(57)【要約】【課題】消費電力を低減できる磁気記憶装置を提供する。【解決手段】実施形態によれば、磁気記憶装置は、金属含有層、第１〜第４磁性層、第１、第２中間層及び制御部を含む。金属含有層は、第１〜第５部分を含む。第１、第２部分の間に第３部分があり、第３、第２部分の間に第４部分があり、第３、第４部分の間に第５部分がある。第１磁性層は、第１方向において第３部分から離れる。第２磁性層は、第３部分と第１磁性層との間にある。第１中間層は、第１、第２磁性層の間にある。第３磁性層は、第１方向において第４部分から離れる。第４磁性層は、第４部分と第３磁性層との間にある。第２中間層は、第３、第４磁性層との間にある。制御部は、第１、第２部分及と接続される。第５部分の第３方向に沿う長さは、第３部分の第３方向に沿う長さよりも長く、第４部分の第３方向に沿う長さよりも長い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む金属含有層と、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れた第１磁性層と、
前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性の第１中間層と、
前記第１方向において前記第４部分から離れた第３磁性層と、
前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられた第４磁性層と、
前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性の第２中間層と、
前記第１部分及び第２部分と電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長く、
前記制御部は、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、
前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、
を実施する、磁気記憶装置。
【請求項２】
前記第５部分長は、前記第２磁性層の前記第３方向に沿う第２磁性層長よりも長く、前記第４磁性層の前記第３方向に沿う第４磁性層長よりも長い、請求項１記載の記憶装置。
【請求項３】
前記第３部分長は、前記第２磁性層の前記第３方向に沿う第２磁性層長よりも長く、
前記第４部分長は、前記第４磁性層の前記第３方向に沿う第４磁性層長よりも長い、請求項１記載の記憶装置。
【請求項４】
前記第３部分は、前記第１方向において前記第２磁性層と重なる第３部分重畳領域を含み、
前記第５部分の前記第１方向に沿う第５部分厚は、前記第３部分重畳領域の前記第１方向に沿う厚さよりも薄い、請求項１〜３のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項５】
前記第５部分の表面は、凹部及び凸部の少なくともいずれかを有し、
前記凹部の深さは、前記第５部分の前記第１方向に沿う第５部分厚の０．１倍以上であり、
前記凸部の高さは、前記第５部分厚の０．１倍以上である、請求項１〜３のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項６】
前記金属含有層は、第１面と、第２面と、を有し、
前記第３部分において、前記第１面は、前記第２面と前記第２磁性層との間に位置し、
前記第２方向に対して垂直な第１平面による前記第５部分の切断面における前記第５部分の外縁の長さは、第１線分長、第２線分長、及び、前記第５部分の前記第１方向に沿う長さの２倍、の和よりも長く、
前記第１線分長は、前記切断面における前記第１面の長さであり、
前記第２線分長は、前記切断面における前記第２面の長さである、請求項１〜３のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項７】
前記第３部分は、前記第２方向に沿う第３部分側面を有し、
前記第５部分は、前記第２方向に沿う第５部分側面を有し、
前記第２方向及び前記第３方向に対して平行な第２平面と、前記第５部分側面と、の間の角度は、前記第２平面と、前記第３部分側面と、の間の角度よりも小さい、請求項１〜６のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項８】
前記金属含有層は、前記第３部分と前記第５部分との間の中間部分を含み、
前記第３部分は、前記第２方向に沿う第３部分側面を有し、
前記第５部分は、前記第２方向に沿う第５部分側面を有し、
前記中間部分は、前記第３部分側面と前記第５部分側面との間の中間部分側面を有し、
前記中間部分側面と前記第２方向との間の角度は、３０度以下である、請求項１〜６のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項９】
第１絶縁部と、
第２絶縁部と、
をさらに備え、
前記第５部分と前記第２絶縁部との間に前記第１絶縁部の少なくとも一部があり、
前記第１絶縁部は、前記第２絶縁部の第２熱伝導率よりも高い第１熱伝導率、及び、前記第２絶縁部の第２比熱よりも高い第１比熱の少なくともいずれかを有する、請求項１〜８のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項１０】
第１絶縁部と、
第２絶縁部と、
をさらに備え、
前記第５部分と前記第２絶縁部との間に前記第１絶縁部の少なくとも一部があり、
前記第１絶縁部は、第１化合物、第２化合物、炭素、及び、シリコン炭化物からなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記第１化合物は、アルミニウム、ベリリウム、イットリウム、マグネシウム及びホウ素からなる群から選択された少なくとも１つの酸化物を含み、
前記第２化合物は、アルミニウム、ベリリウム、イットリウム、マグネシウム及びホウ素からなる群から選択された少なくとも１つの窒化物を含み、
前記第２絶縁部は、シリコン酸化物、及び、シリコン窒化物からなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１〜８のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項１１】
前記第１絶縁部は、第１絶縁領域と、第２絶縁領域と、を含み、
前記第１絶縁領域は、前記第２方向において、前記第１磁性層、前記第２磁性層及び前記第１中間層と、前記第３磁性層、前記第４磁性層及び前記第２中間層との間にあり、
前記第２絶縁領域は、前記第２方向において、前記第１絶縁領域と、前記第３磁性層、前記第４磁性層及び前記第２中間層との間にあり、
前記第２絶縁部の少なくとも一部は、前記第２方向において前記第１絶縁領域と前記第２絶縁領域との間にある、請求項９または１０に記載の磁気記憶装置。
【請求項１２】
前記第１方向において、前記第２絶縁部の少なくとも一部と前記第５部分との間に、前記第１絶縁部の少なくとも一部が位置した、請求項９〜１１のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項１３】
前記第３方向において、前記第２絶縁部の少なくとも一部と前記第５部分との間に、前記第１絶縁部の少なくとも一部が位置した、請求項９〜１１のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項１４】
前記第５部分長は、前記第３部分長の１．１倍以上であり、
前記第５部分長は、前記第４部分長の１．１倍以上である、請求項１〜１３のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項１５】
前記制御部は、前記第１磁性層とさらに電気的に接続され、
前記制御部は、
前記第１動作において前記第１部分と前記第１磁性層との間の第１電位差を第１電圧とし、
前記第１動作において前記第１部分と前記第３磁性層との間の第２電位差を前記第１電圧とは異なる第２電圧とし、
前記第２動作において前記第１電位差を前記第１電圧とし、
前記第２動作において前記第２電位差を前記第２電圧とし、
前記第１動作後における前記第１磁性層と前記第１部分との間の第１電気抵抗は、前記第２動作後における前記第１磁性層と前記第１部分との間の第２電気抵抗とは異なり、
前記第１電気抵抗と前記第２電気抵抗との差の絶対値は、前記第１動作後における前記第３磁性層と前記第１部分との間の第３電気抵抗と、前記第２動作後における前記第３磁性層と前記第１部分との間の第４電気抵抗と、の差の絶対値よりも大きい、請求項１〜１４のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項１６】
前記制御部は、前記第１磁性層とさらに電気的に接続され、
前記制御部は、
前記第１動作において前記第１部分と前記第１磁性層との間の第１電位差を第１電圧とし、
前記第２動作において前記第１電位差を前記第１電圧とし、
前記制御部は、第３動作及び第４動作をさらに実施し、
前記制御部は、
前記第３動作において、前記第１部分と前記第１磁性層との間の第１電位差を前記第１電圧とは異なる第２電圧とし、前記第１電流を前記金属含有層に供給し、
前記第４動作において、前記第１電位差を前記第２電圧とし、前記第２電流を前記金属含有層に供給し、
前記第１動作後における前記第１磁性層と前記第１部分との間の第１電気抵抗は、前記第２動作後における前記第１磁性層と前記第１部分との間の第２電気抵抗とは異なり、
前記第１電気抵抗と前記第２電気抵抗との差の絶対値は、前記第３動作後における前記第１磁性層と前記第１部分との間の電気抵抗と、前記第４動作後における前記第１磁性層と前記第１部分との間の電気抵抗と、の差の絶対値よりも大きい、請求項１〜１４のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項１７】
前記金属層は、第１元素及び第２元素の一方を含み、
前記第１元素は、タンタル及びタングステンよりなる群より選択された少なくとも１つを含み、
前記第２元素は、白金及び金よりなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１〜１６のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項１８】
前記第２磁性層と前記第４磁性層との間の前記第２方向に沿った距離は、前記第２磁性層の前記第２方向に沿う長さよりも長く、前記第４磁性層の前記第２方向に沿う長さよりも長い、請求項１〜１７のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項１９】
第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、を含む金属含有層と、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れた第１磁性層と、
前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性の第１中間層と、
を備え、
前記金属含有層は、前記第１方向において前記第２磁性層と重ならない領域を含み、
前記領域の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う長さは、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長い、磁気記憶装置。
【請求項２０】
前記領域は、前記第１部分と前記第３部分との間、及び、前記第２部分と前記第３部分との間の少なくともいずれかに位置した、請求項１９記載の磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記憶装置において、消費電力の低減が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−４５１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、消費電力を低減できる磁気記憶装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、磁気記憶装置は、金属含有層、第１〜第４磁性層、第１中間層、第２中間層、及び、制御部を含む。前記金属含有層は、第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む。前記第１磁性層は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れる。前記第２磁性層は、前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられる。前記第１中間層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性である。前記第３磁性層は、前記第１方向において前記第４部分から離れる。前記第４磁性層は、前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられる。前記第２中間層は、前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性である。前記制御部は、前記第１部分及び第２部分と電気的に接続される。前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長い。前記制御部は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、を実施する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１（ａ）〜図１（ｄ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的断面図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的斜視図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｄ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｄ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｄ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
【図９】図９（ａ）〜図９（ｃ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する模式的断面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する模式図である。
【図１１】第１実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する模式図である。
【図１２】図１２（ａ）〜図１２（ｇ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置の一部を例示する模式的断面図である。
【図１３】図１３（ａ）〜図１３（ｇ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置の一部を例示する模式的断面図である。
【図１４】図１４（ａ）〜図１４（ｄ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する模式図である。
【図１５】図１５は、第３の実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法を例示するフローチャート図である。
