(57)【要約】      （修正有）【課題】消費電力を低減する磁気メモリの提供。【解決手段】第１面および第１面に対向する第２面を有する磁性細線と、磁性細線の第１面上に磁性細線の延在する第１方向に沿って設けられた複数の第１絶縁層が前記第１方向と交差する第１端面と、この第１端面に対向し前記第１端面から前記第１方向に沿って離間して配置される第２端面とを有し、第１端面における第１絶縁層の厚さが第２端面における第１絶縁層の厚さよりも厚い複数の第１絶縁層と、第１絶縁層の面に設けられた複数の第１電極と、磁性細線の第２面上に第１方向に沿って設けられた複数の第２絶縁層が前記第１方向と交差する第３端面と、この第３端面に対向し前記第３端面から前記第１方向に沿って離間して配置される第４端面とを有し、第３端面における第２絶縁層の厚さが第４端面における第２絶縁層の厚さよりも厚い複数の第２絶縁層と、第２絶縁層の面に設けられた複数の第２電極とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面およびこの第１面に対向する第２面を有する磁性細線と、
前記磁性細線の前記第１面上に前記磁性細線の延在する第１方向に沿って設けられた複数の第１絶縁層であって、それぞれが、前記第１方向と交差する第１端面と、この第１端面に対向し前記第１端面から前記第１方向に沿って離れて配置される第２端面とを有し、前記第１面に直交する方向の、前記第１端面における前記第１絶縁層の厚さが前記第２端面における前記第１絶縁層の厚さよりも厚い、複数の第１絶縁層と、
前記複数の第１絶縁層のそれぞれに対応して、前記第１面と反対側の前記第１絶縁層の面に設けられた複数の第１電極と、
前記磁性細線の前記第２面上に前記第１方向に沿って設けられた複数の第２絶縁層であって、それぞれが、前記第１方向と交差する第３端面と、この第３端面に対向し前記第３端面から前記第１方向に沿って離れて配置される第４端面とを有し、前記第２面に直交する方向の、前記第３端面における前記第２絶縁層の厚さが前記第４端面における前記第２絶縁層の厚さよりも厚い、複数の第２絶縁層と、
前記複数の第２絶縁層のそれぞれに対応して、前記第２面と反対側の前記第２絶縁層の面に設けられた複数の第２電極と、
を備えていることを特徴とする磁気メモリ。
【請求項２】
前記複数の第１電極に印加する電圧信号を発生する第１電圧信号発生部と、
前記複数の第２電極に印加する電圧信号を発生する第２電圧信号発生部と、
を備えていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気メモリ。
【請求項３】
前記磁性細線の磁壁を前記第１方向および前記第１方向と逆の第２方向のうちの一方向に移動させる場合は、前記第１および第２電圧信号発生部から発生される電圧信号の極性は同じであることを特徴とする請求項２記載の磁気メモリ。
【請求項４】
第１面およびこの第１面に対向する第２面を有する磁性細線と、
前記磁性細線の前記第１面上に前記磁性細線の延在する第１方向に沿って設けられた複数の第１絶縁層であって、それぞれが、前記第１方向と交差する第１端面と、この第１端面に対向し前記第１端面から前記第１方向に沿って離間して配置される第２端面とを有し、前記第１面に直交する方向の、前記第１端面における前記第１絶縁層の厚さが前記第２端面における前記第１絶縁層の厚さよりも厚い、複数の第１絶縁層と、
前記複数の第１絶縁層のそれぞれに対応して、前記第１面と反対側の前記第１絶縁層の面に設けられた複数の第１電極と、
前記磁性細線の前記第２面上に前記第１方向に沿って設けられた複数の第２絶縁層であって、それぞれが、前記第１方向と交差する第３端面と、この第３端面に対向し前記第３端面から前記第１方向に沿って離間して配置される第４端面とを有し、前記第２面に直交する方向の、前記第３端面における前記第２絶縁層の厚さが前記第４端面における前記第２絶縁層の厚さよりも薄い、複数の第２絶縁層と、
前記複数の第２絶縁層のそれぞれに対応して、前記第２面と反対側の前記第２絶縁層の面に設けられた複数の第２電極と、
を備えていることを特徴とする磁気メモリ。
【請求項５】
前記複数の第１電極に印加する電圧信号を発生する第１電圧信号発生部と、
前記複数の第２電極に印加する電圧信号を発生する第２電圧信号発生部と、
を備えていることを特徴とする請求項４記載の磁気メモリ。
【請求項６】
前記磁性細線の磁壁を前記第１方向および前記第１方向と逆の第２方向のうちの一方向に移動させる場合は、前記第１および第２電圧信号発生部から発生される電圧信号の極性は逆であることを特徴とする請求項５記載の磁気メモリ。
【請求項７】
前記複数の第１絶縁層は、隣接する第１絶縁層間には、空隙が存在することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の磁気メモリ。
【請求項８】
前記磁性細線に磁化情報を書き込む書き込み部を更に備えていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の磁気メモリ。
【請求項９】
前記書き込み部は、配線を備え、前記配線に電流を流すことにより発生する磁場を用いて前記磁性細線に磁化情報を書き込むことを特徴とする請求項８記載の磁気メモリ。
【請求項１０】
前記書き込み部は、前記磁性細線の前記第１および第２面の一方の面上に設けられ磁性層と、前記磁性層と前記磁性細線との間に設けられた非磁性層と、を備えていることを特徴とする請求項８記載の磁気メモリ。
【請求項１１】
前記磁性細線から磁化情報を読み出す読み出し部を更に備えていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の磁気メモリ。
【請求項１２】
前記磁性細線は延在する方向に位置する２つの端部が接続されていること特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の磁気メモリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気メモリに関する。
【背景技術】
【０００２】
磁性細線中の磁区構造を使って情報を記録する磁気メモリの提案がなされている。近年、磁壁の位置を電流によって変えられることが実験的に明らかにされ、磁性細線を用いた磁気メモリの実現が期待されている。磁壁とは、磁化方向の異なる磁区の境界を意味する。
【０００３】
