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公開番号2025142515
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-01
出願番号2024041923
出願日2024-03-18
発明の名称磁気記憶装置
出願人キオクシア株式会社
代理人弁理士法人スズエ国際特許事務所
主分類H10B 61/00 20230101AFI20250924BHJP()
要約【課題】優れた特性を有する磁気抵抗効果素子を含む磁気記憶装置を提供する。
【解決手段】実施形態に係る磁気記憶装置は、固定された磁化方向を有する第1の磁性層10と、ビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)及びテルル(Te)から選択された少なくとも1つの所定元素を含有する所定元素含有層60と、第1の磁性層と所定元素含有層との間に設けられ、可変の磁化方向を有する第2の磁性層20と、第1の磁性層と第2の磁性層との間に設けられ非磁性層30と、を備える。第2の磁性層は、その主面に対して平行な(100)面を有する第1の層部分21と、所定元素含有層と第1の層部分との間に設けられ、その主面に対して平行な(110)面を有する第2の層部分22と、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
固定された磁化方向を有する第１の磁性層と、
ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）及びテルル（Ｔｅ）から選択された少なくとも１つの所定元素を含有する所定元素含有層と、
前記第１の磁性層と前記所定元素含有層との間に設けられ、可変の磁化方向を有する第２の磁性層と、
前記第１の磁性層と前記第２の磁性層との間に設けられ非磁性層と、
を備える磁気記憶装置であって、
前記第２の磁性層は、
その主面に対して平行な（１００）面を有する第１の層部分と、
前記所定元素含有層と前記第１の層部分との間に設けられ、その主面に対して平行な（１１０）面を有する第２の層部分と、
を含む
ことを特徴とする磁気記憶装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記第２の磁性層は、前記第１の層部分と前記第２の層部分との間に設けられ、ルテニウム（Ｒｕ）、プラチナ（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）、銀（Ａｇ）及び金（Ａｕ）から選択された少なくとも１つの元素を含有する材料又はアモルファス磁性材料で形成された第３の層部分をさらに含む
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項３】
前記アモルファス磁性材料は、コバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及びニオブ（Ｎｂ）を含有する材料、及びコバルト（Ｃｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）及びモリブデン（Ｍｏ）を含有する材料から選択される
ことを特徴とする請求項２に記載の磁気記憶装置。
【請求項４】
前記第２の磁性層の前記第１の層部分は、鉄（Ｆｅ）及びコバルト（Ｃｏ）から選択された少なくとも１つの元素を含有する
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項５】
前記第２の磁性層の前記第１の層部分は、ボロン（Ｂ）をさらに含有する
ことを特徴とする請求項４に記載の磁気記憶装置。
【請求項６】
前記第２の磁性層の前記第２の層部分は、鉄（Ｆｅ）及びコバルト（Ｃｏ）から選択された少なくとも１つの元素を含有する
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項７】
前記第２の磁性層の前記第１の層部分は、前記非磁性層に接している
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項８】
前記第２の磁性層の前記第２の層部分は、前記所定元素含有層に接している
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項９】
固定された磁化方向を有する第１の磁性層と、
ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）及びテルル（Ｔｅ）から選択された少なくとも１つの第１の所定元素と、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、サマリウム（Ｓｍ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）から選択された少なくとも１つの第２の所定元素と、酸素（Ｏ）とを含有する所定元素含有層と、
前記第１の磁性層と前記所定元素含有層との間に設けられ、可変の磁化方向を有する第２の磁性層と、
前記第１の磁性層と前記第２の磁性層との間に設けられ非磁性層と、
を備えることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項１０】
前記第２の磁性層は、その主面に対して平行な（１００）面を有する層部分を含む
ことを特徴とする請求項９に記載の磁気記憶装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気記憶装置に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体基板上に複数の磁気抵抗効果素子が集積化された磁気記憶装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０２２／０１６５４７０号明細書
米国特許出願公開第２０２１／０２１０６７７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
優れた特性を有する磁気抵抗効果素子を含む磁気記憶装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る磁気記憶装置は、固定された磁化方向を有する第１の磁性層と、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）及びテルル（Ｔｅ）から選択された少なくとも１つの所定元素を含有する所定元素含有層と、前記第１の磁性層と前記所定元素含有層との間に設けられ、可変の磁化方向を有する第２の磁性層と、前記第１の磁性層と前記第２の磁性層との間に設けられ非磁性層と、を備える磁気記憶装置であって、前記第２の磁性層は、その主面に対して平行な（１００）面を有する第１の層部分と、前記所定元素含有層と前記第１の層部分との間に設けられ、その主面に対して平行な（１１０）面を有する第２の層部分と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１の実施形態に係る磁気記憶装置の基本的な構成を模式的に示した断面図である。
第１の実施形態に係る磁気記憶装置の変形例の基本的な構成を模式的に示した断面図である。
第２の実施形態に係る磁気記憶装置の基本的な構成を模式的に示した断面図である。
第２の実施形態に係る磁気記憶装置の第１の変形例の基本的な構成を模式的に示した断面図である。
第２の実施形態に係る磁気記憶装置の第２の変形例の基本的な構成を模式的に示した断面図である。
第２の実施形態に係る磁気記憶装置の第３の変形例の基本的な構成を模式的に示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る磁気記憶装置の基本的な構成を模式的に示した断面図である。
【０００９】
図１に示した構造は、半導体基板（図示せず）を含む下部構造（図示せず）上に設けられ、磁気抵抗効果素子として機能する。具体的には、磁気抵抗効果素子は、垂直磁化を有するＭＴＪ（magnetic tunnel junction）素子として機能する。
【００１０】
図１に示した本実施形態の磁気記憶装置は、参照層（第１の磁性層）１０、記憶層（第２の磁性層）２０、トンネルバリア層（非磁性層）３０、シフトキャンセリング層４０、中間層５０及び所定元素含有層６０を含んでおり、これらの層１０～６０が積層された積層構造を有している。
（【００１１】以降は省略されています）

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