JP6291608B1 - 磁気記憶装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】動作を安定化できる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、金属含有層と、第１磁性層と、第２磁性層と、第１非磁性層と、制御部と、を含む。金属含有層は、第１部分と、第２部分と、第１部分と第２部分との間の第３部分と、を含む。第１磁性層は、第１部分から第２部分に向かう第１方向と交差する第２方向において第３部分から離れている。第２磁性層は、第３部分と第１磁性層との間に設けられている。第１非磁性層は、第１磁性層と第２磁性層との間に設けられ、カーブしている。制御部は、第１部分及び第２部分と電気的に接続されている。制御部は、第１部分から第２部分に向かう第１電流を金属含有層に供給する第１動作と、第２部分から第１部分に向かう第２電流を金属含有層に供給する第２動作と、を実施する。【選択図】図１
Description
本発明の実施形態は、磁気記憶装置に関する。
磁気記憶装置において、動作が安定していることが望ましい。
本発明の実施形態によれば、動作を安定化できる磁気記憶装置が提供される。
実施形態に係る磁気記憶装置は、金属含有層と、第１磁性層と、第２磁性層と、第１非磁性層と、制御部と、を含む。前記金属含有層は、第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、を含む。前記第１磁性層は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第１方向と交差する第２方向において前記第３部分から離れている。前記第２磁性層は、前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられている。前記第１非磁性層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられている。前記第１非磁性層の一部の前記第２方向における位置は、前記第１非磁性層の別の一部の前記第２方向における位置と異なり、前記第１非磁性層は、カーブしている。前記制御部は、前記第１部分及び第２部分と電気的に接続されている。前記制御部は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、を実施する。
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既に説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する断面図である。
図１（ｂ）は、図１（ａ）の一部を拡大した断面図である。
図１に表される磁気記憶装置１００は、金属含有層１０と、第１磁性層２１と、第２磁性層２２と、第１非磁性層３０と、第１化合物層４０と、制御部９０と、を含む。
図１（ｂ）は、図１（ａ）の一部を拡大した断面図である。
図１に表される磁気記憶装置１００は、金属含有層１０と、第１磁性層２１と、第２磁性層２２と、第１非磁性層３０と、第１化合物層４０と、制御部９０と、を含む。
金属含有層１０は、第１部分１１と、第２部分１２と、第３部分１３と、を含む。第３部分１３は、第１部分１１と第２部分１２との間に設けられる。金属含有層１０は、金属元素を含む。
第１部分１１から第２部分１２に向かう方向を第１方向とする。第１方向は、例えば、図１に表されるＸ軸方向に沿う。Ｘ軸方向に対して垂直な１つの方向をＹ軸方向とする。Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対して垂直な方向をＺ軸方向とする。第１方向と交差する方向を第２方向とする。第２方向は、例えばＺ軸方向に沿う。第１方向および第２方向と交差する方向を第３方向とする。第３方向は、例えばＹ軸方向に沿う。
以下では、第１方向、第２方向、および第３方向が、それぞれ、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向、およびＹ軸方向に沿う場合について説明する。
以下では、第１方向、第２方向、および第３方向が、それぞれ、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向、およびＹ軸方向に沿う場合について説明する。
第１磁性層２１は、Ｚ軸方向において第３部分１３から離れている。第２磁性層２２は、第３部分１３と第１磁性層２１との間に設けられる。第１非磁性層３０は、第１磁性層２１と第２磁性層２２との間に設けられる。第１磁性層２１、第２磁性層２２、および第１非磁性層３０は、第３部分１３と電極３５との間に設けられる。
第３部分１３の少なくとも一部は、Ｚ軸方向において、第１化合物層４０の少なくとも一部と、第２磁性層２２の少なくとも一部と、の間に設けられる。第１化合物層４０の少なくとも一部は、Ｚ軸方向において、ベース層２０の一部と、第３部分１３の少なくとも一部と、の間に設けられる。
制御部９０は、第１部分１１および第２部分１２と電気的に接続されている。制御部９０は、第１動作および第２動作を実施する。制御部９０は、第１動作において、第１部分１１から第２部分１２に向かう第１電流を金属含有層１０に供給する。制御部９０は、第２動作において、第２部分１２から第１部分１１に向かう第２電流を金属含有層１０に供給する。第１動作および第２動作は、書き込み動作に対応する。
第１非磁性層３０は、カーブ(curve)している。第１非磁性層３０は、例えば、湾曲している。第１非磁性層３０の一部のＺ軸方向における位置は、第１非磁性層３０の別の一部のＺ軸方向における位置と異なる。第１磁性層２１、第２磁性層２２、および電極３５は、例えば、第１非磁性層３０に沿ってカーブしている。
本実施形態によれば、磁気記憶装置１００の書き込み動作時および読み出し動作時のエラーレートを低減することができる。これは、第１非磁性層３０のカーブが、第１非磁性層３０に電圧が印加された際の電圧効果を高めることに基づく。本実施形態によれば、動作を安定化できる磁気記録装置を提供できる。
以下で、第１実施形態に係る磁気記憶装置１００について具体的に説明する。
第１化合物層４０のＺ軸方向における長さは、Ｘ軸方向において変化している。第１化合物層４０は、第１領域４１と、第２領域４２と、第３領域４３と、を含む。第３領域４３は、Ｘ軸方向において、第１領域４１と第２領域４２との間に設けられる。第３領域４３のＺ軸方向における長さは、例えば、第１領域４１のＺ軸方向における長さよりも短く、第２領域４２のＺ軸方向における長さよりも短い。
第１化合物層４０のＺ軸方向における長さは、Ｘ軸方向において変化している。第１化合物層４０は、第１領域４１と、第２領域４２と、第３領域４３と、を含む。第３領域４３は、Ｘ軸方向において、第１領域４１と第２領域４２との間に設けられる。第３領域４３のＺ軸方向における長さは、例えば、第１領域４１のＺ軸方向における長さよりも短く、第２領域４２のＺ軸方向における長さよりも短い。
第１化合物層４０のＸ軸方向における長さは、例えば、第１非磁性層３０のＸ軸方向における長さよりも長い。第１非磁性層３０の少なくとも一部のＸ軸方向における位置は、第１領域４１のＸ軸方向における位置と、第２領域４２のＸ軸方向における位置と、の間にある。
図１に表される例では、第１化合物層４０の一部は、Ｘ軸方向において、金属含有層１０の一部と金属含有層１０の別の一部との間に設けられる。第１化合物層４０の別の一部は、Ｘ軸方向において、ベース層２０の一部とベース層２０の別の一部との間に設けられる。
金属含有層１０は、第１面Ｓ１および第２面Ｓ２を有する。第１面Ｓ１の一部は、第２面Ｓ２の一部と第２磁性層２２との間に設けられる。第２面Ｓ２の一部は、第１面Ｓ１の一部と第１化合物層４０との間に設けられる。
第１面Ｓ１は、第１点Ｐ１と、第２点Ｐ２と、第３点Ｐ３と、を含む。第３点Ｐ３のＸ軸方向における位置は、第１点Ｐ１のＸ軸方向における位置と、第２点Ｐ２のＸ軸方向における位置と、の間にある。第１領域４１から第１点Ｐ１に向かう方向、第２領域４２から第２点Ｐ２に向かう方向、および第３領域４３から第３点Ｐ３に向かう方向のそれぞれは、Ｚ軸方向に沿っている。
第３点Ｐ３のＺ軸方向における位置は、例えば、第１点Ｐ１のＺ軸方向における位置と第１化合物層４０のＺ軸方向における位置との間、及び、第２点Ｐ２のＺ軸方向における位置と第１化合物層４０のＺ軸方向における位置との間、にある。
第１非磁性層３０は、第１非磁性領域３１と、第２非磁性領域３２と、第３非磁性領域３３と、を含む。第３非磁性領域３３のＸ軸方向における位置は、第１非磁性領域３１のＸ軸方向における位置と、第２非磁性領域３２のＸ軸方向における位置と、の間にある。
第３非磁性領域３３の少なくとも一部のＺ軸方向における位置は、第１非磁性領域３１の少なくとも一部のＺ軸方向における位置、及び、第２非磁性領域３２の少なくとも一部のＺ軸方向における位置と異なる。第３非磁性領域３３のＺ軸方向における位置は、例えば、第１非磁性領域３１のＺ軸方向における位置と金属含有層１０のＺ軸方向における位置との間、及び、第２非磁性領域３２のＺ軸方向における位置と金属含有層１０のＺ軸方向における位置との間、にある。
第３非磁性領域３３から第３点Ｐ３に向かう方向は、Ｚ軸方向に沿う。第１非磁性領域３１のＸ軸方向における位置は、例えば、第１点Ｐ１のＸ軸方向における位置と第３点Ｐ３のＸ軸方向における位置との間にある。または、第１点Ｐ１から第１非磁性領域３１に向かう方向が、Ｚ軸方向に沿っていても良い。第２非磁性領域３２のＸ軸方向における位置は、例えば、第２点Ｐ２のＸ軸方向における位置と第３点Ｐ３のＸ軸方向における位置との間にある。または、第２点Ｐ２から第２非磁性領域３２に向かう方向が、Ｚ軸方向に沿っていても良い。