しかしながら、磁性細線と、この磁性細線を媒体として記録される情報（磁壁または磁区によって表現される情報）の高密度実装が進むにつれて、磁壁の駆動電流に起因する消費電力が増大する。例えば、高い密度でＬＳＩに情報を蓄えようとすれば、必然的に情報の入出力速度の増強も要求される。入出力速度の向上を磁性細線の並列動作によって実現する場合、その並列数に比例して消費電力が増大する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６００７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本実施形態は、消費電力を低減するこのできる磁気メモリを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態による磁気メモリは、第１面およびこの第１面に対向する第２面を有する磁性細線と、前記磁性細線の前記第１面上に前記磁性細線の延在する第１方向に沿って設けられた複数の第１絶縁層であって、それぞれが、前記第１方向と交差する第１端面と、この第１端面に対向し前記第１端面から前記第１方向に沿って離間して配置される第２端面とを有し、前記第１面に直交する方向の、前記第１端面における前記第１絶縁層の厚さが前記第２端面における前記第１絶縁層の厚さよりも厚い、複数の第１絶縁層と、前記複数の第１絶縁層のそれぞれに対応して、前記第１面と反対側の前記第１絶縁層の面に設けられた複数の第１電極と、前記磁性細線の前記第２面上に前記第１方向に沿って設けられた複数の第２絶縁層であって、それぞれが、前記第１方向と交差する第３端面と、この第３端面に対向し前記第１端面から前記第１方向に沿って離間して配置される第４端面とを有し、前記第２面に直交する方向の、前記第３端面における前記第２絶縁層の厚さが前記第４端面における前記第２絶縁層の厚さよりも厚い、複数の第２絶縁層と、前記複数の第２絶縁層のそれぞれに対応して、前記第２面と反対側の前記第２絶縁層の面に設けられた複数の第２電極と、を備えていることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１実施形態による磁気メモリの概略の構成を示す断面図。
【図２】図２（ａ）、２（ｂ）は、第１実施形態の磁気メモリに情報を書き込むための装置を示す図。
【図３】図３（ａ）、３（ｂ）は、書き込み部の例を示す断面図。
【図４】図４（ａ）乃至４（ｃ）は、磁性細線の磁気エネルギーのＸ軸方向の磁壁位置依存性を説明する図。
【図５】図５（ａ）乃至５（ｅ）は、磁性細線中の磁壁の移動を説明する図。
【図６】第１実施形態による磁気メモリの書込み動作を説明する図。
【図７】第１実施形態による磁気メモリの書込み動作を説明する図。
【図８】第１実施形態による磁気メモリの書込み動作を説明する図。
【図９】第１実施形態による磁気メモリの書込み動作を説明する図。
【図１０】第１実施形態による磁気メモリの書込み動作を説明する図。
【図１１】第１実施形態による磁気メモリの書込み動作を説明する図。
【図１２】第１実施形態による磁気メモリの書込み動作を説明する図。
【図１３】第１実施形態による磁気メモリの書込み動作を説明する図。
【図１４】第１実施形態による磁気メモリの書込み動作を説明する図。
【図１５】第１実施形態による磁気メモリの書込み動作を説明する図。
【図１６】第１実施形態による磁気メモリの書込み動作を説明する図。
【図１７】第１実施形態による磁気メモリの書込み動作を説明する図。
【図１８】第１実施形態による磁気メモリの読み出し部を説明する図。
【図１９】第１実施形態による磁気メモリの読み出し動作を説明する図。
【図２０】図２０（ａ）、２０（ｂ）は、第１実施形態による磁気メモリの読み出し動作を説明する図。
【図２１】図２１（ａ）、２１（ｂ）は、第１実施形態による磁気メモリの読み出し動作を説明する図。
【図２２】図２２（ａ）、２２（ｂ）は、第１実施形態による磁気メモリの読み出し動作を説明する図。
【図２３】図２３（ａ）、２３（ｂ）は、第１実施形態による磁気メモリの読み出し動作を説明する図。
【図２４】第１実施形態の第１変形例による磁気メモリを示す断面図。
【図２５】第１実施形態の第２変形例による磁気メモリを示す上面図。
【図２６】第１実施形態の第３変形例による磁気メモリを示す断面図。
【図２７】第２実施形態による磁気メモリの製造方法を説明する断面図。
【図２８】第２実施形態による磁気メモリの製造方法を説明する断面図。
【図２９】第２実施形態による磁気メモリの製造方法を説明する断面図。
【図３０】第２実施形態による磁気メモリの製造方法を説明する断面図。
【図３１】第２実施形態による磁気メモリの製造方法を説明する断面図。
【図３２】第２実施形態による磁気メモリの製造方法を説明する断面図。
【図３３】第２実施形態による磁気メモリの製造方法を説明する断面図。
【図３４】第２実施形態による磁気メモリの製造方法を説明する断面図。
【図３５】第２実施形態による磁気メモリの製造方法を説明する上面図。
【図３６】第２実施形態による磁気メモリの製造方法を説明する上面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、実施形態を説明する。同じ符号が付されているものは同様のものを示す。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。
【０００９】
（第１実施形態）
第１実施形態による磁気メモリを図１に示す。図１は第１実施形態の磁気メモリ１の断面図である。この実施形態の磁気メモリ１は、第１面およびこの第１面に対向する第２面を有する磁性細線（Magnetic wire）４と、磁性細線４の第１面上に磁性細線４の延在する方向に沿って所定の間隔で設けられた複数の絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）と、これらの絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）上にそれぞれ設けられた電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）と、磁性細線４の第２面上に磁性細線４の延在する方向に沿って所定の間隔で設けられた複数の絶縁層８ｊ（ｊ＝１，・・・，４）と、これらの絶縁層８ｊ（ｊ＝１，・・・，４）上にそれぞれ設けられた電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，４）と、を備えている。例えば、第１面を磁性細線４の上面、第２面を磁性細線４の下面とすると、絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の下面は磁性細線４の第１面に接し、絶縁層８ｊ（ｊ＝１，・・・，４）の上面は磁性細線４の第２面に接している。
【００１０】
磁性細線４の延在する方向をＸ軸方向とすると、第１面および第２面は、Ｘ軸とＹ軸とによって決定されるＸ−Ｙ平面に平行な面である。なお、Ｚ軸は磁性細線４の厚さ方向を示す。すなわち、図１はＸ−Ｚ平面で切断した断面図である。
【００１１】
絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）のそれぞれに対応して一つの絶縁層８ｉが配置される。対応する絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）と絶縁層８ｉは、磁性細線４の延在する方向（Ｘ軸方向）において、互いにオーバラップするように配置される。すなわち、絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）のＸ軸方向における２つの端面を６ａ、６ｂとし、対応する絶縁層８ｉのＸ軸方向における２つの端面を８ａ、８ｂとすると、例えば絶縁層６ｉの端面６ａは対応する絶縁層８ｉの端面８ａと端面８ｂとの間に位置し、絶縁層８ｉの端面８ｂは対応する絶縁層６ｉの端面６ａと端面６ｂとの間に位置し、絶縁層６ｉの端面６ｂは対応する絶縁層８ｉのＸ軸の正方向に隣接する絶縁層８ｉ＋１の端面８ａと８ｂとの間に位置している。端面６ａは端面６ｂに比べてＸ軸の負の方向に位置し、端面８ａは端面８ｂに比べてＸ軸の負の方向に位置している。
【００１２】
なお、図１に示す場合とは異なり、絶縁層８ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の端面８ａが、対応する絶縁層６ｉの端面６ａと端面６ｂとの間に位置し、絶縁層６ｉの端面６ｂが対応する絶縁層８ｉの端面８ａと端面８ｂとの間に位置し、絶縁層８ｉの端面８ｂは対応する絶縁層６ｉのＸ軸の正方向に隣接する絶縁層６ｉ＋１の端面６ａと端面６ｂとの間に位置していてもよい。
【００１３】
また、第１実施形態においては、絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）は、端面６ａの厚さが端面６ｂの厚さよりも厚い、すなわち端面６ａの磁性細線４の第１面に直交する方向（Ｚ軸方向）における磁性細線４からの高さが端面６ｂのＺ軸方向における磁性細線４からの高さよりも高い形状を有している。そして、絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の厚さは、端面６ａから端面６ｂに向かうにつれて単調に薄くなっている。図１では、絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の厚さは端面６ａから端面６ｂに向かうにつれて直線的に減少している。すなわち、絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の上面は平坦で、磁性細線４の第１面に対して傾いている。なお、絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の厚さは端面６ａから端面６ｂに向かうにつれて直線的に減少する必要はなく、単調に減少する構成であればよい。このように、単調に減少する構成とすることにより、後述する磁壁移動が可能となる。絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の厚さはおおむね１０ｎｍ〜０．５ｎｍの範囲である。
【００１４】
また、絶縁層８ｉ（ｉ＝１，・・・，４）は、端面８ａの厚さが端面８ｂの厚さよりも厚い、すなわち端面８ａの磁性細線４の第１面に直交する方向（Ｚ軸方向）における磁性細線４からの高さが端面８ｂのＺ軸方向における磁性細線４からの高さよりも高い形状を有している。そして、絶縁層８ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の厚さは、端面８ａから端面８ｂに向かうにつれて単調に薄くなっている。図１では、絶縁層８ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の厚さは端面８ａから端面８ｂに向かうにつれて直線的に減少している。すなわち、絶縁層８ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の下面は平坦で、磁性細線４の第２面に対して傾いている。なお、絶縁層８の厚さは端面８ａから端面８ｂに向かうにつれて直線的に減少する必要はなく、磁壁移動が可能にするために、単調に減少する構成であればよい。絶縁層８ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の厚さはおおむね１０ｎｍ〜０．５ｎｍの範囲である。
【００１５】
絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の端面６ａ、６ｂ間の距離と、絶縁層８ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の端面８ａ、８ｂ間の距離は必ずしも同じでなくてもよい。
【００１６】
図１に第１実施形態では、絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）と絶縁層８ｉ（ｉ＝１，・・・，４）はそれぞれＸ軸方向において空隙を持って設けられている。しかし、絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）と絶縁層８ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の片方、もしくは両方において空隙を省略してもよい。つまり隣接する絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）、６ｉ＋１において、絶縁層６ｉの端面６ｂと絶縁層６ｉ＋１の端面６ａが同じ位置になってもよい。また、隣接する絶縁層８ｉ（ｉ＝１，・・・，４）、８ｉ＋１において、絶縁層８ｉの端面８ｂと絶縁層８ｉ＋１の端面８ａが同じ位置になってもよい。この場合、電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）および電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，４）もそれぞれの絶縁層６ｉ、８ｊの配置に応じて隣接する各々の要素と接続されてもよい。
【００１７】
電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）は絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の上面に設けられ、電極９ｉ（ｉ＝１，・・・，４）は絶縁層８ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の下面に設けられている。
【００１８】
磁性細線４は、導電性材料から形成される。磁性細線４は、強磁性体、フェリ磁性体、または人工格子である。強磁性体として、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、およびクロム（Ｃｒ）から選択される少なくとも一つの元素と、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、およびロジウム（Ｒｈ）から選択される少なくとも一つの元素との合金を磁性細線４の材料として用いることができる。強磁性体として、例えばＣｏＰｔ、ＮｉＦｅ、ＣｏＣｒＰｔ等も用いることができる。強磁性体の特性は、組成の変更、熱処理等によって変化させることができる。
【００１９】
