【課題】 磁気抵抗効果素子において磁化反転のための電流を十分に確保した磁気ランダムアクセスメモリ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 実施形態の磁気ランダムアクセスメモリは、シリコン基板を持つ。前記シリコン基板の表面部にはゲート電極が埋め込まれ、前記ゲート電極を覆うように前記シリコン基板中にはゲート絶縁膜が埋め込まれる。前記ゲート絶縁膜および前記ゲート電極を挟むように、前記シリコン基板の表面部に第１の拡散層および第２の拡散層が設けられる。前記第２の拡散層上には、少なくとも磁化記憶層、非磁性層、および磁化参照層を有する記憶素子が設けられる。 （もっと読む）

【課題】隣接するビット線同士の短絡が抑制されており、かつ層間絶縁膜が平坦に研磨された半導体装置を提供する。
【解決手段】磁気抵抗素子ＭＲＤが複数配置されたメモリセル領域と、平面視においてメモリセル領域の周囲に配置された周辺回路領域とを備える。磁気抵抗素子ＭＲＤは、磁化固定層と磁化自由層とトンネル絶縁層とを含んでいる。磁気抵抗素子ＭＲＤの上方には、主表面に沿った方向に向けて延びる複数の第１の配線ＢＬを有している。上記周辺回路領域には、第１の配線ＢＬと同一レイヤにより構成される第２の配線ＢＬ２と平面視において重なるように、磁化自由層と同一材質の層、トンネル絶縁層と同一材質の層および磁化固定層と同一材質の層が積層された積層構造ＤＭＭが配置されている。積層構造ＤＭＭは、周辺回路領域にて平面視において隣接する１対の第２の配線ＢＬ２の両方と重ならない。 （もっと読む）

【課題】非晶質磁性膜上に形成される薄膜の結晶配向性を高めることが可能なスパッタ成膜装置を提供する。
【解決手段】非晶質磁性膜を有した基板Ｓが収容されて希ガスが供給される真空槽１１と、前記真空槽１１に設けられた接地電極であるシャッタ２２と、前記真空槽１１内に配置されたＭｇＯターゲットＴに接続されたターゲット電極を内蔵するカソード１８と、高周波電力を前記ターゲット電極に出力する高周波電源ＧＥと、前記ＭｇＯターゲットＴと前記高周波電源ＧＥとの間に直列に接続されたインピーダンス整合器２０とを備えるスパッタ成膜装置１０であって、前記シャッタ２２に流れる電流値を変更する可変キャパシタ２６が、前記インピーダンス整合器２０に対する前記ＭｇＯターゲットＴ側に、前記ＭｇＯターゲットＴと前記シャッタ２２とから構成される負荷２５に対して並列に接続されている。 （もっと読む）

【課題】書込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記憶素子の提供、及び記憶層の微細加工時の抵抗上昇の防止。
【解決手段】記憶素子は、膜面に垂直な磁化を有し、情報に対応して磁化の向きが変化される記憶層１７と、記憶層に記憶された情報の基準となる膜面に垂直な磁化を有する磁化固定層１５と、記憶層と磁化固定層の間に設けられる非磁性体による絶縁層１６とを有する。そして積層方向にスピン偏極した電子を注入することにより、記憶層の磁化の向きが変化して情報の記録が行われる。ここで記憶層が受ける実効的な反磁界の大きさが、記憶層の飽和磁化量よりも小さいものとされている。これにより書込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。また記憶層１７を構成する強磁性層は、ＣｏＦｅＢを母材とし且つ当該母材に耐食性元素が添加されている。これにより記憶層の微細加工時の抵抗上昇の防止が図られる。 （もっと読む）

【課題】垂直磁気異方性を利用したＳＴ−ＭＲＡＭの書込電流の低減及び熱安定性を向上し、回路の複雑化や読み出し速度の低下を防止する。
【解決手段】膜面に垂直な磁化を有し、情報に対して磁化の向きが変化する記憶層と、膜面に垂直な磁化を有する磁化固定層と、上記記憶層と上記磁化固定層の間の非磁性体による絶縁層とを有し、上記記憶層、上記絶縁層、上記磁化固定層の積層方向に流れる電流により発生するスピントルク磁化反転を利用して上記記憶層の磁化を反転させることにより情報の記憶を行い、上記記憶層を、磁性層と導電性酸化物との積層構造で構成する。記憶層において磁性層と酸化物層と積層構造を採ることで垂直磁気異方性が誘起され書込電流が低減し熱安定性が向上し、当該酸化物として導電性酸化物が用いられることで読み出し時にトンネル磁気抵抗効果に寄与しない抵抗成分が小となり、回路の複雑化や読み出し速度の低下を防止する。 （もっと読む）