図１に表される例では、磁気記憶装置１００は、複数の積層体ＳＢおよび複数の第１化合物層４０を含む。金属含有層１０は、複数の第３部分１３を含む。複数の積層体ＳＢは、Ｘ軸方向において互いに離れている。複数の第１化合物層４０は、Ｘ軸方向において互いに離れている。複数の第３部分１３は、それぞれ、Ｚ軸方向において、複数の積層体ＳＢと複数の第１化合物層４０との間に設けられる。それぞれの積層体ＳＢにおいて、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および第１非磁性層３０は、カーブしている。
積層体ＳＢは、例えば、磁気抵抗変化素子として機能する。第１磁性層２１と、第１非磁性層３０と、第２磁性層２２と、を含む経路における電気抵抗値は、第１磁性層２１の磁化の向きと、第２磁性層２２の磁化の向きと、の相対的な関係に応じて変化する。例えば、第１非磁性層３０は絶縁性であり、積層体ＳＢは磁気トンネル接合を有する。第１磁性層２１は、例えば、参照層として機能する。第２磁性層２２は、例えば、記憶層として機能する。
第２磁性層２２の磁化がある方向に向く第１状態が、記憶される第１情報に対応する。第２磁性層２２の磁化が別の方向に向く第２状態が、記憶される第２情報に対応する。第１情報は、例えば「０」及び「１」の一方に対応する。第２情報は、「０」及び「１」の他方に対応する。
第２磁性層２２の磁化の向きは、例えば、金属含有層１０を流れる電流の向きにより制御することができる。金属含有層１０は、例えば、Spin Orbit Layer（ＳＯＬ）として機能する。例えば、金属含有層１０と第２磁性層２２との間において生じるスピン軌道トルクによって、第２磁性層２２の磁化の向きを変えることができる。スピン軌道トルクは、金属含有層１０に流れる電流に基づく。
この電流は、制御部９０により供給される。制御部９０は、例えば、駆動回路９５と、複数のスイッチ素子Ｓｗ（Ｓｗ１およびＳｗ２）を含む。制御部９０は、第１部分１１、第２部分１２、および複数の第１磁性層２１と電気的に接続される。複数のスイッチ素子Ｓｗは、それぞれ、複数の第１磁性層２１と駆動回路９５との間の電流経路上に設けられる。
制御部９０は、第１動作（第１書き込み動作）において、第１電流を金属含有層１０に供給する。これにより、第１状態が形成される。第１電流は、第１部分１１から第２部分１２に向けて流れる。制御部９０は、第２動作において、第２電流を金属含有層１０に供給する。これにより、第２状態が形成される。第２電流は、第２部分１２から第１部分１１に向けて流れる。
例えば、第１動作後（第１状態）における第１磁性層２１と第１部分１１との間の第１電気抵抗値は、第２動作後（第２状態）における第１磁性層２１と第１部分１１との間の第２電気抵抗値と異なる。この電気抵抗値の差は、例えば、第１状態と第２状態との間における、第２磁性層２２の磁化の向きの差に基づく。
制御部９０は、読み出し動作において、例えば、第１磁性層２１と第１部分１１との間の電気抵抗値に応じた特性（電圧または電流などでも良い）を検出する。
複数のスイッチ素子Ｓｗの動作により、複数の積層体ＳＢの１つが選択される。選択した積層体ＳＢについて、書き込み動作および読み出し動作を行うことができる。複数の積層体ＳＢの１つを選択するときには、その積層体ＳＢの第１磁性層２１に所定の選択電圧が印加される。このとき、別の積層体ＳＢには、非選択電圧が印加される。選択電圧の電位は、非選択電圧の電位とは異なる。選択電圧の電位が非選択電圧の電位と異なっていれば、選択電圧は０ボルトであっても良い。
第１非磁性層３０がカーブしていると、第１磁性層２１に選択電圧が印加された際の、第１非磁性層３０における電圧効果を高めることができる。この結果、選択されていない積層体ＳＢの第２磁性層２２への意図しない情報の書き込みおよび読み出しが抑制される。従って、本実施形態によれば、書き込み動作時および読み出し動作のエラーレートを低減できる。本実施形態によれば、動作を安定化できる磁気記憶装置を提供できる。
金属含有層１０は、例えば、タンタルおよびタングステンからなる群より選択される少なくとも１つを含む。金属含有層１０は、例えば、β−タンタルおよびβ−タングステンからなる群より選択される少なくとも１つを含む。これらの材料におけるスピンホール角は、負である。これらの材料におけるスピンホール角の絶対値は大きい。これにより、書き込み電流により、第２磁性層２２の磁化の向きを効率的に制御できる。
金属含有層１０は、白金および金からなる群より選択される少なくとも１つを含んでも良い。これらの材料におけるスピンホール角は、正である。これらの材料におけるスピンホール角の絶対値は大きい。これにより、第１電流および第２電流を供給した際、第２磁性層２２の磁化の向きを効率的に制御できる。
スピンホール角の極性により、第２磁性層２２に加わるスピン軌道トルクの方向（向き）が異なる。例えば、金属含有層１０は、第２磁性層２２にスピン軌道相互作用トルクを与える。
ベース層２０は、例えば、絶縁性である。ベース層２０は、基板の少なくとも一部でも良い。ベース層２０は、例えば、酸化シリコンおよび酸化アルミニウムからなる群より選択される少なくとも１つを含む。
第１磁性層２１は、例えば、Ｃｏ（コバルト）またはＣｏＦｅＢ（コバルト−鉄−ボロン）を含む。第１磁性層２１の磁化の向きは、例えば、面内の方向に沿う。第１磁性層２１の磁化の向きは、第２磁性層２２の磁化の向きに比べて変化し難い。
第１磁性層２１の厚さは、例えば、第２磁性層２２の厚さよりも大きい。これにより、第１磁性層２１の磁化の向きが、第２磁性層２２の磁化の向きに比べて、より変化し難くなる。
第１磁性層２１は、例えば、第１〜第３膜を含んでも良い。第１膜は、第３膜と第１非磁性層３０との間に設けられる。第２膜は、第１膜と第３膜との間に設けられる。第１膜は、例えば、ＣｏＦｅＢ膜（厚さは、例えば、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下）を含む。第２膜は、例えば、Ｒｕ膜（厚さは、例えば、０．７ｎｍ以上０．９ｎｍ以下）を含む。第３膜は、例えば、ＣｏＦｅＢ膜（厚さは、例えば、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下）を含む。
例えば、強磁性層が設けられても良い。強磁性層と第１非磁性層３０との間に、第１磁性層２１が設けられる。強磁性層は、例えば、ＩｒＭｎ層（厚さは７ｎｍ以上９ｎｍ以下）である。強磁性層によって、第１磁性層２１の磁化の向きがより変化し難くなる。この強磁性層の上にＴａ層が設けられても良い。
第２磁性層２２は、例えば、強磁性材料および軟磁性材料の少なくともいずれかを含む。第２磁性層２２は、例えば、人工格子を含んでも良い。
第２磁性層２２は、例えば、ＦｅＰｄ（鉄−パラジウム）、ＦｅＰｔ（鉄−白金）、ＣｏＰｄ（コバルト−パラジウム）、およびＣｏＰｔ（コバルト−白金）からなる群より選択された少なくとも１つを含む。上記の軟磁性材料は、例えば、ＣｏＦｅＢ（コバルト−鉄−ボロン）を含む。上記の人工格子は、例えば、第１膜と第２膜を含む積層膜を含む。例えば、第１膜、磁性材料を含み、第２膜は、非磁性材料を含む。第１膜は、例えば、ＮｉＦｅ（ニッケル−鉄）、Ｆｅ（鉄）、およびＣｏ（コバルト）の少なくともいずれかを含む。第２膜は、例えば、Ｃｕ（銅）、Ｐｄ（パラジウム）、およびＰｔ（白金）からなる群より選択される少なくとも１つを含む。
第２磁性層２２は、フェリ磁性材料を含んでも良い。
図１に表される例において、第１磁性層２１の磁化の向きおよび第２磁性層２２の磁化の向きは、例えば、Ｘ軸方向に沿う。これは、例えば、第１磁性層２１および第２磁性層２２のカーブによる逆磁歪効果に基づく。第２磁性層２２は、例えば、金属含有層１０に電流が流れた際に、金属含有層１０から磁化方向と反平行な偏極スピンを得る。第２磁性層２２は、面内の形状磁気異方性および面内の結晶磁気異方性の少なくともいずれかをさらに有しても良い。
第１磁性層２１および第２磁性層２２をＺ軸方向から見た場合の形状は、例えば、円形、楕円形、または多角形である。これらの形状は、正方形、長方形、または平行四辺形であることが望ましい。Ｚ軸方向から見た場合の形状が、互いに直交する辺を含むことで、第１磁性層２１および第２磁性層２２に応力の面内異方性がより大きく働き、磁気的な面内異方性を大きくできる。
第１非磁性層３０は、例えば、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、ＣａＯ（酸化カルシウム）、ＳｒＯ（酸化ストロンチウム）、ＴｉＯ（酸化チタン）、ＶＯ（酸化バナジウム）、ＮｂＯ（酸化ニオブ）、およびＡｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）からなる群より選択された少なくとも１つを含む。第１非磁性層３０は、例えば、トンネルバリア層である。第１非磁性層３０がＭｇＯを含む場合、第１非磁性層３０の厚さは、例えば、約１ｎｍである。
第１化合物層４０は、例えば、絶縁性の化合物を含む。この場合、第１化合物層４０は、例えば、アルミニウム、マグネシウム、タンタル、ホウ素、カルシウム、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、インジウム、タングステン、チタン、銅、およびパラジウムからなる群より選択される少なくとも１つの元素の酸化物を含む。
第１化合物層４０における電気抵抗率は、金属含有層１０の電気抵抗率よりも高いことが望ましい。この場合、金属含有層１０に電流を流した際に、第３部分１３の電流密度を高めることができる。このため、より小さな第１電流および第２電流で、第１状態および第２状態を形成することができる。第１化合物層４０が絶縁性である場合、第１電流および第２電流をさらに小さくすることができる。
第１化合物層４０は、導電性の化合物を含んでいても良い。この場合、第１化合物層４０は、鉄シリコン、銅シリコン、アルミニウムインジウム、ニッケルシリコン、コバルトシリコン、および銅インジウムからなる群より選択される少なくとも１つを含む。