また、フェリ磁性体として、ＴｂＦｅＣｏおよびＧｄＦｅＣｏ等の希土類と遷移金属のアモルファス合金を磁性細線４の材料として用いることができる。これらの材料は、スパッタ装置で薄膜として作製条件を選んで堆積すると磁化が積層方向（Ｚ軸方向）に向きやすくなる傾向があり、磁性細線４の磁化方向をＺ軸方向に向けたい場合に用いることができる。
【００２０】
また、人工格子として、Ｃｏ／Ｐｔ、Ｃｏ／Ｐｄ、またはＣｏ／Ｎｉの積層構造を磁性細線４の材料として用いることができる。これらの積層構造を用いることで、磁性細線４の磁化方向をＺ軸方向に向けることができる。これらの積層構造は、最密六方構造の＜０００１＞配向、または面心立方構造の＜１１１＞配向を有しやすい。
【００２１】
絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）、８ｊ（ｊ＝１，・・・，４）は、例えばアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、シリコン（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、および鉄（Ｆｅ）から選択される少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物、フッ化物、または酸窒化物等から構成される。具体的には、絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）には、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を用いることができる。
【００２２】
電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）、電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，４）は、導電性材料によって形成される。導電性材料としては、例えば銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、及びアルミニウム（Ａｌ）から選択される少なくとも一つの元素を用いることができる。また、これらの元素を組み合わせた合金によって形成してもよい。
【００２３】
（動作原理）
次に、第１実施形態の磁気メモリ１の動作原理について説明する。
【００２４】
（書き込み）
まず、第１実施形態の磁気メモリ１の書込みについて説明する。
【００２５】
第１実施形態の磁気メモリ１に情報を書き込むための装置を図２（ａ）、２（ｂ）に示す。図２（ａ）は、磁気メモリ１をＸ−Ｚ平面で切断した断面図であり、図２（ｂ）は、磁気メモリ１をＺ方向からみた上面図である。なお、第１実施形態の磁気メモリ１には読み出し部も備えているが、この読み出し部については後述する。
【００２６】
磁気メモリ１は、電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）に接続された電圧信号発生部２０と、電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）に接続された電圧信号発生部２２と、Ｚ軸方向において磁性細線に設けられた電極１０と、この電極１０に接続された電流発生部３０と、をさらに備えている。
【００２７】
電圧信号発生部２０は、電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）と磁性細線４との間に電圧を印加する。電圧信号発生部２２は、電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）と磁性細線４との間に電圧を印加する。電圧信号発生部２０、２２は、後述するように、磁性細線４の磁壁の移動を行う磁壁移動装置である。
【００２８】
電流発生部３０を用いて電極１０に電流を流すことで発生する磁場を、磁性細線４に作用させて磁性細線４の磁化の一部を反転させる。磁壁は磁化が反転されることで磁性細線４中に形成される。ここで、磁区とは、その内部において磁化方向が一様な領域のことを指す。隣接する２つの磁区の境界において、磁化方向は細線方向に連続的に変化する。このような磁化の変化領域は磁壁と呼ばれる。電極１０および電流発生部３０は書き込み部１５を構成し、この場合、磁性細線４には、電極１０に流す電流によって発生される磁場（電流磁場）によって書き込みが行われる。
【００２９】
なお、書き込み部１５としては、電流磁場方式の他に、図３（ａ）、３（ｂ）に示すように、スピン注入方式がある。
【００３０】
図３（ａ）に示す書き込み部１５は、磁性細線４の第１および第２面の一方の面上に設けられたスペーサ層１５ａと、スペーサ層１５ａ上に設けられた磁性体を含み磁化が固定された参照層１５ｂと、参照層１５ｂ上に設けられ参照層１５ｂの磁化方向を固定する反強磁性層１５ｃと、反強磁性層１５ｃ上に設けられた電極１５ｄと、磁性細線の第１および第２面の一方の面上にスペーサ層１５ａと対向するように設けられた電極１５ｅとを備えている。なお、磁性細線４と電極１５ｅとの間に非磁性層を設けてもよい。
【００３１】
図３（ｂ）に示す書き込み部は、磁性細線４の第１および第２面の一方の面上に設けられたスペーサ層１５ａと、スペーサ層１５ａ上に設けられた磁化方向が固定された磁性層１５ｂ１と、磁性層１５ｂ１上に設けられた中間層１５ｂ２と、中間層１５ｂ２上に設けられ磁化方向が固定された磁性層１５ｂ３と、磁性層１５ｂ３上に設けられた電極１５ｄと、磁性細線の第１および第２面の一方の面上にスペーサ層１５ａと対向するように設けられた電極１５ｅとを備えている。磁性層１５ｂ１と磁性層１５ｂ３は中間層１５ｂ２を介して反強磁性結合または強磁性結合をし、磁性層１５ｂ１、中間層１５ｂ２、および磁性層１５ｂ３の積層構造は、参照層１５ｂとして機能するる。磁性細線４への漏れ磁場を考慮すると、反強磁性結合していることが好ましい。なお、磁性細線４と電極１５ｅとの間に非磁性層を設けてもよい。
【００３２】
スペーサ層１５ａは、トンネル絶縁膜材料または非磁性金属材料を用いることができる。トンネル絶縁膜材料として、例えばアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、タンタル（Ｔａ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、シリコン（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、鉄（Ｆｅ）から選択される少なくとも一つの元素を含む酸化物、窒化物、フッ化物、または酸窒化物などを用いることができる。また、他にもＡｌＡｓ、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＺｎＳｅ、ＺｎＯ、ＭｇＯなどの大きなエネルギーギャップを有する半導体材料を用いることもできる。非磁性金属材料として、例えば銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、又はアルミニウム（Ａｌ）を用いることができる。また、これらの元素を組み合わせた合金でもよい。
