【課題】反転電流の非対称性を解消し、素子破壊の可能性を低減した磁気記憶素子を実現し、高信頼性で低コストの磁気記憶装置を提供する。
【解決手段】第１固着層と第１中間層と記憶層と第２中間層と第２固着層が積層されてなり、第１固着層と第２固着層の磁化方向は層面に対し垂直で、第１固着層は、第２固着層から記憶層への漏洩磁界より大きな磁界を記憶層に及ぼすことを特徴とする磁気記憶素子が提供される。記憶層の第１中間層と面する膜の磁化方向と第１固着層の磁化方向との関係と、記憶層の第２中間層と面する膜の磁化方向と第２固着層との磁化方向との関係と、の一方が平行で他方が反平行となる。また、第１固着層と第２固着層の間に電流を双方向に流すことが可能で、電流の方向と値により記憶層の磁化の方向が変わる。また、磁気記憶素子をアレイ状に並べた磁気記憶装置が提供される。 （もっと読む）

【課題】セルアレイの占有面積の増大を抑制しつつ、参照素子のデータ設定の自由度を高め、かつ参照素子における読み出しディスターブの発生を抑制する。
【解決手段】抵抗変化メモリは、第１乃至第６のビット線ＢＬ１−１、ＢＬ１−２、ＢＬ１−３、ＢＬ２−１、ＢＬ２−２、ＢＬ２−３と、一端が前記第１のビット線に接続され、他端が前記第３のビット線に接続され、第１の抵抗状態又は第２の抵抗状態に変化するメモリ素子ＭＴＪ１と、一端が前記第４のビット線に接続され、他端が前記第６のビット線に接続され、前記第１の抵抗状態に設定された第１の参照素子ＲＥＦ２−１と、前記第１の参照素子とペアになり、一端が前記第５のビット線に接続され、他端が前記第６のビット線に接続され、前記第２の抵抗状態に設定された第２の参照素子ＲＥＦ２−３と、第１の入力端子が前記第１のビット線に接続され、第２の入力端子が前記第４のビット線に接続されたセンスアンプＳ／Ａとを具備する。 （もっと読む）

【課題】信頼性の高い低消費電力不揮発性メモリを提供する。
【解決手段】磁気メモリセルを構成する巨大磁気抵抗効果素子やトンネル磁気抵抗効果素子４０２の強磁性固定層２０２の磁化方向と反平行又は平行に磁化された強磁性配線１０１を記録層である強磁性自由層２００に非磁性層４０１を介して接続させ、スピントランスファートルクにより記録層の磁化反転を行う。 （もっと読む）

【課題】スピン注入ＭＲＡＭにおいて、１Ｔ−２ＭＴＪ構成を採用して相補的な書き込みと、電圧センス方式の読み出しを実現する。
【解決手段】半導体記憶装置は、トランジスタ（Ｔｒ）のソース・ドレインの両側に、書き込み電流印加時に相補的な抵抗状態をとる２つの磁気トンネル接合素子ＭＴＪ１（３０Ａ）とＭＴＪ２（３０Ｂ）が直列に接続されている。 （もっと読む）

【課題】コストの増加を抑制しつつ、磁化反転をアシストする。
【解決手段】スピン注入型の磁気ランダムアクセスメモリは、固定層１１と記録層１３と非磁性層１２とを有し、固定層及び記録層の磁化は膜面に対して垂直方向を向く磁気抵抗効果素子１０ａと、磁気抵抗効果素子の一端に接続されたソース線ＳＬａと、磁気抵抗効果素子の他端に電流経路の一端が接続されたトランジスタＴｒａと、トランジスタの電流経路の他端に接続され、ソース線と平行に延在されたビット線ＢＬと、磁気抵抗効果素子及びトランジスタを介してビット線及びソース線間に書き込み電流Ｉを流し、ビット線を通過した書き込み電流によって発生された磁場の磁気抵抗効果素子に対する印加方向が磁気抵抗効果素子を通過する書き込み電流の方向と反対であるソース／シンカとを具備する。 （もっと読む）