図２（ａ）、図２（ｂ）、図３（ａ）、および図３（ｂ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法を例示する工程断面図である。
図２（ａ）に表されるように、膜４０Ａをベース層２０の上に形成する。膜４０Ｂを膜４０Ａの上に形成する。膜４０Ａに含まれる材料の少なくとも一部は、膜４０Ｂに含まれる材料の少なくとも一部と異なる。膜４０Ａは、例えば、酸化アルミニウムを含む。膜４０Ｂは、例えば、マグネシウムと、アルミニウムと、ボロンと、の合金を含む。
金属含有膜１０Ａを、ベース層２０、膜４０Ａ、および膜４０Ｂの上に形成する。磁性膜２２Ａを、金属含有膜１０Ａの上に形成する。非磁性膜３０Ａを、磁性膜２２Ａの上に形成する。図２（ｂ）に表されるように、磁性膜２１Ａを、非磁性膜３０Ａの上に形成する。金属膜３５Ａを、磁性膜２１Ａの上に形成する。
図３（ａ）に表されるように、金属膜３５Ａの一部、磁性膜２１Ａの一部、非磁性膜３０Ａの一部、および磁性膜２２Ａの一部、金属含有膜１０Ａの一部、膜４０Ａの一部、および膜４０Ｂの一部を除去する。金属含有膜１０Ａが、Ｙ方向において分断され、金属含有層１０が形成される。膜４０Ａおよび膜４０Ｂが、Ｙ方向において分断され、層４０ａおよび層４０ｂが形成される。それぞれの金属含有層１０の上において、Ｘ軸方向に並べられた積層体ＳＢが形成される。
層４０ａおよび層４０ｂに熱を加える。図３（ｂ）に表されるように、層４０ａに含まれる材料と層４０ｂに含まれる材料とが反応し、第１化合物層４０が形成される。第１化合物層４０の体積は、層４０ａの体積と、層４０ｂの体積と、の和と異なる。例えば、第１化合物層４０の体積は、層４０ａの体積と、層４０ｂの体積と、の和よりも大きい。
この体積への変化によって、金属含有層１０に応力が加えられる。この応力により、金属含有層１０の第１面Ｓ１の第１点Ｐ１〜第３点Ｐ３のＺ軸方向における位置が変化する。この結果、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および第１非磁性層３０に力が加えられ、これらの層がカーブする。
図１（ａ）に表されるように、制御部９０を、第１部分１１、第２部分１２、および電極３５と電気的に接続する。以上の工程により、第１実施形態に係る磁気記憶装置が作製される。
層４０ａおよび層４０ｂの加熱工程は、積層体ＳＢの形成後に行われることが望ましい。第１磁性層２１、第２磁性層２２、および第１非磁性層３０をカーブさせやすいためである。
膜４０Ａおよび膜４０Ｂを加熱し、第１化合物膜を形成した後に、積層体ＳＢを形成しても良い。または、第１化合物膜を形成した後に、磁性膜２２Ａ、非磁性膜３０Ａ、および磁性膜２１Ａを形成しても良い。これらの製造方法においても、金属含有膜１０Ａの一部および第１化合物膜の一部を除去し、金属含有層１０および第１化合物層４０を形成した際に、金属含有膜１０Ａおよび第１化合物膜の応力が解放される。これにより、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および第１非磁性層３０をカーブさせることができる。
上述した実施形態に係る磁気記憶装置の製造工程において、膜４０Ａおよび膜４０Ｂの一方のみを形成しても良い。この場合、膜４０Ａおよび膜４０Ｂの一方に含まれる材料が、金属含有膜１０Ａに含まれる金属材料と反応する。これにより、第１化合物層４０が形成される。
図４は、第１実施形態に係る磁気記憶装置の一部の断面写真である。
図４に表されるように、第１非磁性層３０は、カーブしている。さらに、金属含有層１０のＺ軸方向と交差する面は、カーブしている。
図４に表されるように、第１非磁性層３０は、カーブしている。さらに、金属含有層１０のＺ軸方向と交差する面は、カーブしている。
図５（ａ）、図５（ｂ）、図６（ａ）、および図６（ｂ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置の一部を例示する断面図である。
図５（ａ）に表される磁気記憶装置１１０において、第３非磁性領域３３は、Ｘ軸方向に沿っている。第３非磁性領域３３近傍の曲率が相対的に小さく、第１非磁性領域３１および第２非磁性領域３２近傍の曲率が相対的に大きい。同様に、第１磁性層２１および第２磁性層２２は、Ｘ軸方向における両端近傍の曲率が大きい。
図５（ｂ）に表される磁気記憶装置１２０において、第１化合物層４０のＸ軸方向における長さは、第１非磁性層３０のＸ軸方向における長さよりも短い。第１化合物層４０のＸ軸方向における長さは、第１非磁性層３０のＸ軸方向における長さと同じであってもよい。第３非磁性領域３３近傍の曲率は相対的に小さく、第１非磁性領域３１および第２非磁性領域３２近傍の曲率は相対的に大きい。同様に、第１磁性層２１および第２磁性層２２は、Ｘ軸方向における中心近傍の曲率が大きい。
図１（ａ）、図１（ｂ）、図５（ａ）、および図５（ｂ）に表された例では、第１非磁性層３０が下方に向けて凸にカーブしている。第１非磁性層３０は、図６（ａ）および図６（ｂ）に表されるように、上方に向けて凸にカーブしていても良い。
図６（ａ）および図６（ｂ）に表される磁気記憶装置１３０および１４０において、第３領域４３のＺ軸方向における長さは、第１領域４１のＺ軸方向における長さよりも長く、第２領域４２のＺ軸方向における長さよりも長い。第１点Ｐ１のＺ軸方向における位置および第２点Ｐ２のＺ軸方向における位置は、第３点Ｐ３のＺ軸方向における位置と、第１化合物層４０のＺ軸方向における位置と、の間にある。第１非磁性領域３１の少なくとも一部のＺ軸方向における位置および第２非磁性領域３２の少なくとも一部のＺ軸方向における位置は、第３非磁性領域３３の少なくとも一部のＺ軸方向における位置と、金属含有層１０のＺ軸方向における位置と、の間にある。
磁気記憶装置１３０において、第１化合物層４０のＸ軸方向における長さは、第１非磁性層３０のＸ軸方向における長さよりも長い。第３非磁性領域３３近傍の曲率は相対的に小さく、第１非磁性領域３１および第２非磁性領域３２近傍の曲率は相対的に大きい。同様に、第１磁性層２１および第２磁性層２２は、Ｘ軸方向における両端近傍の曲率が大きい。
磁気記憶装置１４０において、第１化合物層４０のＸ軸方向における長さは、第１非磁性層３０のＸ軸方向における長さよりも短い。第１化合物層４０のＸ軸方向における長さは、第１非磁性層３０のＸ軸方向における長さと同じであっても良い。第３非磁性領域３３近傍の曲率は、第１非磁性領域３１および第２非磁性領域３２近傍の曲率と実質的に同じである。
図５（ａ）、図５（ｂ）、および図６（ａ）に表されるように、第２磁性層２２が局所的に大きくカーブしている場合、第２磁性層２２が全体的にカーブしている場合に比べて、第１状態および第２状態の形成に必要な第１電流および第２電流を小さくすることができる。
図７（ａ）〜図７（ｄ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置の一部を例示する断面図である。
図７（ａ）〜図７（ｄ）に表される磁気記憶装置では、第１化合物層４０が、Ｘ軸方向において、金属含有層１０の一部と金属含有層１０の別の一部との間に設けられる。第１化合物層４０は、例えば、Ｘ軸方向においてベース層２０と重なっていない。図７（ａ）〜図７（ｄ）に表される磁気記憶装置のその他の構成は、例えば、それぞれ、図５（ａ）、図５（ｂ）、図６（ａ）、および図６（ｂ）に表される磁気記憶装置と同様である。
図８（ａ）〜図８（ｄ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置の一部を例示する断面図である。
図８（ａ）〜図８（ｄ）に表される磁気記憶装置は、第１層４５を含む。第１化合物層４０から第１層４５に向かう方向は、Ｘ軸方向に沿う。第１層４５は、Ｘ軸方向において複数設けられている。複数の第１層４５は、互いに離れている。第１化合物層４０は、Ｘ軸方向において、第１層４５同士の間に設けられる。第１化合物層４０は、例えば、第１元素と第２元素の化合物を含む。第１元素と第２元素は、互いに異なる。第１層４５は、第１元素および第２元素と異なる第３元素を含む。第１層４５は、第３元素の化合物を含んでいても良い。第１層４５は、例えば、酸化シリコンを含む。
第１層４５の内部応力は、第１化合物層４０の内部応力と異なる。第１層４５を設けることで、積層体ＳＢに働く応力を調整することができる。第１層４５の少なくとも一部と積層体ＳＢの少なくとも一部がＺ軸方向において重なっていない場合、第１層４５の電気抵抗率は、第１化合物層４０の電気抵抗率よりも小さいことが望ましい。第１層４５の電気抵抗率が、第１化合物層４０の電気抵抗率よりも小さいことで、第１状態および第２状態を形成するための第１電流および第２電流を小さくできる。
図８（ａ）〜図８（ｄ）に表される磁気記憶装置のその他の構成は、例えば、それぞれ、図５（ａ）、図５（ｂ）、図６（ａ）、および図６（ｂ）に表される磁気記憶装置と同様である。
図９（ａ）および図９（ｂ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置の一部を例示する断面図である。
図９（ａ）に表される磁気記憶装置１５０および図９（ｂ）に表される磁気記憶装置１６０では、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および第１非磁性層３０のそれぞれのＺ軸方向における長さが、Ｘ軸方向において変化している。
図９（ａ）に表される磁気記憶装置１５０および図９（ｂ）に表される磁気記憶装置１６０では、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および第１非磁性層３０のそれぞれのＺ軸方向における長さが、Ｘ軸方向において変化している。
