[发明专利]磁阻效应元件以及磁性随机存取存储器

权利要求书

1.一种磁阻效应元件，其特征在于，具备：

第1铁磁性层，磁化相对于膜面大致垂直且可变；

第2铁磁性层，磁化相对于膜面大致垂直且不变；

第1非磁性层，设于上述第1铁磁性层与上述第2铁磁性层之间；

第3铁磁性层，设于相对于上述第2铁磁性层的与上述第1非磁性层相反一侧，具有与膜面大致平行的磁化，通过注入被自旋极化后的电子来产生旋转磁场；以及

第2非磁性层，设于上述第2铁磁性层与上述第3铁磁性层之间，

使第1电流向沿着从上述第3铁磁性层经由上述第2铁磁性层朝向上述第1铁磁性层的方向以及从上述第1铁磁性层经由上述第2铁磁性层朝向上述第3铁磁性层的方向中的一个方向流动，由此，通过由上述第3铁磁性层产生的上述旋转磁场，上述第1铁磁性层的磁化能够反转，

使具有与上述第1电流不同的电流密度的第2电流向上述一个方向流动，借助于通过上述第2铁磁性层而被自旋极化后的电子，上述第1铁磁性层的磁化能够向与流过上述第1电流的情况不同的方向反转。

2.根据权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于，

上述第3铁磁性层具有层叠构造，该层叠构造具有磁化方向彼此大致平行于膜面的第1及第2铁磁性膜和设于上述第1及第2铁磁性膜之间的第3非磁性层，上述第1及第2铁磁性膜夹着上述第3非磁性层反铁磁耦合。

3.根据权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于，

在相对于上述第1铁磁性层的与上述第1非磁性层相反一侧或者相对于上述第3铁磁性层的与上述第2非磁性层相反一侧，隔着第3非磁性层设有第4铁磁性层，该第4铁磁性层具有上述第2铁磁性层的磁化方向的相反方向的磁化。

4.根据权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于，

上述第1非磁性层为包含Mg、Al、Ti或Hf中的任一元素的氧化物。

5.根据权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于，

上述第2非磁性层为包含Cu、Au、Ru或Ag中的任一元素的金属。

6.根据权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于，

上述第1铁磁性层具备包含Fe、Co、Ni中的至少一个元素和Pt、Pd中的至少一个元素的具有L1₀型结晶构造的磁性体、或者包含Fe、Co、Ni中的至少一个元素和Cr、Ta、Pt、Pd中的至少一个元素的具有六方晶型结晶构造的磁性体中的任一个。

7.根据权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于，

上述第1铁磁性层具备层叠构造，该层叠构造包含：

包含Fe、Co、Ni中的至少一个元素和Pt、Pd中的至少一个元素的具有L1₀型结晶构造的磁性体；以及

包含Fe、Co、Ni、Mn中的至少一个元素的合金。

8.根据权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于，

上述第1铁磁性层具备层叠构造，该层叠构造包含：

包含Fe、Co、Ni中的至少一个元素和Cr、Ta、Pt、Pd中的至少一个元素的具有六方晶型结晶构造的磁性体；以及

包含Fe、Co、Ni、Mn中的至少一个元素的合金。

9.根据权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于，

上述旋转磁场的频率在包含上述第1铁磁性层的谐振频率在内的规定范围内。

10.根据权利要求1所述的磁阻效应元件，其特征在于，

上述旋转磁场为微波磁场。

11.一种磁性随机存取存储器，其特征在于，具备：

权利要求1所述的磁阻效应元件；

第1布线，经由第1电极电连接于上述磁阻效应元件的上述第1铁磁性层；以及

第2布线，经由第2电极电连接于上述磁阻效应元件的上述第3铁磁性层。

12.根据权利要求11所述的磁性随机存取存储器，其特征在于，

还具有设于上述第1电极与上述第1布线之间或上述第2电极与上述第2布线之间的选择晶体管。

13.根据权利要求11所述的磁性随机存取存储器，其特征在于，

还具有设于上述第1电极与上述第1布线之间或上述第2电极与上述第2布线之间的整流元件。