【００３３】
電極１０、電極１５ｄ、電極１５ｅの材料は、電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）と同じ材料を用いることができる。
【００３４】
図３（ａ）に示す書き込む部１５を用いて、磁性細線４のセルに磁化情報を書き込む方法について説明する。書き込みは、電流を電極１５ｄから電極１５ｅに向けてあるいはその逆に流すことにより行われる。例えば、磁性細線４のセルの磁化方向が参照層１５ｂの磁化方向に平行な方向（同じ方向）になるように書き込む場合は、電子流（電流と逆向き）を電極１５ｄから反強磁性層１５ｃ、参照層１５ｂ、中間層１５ａ、および磁性細線４のセルを介して電極１５ｅに流す。この場合、電子が参照層１５ｂを通過することによってスピン偏極され、スピン偏極された電子が中間層１５ａを介して磁性細線４のセルに流入する。磁性細線４のセルに流入したスピン偏極された電子は磁性細線４のセルにスピントルクを伝達し、磁性細線４のセルの磁化が参照層１５ｂの磁化方向に平行になるように作用する。これにより、磁性細線４のセルの磁化が参照層１５ｂの磁化方向に平行となる。
【００３５】
また、磁性細線４のセルの磁化方向が参照層１５ｂの磁化方向に反平行な方向（逆方向）になるように書き込む場合は、電子流（電流と逆向き）を電極１５ｅから磁性細線４のセル、中間層１２ａ、参照層１５ｂ、および反強磁性層１５ｃを介して電極１５ｄに流す。この場合、電子が磁性細線４のセルを通過することによってスピン偏極され、スピン偏極された電子が中間層１５ａを介して参照層１５ｂに流入する。スピン偏極された電子のうち、参照層１５ｂの磁化方向に平行なスピンを有する電子は、参照層１５ｂを通過する。しかし、参照層１５ｂの磁化方向に反平行なスピンを有する電子は、中間層１５ａと参照層１５ｂの界面で反射され、中間層１５ａを介して磁性細線４のセルに流入する。磁性細線４のセルに流入したスピン偏極された電子は磁性細線４のセルにスピントルクを伝達し、磁性細線４のセルの磁化が参照層１５ｂの磁化方向に反平行となるように作用する。これにより、磁性細線４のセルの磁化が参照層１５ｂの磁化方向に反平行になる。
【００３６】
図３（ｂ）に示す書き込み部１５についても同様に行う。例えば、磁性細線４のセルの磁化方向が磁性層１５ｂ１の磁化方向に平行な方向になるように書き込む場合は、電子流を電極１５ｄから参照層１５ｂ、スペーサ層１５ａ、および磁性細線４のセルを介して、電極１５ｅに流す。また、磁性細線４のセルの磁化方向が磁性層１５ｂ１の磁化方向に反平行な方向になるように書き込む場合は、電子流を電極１５ｅから磁性細線４のセル、中間層１２ａ、および参照層１５ｂを介して、電極１５ｄに流す。
【００３７】
（磁性細線の磁壁の移動）
次に、磁性細線４中の磁壁の移動について説明する。
【００３８】
図４（ａ）、４（ｂ）、４（ｃ）は、電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）と磁性細線４との間、もしくは電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）と磁性細線４との間に電圧を印加した場合に生じる磁性細線４の磁気エネルギーのＸ軸方向の磁壁位置依存性を説明する図である。図４（ｂ）、４（ｃ）には磁性細線４の２つのパターンの磁気エネルギー状態図が示されている。図４（ｂ）は、電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の電位の方が磁性細線４の電位よりも低くなるように７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）に電圧Ｖａｄｄ１（＜０）を印加したときの図である。すなわち、電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）が負の電荷を帯びて、磁性細線４が正の電荷を帯びている。図４（ｃ）は、電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）の電位の方が磁性細線４の電位よりも低くなるように電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）に電圧Ｖａｄｄ２（＜０）を印加したときの図である。すなわち、電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）が負の電荷を帯びて、磁性細線４が正の電荷を帯びている。
【００３９】
電圧を印加しない状態（平衡状態）では、磁性細線４のＹ−Ｚ平面の断面形状により決まる磁化方向に依存した静磁エネルギーと、絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）と磁性細線４、絶縁層８ｊ（ｊ＝１，・・・，５）と磁性細線４との界面の電子状態の結果として生じる磁気エネルギーを合計したエネルギーが最小となるように、磁性細線４中に形成される磁化は、磁性細線４の延在方向（Ｘ軸方向）に垂直な方向に向いている。
【００４０】
電圧信号発生部２０を用いて、電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）が負の電荷を帯び、磁性細線４が正の電荷を帯びるように電圧を印加する（図４（ｂ）に示す状態に相当）。すると、電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の直下に位置する磁性細線４の部分は、磁性細線４の他の部分よりも低い磁壁に対する磁気エネルギーを有する。磁気エネルギーの変化の大きさは絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）と磁性細線４との界面にひきつけられる符号と量に依存する。したがって、絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の厚さが薄い個所は厚い個所に比べて磁気エネルギーの変化が大きい。その結果、図４（ｂ）に示すような磁気エネルギーの分布が電圧信号発生部２０による電圧の印加によって実現される。このような状況が磁性細線４中に実現されると同時に、磁気エネルギーのＸ軸方向への傾きがある個所に磁壁が存在すると、その磁壁は磁気エネルギーの低いほうへ向かって移動する。この電圧の印加による磁壁移動は磁壁が磁気エネルギーの局所的に最小となる個所に達することで止まる。
【００４１】