磁気記憶装置１５０では、第３非磁性領域３３のＺ軸方向における長さが、第１非磁性領域３１のＺ軸方向における長さよりも長く、第２非磁性領域３２のＺ軸方向における長さよりも長い。第３非磁性領域３３の少なくとも一部のＺ軸方向における位置は、第１非磁性領域３１の少なくとも一部のＺ軸方向における位置と金属含有層１０のＺ軸方向における位置との間、及び、第２非磁性領域３２の少なくとも一部のＺ軸方向における位置と金属含有層１０のＺ軸方向における位置との間、にある。
磁気記憶装置１６０では、第３非磁性領域３３のＺ軸方向における長さが、第１非磁性領域３１のＺ軸方向における長さよりも短く、第２非磁性領域３２のＺ軸方向における長さよりも短い。第１非磁性領域３１の少なくとも一部のＺ軸方向における位置および第２非磁性領域３２の少なくとも一部のＺ軸方向における位置は、第３非磁性領域３３の少なくとも一部のＺ軸方向における位置と、金属含有層１０のＺ軸方向における位置と、の間にある。
第１磁性層２１、第２磁性層２２、および第１非磁性層３０のそれぞれの曲率は、第２磁性層２２から電極３５に向かうほど緩やかになっている。
第２磁性層２２の一部は、Ｚ軸方向において第３非磁性領域３３と重なり、第２磁性層２２の別の一部は、Ｚ軸方向において第１非磁性領域３１または第２非磁性領域３２と重なっている。磁気記憶装置１５０において、第２磁性層２２の上記一部のＺ軸方向における長さは、第２磁性層２２の上記別の一部のＺ軸方向における長さよりも長い。磁気記憶装置１６０において、第２磁性層２２の上記一部のＺ軸方向における長さは、第２磁性層２２の上記別の一部のＺ軸方向における長さよりも短い。
図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、第２実施形態に係る磁気記憶装置の一部を例示する断面図である。
図１０（ａ）に表される磁気記憶装置２００において、金属含有層１０は、さらに第４部分１４を含む。第４部分１４は、Ｘ軸方向において、複数設けられる。複数の第４部分１４の１つは、Ｘ軸方向において、第１部分１１と第３部分１３との間に設けられる。複数の第４部分１４の別の１つは、Ｘ軸方向において、第２部分１２と第３部分１３との間に設けられる。例えば、複数の第３部分１３と複数の第４部分１４が、Ｘ軸方向において交互に設けられる。
図１０（ａ）に表される磁気記憶装置２００において、金属含有層１０は、さらに第４部分１４を含む。第４部分１４は、Ｘ軸方向において、複数設けられる。複数の第４部分１４の１つは、Ｘ軸方向において、第１部分１１と第３部分１３との間に設けられる。複数の第４部分１４の別の１つは、Ｘ軸方向において、第２部分１２と第３部分１３との間に設けられる。例えば、複数の第３部分１３と複数の第４部分１４が、Ｘ軸方向において交互に設けられる。
第１化合物層４０から第４部分１４に向かう方向は、Ｚ軸方向に沿っている。第１化合物層４０の一部が、Ｚ軸方向において、第３部分１３と重なっていても良い。第１面Ｓ１は、第１点Ｐ１と、第２点Ｐ２と、第３点Ｐ３と、を含む。複数の第１化合物層４０の１つおよび複数の第４部分１４の１つから第１点Ｐ１に向かう方向は、Ｚ軸方向に沿う。複数の第１化合物層４０の別の１つおよび複数の第４部分１４の別の１つから第２点Ｐ２に向かう方向は、Ｚ軸方向に沿う。複数の第３部分１３の１つから第３点Ｐ３に向かう方向は、Ｚ軸方向に沿う。第１点Ｐ１および第２点Ｐ２は、Ｚ軸方向において第２磁性層２２と重なっていない。第３点Ｐ３は、Ｚ軸方向において第２磁性層２２と重なっている。
第３点Ｐ３のＸ軸方向における位置は、第１点Ｐ１のＸ軸方向における位置と、第２点Ｐ２のＸ軸方向における位置と、の間にある。第３点Ｐ３のＺ軸方向における位置は、第１点Ｐ１のＺ軸方向における位置と第１化合物層４０のＺ軸方向における位置との間、及び、第２点Ｐ２のＺ軸方向における位置と第１化合物層４０のＺ軸方向における位置との間、にある。
第１非磁性層３０において、第３非磁性領域３３の少なくとも一部のＺ軸方向における位置は、第１非磁性領域３１の少なくとも一部のＺ軸方向における位置と、金属含有層１０のＺ軸方向における位置と、の間にある。第３非磁性領域３３の少なくとも一部のＺ軸方向における位置は、第２非磁性領域３２の少なくとも一部のＺ軸方向における位置と、金属含有層１０のＺ軸方向における位置と、の間にある。
図１０（ａ）に表される磁気記憶装置２００では、第１化合物層４０は、Ｘ軸方向において、金属含有層１０の一部と、金属含有層１０の別の一部と、の間に設けられる。または、第１化合物層４０は、Ｘ軸方向において、金属含有層１０の一部と金属含有層１０の別の一部との間、及び、ベース層２０の一部とベース層２０の別の一部との間、に設けられていても良い。
図１０（ｂ）に表される磁気記憶装置２１０のように、第１化合物層４０は、Ｘ軸方向において、複数の第１層４５同士の間に設けられていても良い。第１層４５から第３部分１３および積層体ＳＢに向かう方向は、Ｚ軸方向に沿っている。第１層４５の内部応力は、第１化合物層４０の内部応力と異なる。
磁気記憶装置２００および２１０のように、第１化合物層４０が第４部分１４とＺ軸方向において重なっている場合、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および第１非磁性層３０のそれぞれのＸ軸方向における両端近傍の曲率を大きくでき、それぞれの層を局所的にカーブさせることができる。従って、書き込み動作時および読み出し動作時のエラーレートを低減しつつ、第１状態および第２状態を形成するための第１電流および第２電流を小さくできる。
図１０（ｂ）に表されるように、第１層４５と積層体ＳＢがＺ軸方向において重なっている場合、電極３５に選択電圧を印加した際の第２磁性層２２に誘起される磁気異方性の変化に分布が発生しうる。第２磁性層２２の端部近傍の磁化の向きは、第２磁性層２２の中心近傍の磁化の向きに比べて、不安定である。第２磁性層２２に誘起される磁気異方性の変化に分布が生じることで、第２磁性層２２の端部近傍の磁化の向きの不安定性を改善することができうる。これにより、磁気記憶装置２１０の書き込み動作時および読み出し動作時のエラーレートをさらに低減することができる。動作をさらに安定化できる。
磁気記憶装置２００および２１０において、第１化合物層４０は、絶縁性または導電性である。第１化合物層４０が導電性であると、磁気記憶装置２００および２１０の動作時の電圧を低減させることができる。
図１１は、第３実施形態に係る磁気記憶装置の一部を例示する斜視断面図である。
図１２は、第３実施形態に係る別の磁気記憶装置の一部を例示する斜視断面図である。
図１２は、第３実施形態に係る別の磁気記憶装置の一部を例示する斜視断面図である。
図１１および図１２に表される磁気記憶装置３００および３１０では、第１化合物層４０の厚さが、Ｙ軸方向において変化している。第１化合物層４０において、第３領域４３は、Ｙ軸方向において、第１領域４１と第２領域４２との間に設けられる。第３領域４３のＺ軸方向における長さは、例えば、第１領域４１のＺ軸方向における長さよりも短く、第２領域４２のＺ軸方向における長さよりも短い。
第１面Ｓ１の第３点Ｐ３のＹ軸方向における位置は、第１点Ｐ１のＹ軸方向における位置と、第２点Ｐ２のＹ軸方向における位置と、の間にある。第１点Ｐ１から第１領域４１に向かう方向、第２点Ｐ２から第２領域４２に向かう方向、および第３点Ｐ３から第３領域４３に向かう方向のそれぞれは、Ｚ軸方向に沿っている。第３点Ｐ３のＺ軸方向における位置は、例えば、第１点Ｐ１のＺ軸方向における位置と第１化合物層４０のＺ軸方向における位置との間、及び、第２点Ｐ２のＺ軸方向における位置と第１化合物層４０のＺ軸方向における位置との間、にある。
第１非磁性層３０において、第３非磁性領域３３のＹ軸方向における位置は、第１非磁性領域３１のＹ軸方向における位置と、第２非磁性領域３２のＹ軸方向における位置と、の間にある。第３非磁性領域３３の少なくとも一部のＺ軸方向における位置は、例えば、第１非磁性領域３１の少なくとも一部のＺ軸方向における位置と、金属含有層１０のＺ軸方向における位置と、の間にある。第３非磁性領域３３の少なくとも一部のＺ軸方向における位置は、例えば、第２非磁性領域３２の少なくとも一部のＺ軸方向における位置と、金属含有層１０のＺ軸方向における位置と、の間にある。
図１１に表される磁気記憶装置３００では、複数の第３部分１３が、Ｚ軸方向において、複数の第１非磁性層３０と第１化合物層４０との間に設けられる。図１２に表される磁気記憶装置３１０のように、複数の第１化合物層４０が設けられていても良い。この場合、複数の第３部分１３は、それぞれ、Ｚ軸方向において、複数の第１非磁性層３０と、複数の第１化合物層４０と、の間に設けられる。
図１３（ａ）〜図１３（ｄ）および図１４（ａ）〜図１４（ｃ）は、第３実施形態に係る別の磁気記憶装置の一部を例示する断面図である。
図１３（ａ）および図１３（ｂ）に表されるように、第１化合物層４０のＹ軸方向における長さは、金属含有層１０のＹ軸方向における長さよりも長くても良い。図１３（ａ）に表されるように、金属含有層１０のＹ軸方向における長さは、例えば、第２磁性層２２のＹ軸方向における長さと同じである。または、図１３（ｂ）に表されるように、金属含有層１０のＹ軸方向における長さは、第２磁性層２２のＹ軸方向における長さより長くても良い。図１３（ａ）および図１３（ｂ）に表されるように、第３非磁性領域３３における曲率は、例えば、第１非磁性領域３１における曲率よりも大きく、第２非磁性領域３２における曲率よりも大きい。
図１３（ｃ）および図１３（ｄ）に表されるように、第１非磁性領域３１のＺ軸方向における位置および第２非磁性領域３２のＺ軸方向における位置が、第３非磁性領域３３のＺ軸方向における位置と金属含有層１０のＺ軸方向における位置との間にあっても良い。第３領域４３のＺ軸方向における長さは、第１領域４１のＺ軸方向における長さよりも長く、第２領域４２のＺ軸方向における長さよりも長い。