【図１６】図１６（ａ）〜図１６（ｄ）は、第３の実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法を例示する模式図である。
【図１７】図１７（ａ）〜図１７（ｅ）は、第３の実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法を例示する模式図である。
【図１８】図１８（ａ）〜図１８（ｃ）は、第３の実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法を例示する模式図である。
【図１９】図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、第３の実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
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率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。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率が異なって表される場合もある。  
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１実施形態）  
図１（ａ）〜図１（ｄ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式図である。  
図１（ａ）は、斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）のＢ１−Ｂ２線断面図である。図１（ｄ）は、図１（ａ）のＣ１−Ｃ２線断面図である。  
図２は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的断面図である。  
図２は、図１（ａ）のＤ１−Ｄ２線断面図である。
【０００９】
図１（ａ）〜図１（ｄ）に示すように、本実施形態に係る磁気記憶装置１１０は、金属含有層２１、第１磁性層１１、第２磁性層１２、第１中間層１１ｉ、第３磁性層１３、第４磁性層１４、第２中間層１２ｉ及び制御部７０を含む。
【００１０】
第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１中間層１１ｉは、第１積層体ＳＢ１に含まれる。第３磁性層１３、第４磁性層１４及び第２中間層１２ｉは、第２積層体ＳＢ２に含まれる。これらの積層体のそれぞれは、１つのメモリ部（メモリセル）に対応する。このように、磁気記憶装置１１０において、複数の積層体が設けられる。積層体の数は、任意である。
【００１１】
基体２０ｓの上に、金属含有層２１が設けられる。金属含有層２１の上に、上記の積層体が設けられる。基体２０ｓは、基板の少なくとも一部でも良い。基体２０ｓは、例えば、絶縁性である。基体２０ｓは、例えば、酸化シリコン及び酸化アルミニウムの少なくともいずれかを含む基板などを含んでも良い。この酸化シリコンは、例えば、熱酸化シリコンである。
【００１２】
金属含有層２１は、例えば、タンタル（Ｔａ）などを含む。金属含有層２１の材料の例は、後述する。
【００１３】
金属含有層２１は、第１部分２１ａ〜第５部分２１ｅを含む。第３部分２１ｃは、第１部分２１ａと第２部分２１ｂとの間に位置する。第４部分２１ｄは、第３部分２１ｃと第２部分２１ｂとの間に位置する。第５部分２１ｅは、第３部分２１ｃと第４部分２１ｄとの間に位置する。
【００１４】
第３部分２１ｃの上に、第１積層体ＳＢ１が設けられる。第４部分２１ｄの上に、第２積層体ＳＢ２が設けられる。第５部分２１ｅの上には、積層体が設けられない。第５部分２１ｅの上には、後述する絶縁部が設けられる。
【００１５】
第１磁性層１１は、第３部分２１ｃから、第１方向に沿って離れる。第３部分２１ｃの少なくとも一部は、第１方向において第１磁性層１１と重なる。
【００１６】
第１方向を、Ｚ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの軸をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
【００１７】
金属含有層２１において、第１部分２１ａから第２部分２１ｂに向かう方向を第２方向とする。第２方向は、例えば、Ｘ軸方向である。第１方向は、第２方向と交差する。金属含有層２１は、Ｘ軸方向に沿って延びる。
【００１８】
第２磁性層１２は、第３部分２１ｃと第１磁性層１１との間に設けられる。第１中間層１１ｉは、第１磁性層１１と第２磁性層１２との間に設けられる。第１中間層１１ｉは、非磁性である。第１中間層１１ｉと第１磁性層１１との間の別の層が設けられても良い。第１中間層１１ｉと第２磁性層１２との間の別の層が設けられても良い。
【００１９】
第３磁性層１３は、第１方向（Ｚ軸方向）において、第４部分２１ｄから離れる。第４部分２１ｄの少なくとも一部は、第１方向において第３磁性層１３と重なる。第４磁性層１４は、第４部分２１ｄと第３磁性層１３との間に設けられる。第２中間層１２ｉは、第３磁性層１３と第４磁性層１４との間に設けられる。第２中間層１２ｉは、非磁性である。第２中間層１２ｉと第３磁性層１３との間の別の層が設けられても良い。第２中間層１２ｉと第４磁性層１４との間の別の層が設けられても良い。
【００２０】
第１磁性層１１及び第３磁性層１３は、例えば、磁化固定層である。第２磁性層１２及び第４磁性層１４は、例えば、磁化自由層である。第１磁性層１１の第１磁化１１Ｍは、第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍに比べて変化し難い。第３磁性層１３の第３磁化１３Ｍは、第４磁性層１４の第４磁化１４Ｍに比べて変化し難い。第１中間層１１ｉ及び第２中間層１２ｉは、例えば、トンネル層として機能する。
【００２１】
積層体（第１積層体ＳＢ１及び第２積層体ＳＢ２など）は、例えば、磁気抵抗変化素子として機能する。積層体において、例えばＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistance Effect）が生じる。例えば、第１磁性層１１、第１中間層１１ｉ及び第２磁性層１２を含む経路における電気抵抗は、第１磁化１１Ｍの向きと、第２磁化１２Ｍの向きと、の間の差異に応じて変化する。例えば、第３磁性層１３、第２中間層１２ｉ及び第４磁性層１４を含む経路における電気抵抗は、第３磁化１３Ｍの向きと、第４磁化１４Ｍの向きと、の間の差異に応じて変化する。積層体は、例えば、磁気トンネル接合（Magnetic Tunnel Junction：ＭＴＪ）を有する。
【００２２】
この例では、第１磁化１１Ｍ及び第３磁化１３Ｍは、Ｙ軸方向に沿っている。第２磁化１２Ｍ及び第４磁化１４Ｍは、Ｙ軸方向に沿っている。第１磁性層１１及び第３磁性層１３は、例えば、参照層として機能する。第２磁性層１２及び第４磁性層１４は、例えば、記憶層として機能する。
【００２３】
第２磁性層１２及び第４磁性層１４は、例えば、情報を記憶する層として機能する。例えば、第２磁化１２Ｍが１つの方向に向く第１状態が、記憶される第１情報に対応する。第２磁化１２Ｍが別の方向に向く第２状態が、記憶される第２情報に対応する。第１情報は、例えば「０」及び「１」の一方に対応する。第２情報は、「０」及び「１」の他方に対応する。同様に、第４磁化１４Ｍの向きが、これらの情報に対応する。
【００２４】
第２磁化１２Ｍ及び第４磁化１４Ｍは、例えば、金属含有層２１に流れる電流（書き込み電流）により制御することができる。例えば、金属含有層２１の電流（書き込み電流）の向きにより、第２磁化１２Ｍ及び第４磁化１４Ｍの向きを制御することができる。例えば、金属含有層２１は、例えば、Spin Orbit Layer（ＳＯＬ）として機能する。例えば、金属含有層２１と第２磁性層１２との間において生じるスピン軌道トルクによって、第２磁化１２Ｍの向きを変えることができる。例えば、金属含有層２１と第４磁性層１４との間において生じるスピン軌道トルクによって、第４磁化１４Ｍの向きを変えることができる。スピン軌道トルクは、金属含有層２１に流れる電流（書き込み電流）に基づく。
【００２５】
この電流（書き込み電流）は、制御部７０により供給される。制御部は、例えば駆動回路７５を含む。
【００２６】
制御部７０は、第１部分２１ａ、第２部分２１ｂ、第１磁性層１１及び第３磁性層１３と電気的に接続される。この例では、駆動回路７５と、第１磁性層１１と、の間の電流経路上に、第１スイッチ素子Ｓｗ１（例えばトランジスタ）が設けられる。駆動回路７５と第３磁性層１３との間の電流経路上に、第２スイッチ素子Ｓｗ２（例えばトランジスタ）が設けられる。これらのスイッチ素子は、制御部７０に含まれる。
【００２７】
制御部７０は、第１動作（第１書き込み動作）において、第１電流Ｉｗ１（第１書き込み電流）を金属含有層２１に供給する。これにより、第１状態が形成される。第１電流Ｉｗ１は、第１部分２１ａから第２部分２１ｂに向かう電流である。制御部７０は、第２動作（第２書き込み動作）において、第２電流Ｉｗ２（第２書き込み電流）を金属含有層２１に供給する。これにより、第２状態が形成される。第２書き込み電流Ｉｗ２は、第２部分２１ｂから第１部分２１ａに向かう電流である。
【００２８】
第１動作後（第１状態）における第１磁性層１１と第１部分２１ａとの間の第１電気抵抗は、第２動作後（第２状態）における第１磁性層１１と第１部分２１ａとの間の第２電気抵抗とは異なる。
【００２９】
この電気抵抗の差は、例えば、第１状態と第２状態との間における、第２磁化１２Ｍの状態の差に基づく。
【００３０】
制御部７０が第１電流Ｉｗ１を金属含有層２１に供給したときに、第２積層体ＳＢ２において第３状態が形成される。制御部７０が第２電流Ｉｗ２を金属含有層２１に供給したときに、第２積層体ＳＢ２において第４状態が形成される。第３状態における第３磁性層１３と第１部分２１ａとの間の第３電気抵抗は、第４状態における第３磁性層１３と第１部分２１ａとの間の第４電気抵抗とは異なる。
【００３１】
この電気抵抗の差は、例えば、第３状態と第４状態との間における、第４磁化１４Ｍの状態の差に基づく。
【００３２】
制御部７０は、読み出し動作において、第１磁性層１１と第１部分２１ａとの間の電気抵抗に応じた特性（電圧または電流などでも良い）を検出しても良い。制御部７０は、読み出し動作において、第３磁性層１３と第１部分２１ａとの間の電気抵抗に応じた特性（電圧または電流などでも良い）を検出しても良い。
【００３３】
上記の第１スイッチ素子Ｓｗ１及び第２スイッチ素子Ｓｗ２の動作により、第１積層体ＳＢ１（第１メモリセル）及び第２積層体ＳＢ２（第２メモリセル）のいずれかが選択される。所望のメモリセルについての書き込み動作及び読み出し動作が行われる。制御部７０による動作の例については後述する。
【００３４】
実施形態においては、例えば、金属含有層２１の第５部分２１ｅの少なくとも一部の幅が、第３部分２１ｃの幅よりも広い。例えば、金属含有層２１の第５部分２１ｅの少なくとも一部の幅は、第４部分２１ｄの幅よりも広い。
【００３５】
例えば、第１方向（例えばＺ軸方向）及び第２方向（例えばＸ軸方向）と交差する方向を第３方向とする。第３方向は、例えば、Ｙ軸方向である。
【００３６】
図１（ｂ）に示すように、第３部分２１ｃは、第３方向に沿った第３部分長２１ｃｙを有する。図１（ｃ）に示すように、第４部分２１ｄは、第３方向に沿った第４部分長２１ｄｙを有する。図１（ｄ）に示すように、第５部分２１ｅは、第３方向に沿った第５部分長２１ｅｙを有する。図１（ａ）〜図１（ｄ）に示すように、第５部分長２１ｅｙは、第３部分長２１ｃｙよりも長い。第５部分長２１ｅｙは、第４部分長２１ｄｙよりも長い。
【００３７】
金属含有層２１は、第１方向において第２磁性層１２と重ならない領域を有する。この領域の第３方向に沿う長さ（幅）は、第３部分長２１ｅｙよりも長い。この領域は、例えば、第１部分２１ａと第３部分２１ｃとの間、及び、第２部分２１ｂと第３部分２１ｃとの間の少なくともいずれかに位置する。
【００３８】
このように、積層体が設けられない部分において、金属含有層２１の幅が広い。これにより、金属含有層２１の電気抵抗を低減できる。
【００３９】
金属含有層２１の幅が均一で広い第１参考例が考えられる。この場合、積層体が設けられる部分（第３部分２１ｃ及び第４部分２１ｄ）においても幅が広い。金属含有層２１から第２磁性層１２及び第４磁性層１４に加わる磁気的な作用は、金属含有層２１のうちの第２磁性層１２及び第４磁性層１４と対向する領域の電流密度に依存する。第３部分２１ｃ及び第４部分２１ｄの幅が広いと、電流密度が低下する。このため、第１参考例においては、書き込みのための電流が大きくなる。このため、消費電力が増大する。
【００４０】
一方、金属含有層２１の幅が均一で狭い第２参考例が考えられる。この場合、第３部分２１ｃ及び第４部分２１ｄにおける電流密度は高い。しかしながら、金属含有層２１の全体においては幅が狭いため、金属含有層２１の抵抗が上昇する。このため、消費電力が増大する。
【００４１】
これに対して、実施形態においては、第３部分２１ｃ及び第４部分２１ｄにおける幅が狭いため、電流密度は高い。そして、第５部分２１ｅにおける幅が広いため、金属含有層２１の抵抗が高くなることが抑制できる。実施形態においては、効率的に書き込み動作が実施でき、消費電力が抑制できる。
【００４２】
例えば、上記の第２参考例のように、金属含有層２１の抵抗が高いと、金属含有層２１において電圧降下が生じる。このため、金属含有層２１内の位置によって、電流密度が変化する。例えば、金属含有層２１内の位置によって、積層体に加わる電圧が変化する。このため、金属含有層２１内の位置によって、動作条件（例えば、書き込み動作条件または読み出し条件など）が変化する。動作が不安定になりやすい。
【００４３】
これに対して、実施形態によれば、金属含有層２１の抵抗を低減できるため、動作条件の、金属含有層２１内の位置による依存性が抑制できる。安定した動作が実施できる。安定した動作が得られため、メモリセル（積層体）を小さくできる。記憶密度が向上できる。
【００４４】
後述するように、積層体の加工工程において、金属含有層２１の一部が除去される場合がある。この場合、第５部分２１ｅが、第３部分２１ｃよりも薄くなる場合がある。そして、第５部分２１ｅが、第４部分２１ｄよりも薄くなる場合がある。このような場合には、第５部分２１ｅの抵抗が高くなりやすい。実施形態においては、第５部分長２１ｅｙが第３部分長２１ｃｙよりも長く、第４部分長２１ｄｙよりも長い。これにより、このような厚さの差が生じる場合においても、低い電気抵抗を維持できる。
【００４５】
実施形態において、第５部分長２１ｅｙは、例えば、金属含有層２１の、第３部分２１ｃと第４部分２１ｄとの間の部分（第５部分２１ｅ）の第３方向（Ｙ軸方向）に沿った長さの最大値としても良い。
【００４６】
実施形態において、例えば、第５部分長２１ｅｙは、第３部分長２１ｃｙの１．１倍以上である。例えば、第５部分長２１ｅｙは、第４部分長２１ｄｙの１．１倍以上である。第５部分長２１ｅｙが第３部分長２１ｃｙの１．１倍以上のときに、例えば、第５部分長２１ｅｙにおける抵抗が効果的に低下でき、金属含有層２１の全体の抵抗が低下できる。
【００４７】
一方、複数の金属含有層の間の距離は、ショートを抑制するために、一定以上にされる。このとき、第５部分長２１ｅｙが過度に長いと、例えば、複数の金属含有層のピッチが大きくなり、記憶密度が低下する。例えば、第５部分長２１ｅｙが第３部分長２１ｃｙの１．５倍以下である。このときに、例えば、ピッチを実質的に増大せずに、金属含有層２１の抵抗を効果的に低減できる。