更に、電圧信号発生部２２を用いて、電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）が負の電荷を帯び、磁性細線４が正の電荷を帯びるように電圧を印加する（図４（ｃ）の状態に相当）。すると、電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）の直下に位置する磁性細線４の部分は、磁性細線４の他の部分よりも低い磁壁に対する磁気エネルギーを有する。その結果、図４（ｃ）に示すような磁気エネルギーの分布が電圧信号発生部２２による電圧の印加によって実現される。このような状況が磁性細線４中に実現されると同時に、磁気エネルギーのＸ軸方向への傾きがある個所に磁壁が存在すると、その磁壁は磁気エネルギーの低いほうへ向かって移動する。この電圧の印加による磁壁移動は磁壁が磁気エネルギーの局所的に最小となる個所に達することで止まる。
【００４２】
以上のように電圧の印加によって磁壁を局所的にシフトさせることのできる電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）と絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）、および電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）と絶縁層８ｊ（ｊ＝１，・・・，５）を図１に示すように、磁性細線４を挟んでＸ軸方向にずらして配置し交互に電圧を印加すると、磁壁を磁性細線４の一方の端から反対側の端までシフトさせることがきる。
【００４３】
図５（ａ）乃至５（ｅ）は、図４（ａ）乃至４（ｃ）を用いて説明した磁壁に対する磁気エネルギーの高低を利用してどのように磁性細線４中の磁壁を移動させるかを説明するための図である。それぞれの図は、磁性細線４中の磁壁に対する磁気エネルギーのプロファイルと磁壁の位置を示している。図５（ａ）には、初期状態の磁性細線４中の磁壁の様子を示す。図５（ａ）から図５（ｅ）に行くに連れて時間が進んでいる。図５（ａ）乃至５（ｅ）をそれぞれ、初期状態、第２状態、第３状態、第４状態、第５状態という。例として、図５（ａ）乃至５（ｅ）では電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）と絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）がそれぞれ４つ、電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）と絶縁層８ｊ（ｊ＝１，・・・，５）がそれぞれ５つある場合を示している。
【００４４】
図５（ａ）に示す初期状態では、磁壁は１番目の電極７１と絶縁層６１の直下に存在する。この状態で以下に説明する第１電圧印加および第２電圧印加を繰り返す。
【００４５】
（第１電圧印加）
電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の電位が磁性細線４の電位よりも低くなるように電圧Ｖａｄｄ１（＜０）を電圧信号発生部２０によって電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）および磁性細線４に印加する。このとき、絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の直下に位置する磁性細線４の部分は、勾配を持った磁壁に対する磁気エネルギーを有する図５（ｂ）に示す第２状態となる。このため、磁壁は磁気エネルギーの勾配を下る方向に移動し、磁気エネルギーの局所的に最小の箇所で止まる。
【００４６】
（第２電圧印加）
電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）の電位が磁性細線４の電位よりも低くなるように電圧Ｖａｄｄ２（＜０）を、電圧信号発生部２０によって電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）および磁性細線４に印加する。すると、絶縁層８ｊ（ｊ＝１，・・・，５）の直下に位置する磁性細線４の部分は、勾配を持った磁壁に対する磁気エネルギーを有する図５（ｃ）に示す第３状態となる。このため、磁壁は磁気エネルギーの勾配を下る方向に移動し、磁気エネルギーの局所的に最小の箇所で止まる。
【００４７】
このように、第１および第２電圧印加の操作を繰り返すことで、図５（ａ）乃至５（ｅ）に示すように、電圧印加のみで磁壁を移動させることができる。
【００４８】
（書き込み動作）
次に、本実施形態の磁気メモリ１の書込み動作について説明する。書込み動作は、磁壁移動の動作と磁化反転動作を組み合わせて行う。
【００４９】
図６乃至図１７は、磁気メモリ１の書込み動作を説明する図である。図６から順を書込み動作について説明する。磁性細線４中の磁区が紙面下向き（Ｚ軸の負の方向）の磁化方向を示している部分をデータ“０”とする。磁性細線４の磁区が、紙面上向き（Ｚ軸の正の方向）の磁化方向を示している部分をデータ“１”と定義する。なお、データと磁化方向を上述の定義と反対にしてもよい。
【００５０】
図６から図１７では、説明のため電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）と絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・，４）がそれぞれ４つ、電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）と絶縁層８ｊ（ｊ＝１，・・・，５）がそれぞれ５つとしている。このような場合、磁気メモリ１は４ビットの情報を記録することができる。なお、電極７ｉ（ｉ＝１，・・・）、絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・）、電極９ｊ（ｊ＝１，・・・）、絶縁層８ｊ（ｊ＝１，・・・）それぞれの個数はここでの数に制限されない。図６から図１７において、
初期状態では、磁性細線４の磁化は全て紙面上向きになっている（図６）。すなわち、磁気メモリ１にはデータ“１”が記憶されている。
【００５１】
まず、電極１０に電流を流し、電極１０から誘導磁界を発生させる。この誘導磁界で１番目の絶縁層８１の直上の磁性細線４が紙面下向きに磁化する（図７）。すなわち磁性細線４にデータ“０”が記憶される。
【００５２】
次に、電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）の電位が磁性細線の電位よりも低くなるように電圧Ｖａｄｄ２（＜０）を印加する。すると、磁壁は磁気エネルギーの勾配を下る方向に移動し、磁気エネルギーの局所的に最小の箇所（絶縁層８１の紙面右端８ｂ付近）で止まる（図８）。
【００５３】
次に、電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の電位が磁性細線４の電位よりも低くなるように電圧Ｖａｄｄ１（＜０）を印加する。すると、磁壁は磁気エネルギーの勾配を下る方向に移動し、磁気エネルギーの局所的に最小の箇所（絶縁層６１の右端６ｂ付近）で止まる（図９）。さらに同様のサイクルを繰り返すと磁壁は絶縁層６２の右端６ｂ付近に移動する（図１０、図１１）。ここまでの操作で２ビットが上書きされ、この時点では情報‘１１００’が磁性細線４に格納されていることになる。