【課題】垂直磁気異方性を利用したＳＴ−ＭＲＡＭの書込電流の低減及び熱安定性の向上を図り、回路の複雑化や読み出し速度の低下の防止を図る。
【解決手段】膜面に垂直な磁化を有し、情報に対し磁化の向きが変化する記憶層と、上記記憶層に記憶された情報の基準となる膜面に垂直な磁化を有する磁化固定層と、上記記憶層と上記磁化固定層の間に非磁性体による絶縁層を有し、上記記憶層、上記絶縁層、上記磁化固定層の積層方向に流れる電流により発生するスピントルク磁化反転を利用して上記記憶層の磁化を反転させることにより情報の記憶を行い、上記記憶層に接し上記絶縁層と反対側の層を、導電性酸化物で構成する。記憶層との界面に酸化物を用いることで垂直磁気異方性が誘起され書込電流低減、熱安定性向上を図り、導電性酸化物を用いることで読み出し時のトンネル磁気抵抗効果に寄与しない抵抗成分が小となり、回路の複雑化や読み出し速度低下の防止を図る。 （もっと読む）

【課題】スペーサ層に隣接する磁性層の酸化を防止し、かつ大きなＭＲ変化率を実現する。
【解決手段】磁気抵抗効果素子４は、外部磁界に対して磁化方向のなす相対角度が変化する第１及び第２の磁性層Ｌ１，Ｌ２と、第１の磁性層Ｌ１と第２の磁性層Ｌ２との間に位置するスペーサ層１６と、を有している。第１の磁性層Ｌ１は、磁気抵抗効果素子４が形成される基板に対し、第２の磁性層Ｌ２よりも近い側に位置し、スペーサ層１６は、酸化ガリウムを主成分とする主スペーサ層１６ｂと、主スペーサ層１６ｂと第１の磁性層Ｌ１との間に位置し、銅とガリウムとを含む第１の非磁性層１６ａと、を有している。 （もっと読む）

【課題】 積層構造の側方に生成された付着物の影響を受けにくい磁気トンネル接合素子が求められている。
【解決手段】 基板上に形成された下部電極の一部の領域の上に、下部電極とはエッチング特性が異なる導電材料で形成されたバッファ層が配置されている。バッファ層の上に、アモルファスの強磁性材料で形成された第１磁化自由層が配置されている。第１磁化自由層の上に、結晶化した強磁性材料で形成された第２磁化自由層が配置されている。第２磁化自由層の上にトンネルバリア層が配置されている。トンネルバリア層の上に、磁化方向が固定された磁化固定層が配置されている。磁化固定層の上に上部電極層が配置されている。 （もっと読む）

【課題】磁気層構造を開示する。
【解決手段】磁気層構造は、ピン止め層と、ピン止め層の磁気配向を規定する第１の反強磁性層と、自由層と、自由層に対して、ピン止め層の磁気配向にほぼ垂直な磁気配向へとバイアスをかける第２の反強磁性層と、第２の反強磁性層と自由層との間に位置決めされ、第２の反強磁性層および自由層に接触し、自由層のバイアスを所望のレベルに調整する調整層とを含む。 （もっと読む）

【課題】ハードバイアス層用の改善されたシード層構造を備えた面垂直電流（ＣＰＰ）磁気抵抗（ＭＲ）センサを提供する。
【解決手段】面垂直電流（ＣＰＰ）磁気抵抗（ＭＲ）センサ１００は、センサの自由強磁性層に縦にバイアスをかけるために用いられる強磁性体ハード（高保磁力）バイアス層用の改善されたシード層構造１１４を有する。シード層構造１１４は、タンタル（Ｔａ）の第１のシード層１１４ａと、Ｔａ層１１４ａ上でそれに接するチタン（Ｔｉ）およびＴｉ酸化物の一方または両方の第２のシード層１１４ｂと、第２のシード層１１４ｂ上でそれに接するタングステン（Ｗ）の第３のシード層１１４ｃと、からなる３層である。 （もっと読む）

