[发明专利]自旋轨道转矩型磁阻效应元件及磁存储器

说明书

本发明的自旋轨道转矩型磁阻效应元件(101)具备：第一铁磁性层(1)、第二铁磁性层(2)、位于上述第一铁磁性层与上述第二铁磁性层之间的非磁性层(3)、层叠了上述第一铁磁性层的自旋轨道转矩配线(5)，上述自旋轨道转矩配线沿着相对于上述第一铁磁性层的法线方向即第一方向(Z)交叉的第二方向(X)延伸，上述第一铁磁性层从上述自旋轨道转矩配线侧依次具有第一层叠结构体(10a)和界面磁性层(20)，上述第一层叠结构体是从上述自旋轨道转矩配线侧依次配置铁磁性导电体层(11a)和含氧化物层(12a)的结构体，上述铁磁性导电体层包含铁磁性金属元素，上述含氧化物层包含铁磁性金属元素的氧化物。

技术领域

本发明涉及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5月31日申请于日本的特愿2018-105392主张优先权，并将其内容在此引用。

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、及非磁性层中使用了绝缘层(隧道势垒层，势垒层)的隧道磁阻(TMR)元件。通常，TMR元件的元件电阻比GMR元件高，且磁阻(MR)比较大。因此，作为磁传感器、高频部件、磁头以及非易失性随机存取存储器(MRAM)用的元件，TMR元件备受关注。

MRAM利用当夹持绝缘层的两个铁磁性层的彼此的磁化的方向变化时，TMR元件的元件电阻变化的特性，读取和写入数据。作为MRAM的写入方式，已知有利用电流制作的磁场进行写入(磁化反转)的方式及利用沿着磁阻效应元件的层叠方向流通电流而产生的自旋转移转矩(STT)进行写入(磁化反转)的方式。

使用了STT的TMR元件的磁化反转从能量效率的观点考虑是有效的，但需要在写入数据时沿着磁阻效应元件的层叠方向流通电流。写入电流有时使磁阻效应元件的特性劣化。

因此，近年来，作为不在磁阻效应元件的层叠方向上流通电流而可进行磁化旋转的装置，利用了通过自旋轨道相互作用生成的纯自旋流产生的自旋轨道转矩(SOT)的自旋轨道转矩型磁阻效应元件备受关注(例如，专利文献1)。SOT通过由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效应诱发。用于在磁阻效应元件内诱发SOT的电流沿着与磁阻效应元件的层叠方向交叉的方向流通。即，自旋轨道转矩型磁阻效应元件不需要在磁阻效应元件的层叠方向上流通电流，可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

发明所要解决的课题

为了提高磁阻效应元件的驱动效率，要求降低为了利用SOT使磁化反转所需要的反转电流密度。但是，可以说SOT的反转电流密度与STT的反转电流密度同程度。

本发明是鉴于上述情况而研发的，其目的在于，提供反转电流密度降低的自旋轨道转矩型磁阻效应元件及磁存储器。

用于解决课题的方案

本发明为了解决所述课题，提供以下的方案。

(1)第一方式提供一种自旋轨道转矩型磁阻效应元件，其具备：第一铁磁性层；第二铁磁性层；非磁性层，其位于所述第一铁磁性层与所述第二铁磁性层之间；自旋轨道转矩配线，其层叠有所述第一铁磁性层，所述自旋轨道转矩配线沿着相对于所述第一铁磁性层的法线方向即第一方向交叉的第二方向延伸，所述第一铁磁性层从所述自旋轨道转矩配线侧依次具有第一层叠结构体和界面磁性层，所述第一层叠结构体是从所述自旋轨道转矩配线侧依次配置有铁磁性导电体层和含氧化物层的结构体，所述铁磁性导电体层包含铁磁性金属元素，所述含氧化物层包含铁磁性金属元素的氧化物。

(2)所述方式的自旋轨道转矩型磁阻效应元件中，包含于所述含氧化物层的所述氧化物的所述铁磁性金属元素也可以与包含于所述铁磁性导电体层的所述铁磁性金属元素相同。