磁畴壁移动元件、磁记录阵列以及磁存储器的制作方法

专利检索2026-08-31  13


本发明涉及磁畴壁移动元件、磁记录阵列以及磁存储器。


背景技术:

1、取代微细化已经显露出极限的闪存等的下一代非易失性存储器备受瞩目。例如,mram(magnetoresistive random access memory:磁阻式随机存取存储器)、reram(resistive random access memory:电阻式随机存取存储器)、pcram(phase changerandom access memory:相变随机存取存储器)等作为下一代的非易失性存储器而被熟知。

2、mram具有电阻值根据磁化的朝向变化而变化的磁阻效应元件。磁畴壁移动元件是磁阻效应元件的一个方式(例如,专利文献1)。磁畴壁移动元件由于电阻值根据第一铁磁性层(磁畴壁移动层)内的磁畴壁的位置而变化,因此期待用于多值记录、模拟的信息处理中(例如,专利文献2以及3)。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1:日本专利第5360596号公报

6、专利文献2:国际公开第2019/39029号

7、专利文献3:日本特开2021-57519号公报


技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、磁畴壁移动元件通过在磁性层成膜后进行加工而制作。磁性层在加工时受到损伤,加工后的磁性层的端部的磁化容易变得不稳定。如果磁性层的磁化变得不稳定,则磁畴壁移动元件的磁特性会劣化。如果增大磁性层的厚度,则能够抑制磁特性的劣化,但是移动磁畴壁所需的驱动电流量会变大。

3、本发明是鉴于上述问题而完成的,其目的在于提供一种提高磁化的稳定性并且驱动电流量小的磁畴壁移动元件以及磁记录阵列。

4、(二)技术方案

5、(1)第一方式的磁畴壁移动元件具备:包含第一铁磁性层且沿第一方向延伸的配线层、第二铁磁性层、以及被所述配线层与所述第二铁磁性层夹着的间隔层。在用与所述第一方向正交的面切断所述配线层而得的任一个剖面中,宽度方向的中央处的所述配线层的第一厚度比与所述中央相比靠所述宽度方向的外侧的第一外周部处的所述配线层的第二厚度薄。

6、(2)在上述方式的磁畴壁移动元件中,所述第一厚度可以比在所述宽度方向上与所述第一外周部一起夹着所述中央的第二外周部处的所述配线层的第三厚度薄。

7、(3)上述方式的磁畴壁移动元件的所述配线层的远离所述间隔层的一侧的第一面上,所述宽度方向的中央的第一点可以比与所述中央相比靠所述宽度方向的外侧的第二点更靠近所述间隔层。

8、(4)在上述方式的磁畴壁移动元件中,所述配线层的与远离所述间隔层的一侧的第一面对置的第二面可以比所述第一面平坦。

9、(5)在上述方式的磁畴壁移动元件中,所述配线层可以从靠近所述间隔层的一侧起依次具有所述第一铁磁性层和非磁性层。在用与所述第一方向正交的面切断所述配线层而得的任一个剖面中,所述宽度方向的中央处的所述非磁性层的第四厚度可以比与所述中央相比靠所述宽度方向的外侧的第一外周部处的所述非磁性层的第五厚度薄。

10、(6)在上述方式的磁畴壁移动元件中,所述第一铁磁性层与所述非磁性层的界面可以比所述配线层的远离所述间隔层的一侧的第一面平坦。

11、(7)在上述方式的磁畴壁移动元件中,所述非磁性层的电阻可以比所述第一铁磁性层的电阻高。

12、(8)在上述方式的磁畴壁移动元件中,所述配线层可以从靠近所述间隔层的一侧起依次具有所述第一铁磁性层、非磁性层、以及包含铁磁性体的磁耦合层。

13、(9)在上述方式的磁畴壁移动元件中,所述磁耦合层可以具有第一磁耦合层和第二磁耦合层。所述第一磁耦合层位于所述第一外周部上,所述第二磁耦合层位于在所述宽度方向上与所述第一外周部一起夹着所述中央的第二外周部上。

14、(10)在上述方式的磁畴壁移动元件中,所述第一磁耦合层以及所述第二磁耦合层可以分别包含岛状地散布的多个磁性体。

15、(11)上述方式的磁畴壁移动元件可以还具备第一导电层和第二导电层。所述第一导电层和所述第二导电层在所述第一方向上分离并分别与所述配线层连接。所述配线层的远离所述间隔层的一侧的第一面中的与所述第一导电层以及所述第二导电层在层叠方向上重叠的重叠区域可以比所述重叠区域以外的非重叠区域平坦。

16、(12)在用沿所述第一方向的面切断上述方式的磁畴壁移动元件的所述配线层而得的任一个剖面中,第一方向的中央处的所述配线层的厚度可以比与所述中央相比靠所述第一方向的外侧处的所述配线层的厚度薄。

17、(13)第二方式的磁记录阵列具有多个上述方式的磁畴壁移动元件。

18、(14)第三方式的磁存储器具有多个上述方式的磁畴壁移动元件。

19、(三)有益效果

20、上述方式的磁畴壁移动元件以及磁记录阵列提高磁化的稳定性,并且驱动电流量小。



技术特征:

1.一种磁畴壁移动元件,其具备:

2.根据权利要求1所述的磁畴壁移动元件,其特征在于,

3.根据权利要求1或2所述的磁畴壁移动元件,其特征在于,

4.根据权利要求1~3中任一项所述的磁畴壁移动元件,其特征在于,

5.根据权利要求1~4中任一项所述的磁畴壁移动元件,其特征在于,

6.根据权利要求5所述的磁畴壁移动元件,其特征在于,

7.根据权利要求5或6所述的磁畴壁移动元件,其特征在于,

8.根据权利要求1~4中任一项所述的磁畴壁移动元件,其特征在于,

9.根据权利要求8所述的磁畴壁移动元件,其特征在于,

10.根据权利要求9所述的磁畴壁移动元件,其特征在于,

11.根据权利要求1~10中任一项所述的磁畴壁移动元件,其特征在于,

12.根据权利要求1~11中任一项所述的磁畴壁移动元件,其特征在于,

13.一种磁记录阵列,其具有多个权利要求1~12中任一项所述的磁畴壁移动元件。

14.一种磁存储器,其具有多个权利要求1~12中任一项所述的磁畴壁移动元件。


技术总结
本实施方式的磁畴壁移动元件具备:包含第一铁磁性层且沿第一方向延伸的配线层、第二铁磁性层、以及被所述配线层与所述第二铁磁性层夹着的间隔层。在用与所述第一方向正交的面切断所述配线层而得的任一个剖面中,宽度方向的中央处的所述配线层的第一厚度比与所述中央相比靠所述宽度方向的外侧的第一外周部处的所述配线层的第二厚度薄。

技术研发人员:米村祥吾,柴田龙雄,大田实
受保护的技术使用者:TDK株式会社
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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