【００４８】
磁気記憶装置１１０の例では、第５部分長２１ｅｙは、磁性層のＹ軸方向の長さよりも長い。例えば、図１（ｂ）に示すように、第２磁性層１２は、第３方向（例えばＹ軸方向）に沿う第２磁性層長１２ｙを有する。第４磁性層１４は、第３方向に沿う第４磁性層長１４ｙを有する。第５部分長２１ｅｙは、第２磁性層長１２ｙよりも長い。第５部分長２１ｅｙは、第４磁性層長１４ｙよりも長い。
【００４９】
この例では、第３部分２１ｃの第３部分長２１ｃｙは、第２磁性層長１２ｙよりも長い。第４部分２１ｄの第４部分長２１ｄｙは、第４磁性層長１４ｙよりも長い。
【００５０】
図１（ｂ）〜図１（ｄ）に示すように、金属含有層２１の側面は、Ｚ軸方向に対して傾斜しても良い。この場合、金属含有層２１に関する第３方向の長さは、厚さ方向の中央における第３方向の長さとしても良い。
【００５１】
例えば、図１（ｂ）〜図１（ｄ）に示すように、金属含有層２１は、第１面２１ｆａ及び第２面２１ｆｂを有する。第１面２１ｆａは、上面である。第２面２１ｆｂは、下面である。例えば、第３部分２１ｃにおいて、第１面２１ｆａは、第２面２１ｆｂと第２磁性層１２との間に位置する。例えば、第４部分２１ｄにおいて、第１面２１ｆａは、第２面２１ｆｂと第４磁性層１４との間に位置する。この例では、第１面２１ｆａ（上面）におけるＹ軸方向に沿う長さは、第２面２１ｆｂ（下面）におけるＹ軸方向に沿う長さよりも短い。このような場合、金属含有層２１の厚さ方向の中央におけるＹ軸方向に沿う長さを、金属含有層２１のＹ軸方向に長さとして用いても良い。第１面２１ｆａ（上面）におけるＹ軸方向に沿う長さと、第２面２１ｆｂ（下面）におけるＹ軸方向に沿う長さと、の平均を、金属含有層２１のＹ軸方向に長さとして用いても良い。磁性層に関する長さも同様である。
【００５２】
図２に示すように、第２磁性層１２の第２方向（Ｘ軸方向）に沿う長さを長さ１２ｘとする。第４磁性層１４の第２方向（Ｘ軸方向）に沿う長さを長さ１４ｘとする。第２磁性層１２と第４磁性層１４との間の第２方向（Ｘ軸方向）に沿った距離を距離２１ｅｘとする。距離２１ｅｘは、第５部分２１ｅの第２方向に沿った長さに対応する。例えば、距離２１ｅｘは、長さ１２ｘよりも長くても良い。例えば、距離２１ｅｘは、長さ１４ｘよりも長くても良い。距離２１ｅｘが長くなると、例えば、金属含有層２１の熱が、２つの積層体の間を介して放熱し易くなる。
【００５３】
上記の長さ、厚さ及び幅などに関する情報は、例えば、透過型電子顕微鏡などにより得られる。
【００５４】
図３は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。  
図４は、第１実施形態に係る磁気記憶装置を例示する模式的斜視図である。  
これらの図は、磁気記憶装置１１０の構成を例示している。
【００５５】
図３に示すように、磁気記憶装置１１０において、例えば、複数の電極２２Ｘ、及び、複数の金属含有層２１Ｘが設けられる。複数の電極２２Ｘは、例えばＹ軸方向に延びる。複数の電極２２Ｘは、Ｘ軸方向に並ぶ。複数の電極２２Ｘの１つは、電極２２である。複数の電極２２Ｘの別の１つは、電極２２Ａである。複数の金属含有層２１Ｘは、例えばＸ軸方向に延びる。複数の金属含有層２１Ｘは、Ｙ軸方向に並ぶ。複数の金属含有層２１Ｘの１つは、金属含有層２１である。複数の金属含有層２１Ｘの別の１つは、金属含有層２１Ａである。
【００５６】
例えば、複数の電極２２Ｘと複数の金属含有層２１Ｘとの間に、積層体ＳＢ０が設けられる。
【００５７】
図４に示すように、例えば、金属含有層２１と電極２２との間に、第１積層体ＳＢ１が設けられる。金属含有層２１と電極２２Ａとの間に、第２積層体ＳＢ２が設けられる。
【００５８】
図３に示すように、例えば、複数の電極２２Ｘのピッチは、「２Ｆ」である。複数の金属含有層２１Ｘのピッチは、例えば「３Ｆ」である。「Ｆ」は、例えば、最小加工寸法である。
【００５９】
図３に示すように、制御部７０は、第１〜第３回路７１〜７３を含む。第１回路７１は、金属含有層２１の第１部分２１ａと電気的に接続される。第２回路７２は、金属含有層２１の第２部分２１ｂと電気的に接続される。第３回路７３は、電極２２を介して、積層体ＳＢ１（第１磁性層１１）と電気的に接続される。第１回路７１は、複数の金属含有層２１Ｘの一端のそれぞれと電気的に接続される。第２回路７２は、複数の金属含有層２１Ｘの他端のそれぞれと電気的に接続される。第３回路７３は、複数の電極２２Ｘのそれぞれと電気的に接続される。図３においては、スイッチ素子（図１（ａ）参照）は省略されている。
【００６０】
図５（ａ）〜図５（ｄ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。  
図５（ａ）〜図５（ｄ）に示すように、磁気記憶装置１１１ａ〜１１１ｄにおいては、金属含有層２１のＹ軸方向に沿った幅（第３部分長２１ｃｙ、第５部分長２１ｅｙ及び第４部分長２１ｄｙなど）は、ステップ状に変化している。
【００６１】
磁気記憶装置１１１ａにおいては、金属含有層２１のうちの幅が広い部分（第５部分２１ｅ）は、Ｘ軸方向において第２磁性層１２から離れている。第３部分長２１ｃｙは、第２磁性層長１２ｙと実質的に同じである。磁気記憶装置１１１ａにおいては、２つの積層体ＳＢ０の間の一部において、金属含有層２１の幅が、第３部分長２１ｃｙと同様に狭い。この領域においては、例えば、金属含有層２１を流れる電流の実効的な方向が、積層体ＳＢ０の短軸方向に沿う。これにより、例えば、スピンコヒーレンシーが向上する。これにより、例えば、第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍの反転速度が高くなる。２つの積層体ＳＢ０の間の一部に設けられる、金属含有層２１の幅が第３部分長２１ｃｙと実質的に同じ領域のＸ軸方向の長さＬ１は、例えば、１ｎｍ以上６ｎｍである。これにより、例えば、長さＬ１が、スピン拡散長の２倍以下となる。これにより、例えば、スピンコヒーレンシーが効果的に増加する。
【００６２】
磁気記憶装置１１１ｂにおいては、第３部分長２１ｃｙは、第２磁性層長１２ｙよりも長い。
【００６３】
磁気記憶装置１１１ｃにおいては、金属含有層２１のうちの幅が広い部分（第５部分２１ｅ）と、幅が狭い部分（例えば、第３部分２１ｃ）と、の境界のＸ軸方向における位置は、第２磁性層１２の外縁のＸ軸方向における位置と実質的に重なる。磁気記憶装置１１１ｃにおいては、積層体ＳＢ０のＸ軸方向に沿う側面と、積層体ＳＢ０のＹ軸方向に沿う側面と、に、互いに異なる材料の膜を形成することが容易になる。異なる材料を設けることで、例えば、積層体ＳＢ０（例えば、ＭＴＪ素子）に、異方性の作用（例えば応力など）を加え易くなる。例えば、積層体ＳＢ０に外部から加わる磁界などを異方的に制御することが容易になる。これにより、例えば、ＭＴＪ素子の動作をアシストし易くなる。
【００６４】
磁気記憶装置１１１ｄにおいては、金属含有層２１のうちの幅が広い部分は、Ｙ軸方向において、第２磁性層１２の一部と重なる。磁気記憶装置１１１ｄにおいては、金属含有層２１の幅が、積層体ＳＢ０の下で局所的に小さくなっている。これにより、電流密度が局所的に上昇する。これにより、記憶層（第２磁性層１２など）に局所的に強いトルクを与えることができる。例えば、磁化の反転の核が形成される。例えば、書き込み電流（第１電流Ｉｗ１及び第２電流Ｉｗ２など）を低減できる。消費電力が低減できる。
【００６５】
金属含有層２１のうちの幅が広い部分と、第２磁性層１２とが、Ｙ軸方向で重なるＸ軸方向の長さＬ２は、例えば、０．５ｎｍ以上３ｎｍ以下である。これにより、例えば、長さＬ２が、実質的にスピン拡散長以下となる。これにより、高密度な偏極されたスピンが、効率的に記憶層に作用する。
【００６６】
図６（ａ）〜図６（ｄ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。  
図６（ａ）〜図６（ｄ）に示すように、磁気記憶装置１１１ｅ〜１１１ｈにおいては、金属含有層２１のＹ軸方向に沿った幅（第３部分長２１ｃｙ、第５部分長２１ｅｙ及び第４部分長２１ｄｙなど）は、連続的に変化している。磁気記憶装置１１１ｅ〜１１１ｈにおけるこれ以外の構成は、磁気記憶装置１１１ａ〜１１１ｄの構成と同様である。
【００６７】
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。  
図７（ａ）及び図７（ｄ）に示すように、磁気記憶装置１１１ｉ及び１１１ｊにおいて、金属含有層２１のＹ軸方向の幅は、連続的に変化している。磁気記憶装置１１１ｉ及び１１１ｊにおけるこれ以外の構成は、磁気記憶装置１１１ａの構成と同様である。磁気記憶装置１１１ｉ及び１１１ｊにおいては、金属含有層２１のＹ軸方向に沿った幅の変化は、磁気記憶装置１１１ｅ〜１１１ｈに比べて、緩やかである。
【００６８】
金属含有層２１は、例えば、第３部分２１ｃと第５部分２１ｅとの間の中間部分２１ｍを含む。第３部分２１ｃは、第２方向（Ｘ軸方向）に沿う第３部分側面２１ｃｓを有する。第５部分２１ｅは、第２方向に沿う第５部分側面２１ｅｓを有する。中間部分２１ｍは、第３部分側面２１ｃｓと第５部分側面２１ｅｓとの間の中間部分側面２１ｍｓを有する。中間部分側面２１ｍｓと第２方向（Ｘ軸方向）との間の角度を角度θとする。角度θは、３０度以下であることが好ましい。
【００６９】
角度θが小さいと、例えば、金属含有層２１を流れる電流の方向が緩やかに曲げられる。一方、金属含有層２１のＹ軸方向の幅が急激に変化する場合は、幅が急激に変化する場所のコーナー部において電流の方向が急に変化する。この場合には、例えば、スピンコヒーレンシーの低下が大きくなる。角度θを小さくすることで、例えば、スピンの散乱を抑制できる。角度θが３０度以下のときに、スピンの散乱が効果的に抑制できる。
【００７０】
図８（ａ）〜図８（ｄ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する模式的平面図である。
【００７１】
図８（ａ）〜図８（ｄ）に示す磁気記憶装置１１１ｋ〜１１１ｎにおいても、第５部分長２１ｅｙは、第３部分長２１ｃｙよりも長い。第５部分長２１ｅｙは、第４部分長２１ｄｙよりも長い。磁気記憶装置１１１ｋにおいては、第３部分２１ｃと第４部分２１ｄとの間の部分の一部において、金属含有層２１の幅は、第３部分長２１ｃｙよりも短く、第４部分長２１ｄｙよりも短い。この場合も、第３部分２１ｃと第４部分２１ｄとの間の部分の他の一部において、金属含有層２１の幅は、第３部分長２１ｃｙよりも長い。これにより、金属含有層２１の全体の抵抗を低くできる。
【００７２】
磁気抵抗素子１１１ｌ及び１１１ｎのように、積層体ＳＢ０のＹ軸方向の中心の位置が、金属含有層２１のＹ軸方向の中心の位置に対してシフトしても良い。磁気記憶装置１１１ｍ及び１１１ｎのように、金属含有層２１の幅の変化は、＋Ｙ軸方向と−Ｙ軸方向とにおいて、互いに異なっても良い。
【００７３】
図９（ａ）〜図９（ｃ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する模式的断面図である。  
図９（ａ）は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線に対応する断面図である。図９（ｂ）は、図１（ａ）のＢ１−Ｂ２線に対応する断面図である。図９（ｃ）は、図１（ａ）のＣ１−Ｃ２線に対応する断面図である。
【００７４】
図９（ａ）〜図９（ｃ）に示すように、本実施形態に係る別の磁気記憶装置１１０ａにおいては、金属含有層２１の側面に傾斜（テーパ）が設けられている。この例では、第５部分２１ｅにおけるテーパは、第３部分２１ｃ及び第４部分２１ｄにおけるテーパよりも緩やかである。
【００７５】
例えば、図９（ａ）に示すように、第３部分２１ｃは、第３部分側面２１ｃｓを有する。第３部分側面２１ｃｓは、第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う。図９（ｂ）に示すように、第４部分２１ｄは、第４部分側面２１ｄｓを有する。第４部分側面２１ｄｓは、第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う。図９（ｃ）に示すように、第５部分２１ｅは、第５部分側面２１ｅｓを有する。第５部分側面２１ｅｓは、第２方向（例えばＸ軸方向）に沿う。
【００７６】
第２方向（例えばＸ軸方向）及び第３方向（例えばＹ軸方向）に対して平行な平面をＸ−Ｙ平面（第２平面）とする。
【００７７】
第３部分側面２１ｃｓのテーパ角θ３は、Ｘ−Ｙ平面と、第３部分側面２１ｃｓと、の間の角度である。第４部分側面２１ｄｓのテーパ角θ４は、Ｘ−Ｙ平面と、第４部分側面２１ｄｓと、の間の角度である。第５部分側面２１ｅｓのテーパ角θ５は、Ｘ−Ｙ平面と、第５部分側面２１ｅｓと、の間の角度である。例えば、テーパ角θ５は、テーパ角θ３よりも小さい。例えば、テーパ角θ５は、テーパ角θ４よりも小さい。
【００７８】
例えば、テーパ角の差が設けられることにより、第５部分長２１ｅｙと第３部分長２１ｃｙとの差を大きくし易くなる。第５部分長２１ｅｙと第４部分長２１ｄｙとの差を大きくし易くなる。
【００７９】
図１０（ａ）〜図１０（ｄ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する模式図である。  
図１０（ａ）は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線に対応する断面図である。図１０（ｂ）は、図１（ａ）のＢ１−Ｂ２線に対応する断面図である。図１０（ｃ）は、図１（ａ）のＣ１−Ｃ２線に対応する断面図である。図１０（ｄ）は、図１（ａ）のＤ１−Ｄ２線に対応する断面図である。
【００８０】
これらの図に示すように、本実施形態に係る磁気記憶装置１１２においては、第１絶縁部４１及び第２絶縁部４２が設けられている。さらに、第５部分２１ｅの厚さが、第３部分２１ｃの厚さよりも薄く、第４部分２１ｄの厚さよりも薄い。磁気記憶装置１１２におけるこれ以外の構成は、磁気記憶装置１１０と同様であるので、説明を省略する。
【００８１】
図１０（ａ）及び図１０（ｄ）に示すように、第３部分２１ｃは、第３部分重畳領域２１ｃｃを含む。第３部分重畳領域２１ｃｃは、第１方向（Ｚ軸方向）において、第２磁性層１２と重なる。第３部分重畳領域２１ｃｃは、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う厚さ２１ｃｔを有する。
【００８２】
図１０（ｂ）及び図１０（ｄ）に示すように、第４部分２１ｄは、第４部分重畳領域２１ｄｃを含む。第４部分重畳領域２１ｄｃは、第１方向（Ｚ軸方向）において、第４磁性層１４と重なる。第４部分重畳領域２１ｄｃは、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う厚さ２１ｄｔを有する。
【００８３】
図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）に示すように、第５部分２１ｅは、第１方向（Ｚ軸方向）に沿う第５部分厚２１ｅｔを有する。第５部分厚２１ｅｔは、第３部分重畳領域２１ｃｃの厚さ２１ｃｔよりも薄い。第５部分厚２１ｅｔは、第４部分重畳領域２１ｄｃの厚さ２１ｄｔよりも薄い。
【００８４】
このように、磁性層が設けられていない部分における金属含有層２１の厚さは、磁性層が設けられている部分における金属含有層２１の厚さよりも薄い。例えば、積層体ＳＢ０は、積層体ＳＢ０となる積層膜を加工することに形成される。この加工の際に、金属含有層２１となる膜の一部が除去される場合がある。例えば、これにより、上記の厚さの差が生じる。