【００５４】
次に、再び電極１０に電流を流し、電極１０から誘導磁界を発生させる。この誘導磁界で絶縁層８１の直上の磁性細線４が紙面上向きに磁化する。（図１２）。
【００５５】
次に、電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）の電位が磁性細線４の電位よりも低くなるように電圧Ｖａｄｄ２（＜０）を印加する。すると、図１２で導入した磁壁は磁気エネルギーの勾配を下る方向に移動し、絶縁層８１の右端８ｂ付近で止まり、先に導入した磁壁は絶縁層８３の右端８ｂ付近に止まる（図１３）。
【００５６】
次に、第１電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の電位が磁性細線４の電位よりも低くなるように電圧Ｖａｄｄ１（＜０）を印加する。すると、図１２で導入した磁壁は磁気エネルギーの勾配を下る方向に移動し、絶縁層６１の右端６ｂ付近で止まり、先に導入した磁壁は絶縁層８３の右端８ｂ付近に止まる（図１４）。ここまでの操作で３ビットが上書きされ、この時点では情報‘１００１’が磁性細線４に格納されていることになる。
【００５７】
次に、再び電極１０に電流を流し、電極１０から誘導磁界を発生させる。この誘導磁界で絶縁層８１の直上の磁性細線４が紙面上向きに磁化する。（図１５）。
【００５８】
次に、電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）の電位が磁性細線４の電位よりも低くなるように電圧Ｖａｄｄ２（＜０）を印加する。すると、図１５で導入した磁壁は磁気エネルギーの勾配を下る方向に移動し、絶縁層８１の右端８ｂ付近で止まり、図６Ｇで導入した磁壁は絶縁層８２の右端８ｂ付近に移動し、図６で導入した磁壁は絶縁層８４の８ｂ右端付近に止まる（図１６）。
【００５９】
次に、電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の電位が磁性細線４の電位よりも低くなるように電圧Ｖａｄｄ１（＜０）を印加する。すると、図１５で導入した磁壁は磁気エネルギーの勾配を下る方向に移動し、絶縁層６１の右端６ｂ付近で止まり、図１２で導入した磁壁は絶縁層６２の右端６ｂ付近に移動し、図６で導入した磁壁は絶縁層６４の右端６ｂ付近に移動する（図１７）。ここまでの操作で４ビットがすべて上書きされ、この時点では情報‘００１０’が磁性細線に格納されていることになる。
【００６０】
（読み出し動作）
次に、本実施形態の磁気メモリ１の読み出し動作について説明する。本実施形態の磁気メモリ１の情報を読み出すための構成を図１８に示す。
【００６１】
磁気メモリ１は、図１８に示すように、磁性細線４上に磁化情報を読み出す読み出し部４０をさらに備える。読み出し部４０は、例えば磁性細線４上に設けられたトンネル絶縁膜４２と、トンネル絶縁膜４２上に設けられた紙面上向きに磁化が向いている強磁性層４４と、強磁性層４４にソースが接続されたｎチャネルトランジスタ４６とを備える。磁化情報の検出は、強磁性層４４から磁性細線４に向かって電流を流す。このときに生じる磁気抵抗による電圧降下の値（Ｖｏｕｔ）から磁性細線に書き込まれた磁化情報を読み出す。
【００６２】
図１９乃至図２３（ｂ）を参照して、磁気メモリ１の読み出し動作を具体的に説明する。読み出し部４０で読み出される出力電圧と読み出し動作の回数（サイクル）の関係を示す。１〜４サイクルは、それぞれ図２０〜図２３（ｂ）の説明に対応している。
【００６３】
初期状態では、磁気メモリ１に‘００１０’の情報が書き込まれているとする（図１９）。
【００６４】
電極９ｊ（ｊ＝１，・・・，５）の電位が磁性細線４の電位よりも低くなるように電圧Ｖａｄｄ２（＜０）を印加し、続いて、電極７ｉ（ｉ＝１，・・・，４）の電位が磁性細線４の電位よりも低くなるように電圧Ｖａｄｄ１（＜０）を印加する操作を１サイクル分の操作とする。この操作によって磁壁は、例えば絶縁層６１の右端６ｂ付近から隣接する絶縁層６２の右端６ｂ付近に移動する。
【００６５】
図１９に示した初期状態にある磁気メモリ素子にこの１サイクル分の操作を加えた状態が図２０（ａ）、２０（ｂ）である。各磁壁は絶縁層６１〜６４の１つ絶縁層の分右に移動し、読み出し部４０直下の磁性細線４の磁化は上向きから下向きに変化する。この下向きの磁化は初期状態で記憶されていた最上位ビットの‘０’に対応する。強磁性層４４と磁性細線４の磁化が反対向きなので、これらの間のトンネル磁気抵抗は大きくなり、Ｖｏｕｔは’Ｈｉｇｈ’状態となる（図２０（ｂ））。
【００６６】
引き続いて、このような１サイクル分の操作を繰り返すことで磁壁を１周期ずつシフトさせ状態を図２１から図２３まで変化させる。すると、操作を行うたびに、読み出し部４０における磁気抵抗効果の測定を行うことで、初期状態で磁性細線４に格納されていたビット情報‘００１０’が、ファーストイン・ファーストアウト（ＦＩＦＯ）の形式でＶｏｕｔとして出力される。なお、図２０（ｂ）、２１（ｂ）、２２（ｂ）、２３（ｂ）は、それぞれ図２０（ａ）、２１（ａ）、２２（ａ）、２３（ａ）において読み出されたＶｏｕｔの波形を示す図である。
【００６７】
このように、電圧印加の操作によって、磁気メモリ１は１ビットずつ情報を読み出すことができる。よって、磁気メモリ１は、正確に記録されたデータを読み出すことができる。
【００６８】
また、図２４に示すように、読み出し４０から紙面右側において、磁性細線４をさらに延在させてバッファ記録部５０を設けても良い。バッファ記録部５０を設ければ、読み出し操作において磁気メモリ１のデータの破壊を防ぐことができる。
【００６９】
さらに、磁気メモリ１は磁壁を駆動するために磁性細線４に電流を流す必要がないので、磁性細線４を延在方向の一方の端と他方の端を繋いで環状にしてもよい。すなわち、例として図２５に示すように、これまでＸ軸方向へ延びる磁性細線４を例として考えてきたが、磁性細線４はＸ−Ｙ平面内で環状となってもよい。この場合、磁気メモリ１は、磁性細線４の上面（Ｚ軸の正方向の面）に電極７ｉ（ｉ＝１，・・・１２）と絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・１２）が設けられ、磁性細線４の下面（Ｚ軸の負方向の面）に図示しない電極９ｊ（ｊ＝１，・・・）と絶縁層８ｊ（ｊ＝１，・・・）が設けられる。
【００７０】
以上の説明では磁壁を移動させる際に電極７ｉ（ｉ＝１，・・・）と電極９ｊ（ｊ＝１，・・・）に印加する電圧はいずれも磁性細線４に対して負の電圧であったが、両方に正の電圧を交互に印加してもよい。その場合、負の電圧を交互に印加する場合と比較して、磁壁は逆方向へ移動する。
【００７１】
