自旋轨道转矩型磁化旋转元件制造技术

该自旋轨道转矩型磁化旋转元件具备沿着第一方向延伸的自旋轨道转矩配线和层叠于所述自旋轨道转矩配线的第一铁磁性层，所述自旋轨道转矩配线包含化学计量组成中以

【技术实现步骤摘要】
自旋轨道转矩型磁化旋转元件、自旋轨道转矩型磁阻效应元件及磁存储器
[0001]本申请是申请日为
2018
年
10
月
30
日
、
申请号为
201880004343.1、
专利技术名称为自旋轨道转矩型磁化旋转元件
、
自旋轨道转矩型磁阻效应元件及磁存储器的专利申请的分案申请
。


[0002]本专利技术涉及一种自旋轨道转矩型磁化旋转元件
、
自旋轨道转矩型磁阻效应元件及磁存储器
。
[0003]本申请基于
2018
年2月
22
日在日本申请的日本特愿
2018
‑
029737
号主张优先权，并在此引用其内容
。

技术介绍

[0004]作为磁阻效应元件已知有由铁磁性层和非磁性层的多层膜构成的巨磁阻
(GMR)
元件
、
及将绝缘层
(
隧道势垒层
、
势垒层
)
用于非磁性层的隧道磁阻
(TMR)
元件
。
通常，
TMR
元件与
GMR
元件相比，其元件电阻较高，且磁阻
(MR)
比较大
。
因此，作为磁传感器
、
高频部件
、
磁头及非易失性随机存取存储器
(MRAM)
用的元件，
TMR
元件备受关注
。
[0005]MRAM
利用当夹持绝缘层的两个铁磁性层的彼此的磁化方向变化时
TMR
元件的元件电阻变化的特性来读写数据
。
作为
MRAM
的写入方式，已知有利用电流产生的磁场进行写入
(
磁化反转
)
的方式
、
或利用沿着磁阻效应元件的层叠方向流通电流而产生的自旋转移矩
(STT)
进行写入
(
磁化反转
)
的方式
。
[0006]从能量效率的观点考虑，使用了
STT
的
TMR
元件的磁化反转是有效的，但需要在写入数据时沿着磁阻效应元件的层叠方向流通电流
。
写入电流有时会使磁阻效应元件的特性劣化
。
[0007]因此，近年来，通过与
STT
不同的机理进行磁化反转的
、
利用通过自旋轨道相互作用生成的自旋流的磁化反转备受关注
(
例如，非专利文献
1)。
自旋轨道转矩
(SOT)
通过由自旋轨道相互作用产生的自旋流或不同种类材料的界面的
Rashba
效应引起
。
用于在磁阻效应元件内引起
SOT
的电流沿着与磁阻效应元件的层叠方向交叉的方向流通
。
即，不需要沿着磁阻效应元件的层叠方向流通电流，可以期待磁阻效应元件的长寿命化
。
[0008]现有技术文献
[0009]非专利文献
[0010]非专利文献1：
S.Fukami,T.Anekawa,C.Zhang and H.Ohno,Nature Nano Tech.(2016).DOI:10.1038/NNANO.2016.29.