【００８５】
実施形態においては、金属含有層２１の薄い部分（第５部分２１ｅ）の幅（第５部分長２１ｅｙ）が他の部分の幅よりも広く設定される。これにより、薄い部分における抵抗の上昇が、効果的に抑制できる。
【００８６】
図１０（ｃ）に示すように、第５部分２１ｅと第２絶縁部４２との間に、第１絶縁部４１の少なくとも一部がある。第１絶縁部４１は、第２絶縁部４２の第２熱伝導率よりも高い第１熱伝導率、及び、第２絶縁部４２の第２比熱よりも高い第１比熱の少なくともいずれかを有する。このような構成により、例えば、第５部分２１ｅの熱を、第１絶縁部４１を介して効率的に放熱することができる。
【００８７】
第１絶縁部４１は、例えば、第１化合物、第２化合物、炭素、及び、シリコン炭化物からなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１化合物は、アルミニウム、ベリリウム、イットリウム、マグネシウム及びホウ素からなる群から選択された少なくとも１つの酸化物を含む。第２化合物は、アルミニウム、ベリリウム、イットリウム、マグネシウム及びホウ素からなる群から選択された少なくとも１つの窒化物を含む。このような材料を用いることで、第１絶縁部４１により、効率的な放熱が得られる。
【００８８】
一方、第２絶縁部４２は、シリコン酸化物、及び、シリコン窒化物からなる群から選択された少なくとも１つを含む。このような材料を用いることで、高い絶縁性が得られる。例えば、高い信頼性が得られる。
【００８９】
図１０（ａ）及び図１０（ｄ）に示すように、この例では、第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１中間層１１ｉと、第２絶縁部４２との間に、第１絶縁部４１が設けられる。例えば、第１積層体ＳＢ１の熱が第１絶縁部４２を介して効率的に放熱される。
【００９０】
同様に、図１０（ｂ）及び図１０（ｄ）に示すように、第３磁性層１３、第４磁性層１４及び第２中間層１２ｉと、第２絶縁部４２との間に、第１絶縁部４１が設けられる。例えば、第２積層体ＳＢ２の熱が第１絶縁部４２を介して効率的に放熱される。
【００９１】
図１０（ｄ）に示すように、第１絶縁部４１は、第１絶縁領域４１ａと、第２絶縁領域４１ｂと、を含む。第１絶縁領域４１ａは、第２方向（Ｘ軸方向）において、第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１中間層１１ｉと、第３磁性層１３、第４磁性層１４及び第２中間層１２ｉとの間にある。第２絶縁領域４１ｂは、第２方向において、第１絶縁領域４１ａと、第３磁性層１３、第４磁性層１４及び第２中間層１２ｉとの間にある。第２絶縁部４２の少なくとも一部は、第２方向において、第１絶縁領域４１ａと第２絶縁領域４１ｂとの間にある。
【００９２】
図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）に示すように、第１方向（Ｚ軸方向）において、第２絶縁部４２の少なくとも一部と、第５部分２１ｅとの間に、第１絶縁部４１の少なくとも一部（例えば、第３絶縁領域４１ｃ）が位置する。
【００９３】
図１０（ｃ）に示すように、第３方向（Ｙ軸方向）において、第２絶縁部４２の少なくとも一部と、第５部分２１ｅと、の間に、第１絶縁部４１の少なくとも一部が位置する。
【００９４】
図１１は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する模式図である。  
図１１に示すように、本実施形態に係る磁気記憶装置１１３においては、積層絶縁部４５及び第２絶縁部４２が設けられている。磁気記憶装置１１３におけるこれ以外の構成は、磁気記憶装置１１２と同様であるので、説明を省略する。
【００９５】
積層絶縁部４５は、第１積層絶縁領域４５ａと、第２積層絶縁領域４５ｂと、を含む。第１積層絶縁領域４５ａは、第２方向（Ｘ軸方向）において、第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１中間層１１ｉと、第３磁性層１３、第４磁性層１４及び第２中間層１２ｉとの間にある。第２積層絶縁領域４５ｂは、第２方向において、第１積層絶縁領域４５ａと、第３磁性層１３、第４磁性層１４及び第２中間層１２ｉとの間にある。第２絶縁部４２の少なくとも一部は、第２方向において、第１積層絶縁領域４５ａと第２積層絶縁領域４５ｂとの間にある。
【００９６】
第１方向（Ｚ軸方向）において、第２絶縁部４２の少なくとも一部と、第５部分２１ｅとの間に、積層絶縁部４５の少なくとも一部（例えば、第３積層絶縁領域４５ｃ）が位置する。
【００９７】
積層絶縁部４５は、例えば、第１層４５ｐ、第２層４５ｑ及び第３層４５ｒを含む。例えば、第１方向において、第３層４５ｒと第５部分２１ｅ（金属含有層２１）との間に第２層４５ｑが設けられる。第１方向において、第２層４５ｑと第５部分２１ｅ（金属含有層２１）との間に第１層４５ｐが設けられる。第１層４５ｐは、例えば、金属含有層２１と接する。
【００９８】
例えば、第１層４５ｐにおける酸素の濃度は、第２層４５ｑにおける酸素の濃度よりも低い。例えば、第１層４５ｐにおける酸素の濃度は、第３層４５ｒにおける酸素の濃度よりも低い。酸素濃度が低い第１層４５ｐが金属含有層２１の側に設けられることで、例えば、金属含有層２１の酸化が抑制される。これにより、低い電気抵抗が維持できる。
【００９９】
第３層４５ｒにおけるエッチングレートは、第２層４５ｑにおけるエッチングレートよりも高い。エッチングレートが高い第３層４５ｒを用いることで、例えば、積層体（第１積層体ＳＢ１及び第２積層体ＳＢ２など）となる積層膜、及び、金属含有層２１となる金属含有膜の加工において、金属含有層２１を所望の形状に加工し易くできる。エッチング加工における加工速度が調整できる。
【０１００】
第１層４５ｐは、例えば、窒化シリコンを含む。第２層４５ｑは、例えば、酸化アルミニウムを含む。第３層４５ｒは、例えば、酸化シリコン、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンを含む。複数の膜を含む積層絶縁部４５を用いることで、高い絶縁性が得られる。
【０１０１】
以下、第５部分２１ｅの断面の構成の例について説明する。  
図１２（ａ）〜図１２（ｇ）、及び、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）は、第１実施形態に係る磁気記憶装置の一部を例示する模式的断面図である。
【０１０２】
これらの図は、第５部分２１ｅをＺ−Ｙ平面で切断したときの断面を例示している。
【０１０３】
図１２（ａ）に示す例においては、第５部分２１ｅの断面は、実質的に長方形である。金属含有層２１は、第１面２１ｆａ及び第２面２１ｆｂを有している。第１面２１ｆａは、例えば、上面である。第２面２１ｆｂは、下面である。既に説明したように、第３部分２１ｃにおいて、第１面２１ｆａは、第２面２１ｆｂと第２磁性層１２との間に位置する（図１（ｂ）参照）。
【０１０４】
Ｚ−Ｙ平面（第２方向に対して垂直な第１平面）による第５部分２１ｅの切断面において、第１面２１ｆａの長さは、第１線分長２１ｅｙａである。Ｚ−Ｙ平面により第５部分２１ｅの切断面において、第２面２１ｆｂの長さは、第２線分長２１ｅｙｂである。
【０１０５】
図１２（ａ）の例においては、この切断面における第５部分２１ｅの外縁の長さは、実質的に、第１線分長２１ｅｙａ、第２線分長２１ｅｙｂ、及び、第５部分厚２１ｅｔの２倍の和である。
【０１０６】
図１２（ｂ）〜図１２（ｇ）に示す例では、第５部分２１ｅの断面は、長方形ではない。これらの例においては、断面の外縁の長さは、上記の和よりも長い。例えば、これらの例においては、第２方向（Ｘ軸方向）に対して垂直な第１平面（Ｚ−Ｙ平面）による第５部分２１ｅの切断面における第５部分２１ｅの外縁の長さは、第１線分長２１ｅｙａ、第２線分長２１ｅｙｂと、及び、第５部分厚２１ｅｔ（第５部分２１ｅの第１方向（Ｚ軸方向）に沿う長さ）の２倍、の和よりも長い。このような場合には、断面が長方形の場合に比べて、第５部分２１ｅの切断面における外縁の長さが長い。これにより、第５部分２１ｅにおいて、高い放熱性が得られる。
【０１０７】
図１２（ｂ）、図１２（ｃ）、図１２（ｄ）及び図１２（ｇ）の例では、第５部分２１ｅの表面は、凹部及び凸部の少なくともいずれかを有している。これらの例では、この表面は、第５部分２１ｅの側面である。側面は、第２方向に沿っている。例えば、凹部の深さは、第５部分厚２１ｅｔ（第５部分２１ｅの第１方向に沿う厚さ）の０．１倍以上である。例えば、凸部の高さは、第５部分厚２１ｅｔの０．１倍以上である。
【０１０８】
図１２（ｅ）及び図１２（ｆ）に示す例では、第５部分２１ｅの側面は、Ｚ軸方向に対して傾斜している。
【０１０９】
図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に示す例においても、Ｚ−Ｙ平面による第５部分２１ｅの切断面における第５部分２１ｅの外縁の長さは、第１線分長２１ｅｙａ、第２線分長２１ｅｙｂと、及び、第５部分厚２１ｅｔの２倍、の和よりも長い。これらの例においては、第５部分２１ｅの表面（第１面２１ｆａ及び第２面２１ｆｂの少なくともいずれか）は、凹部及び凸部の少なくともいずれかを有している。例えば、凹部の深さは、第５部分厚２１ｅｔの０．１倍以上である。例えば、凸部の高さは、第５部分厚２１ｅｔの０．１倍以上である。これのより、第５部分２１ｅにおいて、高い放熱性が得られる。
【０１１０】
このように、本実施形態において、金属含有層２１の幅は、種々の変形が可能である。
【０１１１】
実施形態において、積層体ＳＢ０のＹ軸方向の中心と、金属含有層２１のＹ軸方向に中心とは、一致しても良く、シフトしても良い。実施形態において、金属含有層２１のＹ軸方向の２つの端部において、テーパ形状の差、及び、テーパ角度の差の少なくともいずれかが設けられても良い。
【０１１２】
以下、金属含有層２１、第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１中間層１１ｉの例について説明する。以下の金属含有層２１に関する説明は、他の金属含有層２１Ｘ（金属含有層２１Ａなど）に適用できる。以下の第１磁性層１１に関する説明は、第３磁性層１３に適用できる。以下の第２磁性層１２に関する説明は、第４磁性層１４に適用できる。以下の第１中間層１１ｉに関する説明は、第２中間層１２ｉに適用できる。
【０１１３】
金属含有層２１は、例えば、高いスピンホール効果を有する材料を含んでも良い。例えば、金属含有層２１は、第２磁性層１２と接する。例えば、金属含有層２１は、第２磁性層１２にスピン軌道トルクを付与する。金属含有層２１は、例えば、Spin Orbit Layer（ＳＯＬ）として機能しても良い。例えば、金属含有層２１と第２磁性層１２との間において生じるスピン軌道トルクによって、第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍの向きを変えることができる。例えば、金属含有層２１を流れる電流（書き込み電流）の向き（第１電流Ｉｗ１の向きまたは第２電流Ｉｗ２の向き）に応じて、第２磁化１２Ｍの方向を制御できる。
【０１１４】
金属含有層２１は、例えば、タンタル及びタングステンよりなる群より選択された少なくとも１つを含む。金属含有層２１は、例えば、β−タンタル及びβ−タングステンよりなる群より選択された少なくとも１つを含む。これらの材料におけるスピンホール角は、負である。これらの材料におけるスピンホール角の絶対値は大きい。これにより、書き込み電流により、第２磁化１２Ｍを効率的に制御できる。
【０１１５】
金属含有層２１は、白金及び金よりなる群から選択された少なくとも１つを含んでも良い。これらの材料におけるスピンホール角は、正である。これらの材料におけるスピンホール角の絶対値は大きい。これにより、書き込み電流により、第２磁化１２Ｍを効率的に制御できる。
【０１１６】
スピンホール角の極性により、第２磁性層１２に加わるスピン軌道トルクの方向（向き）が異なる。例えば、金属含有層２１は、第２磁性層１２にスピン軌道相互作用トルクを与える。
【０１１７】
第２磁性層１２は、例えば、磁化自由層である。第２磁性層１２は、例えば、強磁性材料及び軟磁性材料の少なくともいずれかを含む。第２磁性層１２は、例えば、人工格子を含んでも良い。
【０１１８】
第２磁性層１２は、例えば、ＦｅＰｄ（鉄−パラジウム）、ＦｅＰｔ（鉄−白金）、ＣｏＰｄ（コバルト−パラジウム）及びＣｏＰｔ（コバルト−白金）よりなる群から選択された少なくとも１つを含む。上記の軟磁性材料は、例えば、ＣｏＦｅＢ（コバルト−鉄−ボロン）を含む。上記の人工格子は、例えば、第１膜と第２膜を含む積層膜を含む。第１膜は、例えば、ＮｉＦｅ（ニッケル−鉄）、Ｆｅ（鉄）及びＣｏ（コバルト）の少なくともいずれかを含む。第２膜は、例えば、Ｃｕ（銅）、Ｐｄ（パラジウム）及びＰｔ（白金）の少なくともいずれかを含む。第１膜は、例えば、磁性材料であり、第２膜は、非磁性材料である。
【０１１９】
第２磁性層１２は、例えば、フェリ磁性材料を含んでも良い。
【０１２０】
実施形態において、例えば、第２磁性層１２は、面内磁気異方性を有する。これにより、例えば、金属含有層２１から、磁化方向と反平行な偏極スピンを得ることができる。例えば、第２磁性層１２は、面内の形状磁気異方性、面内の結晶磁気異方性、及び、応力などによる面内の誘導磁気異方性の少なくともいずれかを有しても良い。
【０１２１】
第１中間層１１ｉは、例えば、ＭｇＯ（酸化マグネシウム）、ＣａＯ（酸化カルシウム）、ＳｒＯ（酸化ストロンチウム）、ＴｉＯ（酸化チタン）、ＶＯ（酸化バナジウム）、ＮｂＯ（酸化ニオブ）及びＡｌ２Ｏ３（酸化アルミニウム）よりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第１中間層１１ｉは、例えば、トンネルバリア層である。第１中間層１１ｉがＭｇＯを含む場合、第１中間層１１ｉの厚さは、例えば、約１ｎｍである。
【０１２２】
第１磁性層１１は、例えば、参照層である。第１磁性層１１は、例えば磁気固定層である。第１磁性層１１は、例えば、Ｃｏ（コバルト）、ＣｏＦｅＢ（コバルト−鉄−ボロン）を含む。第１磁性層１１の第１磁化１１Ｍは、面内の実質的に１つの方向（Ｚ軸方向と交差する方向）に固定される。第１磁性層１１は、例えば、面内磁化膜となる。
【０１２３】
例えば、第１磁性層１１（参照層）の厚さは、第２磁性層１２（自由層）の厚さよりも厚い。これにより、第１磁性層１１の第１磁化１１Ｍが所定の方向に安定して固定される。
【０１２４】
実施形態において、例えば、基体２０ｓは、酸化アルミニウムである。金属含有層２１は、Ｔａ層（厚さは、例えば、３ｎｍ以上１０ｎｍ以下）である。第２磁性層１２は、例えば、ＣｏＦｅＢ層（厚さは、例えば、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下）を含む。第１中間層１１ｉは、ＭｇＯ層（厚さは、例えば、０．８ｎｍ以上１．２ｎｍ以下）を含む。
【０１２５】
第１磁性層１１は、例えば、第１〜第３膜を含んでも良い。第１膜は、第３膜と第１中間層１１ｉとの間に設けられる。第２膜は、第１膜と第３膜との間に設けられる。第１膜は、例えば、ＣｏＦｅＢ膜（厚さは、例えば、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下）を含む。第２膜は、例えば、Ｒｕ膜（厚さは、例えば、０．７ｎｍ以上０．９ｎｍ以下）を含む。第３膜は、例えば、ＣｏＦｅＢ膜（厚さは、例えば、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下）を含む。