また、図２６に示すように、絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・）と絶縁層８ｊ（ｊ＝１，・・・）に設けられているＺ軸方向への厚みの変化の方向を絶縁層６ｉ（ｉ＝１，・・・）と絶縁層８ｊ（ｊ＝１，・・・）とで逆にすることもできる。ただし、このような構造の場合には、磁壁駆動のために電極７ｉ（ｉ＝１，・・・）と電極９ｊ（ｊ＝１，・・・）に交互に印加する電圧の符号は逆である必要がある。例えば電極７ｉ（ｉ＝１，・・・）にＶａｄｄ１＜０の大きさの電圧を印加し、次に電極９ｊ（ｊ＝１，・・・）にＶａｄｄ２＞０の電圧を印加することで磁壁の駆動が実現される。
【００７２】
以上説明したように、本実施形態によれば、磁壁の駆動は、電圧駆動によって行うので、消費電力を低減することが可能な磁気メモリを提供することができる。
【００７３】
（第２実施形態）
第２実施形態による磁気メモリの製造方法について、図２７乃至図３５を参照して説明する。説明を簡略化するため、入出力部については省略する。
【００７４】
まず、熱酸化膜１０２が表面に形成されたシリコン基板１００を準備し、超高真空スパッタ装置へ導入する。続いて、適切な下地層１０４を熱酸化膜１０２上に形成した後、下地層１０４上に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）層１０６、ＴｂＦｅＣｏ層１０８、ＭｇＯ層１１０の順で多層膜を積層する（図２７）。
【００７５】
次に、ＭｇＯ層１１０上にネガレジストを塗布し、電子線描画装置を用いて等間隔に平行に並んだ細線パターンを描画し現像する。するとＭｇＯ層１１０上に細線パターンが平行に並んだレジストマスク１１２が形成される（図２８）。続いて、ＭｇＯ層１１０を削るためにウェハをアルゴンイオンミリング装置に導入し、イオンビームを図２８に示すように斜め方向からウェハへ照射する。すると、細線パターンを影としてミリングプロセスが進行し、ＭｇＯ層１１０の表面に傾いた切削面を持った溝１１４が形成される（図２８）。
【００７６】
次に、ウェハを超高真空金属製膜装置へ導入し、電極材料となるＴａとＣｕを順にＭｇＯ層１１０上に形成する。この際、細線レジストパターン１１２と溝１１４の凸部がマスクとなり、図２９に示すような電極１１６が形成される（図２９）。ここで、一旦ウェハを取り出し、原子層化学気相堆積装置にウェハを入れ絶縁層１１８となるＳｉＯ２を堆積する。さらに堆積したＳｉＯ２層１１８を化学的機械研磨（ＣＭＰ）で平坦化する。そして、平坦化したＳｉＯ２層１１８上にポジレジストを塗布し、深紫外線露光と現像により電極１１６の一部にあたる部分が抜けるパターンになるようなレジストパターン（図示せず）を形成する。続いて、ウェハを反応性イオンエッチング装置（ＲＩＥ装置）に導入し、底面に電極１１６の表面が露出したビアに相当する溝１２０をＳｉＯ２層１１８に形成する（図２９）。
【００７７】
次に、再びウェハを金属製膜装置に導入し、導電性を良好にする表面処理した後、溝１２０を埋め込むように、ＴａとＣｕの順で金属層を堆積する。続いて、ウェハを取り出してＣＭＰで平坦化を行って配線層１２２を形成する（図３０）。
【００７８】
次に、化学気相堆積装置にウェハを導入し、配線層１２２上にＳｉＯ２層１２４を堆積する。そして、このＳｉＯ２層１２４上に接着剤１２６を塗布した後、ウェハボンディング装置を用いてウェハを別のＳｉウェハ２００の表面に固定する（図３１）。ウェハボンディングにより配線層１２２の側から積層構造を張り合わせたＳｉウェハ２００により支持することができる。続いて、上記積層構造の上下を反対にした後、ＣＭＰとＲＩＥを使って元のウェハ１００を除去する。さらに、ＳｉＯ２層１０２および下地層１０４をイオンミリング装置により除去する（図３２）。
【００７９】
次に、図２８で説明したと同様の作製プロセスを用いて、ＭｇＯ層１０６の上面（ＴｂＦｅＣｏ層１０８と反対側の面）にネガレジストを塗布し、電子線描画装置を用いて等間隔に平行に並んだ細線パターンを描画し現像する。するとＭｇＯ層１０６の下面に細線パターンが平行に並んだレジストマスク１２８が形成される（図３３）。続いて、ＭｇＯ層１０６を削るためにウェハをアルゴンイオンミリング装置に導入し、イオンビームを図３３に示すように斜め方向からウェハへ照射する。すると、細線パターンを影としてミリングプロセスが進行し、ＭｇＯ層１０６の表面に傾いた切削面を持った溝１３０が形成される（図３３）。
【００８０】
次に、図２９で説明したと同様の作製プロセスを用いて、ＭｇＯ層１０６上に、図３４に示すような電極１３０が形成される（図２９）。続いて、電極１３０を覆うように、絶縁層１３２となるＳｉＯ２を堆積する。さらに堆積したＳｉＯ２層１３２を化学的機械研磨（ＣＭＰ）で平坦化する。そして、平坦化したＳｉＯ２層１３２上にポジレジストを塗布し、深紫外線露光と現像により電極１３０の一部にあたる部分が抜けるパターンになるようなレジストパターン（図示せず）を形成する。続いて、ウェハを反応性イオンエッチング装置（ＲＩＥ装置）に導入し、底面に電極１１６の表面が露出したビアに相当する溝（図示せず）をＳｉＯ２層１３２に形成する。その後、再びウェハを金属製膜装置に導入し、導電性を良好にする表面処理した後、上記溝を埋め込むように、ＴａとＣｕの順で金属層を堆積する。続いて、ウェハを取り出してＣＭＰで平坦化を行って配線層１３４を形成する（図３４）。
【００８１】
次に、この積層構造を図面の横方向に延伸する細線へ加工する。配線層１３４の表面にネガレジストを塗布し、電子線描画装置と現像装置により細線レジストパターンを形成する。このレジストパターンを保持したままアルゴンイオンミリング装置へウェハを導入し、配線層１３４側からミリングプロセスを行い、接着層１２６と接するＳｉＯ２層１２４の表面が表れるまで切削する。さらに、電子線露光と現像と切削深さの異なるアルゴンミリングをそれぞれ行うことで図３５に示すような、配線１２２、配線１３４、磁性細線１０８がそれぞれ表面に露出した磁性メモリ素子の構造を形成する。
【００８２】
最後に金属膜の成膜と、電子線の露光および現像と、そしてミリング処理を行うことで、図３６に示すように複数の磁性メモリ素子にわたって、配線１２２、配線１３４、および磁性細線１０８それぞれに配線１４２、１４４、１４６を形成する。そして、配線１４２、１４４はそれぞれ電圧信号発生部２０、電圧信号発生部３０に接続し、そして磁性細線１０８の配線１４６はコモン接地端子に接続する。
【００８３】
以上説明したように、第２実施形態によって製造された磁気メモリは、第１実施形態の磁気メモリとなり、第１実施形態と同様に、消費電力を低減することができる。
【００８４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００８５】
１  磁気メモリ
４  磁性細線
６１〜６４  絶縁層
７１〜７４  電極
８１〜８４  絶縁層
９１〜９４  電極
１０  電極
２０  電圧信号発生部
３０  電圧信号発生部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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