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公開番号2025144125
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-02
出願番号2024043747
出願日2024-03-19
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H10N 50/80 20230101AFI20250925BHJP()
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、可変の磁化方向を有する第1の磁性層10と、固定された磁化方向を有する第2の磁性層20と、第2の磁性層の磁化方向に対して反平行の固定された磁化方向を有する第3の磁性層30と、非磁性層40と、スペーサ層50とを備え、第2の磁性層は、スペーサ層に近接する第1の近接層21を含み、第3の磁性層は、スペーサ層に近接する第2の近接層31を含み、第1の近接層は、コバルト(Co)で実質的に形成された第1の層部分21aと、窒素(N)を含有する第2の層部分21bとを含み、第1の層部分は、スペーサ層と第2の層部分との間に設けられ、スペーサ層及び第2の層部分に接し、第2の近接層は、コバルト(Co)で実質的に形成され、スペーサ層に接する第1の層部分31を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
可変の磁化方向を有する第１の磁性層と、
固定された磁化方向を有する第２の磁性層と、
前記第２の磁性層の磁化方向に対して反平行の固定された磁化方向を有する第３の磁性層と、
非磁性層と、
スペーサ層と、
を備える磁気記憶装置であって、
前記第１の磁性層と前記第３の磁性層との間に前記第２の磁性層が設けられ、
前記第１の磁性層と前記第２の磁性層との間に前記非磁性層が設けられ、
前記第２の磁性層と前記第３の磁性層との間に前記スペーサ層が設けられ、
前記第２の磁性層は、前記スペーサ層に近接する第１の近接層を含み、
前記第３の磁性層は、前記スペーサ層に近接する第２の近接層を含み、
前記第１の近接層は、コバルト（Ｃｏ）で実質的に形成された第１の層部分と、窒素（Ｎ）を含有する第２の層部分とを含み、
前記第１の層部分は、前記スペーサ層と前記第２の層部分との間に設けられ、前記スペーサ層及び前記第２の層部分に接し、
前記第２の近接層は、コバルト（Ｃｏ）で実質的に形成され、前記スペーサ層に接する第１の層部分を含む
ことを特徴とする磁気記憶装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記第１の近接層の前記第２の層部分は、コバルト（Ｃｏ）をさらに含有する
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３】
前記第１の近接層は、コバルト（Ｃｏ）で実質的に形成された第３の層部分をさらに含み、
前記第１の近接層の前記第２の層部分は、前記第１の近接層の前記第１の層部分と前記第１の近接層の前記第３の層部分との間に設けられ、前記第１の近接層の前記第３の層部分に接している
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４】
前記第２の近接層は、窒素（Ｎ）を含有する第２の層部分をさらに含み、
前記第２の近接層の前記第１の層部分は、前記スペーサ層と前記第２の近接層の前記第２の層部分との間に設けられ、前記第２の近接層の前記第２の層部分に接している
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５】
可変の磁化方向を有する第１の磁性層と、
固定された磁化方向を有する第２の磁性層と、
前記第２の磁性層の磁化方向に対して反平行の固定された磁化方向を有する第３の磁性層と、
非磁性層と、
スペーサ層と、
を備える磁気記憶装置であって、
前記第１の磁性層と前記第３の磁性層との間に前記第２の磁性層が設けられ、
前記第１の磁性層と前記第２の磁性層との間に前記非磁性層が設けられ、
前記第２の磁性層と前記第３の磁性層との間に前記スペーサ層が設けられ、
前記第２の磁性層は、前記スペーサ層に近接する第１の近接層を含み、
前記第３の磁性層は、前記スペーサ層に近接する第２の近接層を含み、
前記第２の近接層は、コバルト（Ｃｏ）で実質的に形成された第１の層部分と、窒素（Ｎ）を含有する第２の層部分とを含み、
前記第１の層部分は、前記スペーサ層と前記第２の層部分との間に設けられ、前記スペーサ層及び前記第２の層部分に接し、
前記第１の近接層は、コバルト（Ｃｏ）で実質的に形成され、前記スペーサ層に接する第１の層部分を含む
ことを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項６】
前記第２の近接層の前記第２の層部分は、コバルト（Ｃｏ）をさらに含有する
ことを特徴とする請求項５に記載の磁気記憶装置。
【請求項７】
前記第２の近接層は、コバルト（Ｃｏ）で実質的に形成された第３の層部分をさらに含み、
前記第２の近接層の前記第２の層部分は、前記第２の近接層の前記第１の層部分と前記第２の近接層の前記第３の層部分との間に設けられ、前記第２の近接層の前記第３の層部分に接している
ことを特徴とする請求項５に記載の磁気記憶装置。
【請求項８】
前記第２の磁性層は、前記非磁性層と前記第１の近接層との間に設けられ追加の層をさらに含む
ことを特徴とする請求項１又は５に記載の磁気記憶装置。
【請求項９】
前記追加の層は、鉄（Ｆｅ）を含有する層を含む
ことを特徴とする請求項８に記載の磁気記憶装置。
【請求項１０】
前記追加の層は、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）又はタングステン（Ｗ）を含有し且つ前記第１の近接層と前記鉄を含有する層との間に設けられた層をさらに含む
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 1,400 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２０２０／００８２８５７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、可変の磁化方向を有する第１の磁性層と、固定された磁化方向を有する第２の磁性層と、前記第２の磁性層の磁化方向に対して反平行の固定された磁化方向を有する第３の磁性層と、非磁性層と、スペーサ層と、を備える磁気記憶装置であって、前記第１の磁性層と前記第３の磁性層との間に前記第２の磁性層が設けられ、前記第１の磁性層と前記第２の磁性層との間に前記非磁性層が設けられ、前記第２の磁性層と前記第３の磁性層との間に前記スペーサ層が設けられ、前記第２の磁性層は、前記スペーサ層に近接する第１の近接層を含み、前記第３の磁性層は、前記スペーサ層に近接する第２の近接層を含み、前記第１の近接層は、コバルト（Ｃｏ）で実質的に形成された第１の層部分と、窒素（Ｎ）を含有する第２の層部分とを含み、前記第１の層部分は、前記スペーサ層と前記第２の層部分との間に設けられ、前記スペーサ層及び前記第２の層部分に接し、前記第２の近接層は、コバルト（Ｃｏ）で実質的に形成され、前記スペーサ層に接する第１の層部分を含む。
【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の実施形態の変形例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の実施形態の変形例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３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。
【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。具体的には、磁気記憶装置に含まれる磁気抵抗効果素子の基本的な構成を模式的に示した断面図である。磁気抵抗効果素子は、垂直磁化を有するＭＴＪ（Magnetic Tunnel Junction）素子である。
【０００９】
図１に示した磁気抵抗効果素子は、記憶層（第１の磁性層）１０と、参照層（第２の磁性層）２０と、シフトキャンセリング層（第３の磁性層）３０と、トンネルバリア層（非磁性層）４０と、スペーサ層５０とを備えており、これらの層１０～５０が積層された構造を有している。
【００１０】
より具体的には、記憶層１０とシフトキャンセリング層３０との間に参照層２０が設けられ、記憶層１０と参照層２０の間にトンネルバリア層４０が設けられ、参照層２０とシフトキャンセリング層３０との間にスペーサ層５０が設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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