【０１２６】
例えば、強磁性層が設けられても良い。強磁性層と第１中間層１１ｉとの間に、第１磁性層１１が設けられる。強磁性層は、例えば、ＩｒＭｎ層（厚さは７ｎｍ以上９ｎｍ以下）である。強磁性層は、第１磁性層１１の第１磁化１１Ｍを固定する。この強磁性層の上にＴａ層が設けられても良い。
【０１２７】
以下、本実施形態に係る磁気記憶装置の動作の例について説明する。  
既に説明したように、制御部７０は、第１積層体ＳＢ１（第１磁性層１１）及び第２積層体ＳＢ２（第３磁性層１３）と、電気的に接続されている。第１積層体ＳＢ１に情報を書き込むときには、第１磁性層１１に所定の選択電圧が印加される。このとき、第２積層体ＳＢ２には、非選択電圧が印加される。一方、第２積層体ＳＢ２に情報を書き込むときには、第３磁性層１３に所定の選択電圧が印加される。このとき、第１積層体ＳＢ１には、非選択電圧が印加される。０ボルトの電圧の印加も、「電圧の印加」に含まれる。選択電圧の電位は、非選択電圧の電位とは異なる。
【０１２８】
例えば、制御部７０は、第１書き込み動作において、第１磁性層１１を、第３磁性層１３の電位（例えば、非選択電位）とは異なる電位（例えば、選択電位）に設定する。制御部７０は、第２書き込み動作において、第１磁性層１１を、第３磁性層１３の電位（例えば、非選択電位）とは異なる電位（例えば、選択電位）に設定する。
【０１２９】
例えば、制御部７０は、第３書き込み動作において、第３磁性層１３を、第１磁性層１１の電位（例えば、非選択電位）とは異なる電位（例えば、選択電位）に設定する。制御部７０は、第４書き込み動作において、第３磁性層１３を、第１磁性層１１の電位（例えば、非選択電位）とは異なる電位（例えば、選択電位）に設定する。
【０１３０】
このような電位の選択は、例えば、第１スイッチ素子Ｓｗ１及び第２スイッチ素子Ｓｗ２の動作により行われる。
【０１３１】
以下、このような動作の例について説明する。  
図１４（ａ）〜図１４（ｄ）は、第１実施形態に係る別の磁気記憶装置を例示する模式図である。
【０１３２】
図１４（ａ）に示すように、制御部７０と第１磁性層１１とが、第１配線７０ａにより電気的に接続される。制御部７０と第３磁性層１３とが、第２配線７０ｂにより電気的に接続される。この例では、第１配線７０ａ上に第１スイッチ素子Ｓｗ１が設けられている。第２配線７０ｂ上に第２スイッチ素子Ｓｗ２が設けられている。制御部７０が、第１配線７０ａの電位を制御することで、第１磁性層１１の電位が制御される。第１配線７０ａにおける電位の変化は実質的に小さい。このため、第１配線７０ａの電位を、第１磁性層１１の電位と見なすことができる。同様に、第２配線７０ｂの電位を、第３磁性層１３の電位と見なすことができる。以下では、第１磁性層１１の電位は、第１配線７０ｂの電位と同じとみなす。以下では、第３磁性層１３の電位は、第２配線７０ｂの電位と同じとみなす。
【０１３３】
以下の例では、第１磁性層１１の第１磁化１１Ｍ、及び、第３磁性層１３の第３磁化１３Ｍは、＋Ｙ方向である。これらの磁化は、固定されている。
【０１３４】
図１４（ａ）に示すように、第１動作ＯＰ１において、制御部７０は、金属含有層２１の第１部分２１ａを電位Ｖ０に設定する。電位Ｖ０は、例えば、グランド電位である。第１動作ＯＰ１において、制御部７０は、第１磁性層１１を第１電圧Ｖ１に設定する。すなわち、制御部７０は、第１動作ＯＰ１において、第１部分２１ａと第１磁性層１１との間の第１電位差を第１電圧Ｖ１とする。第１電圧Ｖ１は、例えば、選択電圧である。
【０１３５】
一方、制御部７０は、第１動作ＯＰ１において、第３磁性層１３を第２電圧Ｖ２とする。すなわち、制御部７０は、第１動作ＯＰ１において、第１部分２１ａと第３磁性層１３との間の第２電位差を第２電圧Ｖ２とする。第２電圧Ｖ２は、例えば、非選択電圧である。第２電圧Ｖ２は、第１電圧Ｖ１とは異なる。例えば、第１電圧Ｖ１の絶対値は、第２電圧Ｖ２の絶対値よりも大きい。例えば、第１電圧Ｖ１の極性は、第２電圧Ｖ２の極性とは異なる。
【０１３６】
第１動作ＯＰ１において、制御部７０は、金属含有層２１に第１電流Ｉｗ１を供給する。第１電流Ｉｗ１は、第１部分２１ａから第２部分２１ｂへの向きを有する。
【０１３７】
このような第１動作ＯＰ１において、例えば、選択状態の第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍは、例えば、＋Ｙ方向に向く。これは、金属含有層２１からの磁気的作用による。一方、非選択状態の第４磁性層１４の第４磁化１４Ｍは、実質的に変化しない。この例では、第４磁化１４Ｍは、初期状態（この例では＋Ｙ方向）を維持する。
【０１３８】
図１４（ｂ）に示すように、第２動作ＯＰ２において、制御部７０は、金属含有層２１の第１部分２１ａを電位Ｖ０に設定する。制御部７０は、第２動作ＯＰ２において、第１部分２１ａと第１磁性層１１との間の第１電位差を第１電圧Ｖ１とする。制御部７０は、第２動作ＯＰ２において、第１部分２１ａと第３磁性層１３との間の第２電位差を第２電圧Ｖ２とする。第２動作ＯＰ２において、制御部７０は、金属含有層２１に第２電流Ｉｗ２を供給する。第２電流Ｉｗ２は、第２部分２１ｂから第１部分２１ａへの向きを有する。
【０１３９】
このときに、選択状態の第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍは、例えば、−Ｙ方向に変化する。これは、金属含有層２１からの磁気的作用による。一方、非選択状態の第４磁性層１４の第４磁化１４Ｍは、実質的に変化しない。この例では、第４磁化１４Ｍは、初期状態（この例では＋Ｙ方向）を維持する。
【０１４０】
第１動作ＯＰ１の後における第１磁性層１１と第１部分２１ａとの間の電気抵抗を第１電気抵抗とする。第２動作ＯＰ２の後における第１磁性層１１と第１部分２１ａとの間の電気抵抗を第２電気抵抗とする。第１電気抵抗は、第２電気抵抗とは異なる。この例では、第１電気抵抗は、第２電気抵抗よりも低い。
【０１４１】
一方、上記の第１動作ＯＰ１の後における第３磁性層１３と第１部分２１ａとの間の電気抵抗を第３抵抗とする。上記の第２動作ＯＰ２の後における第３磁性層１３と第１部分２１ａとの間の電気抵抗を第４電気抵抗とする。第３電気抵抗は、第４電気抵抗と実質的に同じである。これは、第４磁性層１４の第４磁化１４Ｍが実質的に変化しないためである。
【０１４２】
このように、実施形態においては、第１電気抵抗と第２電気抵抗との差の絶対値は、第３電気抵抗と第４電気抵抗との差の絶対値よりも大きい。
【０１４３】
このように、選択状態の第１積層体ＳＢ１において、第１電流Ｉｗ１または第２電流Ｉｗ２により電気抵抗の変化が形成される。すなわち、情報の書き込みが行われる。一方、非選択状態の第２積層体ＳＢ２においては、第１電流Ｉｗ１または第２電流Ｉｗ２による電気抵抗の変化が形成されない。
【０１４４】
図１４（ｃ）に示す第３動作ＯＰ３の例では、第１積層体ＳＢ１が、非選択状態とされ、第２積層体ＳＢ２が選択状態とされる。このとき、制御部７０は、第１動作ＯＰ１において、第１部分２１ａと第１磁性層１１との間の第１電位差を第１電圧Ｖ１とする（図１４（ａ）参照）。一方、制御部７０は、第２動作ＯＰ２において、第１電位差を第１電圧Ｖ１とする（図１４（ｂ）参照）。図１４（ｃ）に示すように、制御部７０は、第３動作ＯＰ３において、第１部分２１ａと第１磁性層１１との間の第１電位差を第２電圧Ｖ２（非選択電圧）とする。制御部７０は、第３動作ＯＰ３において、第１電流Ｉｗ１を金属含有層２１に供給する。
【０１４５】
このとき、非選択状態の第２磁性層１２の第２磁化１２Ｍは、図１４（ａ）の状態と同じである。一方、選択状態の第４磁性層１４の第４磁化１４Ｍは、図１４（ａ）の状態から変化する。
【０１４６】
図１４（ｄ）に示す第４動作ＯＰ４においても、第１積層体ＳＢ１が、非選択状態とされ、第２積層体ＳＢ２が選択状態とされる。制御部７０は、第４動作ＯＰ４において、第１電位差を第２電圧Ｖ２とする。制御部７０は、第４動作ＯＰ４において、第２電流Ｉｗ２を金属含有層２１に供給する。
【０１４７】
非選択状態である第１積層体ＳＢ１においては、第３動作ＯＰ３と第４動作ＯＰ４との間で、電気抵抗は実質的に同じである。一方、選択状態である第２積層体ＳＢ２においては、第３動作ＯＰ３と第４動作ＯＰ４との間で、電気抵抗は変化する。
【０１４８】
このように、第１動作ＯＰ１の後の第１電気抵抗と、第２動作ＯＰ２の後の第２電気抵抗との差の絶対値は、第３動作ＯＰ３の後における第１磁性層１１と第１部分２１ａとの間の電気抵抗と、第４動作ＯＰ４の後における第１磁性層１１と第１部分２１ａとの間の電気抵抗と、の差の絶対値よりも大きい。
【０１４９】
複数の積層体は、複数のメモリセルにそれぞれ対応する。複数のメモリセルにおいて、互いに異なる情報が記憶されることが可能である。複数のメモリセルに情報を記憶する際に、例えば、複数のメモリセルに「１」及び「０」の一方を記憶した後に、複数のメモリセルのうちの所望のいくつかに「１」及び「０」の他方を記憶しても良い。例えば、複数のメモリセルの１つに「１」及び「０」の一方を記憶した後に、複数のメモリセルの別の１つに「０」及び「０」の一方を記憶しても良い。
【０１５０】
上記において、第１部分２１ａ及び第２部分２１ｂは、互いに入れ替えが可能である。例えば、上記の電気抵抗は、第１磁性層１１と第２部分２１ｂとの間の電気抵抗でも良い。上記の電気抵抗は、第３磁性層１３と第２部分２１ｂとの間の電気抵抗でも良い。
【０１５１】
（第３の実施形態）  
第３の実施形態は、第２実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法に係る。  
図１５は、第３の実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法を例示するフローチャート図である。  
図１６（ａ）〜図１６（ｄ）、図１７（ａ）〜図１７（ｅ）、図１８（ａ）〜図１８（ｃ）、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、第３の実施形態に係る磁気記憶装置の製造方法を例示する模式図である。  
図１６（ａ）、図１６（ｃ）、図１７（ｄ）、図１８（ａ）〜図１８（ｃ）、図１９（ａ）及び図１９（ｂ）は、模式的平面図である。図１６（ｂ）、図１６（ｄ）、図１７（ａ）〜図１７（ｃ）、図１７（ｅ）は、模式的断面図である。
【０１５２】
図１５に示すように、基体２０ｓの上に設けられた金属含有膜の上に積層膜を形成する（ステップＳ１１０）。
【０１５３】
例えば、図１６（ｂ）に示すように、基体２０ｓ（例えば酸化アルミニウム基板）の上に、金属含有膜２１Ｆ（例えばＴａ膜）が設けられている。
【０１５４】
金属含有膜２１Ｆの表面２１Ｆａに対して垂直な方向を第１方向（Ｚ軸方向）とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
【０１５５】
金属含有膜２１Ｆは、金属含有層２１となる。金属含有膜２１Ｆの上に、積層膜ＳＢＦが設けられる。積層膜ＳＢＦは、第１磁性膜１１Ｆ、第２磁性膜１２Ｆ及び中間膜１１ｉＦを含む。第２磁性膜１２Ｆは、第１磁性膜１１Ｆと金属含有膜２１Ｆとの間に設けられる。中間膜１１ｉＦは、第１磁性膜１１Ｆと第２磁性膜１２Ｆとの間に設けられる。中間膜１１ｉＦは、非磁性である。
【０１５６】
さらに、積層膜ＳＢＦの上に、第１マスクＭ１を形成する。第１マスクＭ１は、例えば、タングステン膜Ｍｂ１（例えば、厚さは２５ｎｍ以上３５ｎｍ以下）と、ルテニウム膜Ｍａ１（例えば、厚さは１ｎｍ以上３ｎｍ以下）と、を含む。タングステン膜Ｍｂ１と積層膜ＳＢＦとの間に、ルテニウム膜Ｍａ１が設けられる。
【０１５７】
図１６（ａ）に示すように、第１マスクＭ１は、Ｙ軸方向に延びる複数の帯状の形状を有する。第１マスクＭ１の開口部において、積層膜ＳＢＦが露出する。第１マスクＭ１は、例えば、ダブルパターニング技術により形成されても良い。
【０１５８】
図１６（ｃ）及び図１６（ｄ）に示すように、第１マスクＭ１を用いて、積層膜ＳＢＦを加工する。例えば、イオンビームＩＢ１を照射する。積層膜ＳＢＦの一部が除去される。金属含有膜２１Ｆは残る。これにより、複数の第１溝Ｔ１が形成される。複数の第１溝Ｔ１は、第１方向と交差する第２方向（Ｘ軸方向）に並ぶ。複数の第１溝Ｔ１は、第３方向（この例では、Ｙ軸方向）に沿って延びる。第３方向は、第１方向及び第２方向と交差する。第１溝Ｔ１は、金属含有膜２１Ｆに達する。第１溝Ｔ１により積層膜ＳＢＦは分断される。
【０１５９】
このように、本製造方法においては、複数の第１溝Ｔ１を形成する（ステップＳ１２０、図１５参照）。
【０１６０】
この例では、図１７（ａ）に示すように、例えば、プラズマ処理を行う。これにより、積層膜ＳＢＦの側壁に化合物膜４３が形成される。プラズマ処理は、酸素プラズマ処理または窒素プラズマ処理である。例えば、化合物膜４３は、金属含有膜２１Ｆに含まれる元素を含む化合物を含む。化合物膜４３は、例えば、保護膜となる。
【０１６１】
図１７（ｂ）に示すように、第１溝Ｔ１中に、第１絶縁膜４４ａを形成する。第１絶縁膜４４ａは、例えば、ＳｉＮ膜である。
【０１６２】
図１７（ｃ）に示すように、第２絶縁膜４４ｂを形成する。第２絶縁膜４４ｂは、例えば、酸化アルミニウム膜と、酸化シリコン膜と、を含む積層膜である。この後、平坦化処理を行う。
【０１６３】
これにより、図１７（ｄ）及び図１７（ｅ）に示すように、第１溝Ｔ１内に第１絶縁部Ｉｎ１が形成される。第１絶縁部Ｉｎ１は、例えば、上記の化合物膜４３を含む。第１絶縁部Ｉｎ１は、上記の第１絶縁膜４４ａを含む。第１絶縁部Ｉｎ１は、上記の第２絶縁膜４４ｂを含んでも良い。
【０１６４】
第１絶縁部Ｉｎ１の形成は、図１５のステップＳ１３０に対応する。
【０１６５】
この後、図１５に示すように、複数の第２溝を形成する（ステップＳ１４０、図１５参照）。
【０１６６】
例えば、図１８（ａ）に示すように、加工体の上に、第２マスクＭ２を形成する。第２マスクＭ２は、第２方向（Ｘ軸方向）に沿って延びる複数の帯状の形状を有する。第２マスクＭ２を用いて、加工体を加工する。例えば、第２マスクＭ２の開口部から露出する、第１絶縁部Ｉｎ１が形成された後の積層膜ＳＢＦの一部、及び、第１絶縁部Ｉｎ１の一部を除去する。これにより、複数の第２溝Ｔ２が形成される。複数の第２溝Ｔ２は、第２方向（例えば、Ｘ軸方向）に延びる。既に説明したように、複数の第１溝Ｔ１の延びる方向（第３方向）は、第１方向及び第２方向と交差する。第２方向は、第３方向に対して傾斜しても良く、第２方向は、第３方向に対して垂直でも良い。
【０１６７】
例えば、第２マスクＭ２を用いた処理（例えばイオンビームの照射）により、第２マスクＭ２のＹ軸方向の幅を変化させることができる。例えば、第２マスクＭ２のスリミングが行われる。この処理において、例えば、積層膜ＳＢＦと第１絶縁部Ｉｎ１との間において、エッチングレートの違いを生じさせることができる。例えば、第１絶縁部Ｉｎ１が形成された後の積層膜ＳＢＦの一部の除去のエッチングレートは、第１絶縁部Ｉｎ１の一部の除去のエッチングレートよりも高い。これにより、例えば、１つの積層膜ＳＢＦのＹ軸方向の幅を、第１絶縁部Ｉｎ１のＹ軸方向の幅よりも大きくすることができる。
【０１６８】
化合物膜４３に代えて、図１１に関して説明した積層絶縁部４５（例えば、第１層４５ｐ、第２層４５ｑ及び第３層４５ｒなどを含む）を用いても良い。これにより、エッチングレートの調整が容易になる。
【０１６９】