【課題】低電力消費による熱支援ＭＴＪベースＭＲＡＭ構造を提供すること。
【解決手段】この発明は、各メモリセル（１）が磁気トンネル接合（ＭＴＪ）から成り、各接合は、データが書き込まれる磁気記憶層（２１）と、基準層の磁化が任意の時間の処理でいつも実質的に同じ方向である基準層（２３）と、基準層（２３）と記憶層（２１）との間に挿入された絶縁層（２２）とから成る熱支援筆記手順を備えるＭＲＡＭタイプの磁気メモリにおいて、記憶層（２１）の頂部に加えられた筆記層（８）を備えることを特徴とする。筆記方法は接続電流ライン電流パルス（３１）を使用して接合（２）の加熱と筆記層（８）の正味磁化によって発生された静磁界との組合せによって実施されて、記憶層（２１）の磁化を逆転させる。
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【課題】ＳＴＴ- ＭＲＡＭ用のＭＴＪ素子の製造プロセスにおいて、２つの方向のサイズを精度よくコントロールしつつ、ポストパターンを転写できるようにする。
【解決手段】 ＭＴＪ素子上に、ハードマスクスペーサ層およびハードマスク層を形成し、ハードマスク層上に第１サイズの幅の第１平行ラインパターン（第１フォトレジスト膜）を形成する。これをマスクとしてハードマスク層に転写し、平行ハードマスクラインを形成する（第１エッチング）。平行ハードマスクラインおよびハードマスクスペーサ層上に、平行ハードマスクラインと交差し、かつ第２サイズの幅を有する第２平行ラインパターン（第２フォトレジスト膜）を形成し、これをハードマスク層に転写する（第２エッチング）。これによりサイズコントロールのなされたポスト領域が形成される。このポスト領域をマスクスペーサ層から下の各層に転写して複数のＭＴＪ素子を形成する（第３エッチング）。 （もっと読む）

【課題】高精度な書き込み電圧の生成を実現する。
【解決手段】抵抗変化メモリは、第１ノードｎ１に接続され、第１抵抗状態と第２抵抗状態との間を遷移可能なメモリセル１１と、第２ノードに接続された第１定電流源６１＿０と、第２ノードｎ２に接続され、第１抵抗状態から第２抵抗状態への書き換えを行う書き込み電圧を生成する、第１抵抗状態に固定された第１レプリカセル５０＿０と、メモリセルを第２抵抗状態に設定するとき、第１ノードの電圧を第２ノードの電圧と等しく保つ第１制御回路とを具備する。 （もっと読む）

【課題】２つの磁性層間に挟まれたトンネルバリア層の劣化を低減する。
【解決手段】磁気抵抗素子１０は、第１の電極層１２と、第１の電極層１２上に設けられ、かつ磁化方向が固定された固定層１４と、固定層１４上に設けられ、かつ金属酸化物からなるトンネルバリア層１５と、トンネルバリア層１５上に設けられ、かつ磁化方向が変化可能である自由層１６と、自由層１６上に設けられた第２の電極層１７とを含む。そして、第１の電極層１２及び第２の電極層１７のうち少なくとも一方は、導電性金属酸化物を含む。 （もっと読む）

【課題】スピン注入ＭＲＡＭにおいて、磁気トンネル接合（ＭＴＪ）素子の実効的な抵抗値を上げてセルトランジスタのオン抵抗のばらつきの影響を低減し、読み出しマージンを確保する。
【解決手段】スピン注入磁気メモリ装置は、選択トランジスタのソース・ドレインの両側に、書き込み電流印加時に同じ抵抗状態をとる磁気トンネル接合素子が直列に配置されている。 （もっと読む）

【課題】情報保持のために必要な高い磁化反転エネルギーを有する磁化自由層を低電流で磁化反転させることのできるスピン注入書き込み方式の磁気抵抗効果型素子を提供することを可能にする。
【解決手段】膜面に実質的に垂直な磁化を有し、磁化の向きが一方向に固定された磁化参照層２と、膜面に実質的に垂直な磁化を有し、磁化の向きが可変である磁化自由層６と、磁化参照層と磁化自由層との間に設けられた中間層４と、磁化自由層に対して中間層と反対側に設けられて磁化自由層と磁気的に結合し、反強磁性体と強磁性体との間で磁気相転移が可能な磁気相転移層８と、磁気相転移層に対して磁化自由層と反対側に設けられ、磁気相転移層に反強磁性体から強磁性体への磁気相転移を生じさせる励起層１０と、を備え、磁化自由層の磁化の向きは、中間層を介して磁化参照層および磁化自由層に通電することにより変化可能である。 （もっと読む）

