[发明专利]自旋轨道转矩型磁化旋转元件、自旋轨道转矩型磁阻效应元件及磁存储器

说明书

本发明提供一种自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其具备沿第一方向延伸的自旋轨道转矩配线和层叠于所述自旋轨道转矩配线的一面的第一铁磁性层，所述自旋轨道转矩配线从所述第一铁磁性层侧起具有第一配线和第二配线，所述第一配线及所述第二配线均为金属，所述第一配线与所述第二配线相比，至少在‑40℃～100℃的温度区域中的电阻率的温度依存性大。

技术领域

本发明涉及一种自旋轨道转矩型磁化旋转元件、自旋轨道转矩型磁阻效应元件及磁存储器。

本申请基于2018年2月19日在日本申请的特愿2018-027130号主张优先权，并在此援引其内容。

背景技术

作为磁阻效应元件已知有由铁磁性层和非磁性层的多层膜构成的巨磁阻(GMR)元件及非磁性层中使用绝缘层(隧道势垒层、势垒层)的隧道磁阻(TMR)元件。一般而言，TMR元件与GMR元件相比元件电阻高，磁阻(MR)比大。因此，TMR元件作为磁传感器、高频零件、磁头及非易失性随机存储器(MRAM)用的元件受到关注。

近年来，利用了通过自旋轨道相互作用产生的纯自旋流的磁化反转备受关注(例如，非专利文献1)。通过自旋轨道相互作用产生的纯自旋流或异种材料的界面中的Rashba效应诱导SOT。用于在磁阻效应元件内诱导SOT的电流沿与磁阻效应元件的层叠方向交叉的方向流动。即，无需使电流沿磁阻效应元件的层叠方向流动，而期望磁阻效应元件的长寿命化。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：S.Fukami，T.Anekawa，C.Zhang和H.Ohno，Nature Nano Tec(2016)，DOI：10.1038/NNANO.2016.29。

发明内容

发明所要解决的技术问题

利用了磁阻效应的元件被用于各种用途，寻求在宽的温度区域中的运行保证。在利用了SOT的自旋轨道转矩型磁化旋转元件中，铁磁性体的磁各向异性能量的大小或配线的电阻率等根据温度而改变特性。因此，寻求即使使用温度区域发生变化，也能稳定地运行的自旋轨道转矩型磁化旋转元件。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种温度依存性小的自旋轨道转矩型磁化旋转元件、自旋轨道转矩型磁阻效应元件及磁存储器。

用于解决问题的技术方案

本发明者们深入研究的结果发现，通过将自旋轨道转矩配线做成第一配线和第二配线的层叠结构，并使流过第一配线和第二配线的电流的分配比例按温度区域变化，从而能够降低自旋轨道转矩型磁化旋转元件的温度依存性。

本发明为了解决上述技术问题，提供以下方案。

(1)第一实施方式提供一种自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其具备沿第一方向延伸的自旋轨道转矩配线和层叠于所述自旋轨道转矩配线的一面的第一铁磁性层，所述自旋轨道转矩配线从所述第一铁磁性层侧起具有第一配线和第二配线，所述第一配线及所述第二配线均为金属，所述第一配线与所述第二配线相比，至少在-40℃～100℃的温度区域中的电阻率的温度依存性大。

(2)第二实施方式提供一种自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其具备沿第一方向延伸的自旋轨道转矩配线和层叠于所述自旋轨道转矩配线的一面的第一铁磁性层，所述自旋轨道转矩配线从所述第一铁磁性层侧起具有第一配线和第二配线，所述第一配线为金属，所述第二配线为半导体。

(3)第三实施方式提供一种自旋轨道转矩型磁化旋转元件，其具备沿第一方向延伸的自旋轨道转矩配线和层叠于所述自旋轨道转矩配线的一面的第一铁磁性层，所述自旋轨道转矩配线从所述第一铁磁性层侧起具有第一配线和第二配线，所述第一配线为金属，所述第二配线为拓扑绝缘体。