例えば、図１８（ｂ）に示すように、複数の第２溝Ｔ２の１つは、第１溝領域Ｔｐ２と、第２溝領域Ｔｑ２と、を含む。第１溝領域Ｔｐ２は、第３方向（Ｙ軸方向）において、積層膜ＳＢＦと重なる。第２溝領域Ｔｑ２は、第３方向（Ｙ軸方向）において、第１絶縁部Ｉｎ１と重なる。第１溝領域Ｔｐ２の第３方向に沿った幅ｗＴｐ２は、第２溝領域Ｔｑ２の第３方向に沿った幅ｗＴｑ２よりも広い。
【０１７０】
この後、図１５に示すように、複数の第２溝Ｔ２において露出する金属含有膜２１Ｆを除去する（ステップＳ１５０）。さらに、複数の第２溝Ｔ２内に第２絶縁部を形成する（ステップＳ１６０）。
【０１７１】
例えば、図１８（ｃ）に示すように、複数の第２溝Ｔ２において露出する金属含有膜２１Ｆを除去する。除去された金属含有膜２１Ｆの下に設けられていた基体２０ｓが、露出する。
【０１７２】
図１９（ａ）に示すように、複数の第２溝Ｔ２内に第２絶縁部Ｉｎ２を形成する。このとき、第２絶縁部Ｉｎ２の材料は、第１絶縁部Ｉｎ１の材料と異なっても良い。例えば、第１絶縁部Ｉｎ１は窒化シリコンを含み、第２絶縁部Ｉｎ２は、酸化シリコンを含む。例えば、第１絶縁部Ｉｎ１は窒化シリコンを含み、第２絶縁部Ｉｎ２は、酸化アルミニウムを含む。
【０１７３】
異なる材料において、例えば、生じる応力に差がある。２つの絶縁部に、互いに異なる材料を用いることで、例えば、互いに異なる応力を得ることができる。例えば、第２磁性層１２及び第４磁性層１４において、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで、互いに異なる応力を生じさせる。これにより、これらの磁性層において、一軸性の異方性を生じさせることができる。これにより、これらの磁性層の磁化が安定化する。安定な記憶動作が得られる。
【０１７４】
図１９（ｂ）に示すように、電極２２及び電極２２Ａなどを形成して、磁気記憶装置が作製される。
【０１７５】
上記の製造方法によれば、記憶密度を向上できる磁気記憶装置の製造方法が提供できる。
【０１７６】
実施形態によれば、記憶密度を向上できる磁気記憶装置及びその製造方法が提供できる。
【０１７７】
本願明細書において、「電気的に接続される状態」は、複数の導電体が物理的に接してこれら複数の導電体の間に電流が流れる状態を含む。「電気的に接続される状態」は、複数の導電体の間に、別の導電体が挿入されて、これらの複数の導電体の間に電流が流れる状態を含む。「電気的に接続される状態」は、複数の導電体の間に、電気的な素子（トランジスタなどのスイッチ素子など）が挿入されて、これらの複数の導電体の間に電流が流れる状態を形成可能な状態を含む。
【０１７８】
本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
【０１７９】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、磁気記憶装置に含まれる金属含有層、磁性層、中間層、及び制御部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
【０１８０】
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１８１】
その他、本発明の実施の形態として上述した磁気記憶装置及びその製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての磁気記憶装置及びその製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１８２】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１８３】
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。これら新規な実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、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。
【符号の説明】
【０１８４】
１１…第１磁性層、  １１Ｆ…第１磁性膜、  １１Ｍ…第１磁化、  １１ｉ…第１中間層、  １１ｉＦ…中間膜、  １２…第２磁性層、  １２Ｆ…第２磁性膜、  １２Ｍ…第２磁化、  １２ｉ第２中間層、  １２ｘ…長さ、  １２ｙ…第２磁性層長、  １３…第３磁性層、  １３Ｍ…第３磁化、  １４…第４磁性層、  １４Ｍ…第４磁化、  １４ｘ…長さ、  １４ｙ…第４磁性層長、  ２０ｓ…基体、  ２１、２１Ａ…金属含有層、  ２１Ｆ…金属含有膜、  ２１Ｆａ…表面、  ２１Ｘ…金属含有層、  ２１ａ…第１部分、  ２１ｂ…第２部分、  ２１ｃ…第３部分、  ２１ｃｃ…第３部分重畳領域、  ２１ｃｓ…第３部分側面、  ２１ｃｔ…厚さ、  ２１ｃｙ…第３部分長、  ２１ｄ…第４部分、  ２１ｄｃ…第４部分重畳領域、  ２１ｄｓ…第４部分側面、  ２１ｄｔ…厚さ、  ２１ｄｙ…第４部分長、  ２１ｅ…第５部分、  ２１ｅｓ…第５部分側面、  ２１ｅｔ…第５部分厚、  ２１ｅｘ…距離、  ２１ｅｙ…第５部分長、  ２１ｅｙａ…第１線分長、  ２１ｅｙｂ…第２線分長、  ２１ｆａ…第１面、  ２１ｆｂ…第２面、  ２１ｍ…中間部分、  ２１ｍｓ…中間部分側面、  ２２、２２Ａ、２２Ｘ…電極、  ４１…第１絶縁部、  ４１ａ〜４１ｃ…第１〜第３絶縁領域、  ４２…第２絶縁部、  ４３…化合物膜、  ４４ａ…第１絶縁膜、  ４４ｂ…第２絶縁膜、  ４５…積層絶縁部、  ４５ａ〜４５ｃ…第１〜第３積層絶縁領域、  ４５ｐ〜４５ｒ…第１〜第３層、  ７０…制御部、  ７０ａ、７０ｂ…第１、第２配線、  ７１〜７３…第１〜第３回路、  ７５…駆動回路、  θ…角度、  θ３〜θ５…テーパ角、  １１０、１１０ａ、１１１ａ〜１１１ｎ、１１２…磁気記憶装置、  ＩＢ１  イオンビーム、  Ｉｎ１、Ｉｎ２…第１、第２絶縁部、  Ｉｗ１、Ｉｗ２…第１、第２電流、  Ｌ１、Ｌ２…長さ、  Ｍ１、Ｍ２…第１、第２マスク、  ＭＳ１…マスク、  Ｍａ１…ルテニウム膜、  Ｍｂ１…タングステン膜、  ＯＰ１〜ＯＰ４…第１〜第４動作、  ＳＢ０…積層体、  ＳＢ１、ＳＢ２…第１、第２積層体、  ＳＢＦ…積層膜、  Ｓｗ１、Ｓｗ２…第１、第２スイッチ素子、  Ｔ１、Ｔ２…第１、第２溝、  Ｔｐ２、Ｔｑ２…第１、第２溝領域、  Ｖ０…電位、  Ｖ１、Ｖ２…第１、第２電圧、  ｗＴｐ２…幅、  ｗＴｑ２…幅
【図１】
2018093069.tif 000003
【図２】
2018093069.tif 000004
【図３】
2018093069.tif 000005
【図４】
2018093069.tif 000006
【図５】
2018093069.tif 000007
【図６】
2018093069.tif 000008
【図７】
2018093069.tif 000009
【図８】
2018093069.tif 000010
【図９】
2018093069.tif 000011
【図１０】
2018093069.tif 000012
【図１１】
2018093069.tif 000013
【図１２】
2018093069.tif 000014
【図１３】
2018093069.tif 000015
【図１４】
2018093069.tif 000016
【図１５】
2018093069.tif 000017
【図１６】
2018093069.tif 000018
【図１７】
2018093069.tif 000019
【図１８】
2018093069.tif 000020
【図１９】
2018093069.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成29年10月16日(2017.10.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む金属含有層と、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れた第１磁性層と、
前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性の第１中間層と、
前記第１方向において前記第４部分から離れた第３磁性層と、
前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられた第４磁性層と、
前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性の第２中間層と、
前記第１部分及び第２部分と電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長く、
前記第３部分は、前記第１方向において前記第２磁性層と重なる第３部分重畳領域を含み、
前記第５部分の前記第１方向に沿う第５部分厚は、前記第３部分重畳領域の前記第１方向に沿う厚さよりも薄く、
前記制御部は、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、
前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、
を実施する、磁気記憶装置。
【請求項２】
第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む金属含有層と、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れた第１磁性層と、
前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性の第１中間層と、
前記第１方向において前記第４部分から離れた第３磁性層と、
前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられた第４磁性層と、
前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性の第２中間層と、
前記第１部分及び第２部分と電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長く、
前記第５部分の表面は、凹部及び凸部の少なくともいずれかを有し、
前記凹部の深さは、前記第５部分の前記第１方向に沿う第５部分厚の０．１倍以上であり、
前記凸部の高さは、前記第５部分厚の０．１倍以上であり、
前記制御部は、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、
前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、
を実施する、磁気記憶装置。
【請求項３】
第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む金属含有層と、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れた第１磁性層と、
前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性の第１中間層と、
前記第１方向において前記第４部分から離れた第３磁性層と、
前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられた第４磁性層と、
前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性の第２中間層と、
前記第１部分及び第２部分と電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長く、
前記金属含有層は、第１面と、第２面と、を有し、
前記第３部分において、前記第１面は、前記第２面と前記第２磁性層との間に位置し、
前記第２方向に対して垂直な第１平面による前記第５部分の切断面における前記第５部分の外縁の長さは、第１線分長、第２線分長、及び、前記第５部分の前記第１方向に沿う長さの２倍、の和よりも長く、
前記第１線分長は、前記切断面における前記第１面の長さであり、
前記第２線分長は、前記切断面における前記第２面の長さであり、
前記制御部は、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、
前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、
を実施する、磁気記憶装置。
【請求項４】
前記第３部分は、前記第２方向に沿う第３部分側面を有し、
前記第５部分は、前記第２方向に沿う第５部分側面を有し、
前記第２方向及び前記第３方向に対して平行な第２平面と、前記第５部分側面と、の間の角度は、前記第２平面と、前記第３部分側面と、の間の角度よりも小さい、請求項１〜３のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項５】
前記金属含有層は、前記第３部分と前記第５部分との間の中間部分を含み、
前記第３部分は、前記第２方向に沿う第３部分側面を有し、
前記第５部分は、前記第２方向に沿う第５部分側面を有し、
前記中間部分は、前記第３部分側面と前記第５部分側面との間の中間部分側面を有し、
前記中間部分側面と前記第２方向との間の角度は、３０度以下である、請求項１〜３のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項６】
第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む金属含有層と、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れた第１磁性層と、
前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性の第１中間層と、
前記第１方向において前記第４部分から離れた第３磁性層と、
前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられた第４磁性層と、
前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性の第２中間層と、
前記第１部分及び第２部分と電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長く、
前記第３部分は、前記第２方向に沿う第３部分側面を有し、
前記第５部分は、前記第２方向に沿う第５部分側面を有し、
前記第２方向及び前記第３方向に対して平行な第２平面と、前記第５部分側面と、の間の角度は、前記第２平面と、前記第３部分側面と、の間の角度よりも小さく、
前記制御部は、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、
前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、
を実施する、磁気記憶装置。
【請求項７】
第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む金属含有層と、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れた第１磁性層と、
前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性の第１中間層と、
前記第１方向において前記第４部分から離れた第３磁性層と、
前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられた第４磁性層と、
前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性の第２中間層と、