図１３（ｃ）および図１４（ａ）に表されるように、第１化合物層４０のＹ軸方向における長さは、例えば、金属含有層１０のＹ軸方向における長さと同じである。図１３（ｄ）および図１４（ｂ）に表されるように、第１化合物層４０のＹ軸方向における長さが、金属含有層１０の少なくとも一部のＹ軸方向における長さより長く、第２磁性層２２のＹ軸方向における長さよりも長くても良い。図１３（ｄ）および図１４（ｂ）に表されるように、金属含有層１０のＹ軸方向における長さが、Ｚ軸方向において変化していても良い。
図１３（ｃ）、図１３（ｄ）、および図１４（ｃ）に表されるように、第１非磁性領域３１における曲率は、例えば、第２非磁性領域３２における曲率と実質的に同じであり、第３非磁性領域３３における曲率と実質的に同じである。図１４（ａ）および図１４（ｂ）に表されるように、第２非磁性領域３２における曲率が第３非磁性領域３３における曲率よりも大きく、第１非磁性領域３２における曲率が第３非磁性領域３３における曲率よりも大きくても良い。
図１４（ｃ）に表されるように、第１化合物層４０のＹ軸方向における長さが、金属含有層１０のＹ軸方向における長さよりも短く、第２磁性層２２のＹ軸方向における長さよりも短くても良い。この場合、第１化合物層４０は、例えば、Ｙ軸方向において、金属含有層１０の一部と金属含有層１０の別の一部との間に設けられる。
図１３（ａ）〜図１３（ｄ）および図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に表される磁気記憶装置において、第１化合物層４０は、図１１に表される磁気記憶装置３００と同様に、Ｘ軸方向に延びている。または、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）および図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に表される磁気記憶装置において、第１化合物層４０は、図１２に表される磁気記憶装置３１０と同様に、Ｘ軸方向において複数設けられていても良い。
図１１、図１２、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）、および図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に表される磁気記憶装置において、図９（ａ）および図９（ｂ）に表される磁気記憶装置のように、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および第１非磁性層３０のそれぞれのＺ軸方向における長さが、Ｙ軸方向において変化していても良い。
例えば、図１１、図１２、図１３（ａ）、および図１３（ｂ）に表される磁気記憶装置において、第３非磁性領域３３のＺ軸方向における長さが、第１非磁性領域３１のＺ軸方向における長さよりも長く、第２非磁性領域３２のＺ軸方向における長さよりも長くても良い。
例えば、図１３（ｃ）、図１３（ｄ）、および図１４（ａ）〜図１４（ｃ）に表される磁気記憶装置において、第３非磁性領域３３のＺ軸方向における長さが、第１非磁性領域３１のＺ軸方向における長さよりも短く、第２非磁性領域３２のＺ軸方向における長さよりも短くても良い。
第１化合物層４０の厚さは、Ｘ軸方向およびＹ軸方向において変化していても良い。この場合、第１非磁性層３０の各点のＺ軸方向における位置は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向において変化する。第１磁性層２１および第２磁性層２２は、例えば、第１非磁性層３０に沿ってカーブする。この場合、第１磁性層２１および第２磁性層２２における磁気的な面内異方性は、より曲率が大きな方向に従って変化する。
図１５は、第４実施形態に係る磁気記憶装置を例示する断面図である。
図１５に表される磁気記憶装置４００では、金属含有層１０は、第５部分１５をさらに含む。第５部分１５は、Ｘ軸方向において、第３部分１３と第２部分１２との間に設けられる。第５部分１５は、Ｘ軸方向において、第３部分１３から離れている。第３磁性層２３は、Ｚ軸方向において、第５部分１５から離れている。第４磁性層２４は、第５部分１５と第３磁性層２３との間に設けられる。第２非磁性層５０は、第３磁性層２３と第４磁性層２４との間に設けられる。第５部分１５は、Ｚ軸方向において、第３磁性層２３、第４磁性層２４、第２非磁性層５０、および電極３６を含む第２積層体ＳＢ２と重なっている。
図１５に表される磁気記憶装置４００では、金属含有層１０は、第５部分１５をさらに含む。第５部分１５は、Ｘ軸方向において、第３部分１３と第２部分１２との間に設けられる。第５部分１５は、Ｘ軸方向において、第３部分１３から離れている。第３磁性層２３は、Ｚ軸方向において、第５部分１５から離れている。第４磁性層２４は、第５部分１５と第３磁性層２３との間に設けられる。第２非磁性層５０は、第３磁性層２３と第４磁性層２４との間に設けられる。第５部分１５は、Ｚ軸方向において、第３磁性層２３、第４磁性層２４、第２非磁性層５０、および電極３６を含む第２積層体ＳＢ２と重なっている。
第１非磁性層３０は、カーブしている。第３磁性層２３、第４磁性層２４、および第２非磁性層５０は、カーブしていない。第２非磁性層５０は、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に沿って設けられる。
第１磁性層２１と第２磁性層２２の磁化の向きが同じであり、第３磁性層２３と第４磁性層２４の磁化の向きが同じ場合でも、第１積層体ＳＢ１の電気抵抗値は、第２積層体ＳＢ２の電気抵抗値と異なる。具体的には、第１磁性層２１、第１非磁性層３０、および第２磁性層２２を含む経路の電気抵抗値は、第３磁性層２３、第２非磁性層５０、および第４磁性層２４を含む経路の電気抵抗値と異なる。これは、例えば、第２磁性層２２がカーブし、第４磁性層２４がカーブしていないことに基づく。
第１非磁性層３０の電気抵抗値は、例えば、第２非磁性層５０の電気抵抗値と異なる。例えば、第１非磁性層３０の抵抗と面積の積（ＲＡ）は、第２非磁性層５０の抵抗と面積の積と異なる。これは、例えば、第１非磁性層３０がカーブし、第２非磁性層５０がカーブしていないことに基づく。
電極３５と電極３６との間の電気抵抗値は、第１磁性層２１の磁化の向きと第２磁性層２２の磁化の向きとの相対的な関係、及び、第３磁性層２３の磁化の向きと第４磁性層２４の磁化の向きとの相対的な関係に応じて変化する。これらの磁性層の磁化の向きの相対的な関係、及び、第１非磁性層３０と第２非磁性層５０との間の電気抵抗値およびＲＡの違いにより、電極３５と電極３６との間の電気抵抗値を、複数の状態の間で変化させることが可能である。すなわち、本実施形態に係る磁気記憶装置４００は、多値記録が可能である。
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第４実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する断面図である。
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の一部を拡大した断面図である。
図１６（ａ）に表される磁気記憶装置４１０は、第２化合物層６０をさらに含む。複数の第３部分１３の１つは、Ｚ軸方向において、第１化合物層４０と重なっている。複数の第３部分１３の別の１つは、Ｚ軸方向において、第２化合物層６０と重なっている。
図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の一部を拡大した断面図である。
図１６（ａ）に表される磁気記憶装置４１０は、第２化合物層６０をさらに含む。複数の第３部分１３の１つは、Ｚ軸方向において、第１化合物層４０と重なっている。複数の第３部分１３の別の１つは、Ｚ軸方向において、第２化合物層６０と重なっている。
第２化合物層６０のＺ軸方向における長さは、Ｘ軸方向において変化している。第２化合物層６０は、第４領域６４と、第５領域６５と、第６領域６６と、を含む。第６領域６６は、Ｘ軸方向において、第４領域６４と第５領域６５との間に設けられる。第６領域６６のＺ軸方向における長さは、例えば、第４領域６４のＺ軸方向における長さよりも短く、第５領域６５のＺ軸方向における長さよりも短い。
第２化合物層６０のＸ軸方向における長さは、例えば、第２非磁性層５０のＸ軸方向における長さよりも長い。第２化合物層６０のＸ軸方向における長さは、第２非磁性層５０のＸ軸方向における長さと同じでも良い。第２化合物層６０のＸ軸方向における長さは、第２非磁性層５０のＸ軸方向における長さよりも短くても良い。
第１面Ｓ１は、第４点Ｐ４と、第５点Ｐ５と、第６点Ｐ６と、をさらに含む。第６点Ｐ６のＸ軸方向における位置は、第４点Ｐ４のＸ軸方向における位置と、第５点Ｐ５のＸ軸方向における位置と、の間にある。第４領域６４から第４点Ｐ４に向かう方向、第５領域６５から第５点Ｐ５に向かう方向、および第６領域６６から第６点Ｐ６に向かう方向のそれぞれは、Ｚ軸方向に沿っている。
第６点Ｐ６のＺ軸方向における位置は、例えば、第４点Ｐ４のＺ軸方向における位置と第２化合物層６０のＺ軸方向における位置との間、及び、第５点Ｐ５のＺ軸方向における位置と第２化合物層６０のＺ軸方向における位置との間、にある。
第２非磁性層５０は、第４非磁性領域５４と、第５非磁性領域５５と、第６非磁性領域５６と、を含む。第６非磁性領域５６のＸ軸方向における位置は、第４非磁性領域５４のＸ軸方向における位置と、第５非磁性領域５５のＸ軸方向における位置と、の間にある。
第６非磁性領域５６の少なくとも一部のＺ軸方向における位置は、第４非磁性領域５４の少なくとも一部のＺ軸方向における位置、及び、第５非磁性領域５５の少なくとも一部のＺ軸方向における位置と異なる。第６非磁性領域５６のＺ軸方向における位置は、例えば、第４非磁性領域５４のＺ軸方向における位置と金属含有層１０のＺ軸方向における位置との間、及び、第５非磁性領域５５のＺ軸方向における位置と金属含有層１０のＺ軸方向における位置との間、にある。