【課題】スピン平行／反平行状態の２値に加えて、リセット／セット状態の書き込みを可能とするＭＴＪ素子を提供する。
【解決手段】磁気トンネル素子は、一対の強磁性層と、前記強磁性層の間に挟まれるトンネルバリア層とを含み、第１の抵抗状態と、前記第１の抵抗状態よりも高抵抗の第２の抵抗状態の間を遷移する第１機能と、前記第１の抵抗状態より低抵抗の第３の抵抗状態と、前記第２の抵抗状態よりも高抵抗の第４の抵抗状態の間を遷移する第２機能と、を有する。 （もっと読む）

【課題】書き込み時の過渡特性を改善して、書き込みの失敗が少なく、書き込み電流密度のしきい値が小さく、高集積化、高速化、および低消費電力化が可能なスピン注入磁化反転型ＭＴＪ素子及びそれを用いた磁気メモリ装置を提供する。
【解決手段】強磁性導体からなり、磁化方向の変化が可能で、磁化方向を情報として記憶する磁化自由層５、及び、強磁性導体からなり、磁化方向が固定されている磁化固定層３を有し、これらの強磁性導体層を貫流するスピン偏極電流によって磁化自由層５を所定方向に磁化して情報を書き込み、磁気抵抗効果を利用して情報を読み出すように構成された磁気メモリ素子において、磁化自由層５と磁気的に結合し、磁化自由層５の磁化方向の反転の際に生じる磁化方向の変動を抑制するスピントルクフリー層（磁化結合体）１３を設け、且つ、スピン偏極電流がスピントルクフリー層１３に流入するのを防止する構成とする。 （もっと読む）

【課題】書き込み電流を増大させることなく、熱安定性を改善することができるメモリを提供する。
【解決手段】情報を磁性体の磁化状態により保持する記憶層１７を有し、この記憶層１７に対して、中間層１６を介して磁化固定層３１が設けられ、中間層１６が絶縁体から成り、積層方向にスピン偏極した電子を注入することにより、記憶層１７の磁化Ｍ１の向きが変化して、記憶層１７に対して情報の記録が行われ、記憶層１７の周囲にある、記憶層１７よりも熱膨張係数が小さい絶縁層から、記憶層１７に歪が印加されている記憶素子３と、記憶素子３の積層方向に流す電流を供給する配線とを備えたメモリを構成する。 （もっと読む）

【課題】 磁化状態がより安定している参照セルを有する磁気ランダムアクセスメモリを提供する。
【解決手段】 磁気ランダムアクセスメモリは、半導体からなる基板を含む。第１磁気抵抗素子ＭＲａは、基板表面の上方に設けられ、磁気抵抗効果によって抵抗値の異なる２つの定常状態を取り、基板表面に投影された形状が第１方向に沿った第１長さと第２方向に沿った前記第１長さ以上の長さの第２長さとを有する。第２長さの第１長さに対する比は第１値である。第２磁気抵抗効果素子ＭＲｂは、基板表面の上方に設けられ、第１磁気抵抗効果素子の抵抗状態を判定するために用いられ、磁気抵抗効果によって抵抗値の異なる２つの定常状態を取り、基板表面に投影された形状が第３方向に沿った第３長さと第４方向に沿った第３長さ以上の長さの第４長さとを有する。第４長さの第３長さに対する比は第１値より大きい。 （もっと読む）