前記第１部分及び第２部分と電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長く、
前記金属含有層は、前記第３部分と前記第５部分との間の中間部分を含み、
前記第３部分は、前記第２方向に沿う第３部分側面を有し、
前記第５部分は、前記第２方向に沿う第５部分側面を有し、
前記中間部分は、前記第３部分側面と前記第５部分側面との間の中間部分側面を有し、
前記中間部分側面と前記第２方向との間の角度は、３０度以下であり、
前記制御部は、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、
前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、
を実施する、磁気記憶装置。
【請求項８】
第１絶縁部と、
第２絶縁部と、
をさらに備え、
前記第５部分と前記第２絶縁部との間に前記第１絶縁部の少なくとも一部があり、
前記第１絶縁部は、前記第２絶縁部の第２熱伝導率よりも高い第１熱伝導率、及び、前記第２絶縁部の第２比熱よりも高い第１比熱の少なくともいずれかを有する、請求項１〜７のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項９】
第１絶縁部と、
第２絶縁部と、
をさらに備え、
前記第５部分と前記第２絶縁部との間に前記第１絶縁部の少なくとも一部があり、
前記第１絶縁部は、第１化合物、第２化合物、炭素、及び、シリコン炭化物からなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記第１化合物は、アルミニウム、ベリリウム、イットリウム、マグネシウム及びホウ素からなる群から選択された少なくとも１つの酸化物を含み、
前記第２化合物は、アルミニウム、ベリリウム、イットリウム、マグネシウム及びホウ素からなる群から選択された少なくとも１つの窒化物を含み、
前記第２絶縁部は、シリコン酸化物、及び、シリコン窒化物からなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１〜７のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項１０】
第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む金属含有層と、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れた第１磁性層と、
前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性の第１中間層と、
前記第１方向において前記第４部分から離れた第３磁性層と、
前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられた第４磁性層と、
前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性の第２中間層と、
第１絶縁部と、
第２絶縁部と、
前記第１部分及び第２部分と電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長く、
前記第５部分と前記第２絶縁部との間に前記第１絶縁部の少なくとも一部があり、
前記第１絶縁部は、前記第２絶縁部の第２熱伝導率よりも高い第１熱伝導率、及び、前記第２絶縁部の第２比熱よりも高い第１比熱の少なくともいずれかを有し、
前記制御部は、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、
前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、
を実施する、磁気記憶装置。
【請求項１１】
第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む金属含有層と、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れた第１磁性層と、
前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性の第１中間層と、
前記第１方向において前記第４部分から離れた第３磁性層と、
前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられた第４磁性層と、
前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性の第２中間層と、
第１絶縁部と、
第２絶縁部と、
前記第１部分及び第２部分と電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長く、
前記第５部分と前記第２絶縁部との間に前記第１絶縁部の少なくとも一部があり、
前記第１絶縁部は、第１化合物、第２化合物、炭素、及び、シリコン炭化物からなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記第１化合物は、アルミニウム、ベリリウム、イットリウム、マグネシウム及びホウ素からなる群から選択された少なくとも１つの酸化物を含み、
前記第２化合物は、アルミニウム、ベリリウム、イットリウム、マグネシウム及びホウ素からなる群から選択された少なくとも１つの窒化物を含み、
前記第２絶縁部は、シリコン酸化物、及び、シリコン窒化物からなる群から選択された少なくとも１つを含み、
前記制御部は、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、
前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、
を実施する、磁気記憶装置。
【請求項１２】
前記第１絶縁部は、第１絶縁領域と、第２絶縁領域と、を含み、
前記第１絶縁領域は、前記第２方向において、前記第１磁性層、前記第２磁性層及び前記第１中間層と、前記第３磁性層、前記第４磁性層及び前記第２中間層との間にあり、
前記第２絶縁領域は、前記第２方向において、前記第１絶縁領域と、前記第３磁性層、前記第４磁性層及び前記第２中間層との間にあり、
前記第２絶縁部の少なくとも一部は、前記第２方向において前記第１絶縁領域と前記第２絶縁領域との間にある、請求項１０または１１に記載の磁気記憶装置。
【請求項１３】
前記第１方向において、前記第２絶縁部の少なくとも一部と前記第５部分との間に、前記第１絶縁部の少なくとも一部が位置した、請求項１０〜１２のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項１４】
前記第３方向において、前記第２絶縁部の少なくとも一部と前記第５部分との間に、前記第１絶縁部の少なくとも一部が位置した、請求項１０〜１２のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項１５】
第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む金属含有層と、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れた第１磁性層と、
前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられた第２磁性層と、
前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性の第１中間層と、
前記第１方向において前記第４部分から離れた第３磁性層と、
前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられた第４磁性層と、
前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性の第２中間層と、
前記第１部分及び第２部分と電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長く、
前記第２磁性層と前記第４磁性層との間の前記第２方向に沿った距離は、前記第２磁性層の前記第２方向に沿う長さよりも長く、前記第４磁性層の前記第２方向に沿う長さよりも長く、
前記制御部は、
前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、
前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、
を実施する、磁気記憶装置。
【請求項１６】
前記第５部分長は、前記第２磁性層の前記第３方向に沿う第２磁性層長よりも長く、前記第４磁性層の前記第３方向に沿う第４磁性層長よりも長い、請求項１〜１５のいずれか１つに記載の記憶装置。
【請求項１７】
前記第３部分長は、前記第２磁性層の前記第３方向に沿う第２磁性層長よりも長く、
前記第４部分長は、前記第４磁性層の前記第３方向に沿う第４磁性層長よりも長い、請求項１〜１５のいずれか１つに記載の記憶装置。
【請求項１８】
前記制御部は、前記第１磁性層とさらに電気的に接続され、
前記制御部は、
前記第１動作において前記第１部分と前記第１磁性層との間の第１電位差を第１電圧とし、
前記第１動作において前記第１部分と前記第３磁性層との間の第２電位差を前記第１電圧とは異なる第２電圧とし、
前記第２動作において前記第１電位差を前記第１電圧とし、
前記第２動作において前記第２電位差を前記第２電圧とし、
前記第１動作後における前記第１磁性層と前記第１部分との間の第１電気抵抗は、前記第２動作後における前記第１磁性層と前記第１部分との間の第２電気抵抗とは異なり、
前記第１電気抵抗と前記第２電気抵抗との差の絶対値は、前記第１動作後における前記第３磁性層と前記第１部分との間の第３電気抵抗と、前記第２動作後における前記第３磁性層と前記第１部分との間の第４電気抵抗と、の差の絶対値よりも大きい、請求項１〜１７のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項１９】
前記制御部は、前記第１磁性層とさらに電気的に接続され、
前記制御部は、
前記第１動作において前記第１部分と前記第１磁性層との間の第１電位差を第１電圧とし、
前記第２動作において前記第１電位差を前記第１電圧とし、
前記制御部は、第３動作及び第４動作をさらに実施し、
前記制御部は、
前記第３動作において、前記第１部分と前記第１磁性層との間の第１電位差を前記第１電圧とは異なる第２電圧とし、前記第１電流を前記金属含有層に供給し、
前記第４動作において、前記第１電位差を前記第２電圧とし、前記第２電流を前記金属含有層に供給し、
前記第１動作後における前記第１磁性層と前記第１部分との間の第１電気抵抗は、前記第２動作後における前記第１磁性層と前記第１部分との間の第２電気抵抗とは異なり、
前記第１電気抵抗と前記第２電気抵抗との差の絶対値は、前記第３動作後における前記第１磁性層と前記第１部分との間の電気抵抗と、前記第４動作後における前記第１磁性層と前記第１部分との間の電気抵抗と、の差の絶対値よりも大きい、請求項１〜１７のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【請求項２０】
前記金属含有層は、第１元素及び第２元素の一方を含み、
前記第１元素は、タンタル及びタングステンよりなる群より選択された少なくとも１つを含み、
前記第２元素は、白金及び金よりなる群から選択された少なくとも１つを含む、請求項１〜１９のいずれか１つに記載の磁気記憶装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、磁気記憶装置は、金属含有層、第１〜第４磁性層、第１中間層、第２中間層、及び、制御部を含む。前記金属含有層は、第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む。前記第１磁性層は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れる。前記第２磁性層は、前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられる。前記第１中間層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性である。前記第３磁性層は、前記第１方向において前記第４部分から離れる。前記第４磁性層は、前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられる。前記第２中間層は、前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性である。前記制御部は、前記第１部分及び第２部分と電気的に接続される。前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長い。前記第３部分は、前記第１方向において前記第２磁性層と重なる第３部分重畳領域を含む。前記第５部分の前記第１方向に沿う第５部分厚は、前記第３部分重畳領域の前記第１方向に沿う厚さよりも薄い。前記制御部は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、を実施する。
本発明の別の実施形態によれば、磁気記憶装置は、金属含有層、第１〜第４磁性層、第１中間層、第２中間層、及び、制御部を含む。前記金属含有層は、第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む。前記第１磁性層は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れる。前記第２磁性層は、前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられる。前記第１中間層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性である。前記第３磁性層は、前記第１方向において前記第４部分から離れる。前記第４磁性層は、前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられる。前記第２中間層は、前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性である。前記制御部は、前記第１部分及び第２部分と電気的に接続される。前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長い。前記第５部分の表面は、凹部及び凸部の少なくともいずれかを有する。前記凹部の深さは、前記第５部分の前記第１方向に沿う第５部分厚の０．１倍以上である。前記凸部の高さは、前記第５部分厚の０．１倍以上である。前記制御部は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、を実施する。