技术实现思路

[0011]专利技术所要解决的课题
[0012]但是，据说当前的元件结构中的
SOT
产生的反向电流密度与
STT
产生的反向电流密
度为相同程度
。
产生自旋流的电流的流通不会对磁阻效应元件造成损伤，但从驱动效率的观点来看，要求降低反向电流密度
。
为了降低反向电流密度，需要更有效地产生自旋流
。
[0013]本专利技术是鉴于上述问题而研发的，其目的在于提供一种能够有效地产生自旋流的自旋轨道转矩型磁化旋转元件
、
自旋轨道转矩型磁阻效应元件及磁存储器
。
[0014]用于解决课题的技术方案
[0015]本专利技术为了解决上述课题，提供以下的技术方案
。
[0016](1)
第一实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件具备：自旋轨道转矩配线，其沿着第一方向延伸；和第一铁磁性层，其层叠于所述自旋轨道转矩配线，所述自旋轨道转矩配线包含化学计量组成中以
XYZ
或
X2YZ
表示的化合物，
[0017]在所述化合物为
X2YZ
的情况下，所述自旋轨道转矩配线的主骨架为包含
L21结构
、B2
结构
、A2
结构中的任意种的结构；在所述化合物为
XYZ
的情况下，所述自旋轨道转矩配线的主骨架为包含
C1
b
结构
、B2
结构
、A2
结构中的任意种的结构
。
[0018](2)
第二实施方式所涉及的自旋轨道转矩型磁化旋转元件具备：自旋轨道转矩配线，其沿着第一方向延伸；和第一铁磁性层，其层叠于所述自旋轨道转矩配线，所述自旋轨道转矩配线包含化学计量组成中以
XYZ
或
X2YZ
表示的化合物，所述
X
为选自
Fe、Co、Ni、Mn、Re、Ru、Os、Rh、Pd、Ir
及
Pt
中的一种以上的元素，
Y
为选自
Ti、V、Cr、Mo、W、Ta、Mn、Re、Os、Zr、Nb、Hf、Ta、Zn、Cu、Ag、Au、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Fe、Ru、Tm、Yb
及
Lu
中的一种以上的与所述
X
不同的元素，
Z
为选自
Al、Si、Ga、Ge、In、Sn、Sb、Pb、Mg、Sr
及
Bi
中的一种以上的元素
。
[0019](3)
上述实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件中，在所述化合物为
X2YZ
的情况下，所述自旋轨道转矩配线的主骨架也可以为包含
L21结构
、B2
结构
、A2
结构中的任意种的结构；在所述化合物为
XYZ
的情况下，所述自旋轨道转矩配线的主骨架也可以为包含
C1
b
结构
、B2
结构
、A2
结构中的任意种的结构
。
[0020](4)
上述实施方式的自旋轨道转矩型磁化旋转元件中，在所述化合物为
X2YZ
的情况下，所述自旋轨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其中，具备：自旋轨道转矩配线，其沿着第一方向延伸；和第一铁磁性层，其层叠于所述自旋轨道转矩配线，所述自旋轨道转矩配线包含化学计量组成中以
XYZ
或
X2YZ
表示的化合物，所述化合物中，对于将
X
元素
、Y
元素及
Z
元素的最外层电子数相加得到的值，在所述化合物的组成为
XYZ
的情况下为
21
以下，在所述化合物的组成为
X2YZ
的情况下为
27
以下
。2.
一种自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其中，具备：自旋轨道转矩配线，其沿着第一方向延伸；和第一铁磁性层，其层叠于所述自旋轨道转矩配线，所述自旋轨道转矩配线包含化学计量组成中以
XYZ
或
X2YZ
表示的化合物，所述自旋轨道转矩配线是非磁性体
。3.
根据权利要求1所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其中，所述
X
为选自
Fe、Co、Ni、Mn、Re、Ru、Os、Rh、Pd、Ir
及
Pt
中的一种以上的元素，所述
Y
为选自
Ti、V、Cr、Mo、W、Ta、Mn、Re、Os、Zr、Nb、Hf、Ta、Zn、Cu、Ag、Au、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Fe、Ru、Tm、Yb
及
Lu
中的一种以上的与所述
X
不同的元素，所述
Z
为选自
Al、Si、Ga、Ge、In、Sn、Sb、Pb、Mg、Sr
及
Bi
中的一种以上的元素
。4.
根据权利要求2所述的自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其中，所述
X
为选自
Fe、Co、Ni、Mn、Re、Ru、Os、Rh、Pd、Ir
及
Pt
中的一种以上的元素，所述
Y
为选自
Ti、V、Cr、Mo、W、Ta、Mn、Re、Os、Zr、Nb、Hf、Ta、Zn、Cu、Ag、Au、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Fe、Ru、Tm、Yb
及
Lu
中的一种以上的与所述
X
不同的元素，所述
Z
为选自
Al、...

【专利技术属性】
技术研发人员：中田胜之，盐川阳平，
申请(专利权)人：TDK，
类型：发明
国别省市：