【課題】素子抵抗が低く、ＭＲ比の高いトンネル磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）を提供すること。
【解決手段】基板１１の上方に下地層１２、反強磁性層１３、ピンド層１４、非磁性結合層１５、リファレンス層１６、トンネルバリア層１７、フリー強磁性層１８、及びキャップ層１９が順に形成されたトンネル磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子１０）において、トンネルバリア層１７を、ＭｇＯ膜等の結晶性酸化物膜を低酸素分圧（例えば１０^-7Ｐａ程度の高真空下）下で形成し、その後結晶性酸化物膜を酸素ガス又は酸素を含むガスと接触させる。このようにして形成された結晶性酸化物膜を備えたＴＭＲ素子１０によれば、従来よりも高いＭＲ比が得られる。 （もっと読む）

【課題】 磁気メモリ及び磁気メモリの書込み方法に関し、隣接する素子の書込み磁界の影響による誤書込みを防止するとともに、書込み電流を低減する。
【解決手段】 基板上に縦型磁気抵抗効果素子１〜４を２次元マトリクス状に配置するとともに、各縦型磁気抵抗効果素子１〜４に近接する場所にそれぞれが互いに空間を介して交差するビット線５とワード線６を設け、フリー層の磁化反転を発生させたい縦型磁気抵抗効果素子１〜４に近接するビット線５とワード線６のみに電流を流し、電流によって発生する合成磁界８によって当該縦型磁気抵抗効果素子１〜４のみのフリー層の磁化を反転させる磁気メモリにおける隣接する縦型磁気抵抗効果素子１〜４を構成するフリー層の磁気共鳴周波数を互いに有意に異ならせる。 （もっと読む）

【課題】高集積化が可能でかつ製造が容易な磁気ランダムアクセスメモリを提供する。
【解決手段】磁気ランダムアクセスメモリは、基板１の表面の上方に設けられたゲート電極１１ａと、ゲート電極の下方のチャネル領域を挟む第１、第２不純物拡散領域１３ａ、１２とを有するトランジスタを含む。導電性の第１プラグ１４ａは、第１不純物拡散領域上に設けられる。記録素子ＭＲａは、第１プラグ上に設けられ、積層された複数の層から構成され、内部の磁化の状態に応じて情報を保持する。第１信号線４ａは、記録素子上に設けられる。導電性の第２プラグ１５は、第２不純物拡散領域上に設けられる。電気導体ＭＲｃは、第２プラグ上に設けられ、記録素子を構成する複数の層と同じ複数の層から構成され、その基板の表面に投影された形状の面積が記録素子の基板の表面に投影された形状の面積より大きい。第２信号線４ｂは、電気導体上に設けられる。 （もっと読む）

【課題】スイッチング電流を低減することによってセルトランジスタのサイズを小さくし、小型の半導体記憶装置を提供する。
【解決手段】複数の磁気抵抗素子Ｒ０１等と、複数のスイッチング素子とを含むメモリセルアレイを有する半導体記憶装置において、ディジット線ＤＬ００等を有する。複数の磁気抵抗素子は、互いに実質的に平行に配置されたソース線ＳＬ００等及びビット線ＢＬ００等に接続され、ＳＴＴ（Spin Torque Transfer）書き込み方式によりデータを書き込まれる。複数のスイッチング素子は、それぞれ複数の磁気抵抗素子に直列に接続され、ソース線及びビット線に対して実質的に垂直に配置されたワード線ＷＬ４ｎ等により制御される。ディジット線は、所定の磁界が磁気抵抗素子に対して発生するように磁気抵抗素子に近接し、かつ、ソース線に実質的に平行に配置される。 （もっと読む）

【課題】磁化反転に必要な書き込み電流をより低減する。
【解決手段】磁気抵抗素子１０は、磁化の方向が固定された固定層１１と、膜面に垂直方向への通電により磁化の方向が変化可能な自由層１３と、膜面に垂直方向への通電により磁化の方向が変化可能であり、かつ自由層１３の磁化の方向の変化をアシストするアシスト層１５と、固定層１１と自由層１３との間に設けられ、かつ非磁性体からなる中間層１２と、自由層１３とアシスト層１５との間に設けられ、かつ非磁性体からなる中間層１４とを具備する。そして、アシスト層１５の磁化反転のためのエネルギー障壁は、自由層１３の磁化反転のためのエネルギー障壁よりも小さい。 （もっと読む）