本発明の別の実施形態によれば、磁気記憶装置は、金属含有層、第１〜第４磁性層、第１中間層、第２中間層、及び、制御部を含む。前記金属含有層は、第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む。前記第１磁性層は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れる。前記第２磁性層は、前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられる。前記第１中間層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性である。前記第３磁性層は、前記第１方向において前記第４部分から離れる。前記第４磁性層は、前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられる。前記第２中間層は、前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性である。前記制御部は、前記第１部分及び第２部分と電気的に接続される。前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長い。前記金属含有層は、第１面と、第２面と、を有する。前記第３部分において、前記第１面は、前記第２面と前記第２磁性層との間に位置する。前記第２方向に対して垂直な第１平面による前記第５部分の切断面における前記第５部分の外縁の長さは、第１線分長、第２線分長、及び、前記第５部分の前記第１方向に沿う長さの２倍、の和よりも長い。前記第１線分長は、前記切断面における前記第１面の長さである。前記第２線分長は、前記切断面における前記第２面の長さである。前記制御部は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、を実施する。
本発明の別の実施形態によれば、磁気記憶装置は、金属含有層、第１〜第４磁性層、第１中間層、第２中間層、及び、制御部を含む。前記金属含有層は、第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む。前記第１磁性層は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れる。前記第２磁性層は、前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられる。前記第１中間層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性である。前記第３磁性層は、前記第１方向において前記第４部分から離れる。前記第４磁性層は、前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられる。前記第２中間層は、前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性である。前記制御部は、前記第１部分及び第２部分と電気的に接続される。前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長い。前記第３部分は、前記第２方向に沿う第３部分側面を有する。前記第５部分は、前記第２方向に沿う第５部分側面を有する。前記第２方向及び前記第３方向に対して平行な第２平面と、前記第５部分側面と、の間の角度は、前記第２平面と、前記第３部分側面と、の間の角度よりも小さい。前記制御部は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、を実施する。
本発明の別の実施形態によれば、磁気記憶装置は、金属含有層、第１〜第４磁性層、第１中間層、第２中間層、及び、制御部を含む。前記金属含有層は、第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む。前記第１磁性層は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れる。前記第２磁性層は、前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられる。前記第１中間層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性である。前記第３磁性層は、前記第１方向において前記第４部分から離れる。前記第４磁性層は、前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられる。前記第２中間層は、前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性である。前記制御部は、前記第１部分及び第２部分と電気的に接続される。前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長い。前記金属含有層は、前記第３部分と前記第５部分との間の中間部分を含む。前記第３部分は、前記第２方向に沿う第３部分側面を有する。前記第５部分は、前記第２方向に沿う第５部分側面を有する。前記中間部分は、前記第３部分側面と前記第５部分側面との間の中間部分側面を有する。前記中間部分側面と前記第２方向との間の角度は、３０度以下である。前記制御部は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、を実施する。
本発明の別の実施形態によれば、磁気記憶装置は、金属含有層、第１〜第４磁性層、第１中間層、第２中間層、第１絶縁部、第２絶縁部、及び、制御部を含む。前記金属含有層は、第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む。前記第１磁性層は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れる。前記第２磁性層は、前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられる。前記第１中間層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性である。前記第３磁性層は、前記第１方向において前記第４部分から離れる。前記第４磁性層は、前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられる。前記第２中間層は、前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性である。前記制御部は、前記第１部分及び第２部分と電気的に接続される。前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長い。前記第５部分と前記第２絶縁部との間に前記第１絶縁部の少なくとも一部がある。前記第１絶縁部は、前記第２絶縁部の第２熱伝導率よりも高い第１熱伝導率、及び、前記第２絶縁部の第２比熱よりも高い第１比熱の少なくともいずれかを有する。前記制御部は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、を実施する。
本発明の別の実施形態によれば、磁気記憶装置は、金属含有層、第１〜第４磁性層、第１中間層、第２中間層、第１絶縁部、第２絶縁部、及び、制御部を含む。前記金属含有層は、第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む。前記第１磁性層は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れる。前記第２磁性層は、前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられる。前記第１中間層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性である。前記第３磁性層は、前記第１方向において前記第４部分から離れる。前記第４磁性層は、前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられる。前記第２中間層は、前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性である。前記制御部は、前記第１部分及び第２部分と電気的に接続される。前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長い。前記第５部分と前記第２絶縁部との間に前記第１絶縁部の少なくとも一部がある。前記第１絶縁部は、第１化合物、第２化合物、炭素、及び、シリコン炭化物からなる群から選択された少なくとも１つを含む。前記第１化合物は、アルミニウム、ベリリウム、イットリウム、マグネシウム及びホウ素からなる群から選択された少なくとも１つの酸化物を含む。前記第２化合物は、アルミニウム、ベリリウム、イットリウム、マグネシウム及びホウ素からなる群から選択された少なくとも１つの窒化物を含む。前記第２絶縁部は、シリコン酸化物、及び、シリコン窒化物からなる群から選択された少なくとも１つを含む。前記制御部は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、を実施する。
本発明の別の実施形態によれば、磁気記憶装置は、金属含有層、第１〜第４磁性層、第１中間層、第２中間層、及び、制御部を含む。前記金属含有層は、第１部分と、第２部分と、前記第１部分と前記第２部分との間の第３部分と、前記第３部分と前記第２部分との間の第４部分と、前記第３部分と前記第４部分との間の第５部分と、を含む。前記第１磁性層は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第２方向と交差する第１方向において前記第３部分から離れる。前記第２磁性層は、前記第３部分と前記第１磁性層との間に設けられる。前記第１中間層は、前記第１磁性層と前記第２磁性層との間に設けられ非磁性である。前記第３磁性層は、前記第１方向において前記第４部分から離れる。前記第４磁性層は、前記第４部分と前記第３磁性層との間に設けられる。前記第２中間層は、前記第３磁性層と前記第４磁性層との間に設けられ非磁性である。前記制御部は、前記第１部分及び第２部分と電気的に接続される。前記第５部分の少なくとも一部の、前記第１方向及び前記第２方向と交差する第３方向に沿う第５部分長は、前記第３部分の前記第３方向に沿う第３部分長よりも長く、前記第４部分の前記第３方向に沿う第４部分長よりも長い。前記第２磁性層と前記第４磁性層との間の前記第２方向に沿った距離は、前記第２磁性層の前記第２方向に沿う長さよりも長く、前記第４磁性層の前記第２方向に沿う長さよりも長い。前記制御部は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第１電流を前記金属含有層に供給する第１動作と、前記第２部分から前記第１部分に向かう第２電流を前記金属含有層に供給する第２動作と、を実施する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
金属含有層２１は、第１方向において第２磁性層１２と重ならない領域を有する。この領域の第３方向に沿う長さ（幅）は、第３部分長２１ｃｙよりも長い。この領域は、例えば、第１部分２１ａと第３部分２１ｃとの間、及び、第２部分２１ｂと第３部分２１ｃとの間の少なくともいずれかに位置する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
図３に示すように、制御部７０は、第１〜第３回路７１〜７３を含む。第１回路７１は、金属含有層２１の第１部分２１ａと電気的に接続される。第２回路７２は、金属含有層２１の第２部分２１ｂと電気的に接続される。第３回路７３は、電極２２を介して、第１積層体ＳＢ１（第１磁性層１１）と電気的に接続される。第１回路７１は、複数の金属含有層２１Ｘの一端のそれぞれと電気的に接続される。第２回路７２は、複数の金属含有層２１Ｘの他端のそれぞれと電気的に接続される。第３回路７３は、複数の電極２２Ｘのそれぞれと電気的に接続される。図３においては、スイッチ素子（図１（ａ）参照）は省略されている。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
磁気記憶装置１１１ｌ及び１１１ｎのように、積層体ＳＢ０のＹ軸方向の中心の位置が、金属含有層２１のＹ軸方向の中心の位置に対してシフトしても良い。磁気記憶装置１１１ｍ及び１１１ｎのように、金属含有層２１の幅の変化は、＋Ｙ軸方向と−Ｙ軸方向とにおいて、互いに異なっても良い。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８９】
図１０（ａ）及び図１０（ｄ）に示すように、この例では、第１磁性層１１、第２磁性層１２及び第１中間層１１ｉと、第２絶縁部４２との間に、第１絶縁部４１が設けられる。例えば、第１積層体ＳＢ１の熱が第１絶縁部４１を介して効率的に放熱される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
同様に、図１０（ｂ）及び図１０（ｄ）に示すように、第３磁性層１３、第４磁性層１４及び第２中間層１２ｉと、第２絶縁部４２との間に、第１絶縁部４１が設けられる。例えば、第２積層体ＳＢ２の熱が第１絶縁部４１を介して効率的に放熱される。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に示す例においても、Ｚ−Ｙ平面による第５部分２１ｅの切断面における第５部分２１ｅの外縁の長さは、第１線分長２１ｅｙａ、第２線分長２１ｅｙｂと、及び、第５部分厚２１ｅｔの２倍、の和よりも長い。これらの例においては、第５部分２１ｅの表面（第１面２１ｆａ及び第２面２１ｆｂの少なくともいずれか）は、凹部及び凸部の少なくともいずれかを有している。例えば、凹部の深さは、第５部分厚２１ｅｔの０．１倍以上である。例えば、凸部の高さは、第５部分厚２１ｅｔの０．１倍以上である。これにより、第５部分２１ｅにおいて、高い放熱性が得られる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３２】
図１４（ａ）に示すように、制御部７０と第１磁性層１１とが、第１配線７０ａにより電気的に接続される。制御部７０と第３磁性層１３とが、第２配線７０ｂにより電気的に接続される。この例では、第１配線７０ａ上に第１スイッチ素子Ｓｗ１が設けられている。第２配線７０ｂ上に第２スイッチ素子Ｓｗ２が設けられている。制御部７０が、第１配線７０ａの電位を制御することで、第１磁性層１１の電位が制御される。第１配線７０ａにおける電位の変化は実質的に小さい。このため、第１配線７０ａの電位を、第１磁性層１１の電位と見なすことができる。同様に、第２配線７０ｂの電位を、第３磁性層１３の電位と見なすことができる。以下では、第１磁性層１１の電位は、第１配線７０ａの電位と同じとみなす。以下では、第３磁性層１３の電位は、第２配線７０ｂの電位と同じとみなす。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４１】
一方、上記の第１動作ＯＰ１の後における第３磁性層１３と第１部分２１ａとの間の電気抵抗を第３電気抵抗とする。上記の第２動作ＯＰ２の後における第３磁性層１３と第１部分２１ａとの間の電気抵抗を第４電気抵抗とする。第３電気抵抗は、第４電気抵抗と実質的に同じである。これは、第４磁性層１４の第４磁化１４Ｍが実質的に変化しないためである。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４９】
複数の積層体は、複数のメモリセルにそれぞれ対応する。複数のメモリセルにおいて、互いに異なる情報が記憶されることが可能である。複数のメモリセルに情報を記憶する際に、例えば、複数のメモリセルに「１」及び「０」の一方を記憶した後に、複数のメモリセルのうちの所望のいくつかに「１」及び「０」の他方を記憶しても良い。例えば、複数のメモリセルの１つに「１」及び「０」の一方を記憶した後に、複数のメモリセルの別の１つに「１」及び「０」の一方を記憶しても良い。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４】
2018093069.tif 000022