[发明专利]磁化旋转元件、磁阻效应元件、磁存储器和自旋轨道转矩配线的制造方法

说明书

本发明提供以较少的电流进行动作的磁化旋转元件、磁阻效应元件、磁存储器和自旋轨道转矩配线的制造方法。该磁化旋转元件包括自旋轨道转矩配线和层叠于所述自旋轨道转矩配线的第1铁磁性层，所述自旋轨道转矩配线包括多个配线层，在与所述自旋轨道转矩配线的长度方向正交的截面中，各个配线层的截面积与电阻率之积，越是接近所述第1铁磁性层的所述配线层越大。

技术领域

本发明涉及磁化旋转元件、磁阻效应元件、磁存储器和自旋轨道转矩配线的制造方法。

背景技术

由铁磁性层和非磁性层的多层膜构成的巨磁阻(GMR)元件、和在非磁性层中使用了绝缘层(隧道势垒层、势垒层)的隧道磁阻(TMR)元件作为磁阻效应元件广为人知。磁阻效应元件能够应用于磁传感器、高频部件、磁头和非易失性随机存取存储器(MRAM)。

MRAM是其中集成有磁阻效应元件的存储元件。MRAM利用当磁阻效应元件中的夹着非磁性层的两个铁磁性层的相互的磁化的方向变化时磁阻效应元件的电阻变化这样的特性来读写数据。铁磁性层的磁化的方向例如利用电流产生的磁场来控制。另外，例如，铁磁性层的磁化的方向利用通过使电流在磁阻效应元件的层叠方向上流动而产生的自旋转移力矩(STT)来控制。

在利用STT改写铁磁性层的磁化方向的情况下，在磁阻效应元件的层叠方向上流过电流。写入电流成为磁阻效应元件的特性劣化的原因。

近年来，在写入时可以不在磁阻效应元件的层叠方向上流过电流的方法受到瞩目(例如，专利文献1)。其中一种方法是利用了自旋轨道力矩(SOT)的写入方法。SOT是通过由自旋轨道相互作用产生的自旋流或不同种材料的界面处的拉什巴效应(Rashba effect)而诱发的。用于在磁阻效应元件内诱发SOT的电流在与磁阻效应元件的层叠方向交叉的方向上流动。即，不需要使电流在磁阻效应元件的层叠方向上流动，期待磁阻效应元件的长寿命化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-216286号公报

发明内容

发明要解决的课题

磁存储器具有集成的多个磁阻效应元件。如果施加于各个磁阻效应元件的电流量变大，则磁存储器的消耗电力增加。要求减小对各个磁阻效应元件施加的电流量，抑制磁存储器的消耗电力。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供以较少的电流进行动作的磁化旋转元件、磁阻效应元件、磁存储器和配线的制造方法。

用于解决课题的方法

本发明为了解决上述课题，提供以下的手段。

(1)第1方式的磁化旋转元件包括自旋轨道转矩配线和层叠于所述自旋轨道转矩配线的第1铁磁性层，所述自旋轨道转矩配线包括多个配线层，在与所述自旋轨道转矩配线的长度方向正交的截面中，各个配线层的截面积与电阻率之积，越是接近所述第1铁磁性层的所述配线层越大。

(2)在上述方式的磁化旋转元件中，所述多个配线层中的最接近所述第1铁磁性层的第1配线层包含烧绿石结构的化合物。

(3)在上述方式的磁化旋转元件中，也可以所述化合物为氧化物。

(4)在上述方式的磁化旋转元件中，也可以所述氧化物以化学计量组成由R₂Ir₂O₇的组成式表示，所述组成式中的R为选自Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy和Ho中的一种以上的元素。

(5)在上述方式的磁化旋转元件中，也可以所述组成式中的R包含第1元素，所述第1元素为Pr和Nd中的至少一者。