【課題】スピントルクを利用した磁気メモリにおいて、３００℃から４００℃程度の温度の熱処理において、垂直磁化が得られ半導体プロセスで容易に作製可能な磁気メモリを実現する。
【解決手段】膜面に垂直な磁化を有し、情報に対応して磁化の向きが変化される記憶層１７と、記憶層１７に記憶された情報の基準となる膜面に垂直な磁化を有する磁化固定層１５と、記憶層１７と磁化固定層１５の間に設けられる酸化物による絶縁層１６とを有する記憶素子において、記憶層もしくは磁化固定層の少なくとも一方は、絶縁層に接する界面側からＦｅ膜、Ｎｉを含む膜が順に形成され、熱処理後において界面側でＮｉに対するＦｅの組成比が大きい傾斜組成分布が形成されているようにする。 （もっと読む）

【課題】高いＭＲ比と低いＲＡ値とを両立させるトンネルバリアの形成方法を提供する。
【解決手段】本発明のトンネルバリアの形成方法は、ＴＭＲセンサ４０Ａに用いられるトンネルバリア２９を形成するものであり、ピンド層２４に対してＮＯＸ処理を施す工程と、ピンド層２４の上にＭ１層を形成する工程と、ＮＯＸ処理を行い、Ｍ１層をＭox1層２５に変換する工程と、Ｍ１層よりも薄いＭ２層の蒸着とそのＮＯＸ処理とを繰り返すことで、Ｍox1層の上にＭox2層２６を含むスタックを形成する工程と、そのスタックの上に、Ｍox1層２５およびＭox2層２６よりも薄い最上部金属層を形成する工程と、アニール処理により、内部の酸素を拡散させて最上部金属層を酸化することでＭox3層２７を得る工程とを含む。 （もっと読む）

【課題】 書き込み電流のマージンとリテンションのマージンとを両方確保する。
【解決手段】 磁気抵抗素子は、第１固定層、第１トンネル絶縁膜および第１自由層が積層される第１強磁性トンネル接合素子と、第２固定層、第２トンネル絶縁膜および第２自由層が積層され、第１強磁性トンネル接合素子に直列に接続される第２強磁性トンネル接合素子とを有している。第１固定層、第１トンネル絶縁膜および第１自由層の積層方向は、第２固定層、第２トンネル絶縁膜および第２自由層の積層方向と逆である。第１トンネル絶縁膜の厚さは、第２トンネル絶縁膜の厚さと異なり、第１強磁性トンネル接合素子および第２強磁性トンネル接合素子は、共通のマスク材料を用いてエッチングにより形成される。これにより、第１自由層および第２自由層の横断面の面積および体積を互いにほぼ同じにでき、書き込み電流を共通に設定できる。 （もっと読む）

【課題】 エッチング時間を長くすることなく、トンネル絶縁膜の汚染を防止し、磁気抵抗素子の電気的特性の悪化を防止する。
【解決手段】 磁気抵抗素子は、半導体基板上に配置される固定層と、固定層上に配置されるトンネル絶縁膜と、トンネル絶縁膜上に配置され、Ｆｅを含む第１自由層と、第１自由層上に配置され、ＦｅおよびＴａを含む第２自由層と、第２自由層上に配置され、Ｒｕを含むストッパー層とストッパー層上に配置されるハードマスクとを有している。第１自由層とストッパー層との間隔を第２自由層により大きくできるため、ストッパー層のＲｕがトンネル絶縁膜に付着することを防止でき、ストッパー層のＲｕが第１自由層の界面に現れることを防止できる。この結果、エッチング時間を長くすることなく、トンネル絶縁膜の汚染を防止でき、磁気抵抗素子の電気的特性の悪化を防止できる。 （もっと読む）

