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公開番号2025140766
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024040336
出願日2024-03-14
発明の名称磁気記憶装置
出願人キオクシア株式会社,エスケーハイニックス株式会社,SK hynix Inc.
代理人弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
主分類H10B 61/00 20230101AFI20250919BHJP()
要約【課題】メモリセルの性能を向上させることができる磁気記憶装置を提供する。
【解決手段】実施形態の磁気記憶装置は、非磁性層30、強磁性層31、非磁性層32、強磁性層33、非磁性層34、強磁性層35、非磁性層36、非磁性層37a、37b及び37cを備える。非磁性層30は、シリコンを含む。強磁性層31は、非磁性層30の上方に設けられ、非磁性層32は強磁性層31の上方に設けられる。強磁性層33は、非磁性層32の上方に設けられ、非磁性層34は強磁性層33の上方に設けられる。強磁性層35は、非磁性層34の上方に設けられる。非磁性層36は、強磁性層35の上方に設けられ、マグネシウム及び酸素を含む。非磁性層37aは、非磁性層36の上方に設けられ、モリブデンを含む。非磁性層37bは、非磁性層37aの上方に設けられ、ハフニウムを含む。非磁性層37cは、非磁性層37bの上方に設けられ、ルテニウムを含む。
【選択図】図11
特許請求の範囲【請求項１】
シリコン（Ｓｉ）を含む第１非磁性層と、
前記第１非磁性層の上方に設けられた第１強磁性層と、
前記第１強磁性層の上方に設けられた第２非磁性層と、
前記第２非磁性層の上方に設けられた第２強磁性層と、
前記第２強磁性層の上方に設けられた第３非磁性層と、
前記第３非磁性層の上方に設けられた第３強磁性層と、
前記第３強磁性層の上方に設けられ、マグネシウム（Ｍｇ）及び酸素（Ｏ）を含む第４非磁性層と、
前記第４非磁性層の上方に設けられ、モリブデン（Ｍｏ）を含む第５非磁性層と、
前記第５非磁性層の上方に設けられ、ハフニウム（Ｈｆ）を含む第６非磁性層と、
前記第６非磁性層の上方に設けられ、ルテニウム（Ｒｕ）を含む第７非磁性層と、
を備える磁気記憶装置。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記第４非磁性層は、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、及びルテニウム（Ｒｕ）からなる群から選択される少なくとも１つの元素を含む、
請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項３】
前記第１非磁性層は、シリコン（Ｓｉ）化合物を含む、
請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項４】
前記第７非磁性層は、白金（Ｐｔ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、及びルテニウム（Ｒｕ）からなる群から選択される少なくとも１つの元素を含む、
請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項５】
前記第６非磁性層は、ハフニウム（Ｈｆ）とボロン（Ｂ）の化合物を含む、
請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項６】
前記第５非磁性層は、モリブデン（Ｍｏ）化合物を含む、
請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項７】
前記第３強磁性層と前記第４非磁性層は接する、
請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項８】
前記第２強磁性層は、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択される少なくとも１つの元素を含み、
前記第３非磁性層は、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、亜鉛（Ｚｎ）、チタン（Ｔｉ）、及びＬＳＭ（Lanthanum-strontium-manganese）からなる群から選択される少なくとも１つの元素または化合物の酸化物を含み、
前記第３強磁性層は、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択される少なくとも１つの元素を含む、
請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項９】
前記第２非磁性層は、前記第１強磁性層と反強磁性的に結合され、
前記第１強磁性層の磁化方向が、前記第２強磁性層の磁化方向に対して反平行な方向に固定される、
請求項１に記載の磁気記憶装置。
【請求項１０】
前記第１強磁性層は、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、及びニッケル（Ｎｉ）からなる群から選択される少なくとも１つの元素を含む、
請求項１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 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
磁気抵抗効果素子を記憶素子として用いた磁気記憶装置（ＭＲＡＭ：Magnetoresistive Random Access Memory）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０１５／００９２４８１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
メモリセルの性能を向上させることができる磁気記憶装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の磁気記憶装置は、シリコン（Ｓｉ）を含む第１非磁性層と、前記第１非磁性層の上方に設けられた第１強磁性層と、前記第１強磁性層の上方に設けられた第２非磁性層と、前記第２非磁性層の上方に設けられた第２強磁性層と、前記第２強磁性層の上方に設けられた第３非磁性層と、前記第３非磁性層の上方に設けられた第３強磁性層と、前記第３強磁性層の上方に設けられ、マグネシウム（Ｍｇ）及び酸化を含む第４非磁性層と、前記第４非磁性層の上方に設けられ、モリブデン（Ｍｏ）を含む第５非磁性層と、前記第５非磁性層の上方に設けられ、ハフニウム（Ｈｆ）を含む第６非磁性層と、前記第６非磁性層の上方に設けられ、ルテニウム（Ｒｕ）を含む第７非磁性層とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
第１実施形態に係る磁気記憶装置を含むメモリシステムの構成を示すブロック図である。
第１実施形態に係る磁気記憶装置のメモリセルアレイの回路図である。
第１実施形態に係る磁気記憶装置のメモリセルアレイの構造を示す斜視図である。
第１実施形態に係る磁気記憶装置の可変抵抗素子の断面図である。
第１実施形態と比較例１におけるメタルキャップ層の断面構造及び特性を示す図である。
第２実施形態に係る磁気記憶装置の可変抵抗素子の断面図である。
第２実施形態と比較例２－４におけるメタルキャップ層及びバッファ層の断面構造を示す図である。
第２実施形態と比較例２－４における交換結合磁界と磁気抵抗変化率の関係を示す図である。
第３実施形態に係る磁気記憶装置の可変抵抗素子の断面図である。
第３実施形態と比較例５－７におけるメタルキャップ層及び酸化物キャップ層の断面構造及び特性を示す図である。
第４実施形態に係る磁気記憶装置のメモリセルに含まれた可変抵抗素子の断面図である。
第５実施形態に係る磁気記憶装置のメモリセルに含まれた可変抵抗素子の断面図である。
第６実施形態に係る磁気記憶装置のメモリセルに含まれた可変抵抗素子の断面図である。
【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について説明する。以下の説明において、同一の機能及び構成を有する構成要素については、共通する参照符号を付す。また、以下に示す実施形態は、この実施形態の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、構成部品の材質、形状、構造、及び配置等を下記のものに特定するものではない。
【０００８】
１．第１実施形態
先ず、第１実施形態の磁気記憶装置を含むメモリシステムについて説明する。
【０００９】
１．１メモリシステム
図１を参照して、メモリシステムの一例について説明する。図１は、第１実施形態の磁気記憶装置を含むメモリシステムＭＳの構成を示すブロック図である。
【００１０】
図１に示すように、メモリシステムＭＳは、磁気記憶装置１及びメモリコントローラ２を含む。磁気記憶装置１は、メモリコントローラ２の制御に基づいて動作する。メモリコントローラ２は、外部のホスト機器からの要求（あるいは、命令）に応答して、磁気記憶装置１に対して、読み出し動作及び書き込み動作などの実行を命令し得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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