンによって形成する。そして、このレジストパターンを用いてＭＴＪ積層膜を加工することで、ＭＴＪ素子２３とダミー素子２８とを合わせた素子アレイを格子状の密集パターンに配置する。 （もっと読む）

【課題】磁気抵抗変化素子を備えたメモリセルに記憶された２値の情報を適切に読み出すことができる半導体記憶装置等を提供する。
【解決手段】記憶用磁気抵抗変化素子を備えた複数のメモリセルを含むメモリセルアレイ５１と、参照用磁気抵抗変化素子を備えた複数の参照セルを含み、参照電流を出力する参照セルアレイ５３と、前記参照電流から求められる参照抵抗値と前記記憶用磁気抵抗変化素子の抵抗値とを比較して当該メモリセルに記憶されている情報を判定する判定手段５６と、が設けられている。更に、前記参照セルアレイが前記参照電流を出力する際に、前記複数の参照用磁気抵抗変化素子から選択される高抵抗状態の参照用磁気抵抗変化素子及び低抵抗状態の参照用磁気抵抗変化素子を特定する情報並びにこれらの接続関係を示す制御情報を記憶する記憶手段５５と、前記制御情報に基づいて前記参照セルアレイの動作を制御する制御手段５４と、が設けられている。 （もっと読む）