【課題】磁気抵抗素子を有する半導体装置であって、フリー層に所望の磁化方向と反対方向の磁界の成分が印加されることによる誤動作を抑制することが可能な半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体基板の主表面上に位置する、磁化自由層を有する磁気抵抗素子ＴＭＲと、磁気抵抗素子ＴＭＲの下方に位置し、第１方向に向けて延び、発生する磁界により磁化自由層の磁化状態を変化させることが可能な第１配線ＤＬと、磁気抵抗素子ＴＭＲの上方に位置し、第２方向に向けて延び、発生する磁界により磁化自由層の磁化状態を変化させることが可能な第２配線ＢＬとを備えている。磁化自由層は、第２方向に対して対称であり、平面視における第２方向に垂直な方向に対して非対称である。上記第１配線ＤＬは、磁化自由層と平面視において重なる領域において、磁化自由層が磁化されやすい方向に延びる磁化容易軸の延在する方向Ｈｅに沿うように延在している。 （もっと読む）

【課題】関連の強磁性層の磁気異方性（すなわち、磁化方向）をウェハ面に垂直にまたは「面外に」位置合わせさせた、しばしば磁気トンネル接合セルと称される磁気スピントルクメモリセル、およびそれらを利用する方法を提供する。
【解決手段】面外磁気トンネル接合セルの強磁性自由層の磁化方向を切換える方法であって、ＡＣスイッチング電流を上記面外磁気トンネル接合セルに通すステップを含む。ＡＣスイッチング電流は、上記強磁性自由層の磁化方向を切換える。 （もっと読む）

【課題】低電流密度下においてマイクロ波を生成可能なスピントルク発振器を提供する。
【解決手段】スピントルク発振器は、第１および第２の外表面を有する非磁性スペーサ層１６と、上記第１の外表面と接触する磁界生成層３３と、非磁性スペーサ層１６の表面に対して垂直な永久磁化を有し上記第２の外表面と完全接触するスピン注入層１２とを備える。磁界生成層３３は、垂直磁気異方性を示すと共に第１の外表面と完全接触する第１のＦＧＬサブ層３３１と、面内異方性を示すと共に第１のＦＧＬサブ層３３１と完全接触する第２のＦＧＬサブ層３３２とからなる二層構造を有する。従来の磁界生成層に代えて、一方の層が垂直磁気異方性を示し他方の層が面内異方性を示す二重層を設け、垂直異方性を示す層を非磁性スペーサ層１６に最も近接させるようにしたので、１×１０⁸ Ａ／ｃｍ² という低電流密度下においてマイクロ波が生成可能となる。 （もっと読む）

【課題】 より大きな磁気抵抗比を得ることができる巨大磁気抵抗素子およびその作製方法を提供する。
【解決手段】 第１の電極および第２の電極の間に、１ｎｍ以上、１μｍ以下の絶縁膜を形成する段階と、前記第１の電極および前記第２の電極の間に所定の電圧を印加する段階とを備え、前記第１の電極および前記第２の電極の少なくとも一方が、磁性体材料で形成されている。 （もっと読む）

【課題】 熱処理後においても安定して動作可能な磁気ランダムアクセスメモリ及びその製造方法を提供することである。
【解決手段】 実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリは磁化記憶層を持つ。前記磁化記憶層上に、熱処理により前記磁化記憶層から拡散する原子を含む第１の金属層が設けられる。前記第１の金属層上に、第１の界面磁性層が設けられ、前記第１の界面磁性層上に非磁性層が設けられる。前記非磁性層上に第２の界面磁性層が設けられる。前記第２の界面磁性層上に、熱処理により前記磁化参照層から拡散する原子を含む第２の金属層が設けられる。前記第２の金属層上に磁化参照層が設けられる。 （もっと読む）

【課題】低電流および高面密度を可能とする、垂直異方性および強化層を有する磁気トンネル接合セルを提供する。
【解決手段】磁気トンネル接合セルは、強磁性自由層と、少なくとも約１５Åの厚みを有する強化層と、酸化物バリヤ層と、強磁性基準層とを含む。強化層および酸化物バリヤ層は、強磁性基準層と強磁性自由層との間に配置され、酸化物バリヤ層は強磁性基準層に隣接して配置される。強磁性自由層、強磁性基準層、および強化層は、すべて、面外の磁化方向を有する。 （もっと読む）