第１積層体ＳＢ１の第１非磁性層３０は、カーブしている。第２積層体ＳＢ２の第２非磁性層５０は、カーブしている。第１非磁性層３０の形状は、第２非磁性層５０の形状と異なる。同様に、第１磁性層２１および第２磁性層２２の形状は、第３磁性層２３および第４磁性層２４の形状と異なる。これらの形状の違いは、例えば、以下の違いに基づく。
第４領域６４と第６領域６６との間のＺ軸方向における長さの差は、第１領域４１と第３領域４３との間のＺ軸方向における長さの差と、異なる。このため、第２化合物層６０の形状は、第１化合物層４０の形状と異なる。第１点Ｐ１と第３点Ｐ３との間のＺ軸方向における距離は、第４点Ｐ４と第６点Ｐ６との間のＺ軸方向における距離と、異なる。
第４領域６４と第６領域６６との間のＺ軸方向における長さの差は、第１領域４１と第３領域４３との間のＺ軸方向における長さの差と、異なる。このため、第２化合物層６０の形状は、第１化合物層４０の形状と異なる。第１点Ｐ１と第３点Ｐ３との間のＺ軸方向における距離は、第４点Ｐ４と第６点Ｐ６との間のＺ軸方向における距離と、異なる。
第２化合物層６０に含まれる化合物は、例えば、第１化合物層４０に含まれる化合物と同じである。第２化合物層６０に含まれる化合物は、第１化合物層４０に含まれる化合物と異なっていても良い。
第１磁性層２１と第２磁性層２２の磁化の向きが同じであり、第３磁性層２３と第４磁性層２４の磁化の向きが同じ場合でも、第１積層体ＳＢ１の電気抵抗値は、第２積層体ＳＢ２の電気抵抗値と異なる。これは、例えば、第１磁性層２１と第３磁性層２３の形状が異なり、第２磁性層２２と第４磁性層２４の形状が異なることに基づく。
第１非磁性層３０の電気抵抗値は、例えば、第２非磁性層５０の電気抵抗値と異なる。例えば、第１非磁性層３０の抵抗と面積の積（ＲＡ）は、第２非磁性層５０の抵抗と面積の積と異なる。これは、第１非磁性層３０と第２非磁性層５０の形状が異なることに基づく。
本変形例に係る磁気記憶装置４１０は、磁気記憶装置４００と同様に多値記録が可能である。
図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、第５実施形態に係る磁気記憶装置の一部を例示する平面図である。
図１７（ａ）および図１７（ｂ）では、第１化合物層４０が破線で表されている。
図１７（ａ）および図１７（ｂ）では、第１化合物層４０が破線で表されている。
図１７（ａ）および図１７（ｂ）に表される磁気記憶装置５００および５１０では、第１化合物層４０が第４方向Ｄ４に沿って設けられる。第４方向Ｄ４は、例えば、Ｚ軸方向に対して垂直であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と交差する。
金属含有層１０の一部（第３部分１３）は、Ｚ軸方向において、第１化合物層４０の一部と積層体ＳＢとの間に設けられる。第１化合物層４０の一部は、Ｚ軸方向法において、ベース層２０の一部と、金属含有層１０の一部（第３部分１３）と、の間に設けられる。
第１化合物層４０において、第３領域４３の第４方向Ｄ４における位置は、第１領域４１の第４方向Ｄ４における位置と、第２領域４２の第４方向Ｄ４における位置と、の間にある。第１領域４１および第２領域４２は、Ｚ軸方向において、金属含有層１０および積層体ＳＢと重なっていない。
第４方向Ｄ４における第１化合物層４０の長さＬ１は、第５方向Ｄ５における第１化合物層４０の長さＬ２よりも長い。第５方向Ｄ５は、例えば、Ｚ軸方向および第４方向Ｄ４に対して垂直であり、Ｘ軸方向およびＹ軸方向と交差する。第１磁性層２１および第２磁性層２２の磁化の向きは、例えば、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に交差する。
第１化合物層４０を形成した際に、第１化合物層４０は、例えば第４方向Ｄ４に沿って膨張する。第１化合物層４０のＺ軸方向における厚さが、第４方向Ｄ４において変化する。この結果、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および第１非磁性層３０がカーブする。このとき、第１磁性層２１および第２磁性層２２の磁化の向きは、例えば、図１７（ａ）に表される矢印Ａ１のように、第５方向Ｄ５に沿う。積層体ＳＢの第４方向Ｄ４または第５方向Ｄ５における長さは、積層体ＳＢのＸ軸方向またはＹ軸方向における長さよりも長い。このため、第１磁性層２１および第２磁性層２２の磁化の向きは、第４方向Ｄ４または第５方向Ｄ５を向きやすい。
図１７（ａ）に表される磁気記憶装置５００によれば、第１磁性層２１および第２磁性層２２のカーブによる磁化の容易軸の方向と、第１磁性層２１および第２磁性層２２の形状磁気異方性による磁化の容易軸の方向と、を揃えることができる。この結果、歩留まりを向上させることができる。
図１７（ｂ）に表される磁気記憶装置５１０のように、積層体ＳＢは、第１化合物層４０に沿って設けられていても良い。この例では、形状磁気異方性から、第１磁性層２１および第２磁性層２２の磁化の向きは、図１７（ｂ）の矢印Ａ３に表されるように、積層体ＳＢの第４方向Ｄ４における一端と他端とを結ぶ方向に向き易い。一方で、第１磁性層２１および第２磁性層２２のカーブにより、第１磁性層２１および第２磁性層２２の磁化の向きは、第５方向Ｄ５に沿う方向に変化し易くなる。
図１７（ｂ）に表される磁気記憶装置５１０によれば、第１磁性層２１および第２磁性層２２のカーブによる磁化の容易軸の方向と、第１磁性層２１および第２磁性層２２の形状磁気異方性による磁化の容易軸の方向と、を異ならせることができる。
図１７（ａ）および図１７（ｂ）に表される磁気記憶装置５００および５１０では、第１磁性層２１および第２磁性層２２の磁化の向きが、金属含有層１０を電流が流れる方向（Ｘ軸方向）に対して傾斜している。これにより、金属含有層１０の第１部分１１と第２部分１２との間に電流を流した際に、第２磁性層２２の磁化の向きの変化時間を短縮することができる。本実施形態によれば、より短い時間で、第２磁性層２２に情報を書き込むことができる。
図１８は、第６実施形態に係る磁気記憶装置の一部を例示する断面図である。
図１８に表される磁気記憶装置６００では、第４部分１４は、Ｚ軸方向において、ベース層２０と第１化合物層４０との間に設けられる。第１化合物層４０のＺ軸方向における位置は、第４部分１４のＺ軸方向における位置と、第２磁性層２２のＺ軸方向における位置と、の間にある。第１化合物層４０は、例えば、Ｚ軸方向において積層体ＳＢと重なっていない。
図１８に表される磁気記憶装置６００では、第４部分１４は、Ｚ軸方向において、ベース層２０と第１化合物層４０との間に設けられる。第１化合物層４０のＺ軸方向における位置は、第４部分１４のＺ軸方向における位置と、第２磁性層２２のＺ軸方向における位置と、の間にある。第１化合物層４０は、例えば、Ｚ軸方向において積層体ＳＢと重なっていない。
第１化合物層４０を形成する際、第３部分１３の一部は、例えば圧縮応力を受ける。この圧縮応力により、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および非磁性層３０がカーブする。
図１９は、第６実施形態に係る別の磁気記憶装置の一部を例示する断面図である。
図１９に表される磁気記憶装置６１０では、第１化合物層４０のＺ軸方向における長さは、Ｘ軸方向において変化している。例えば、第１化合物層４０の一部はＺ軸方向において積層体ＳＢと重なっておらず、第１化合物層４０の別の一部はＺ軸方向において積層体ＳＢと重なっている。第１化合物層４０の上記一部のＺ軸方向における長さは、第１化合物層４０の上記別の一部のＺ軸方向における長さよりも長い。
図１９に表される磁気記憶装置６１０では、第１化合物層４０のＺ軸方向における長さは、Ｘ軸方向において変化している。例えば、第１化合物層４０の一部はＺ軸方向において積層体ＳＢと重なっておらず、第１化合物層４０の別の一部はＺ軸方向において積層体ＳＢと重なっている。第１化合物層４０の上記一部のＺ軸方向における長さは、第１化合物層４０の上記別の一部のＺ軸方向における長さよりも長い。
第１化合物層４０を形成する際、例えば、第１化合物層４０がＸ軸方向に膨張する。第１化合物層４０の膨張により、第１化合物層４０の一部が、積層体ＳＢのＸ軸方向における端部の下に広がる。この結果、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および非磁性層３０がカーブする。
図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、第７実施形態に係る磁気記憶装置の一部を例示する断面図である。
図２０（ａ）に表される磁気記憶装置７００は、第１絶縁層７０をさらに含む。第１絶縁層７０は、第１絶縁領域７１、第２絶縁領域７２、および第３絶縁領域７３を含む。第１絶縁領域７１および第２絶縁領域７２は、Ｘ軸方向において互いに離れている。第３絶縁領域７３のＸ軸方向における位置は、第１絶縁領域７１のＸ軸方向における位置と、第２絶縁領域７２のＸ軸方向における位置と、の間にある。第１絶縁領域７１および第２絶縁領域７２のそれぞれにおいて、Ｚ軸方向における長さは、Ｘ軸方向における長さよりも長い。第３絶縁領域７３のＸ軸方向における長さは、第３絶縁領域７３のＺ軸方向における長さよりも長い。
積層体ＳＢは、Ｘ軸方向において、第１絶縁領域７１と第２絶縁領域７２との間に設けられる。積層体ＳＢは、Ｚ軸方向において、第３部分１３と第３絶縁領域７３との間に設けられる。
第１絶縁層７０は、例えば、以下の工程により形成される。
積層体ＳＢを金属含有層１０の上に形成する。金属含有層１０の上面および積層体ＳＢの表面を覆う金属層を形成する。この金属層は、例えば、アルミニウム、マグネシウムボロン、ホウ素、カルシウム、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、インジウム、タングステン、チタン、銅、およびパラジウムからなる群より選択された少なくとも１つを含む。この金属層を酸化すると、体積が増加しつつ第１絶縁層７０が形成される。体積が増加した際に、積層体ＳＢが圧縮応力を受けることで、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および非磁性層３０がカーブする。
積層体ＳＢを金属含有層１０の上に形成する。金属含有層１０の上面および積層体ＳＢの表面を覆う金属層を形成する。この金属層は、例えば、アルミニウム、マグネシウムボロン、ホウ素、カルシウム、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、インジウム、タングステン、チタン、銅、およびパラジウムからなる群より選択された少なくとも１つを含む。この金属層を酸化すると、体積が増加しつつ第１絶縁層７０が形成される。体積が増加した際に、積層体ＳＢが圧縮応力を受けることで、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および非磁性層３０がカーブする。
図２０（ｂ）に表される磁気記憶装置７００は、第２絶縁層７５をさらに含む。第２絶縁層７５は、積層体ＳＢ同士の間に設けられる。第４部分１４から第２絶縁層７５に向かう方向は、Ｚ軸方向に沿う。第２絶縁層７５は、Ｘ軸方向において複数設けられる。第１絶縁領域７１は、Ｘ軸方向において、複数の第２絶縁層７５の１つと、複数の積層体ＳＢの１つと、の間に設けられる。第２絶縁領域７２は、Ｘ軸方向において、複数の第２絶縁層７５の別の１つと、複数の積層体ＳＢの１つと、の間に設けられる。
第２絶縁層７５は、例えば、以下の工程により形成される。
積層体ＳＢを金属含有層１０の上に形成する。金属含有層１０の上面および積層体ＳＢの表面を覆う第１絶縁層７０を形成する。第１絶縁層７０は、例えば、酸化アルミニウムを含む。第１絶縁層７０の上に金属層を形成する。この金属層は、Ｘ軸方向において、積層体ＳＢ同士の間に形成される。この金属層は、例えば、アルミニウム、マグネシウムボロン、ホウ素、カルシウム、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、インジウム、タングステン、チタン、銅、およびパラジウムからなる群より選択された少なくとも１つを含む。この金属層を酸化すると、体積が増加しつつ第２絶縁層７５が形成される。体積が増加した際に、積層体ＳＢが圧縮応力を受けることで、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および第１非磁性層３０がカーブする。
積層体ＳＢを金属含有層１０の上に形成する。金属含有層１０の上面および積層体ＳＢの表面を覆う第１絶縁層７０を形成する。第１絶縁層７０は、例えば、酸化アルミニウムを含む。第１絶縁層７０の上に金属層を形成する。この金属層は、Ｘ軸方向において、積層体ＳＢ同士の間に形成される。この金属層は、例えば、アルミニウム、マグネシウムボロン、ホウ素、カルシウム、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、インジウム、タングステン、チタン、銅、およびパラジウムからなる群より選択された少なくとも１つを含む。この金属層を酸化すると、体積が増加しつつ第２絶縁層７５が形成される。体積が増加した際に、積層体ＳＢが圧縮応力を受けることで、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および第１非磁性層３０がカーブする。
図２１は、第８実施形態に係る磁気記憶装置の一部を表す斜視断面図である。
図２１に表される磁気記憶装置８００のように、Ｚ軸方向において、第４部分１４と絶縁層７０との間に、第１化合物層４０の少なくとも一部が設けられていても良い。例えば、第１化合物層４０の一部は、Ｚ軸方向において第４部分１４と重なり、第１化合物層４０の別の一部は、Ｚ軸方向において積層体ＳＢと重なる。第１化合物層４０の上記一部のＺ軸方向における長さは、第１化合物層４０の上記別の一部のＺ軸方向における長さよりも長い。積層体ＳＢの一部は、例えば、Ｚ軸方向において、第１化合物層４０の一部と第３絶縁領域７３の一部との間に設けられる。
図２１に表される磁気記憶装置８００のように、Ｚ軸方向において、第４部分１４と絶縁層７０との間に、第１化合物層４０の少なくとも一部が設けられていても良い。例えば、第１化合物層４０の一部は、Ｚ軸方向において第４部分１４と重なり、第１化合物層４０の別の一部は、Ｚ軸方向において積層体ＳＢと重なる。第１化合物層４０の上記一部のＺ軸方向における長さは、第１化合物層４０の上記別の一部のＺ軸方向における長さよりも長い。積層体ＳＢの一部は、例えば、Ｚ軸方向において、第１化合物層４０の一部と第３絶縁領域７３の一部との間に設けられる。
磁気記憶装置８００における第１化合物層４０は、例えば以下の工程により形成される。
金属含有層１０の上面および積層体ＳＢの表面を覆う第１絶縁層７０を形成する。この絶縁層は、例えば、窒化シリコンまたは酸化シリコンを含む。金属含有層１０の上面に向かって、指向性を有する酸素イオンビームまたは酸素プラズマを照射する。金属含有層１０の第４部分１４の一部が酸素と反応し、第１化合物層４０が形成される。このとき、第１化合物層４０がＸ軸方向に膨張し、第１化合物層４０の一部が、積層体ＳＢのＸ軸方向における端部の下に設けられる。この結果、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および非磁性層３０がカーブする。
金属含有層１０の上面および積層体ＳＢの表面を覆う第１絶縁層７０を形成する。この絶縁層は、例えば、窒化シリコンまたは酸化シリコンを含む。金属含有層１０の上面に向かって、指向性を有する酸素イオンビームまたは酸素プラズマを照射する。金属含有層１０の第４部分１４の一部が酸素と反応し、第１化合物層４０が形成される。このとき、第１化合物層４０がＸ軸方向に膨張し、第１化合物層４０の一部が、積層体ＳＢのＸ軸方向における端部の下に設けられる。この結果、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および非磁性層３０がカーブする。
図２２は、第９実施形態に係る磁気記憶装置の一部を表す斜視断面図である。
図２２に表される磁気記憶装置９００では、第１化合物層４０は、Ｙ軸方向において、１つの金属含有層１０の少なくとも一部と、別の金属含有層１０の少なくとも一部と、の間に設けられる。１つの金属含有層１０と別の金属含有層１０との間において、１つの第１化合物層４０がＸ軸方向に延びている。または、１つの金属含有層１０と別の金属含有層１０との間において、第１化合物層４０が、Ｘ軸方向において複数設けられていても良い。この場合、複数の第１化合物層４０の１つのＸ軸方向における位置は、複数の積層体ＳＢの１つのＸ軸方向における位置と同じである。
図２２に表される磁気記憶装置９００では、第１化合物層４０は、Ｙ軸方向において、１つの金属含有層１０の少なくとも一部と、別の金属含有層１０の少なくとも一部と、の間に設けられる。１つの金属含有層１０と別の金属含有層１０との間において、１つの第１化合物層４０がＸ軸方向に延びている。または、１つの金属含有層１０と別の金属含有層１０との間において、第１化合物層４０が、Ｘ軸方向において複数設けられていても良い。この場合、複数の第１化合物層４０の１つのＸ軸方向における位置は、複数の積層体ＳＢの１つのＸ軸方向における位置と同じである。
金属含有層１０同士の間で電流が流れないようにするため、第１化合物層４０は絶縁性であることが望ましい。第１化合物層４０を金属含有層１０同士の間に形成する際に、第１化合物層４０の体積が膨張することで、金属含有層１０が圧縮応力を受ける。この圧縮応力により、第１磁性層２１、第２磁性層２２、および第１非磁性層３０がカーブする。この結果、例えば、第１非磁性領域３１の少なくとも一部のＺ軸方向における位置および第２非磁性領域３２の少なくとも一部のＺ軸方向における位置は、第３非磁性領域３３の少なくとも一部のＺ軸方向における位置と、金属含有層１０のＺ軸方向における位置と、の間に設けられる。
第２絶縁層７５は、例えば、以下の工程により形成される。
金属含有膜１０Ａの上に、磁性膜２２Ａ、非磁性膜３０Ａ、磁性膜２１Ａ、および金属膜３５Ａを形成する。この構造体を、Ｙ方向において複数に分断する。このとき、金属含有膜１０Ａの一部を残す。残った金属含有膜１０Ａの一部を酸化させて膨張させることで積層体ＳＢをカーブさせる。
または、金属含有膜１０Ａの一部の下に、酸素を過剰に含む膜を形成しておき、この膜と残った金属含有膜１０Ａの一部とを反応させて膨張させることで積層体ＳＢをカーブさせても良い。
金属含有膜１０Ａの上に、磁性膜２２Ａ、非磁性膜３０Ａ、磁性膜２１Ａ、および金属膜３５Ａを形成する。この構造体を、Ｙ方向において複数に分断する。このとき、金属含有膜１０Ａの一部を残す。残った金属含有膜１０Ａの一部を酸化させて膨張させることで積層体ＳＢをカーブさせる。
または、金属含有膜１０Ａの一部の下に、酸素を過剰に含む膜を形成しておき、この膜と残った金属含有膜１０Ａの一部とを反応させて膨張させることで積層体ＳＢをカーブさせても良い。
以上で説明した各実施形態によれば、磁気記憶装置の書き込み動作時および読み出し動作時のエラーレートを低減することができる。実施形態によれば、動作を安定化できる磁気記憶装置を提供できる。
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、磁気記憶装置に含まれる金属含有層、第１磁性層、第２磁性層、第１非磁性層、第１化合物層、第２非磁性層、第２化合物層、第１絶縁層、第２絶縁層、制御部、などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述した磁気記憶装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気記憶装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１０ 金属含有層、 １０Ａ 金属含有膜、 １１ 第１部分、 １２ 第２部分、 １３ 第３部分、 １４ 第４部分、 １５ 第５部分、 ２０ ベース層、 ２１ 第１磁性層、 ２１Ａ 磁性膜、 ２２ 第２磁性層、 ２２Ａ 磁性膜、 ２３ 第３磁性層、 ２４ 第４磁性層、 ３０ 第１非磁性層、 ３０Ａ 非磁性膜、 ３１ 第１非磁性領域、 ３２ 第２非磁性領域、 ３３ 第３非磁性領域、 ３５、３６ 電極、 ３５Ａ 金属膜、 ４０ 第１化合物層、 ４０Ａ 膜、 ４０ａ 層、 ４０Ｂ 膜、 ４０ｂ 層、 ４１ 第１領域、 ４２ 第２領域、 ４３ 第３領域、 ４５ 第１層、 ５０ 第２非磁性層、 ５４ 第４非磁性領域、 ５５ 第５非磁性領域、 ５６ 第６非磁性領域、 ６０ 第２化合物層、 ６４ 第４領域、 ６５ 第５領域、 ６６ 第６領域、 ７０ 第１絶縁層、 ７１ 第１絶縁領域、 ７２ 第２絶縁領域、 ７３ 第３絶縁領域、 ７５ 第２絶縁層、 ９０ 制御部、 ９５ 駆動回路、 １００〜１６０、２００、２１０、３００、３１０、４００、４１０、５００、５１０、６００、６１０、７００、８００、９００ 磁気記憶装置、 Ａ１、Ａ３ 矢印、 Ｄ４ 第４方向、 Ｄ５ 第５方向、 Ｌ１、Ｌ２ 長さ、 Ｐ１ 第１点、 Ｐ２ 第２点、 Ｐ３ 第３点、 Ｐ４ 第４点、 Ｐ５ 第５点、 Ｐ６ 第６点、 Ｓ１ 第１面、 Ｓ２ 第２面、 ＳＢ 積層体、 ＳＢ１ 第１積層体、 ＳＢ２ 第２積層体、 Ｓｗ、Ｓｗ１、Ｓｗ２ スイッチ素子
Claims (20)
- 第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、を含む金属含有層と、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第１方向と交差する第２方向において前記第３部分から離れた第１磁性層と、
前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられた第１非磁性層であって、前記第１非磁性層の一部の前記第２方向における位置は、前記第１非磁性層の別の一部の前記第２方向における位置と異なり、カーブした前記第１非磁性層と、
前記第１部分及び第２部分と電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、
前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、
を実施する磁気記憶装置。 - 第１化合物層をさらに備え、
前記第３部分の少なくとも一部は、前記第１方向において、前記第２磁性層の少なくとも一部と、前記第１化合物層の少なくとも一部と、の間に設けられた請求項１記載の磁気記憶装置。 - 前記第１化合物層は、絶縁性であり、
前記第１化合物層の少なくとも一部は、前記第１方向において、前記第１部分の一部と、前記第２部分の一部と、の間に設けられた請求項２記載の磁気記憶装置。 - 導電性の第１層をさらに備え、
前記第１化合物層は、絶縁性であり、
前記第１化合物層から前記第１層に向かう方向は、前記第１方向に沿う請求項２記載の磁気記憶装置。 - 前記第１化合物層は、アルミニウム、マグネシウム、タンタル、ホウ素、カルシウム、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、インジウム、タングステン、チタン、銅、およびパラジウムからなる群より選択される少なくとも１つの元素の酸化物を含む請求項２〜４のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
- 第１化合物層をさらに備え、
前記金属含有層は、前記第１部分と前記第３部分との間の第４部分をさらに含み、
前記第１化合物層から前記第４部分に向かう方向は、前記第２方向に沿う請求項１記載の磁気記憶装置。 - 前記第１化合物層は、導電性であり、
前記第１化合物層の少なくとも一部は、前記第１方向において、前記第１部分の一部と、前記第２部分の一部と、の間に設けられた請求項６記載の磁気記憶装置。 - 前記第１化合物層の一部から前記第４部分に向かう方向は、前記第２方向に沿い、
前記第１化合物層の別の一部から前記第２磁性層に向かう方向は、前記第２方向に沿い、
前記第１化合物層の前記一部の前記第２方向における長さは、前記第１化合物層の前記別の一部の前記第２方向における長さよりも長い請求項６または７に記載の磁気記憶装置。 - 前記第１化合物層は、鉄シリコン、銅シリコン、アルミニウムインジウム、ニッケルシリコン、コバルトシリコン、および銅インジウムからなる群より選択される少なくとも１つを含む請求項６〜８のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
- 第１絶縁層をさらに備え、
前記第１絶縁層は、第１絶縁領域と、第２絶縁領域と、第３絶縁領域と、を含み、
前記第２絶縁領域は、前記第１方向において前記第１絶縁領域から離れ、
前記第１非磁性層は、前記第１方向において、前記第１絶縁領域と前記第２絶縁領域との間に設けられ、
前記第１非磁性層は、前記第２方向において、前記第３絶縁領域と前記第２磁性層との間に設けられた請求項１記載の磁気記憶装置。 - 前記第１絶縁層は、アルミニウム、マグネシウムボロン、ホウ素、カルシウム、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、インジウム、タングステン、チタン、銅、およびパラジウムからなる群より選択された少なくとも１つの酸化物を含む請求項１０記載の磁気記憶装置。
- 第２絶縁層をさらに備え、
前記第１絶縁領域の一部は、前記第１方向において、前記第２絶縁層の一部と前記第１非磁性層との間に設けられた請求項１０記載の磁気記憶装置。 - 前記第２絶縁層は、アルミニウム、マグネシウムボロン、ホウ素、カルシウム、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、インジウム、タングステン、チタン、銅、およびパラジウムからなる群より選択された少なくとも１つの酸化物を含む請求項１２記載の磁気記憶装置。
- 第３磁性層と、
第２非磁性層と、
第４磁性層と、
をさらに備え、
前記金属含有層は、前記第２部分と前記第３部分との間の第５部分をさらに含み、
前記第５部分は、前記第１方向において前記第３部分から離れ、
前記第３磁性層は、前記第２方向において前記第５部分から離れ、
前記第４磁性層は、前記第５部分と前記第３磁性層との間に設けられ、
前記第２非磁性層は、前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ、
前記第１非磁性層の形状は、前記第２非磁性層の形状と異なる請求項１記載の磁気記憶装置。 - 第１化合物層と、
第２化合物層と、
をさらに備え、
前記第３部分の少なくとも一部は、前記第２方向において、前記第２磁性層の少なくとも一部と、前記第１化合物層の少なくとも一部と、の間に設けられ
前記第５部分の少なくとも一部は、前記第２方向において、前記第４磁性層の少なくとも一部と、前記第２化合物層の少なくとも一部と、の間に設けられた請求項１４記載の磁気記憶装置。 - 第１化合物層をさらに備え、
前記金属含有層は、前記第１部分と前記第３部分との間の第４部分をさらに含み、
前記第４部分から前記第１化合物層に向かう方向は、前記第２方向に沿い、
前記第２方向における前記第１化合物層の位置は、前記第２方向における前記第４部分の位置と、前記第２方向における前記第１非磁性層の位置と、の間にある請求項１記載の磁気記憶装置。 - 前記第１方向における前記第１化合物層の長さは、前記第１方向における前記第２磁性層の長さよりも長い請求項２〜９、１５、および１６のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
- 絶縁性の第１化合物層をさらに備え、
前記金属含有層の少なくとも一部から前記第１化合物層に向かう方向は、前記第１方向および前記第２方向と交差する第３方向に沿う請求項１記載の磁気記憶装置。 - 前記第１非磁性層は、第１非磁性領域と、第２非磁性領域と、第３非磁性領域と、を含み、
前記第１方向における前記第３非磁性領域の位置は、前記第１方向における前記第１非磁性領域の位置と、前記第１方向における前記第２非磁性領域の位置と、の間にあり、
前記第２方向における前記第３非磁性領域の位置は、前記第２方向における前記第１非磁性領域の位置と、前記第２方向における前記金属含有層の位置と、の間にあり、
前記第２方向における前記第３非磁性領域の位置は、前記第２方向における前記第２非磁性領域の位置と、前記第２方向における前記金属含有層の位置と、の間にある請求項１〜１８のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。 - 前記第１非磁性層は、第１非磁性領域と、第２非磁性領域と、第３非磁性領域と、を含み、
前記第１方向および前記第２方向と交差する第３方向における前記第３非磁性領域の位置は、前記第３方向における前記第１非磁性領域の位置と、前記第３方向における前記第２非磁性領域の位置と、の間にあり、
前記第２方向における前記第１非磁性領域の位置および前記第２方向における前記第２非磁性領域の位置は、前記第２方向における前記第３非磁性領域の位置と、前記第２方向における前記金属含有層の位置と、の間にある請求項１〜１８のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
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