(57)【要約】【課題】  磁気メモリ装置に用いられる磁気素子を提供する方法およびシステムを提供する。【解決手段】  この磁気素子は、ピン止め層（１２２）、スペーサ層（１３）、自由層（１４０）、およびスピンバリア層（１５０）を備える。スペーサ層（１３０）は非磁性であり、ピン止め層（１２２）と自由層（１４０）の間に配置されている。自由層（１４０）は、書き込み電流が磁気素子に流れた場合に、スピン移動を用いて切り替え可能である。また、自由層（１４０）は、スペーサ層（１３０）とスピンバリア層（１５０）の間に配置されている。スピンバリア層（１５０）は、自由層（１４０）の減衰定数に対する外側表面の寄与を低減するように構成されている。【選択図】      図２Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピン止め層と、
非磁性のスペーサ層と、
自由層磁化を有し、前記ピン止め層との間に前記スペーサ層が配置される自由層と、
前記スペーサ層との間に前記自由層が配置され、前記自由層の減衰定数に対する外側表面の寄与を低減するように構成されたスピンバリア層とを備えた磁気素子であって、
書き込み電流が流れた場合に、スピン移動によって前記自由層磁化が切り替えられるように構成されたことを特徴とする磁気素子。
【請求項２】
前記スピンバリア層が大きな面抵抗を有することを特徴とする請求項１に記載の磁気素子。
【請求項３】
前記面抵抗が０．１Ωμｍ２以上であることを特徴とする請求項２に記載の磁気素子。
【請求項４】
スピンポンピングによって誘発される減衰が実質的に除去されるように前記スピンバリア層が構成されたことを特徴とする請求項１に記載の磁気素子。
【請求項５】
前記スピンバリア層が絶縁マトリクス中に導電チャネルを具備した電流閉じ込め層であることを特徴とする請求項１に記載の磁気素子。
【請求項６】
前記スピンバリア層がＡｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｗ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、およびＮｉのうちの少なくとも１つから成る材料群の酸化物を含有することを特徴とする請求項５に記載の磁気素子。
【請求項７】
前記導電チャネルが前記酸化物の酸素濃度が３０ａｔｏｍ％未満である領域を有することを特徴とする請求項６に記載の磁気素子。
【請求項８】
前記スピンバリア層がさらにＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、およびＯｓのうちの少なくとも１つを含有することを特徴とする請求項６に記載の磁気素子。
【請求項９】
前記スピンバリア層がＡｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉから成る材料群の窒化物を含有することを特徴とする請求項５に記載の磁気素子。
【請求項１０】
前記導電チャネルが前記窒化物の窒素濃度が３０ａｔｏｍ％未満である領域を有することを特徴とする請求項９に記載の磁気素子。
【請求項１１】
前記スピンバリア層がさらにＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、およびＯｓのうちの少なくとも１つを含有することを特徴とする請求項９に記載の磁気素子。
【請求項１２】
前記スピンバリア層がトンネルホッピング伝導および熱活性伝導のうちの少なくとも一方をによるトンネルバリアであることを特徴とする請求項１に記載の磁気素子。
【請求項１３】
前記スピンバリア層が絶縁体であることを特徴とする請求項１２に記載の磁気素子。
【請求項１４】
前記スピンバリア層がＡｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｗ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉを含む材料群の酸化物を含有することを特徴とする請求項１２に記載の磁気素子。
【請求項１５】
前記スピンバリア層がＡｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉから成る材料群の窒化物を含有するこ
とを特徴とする請求項１２に記載の磁気素子。
【請求項１６】
前記スピンバリア層が半導体であることを特徴とする請求項１２に記載の磁気素子。
【請求項１７】
前記スピンバリア層がＳｉ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｇ、Ｃの群から選択された材料を含有することを特徴とする請求項１６に記載の磁気素子。
【請求項１８】
前記スペーサ層が導体、絶縁バリア層、または電流閉じ込め層であることを特徴とする請求項１に記載の磁気素子。
【請求項１９】
前記自由層が第１強磁性層、第２強磁性層、および該第１強磁性層と該第２強磁性層の間の非磁性スペーサ層をからなる合成自由層であって、該第１強磁性層および該第２強磁性層が反強磁性的に結合されるように該非磁性スペーサ層が構成されたことを特徴とする請求項１に記載の磁気素子。
【請求項２０】
前記ピン止め層が第１強磁性層、第２強磁性層、および該第１強磁性層と該第２強磁性層の間の非磁性スペーサ層からなる合成ピン止め層であって、該第１強磁性層および該第２強磁性層が反強磁性的に結合されるように該非磁性スペーサ層が構成されたことを特徴とする請求項１に記載の磁気素子。
【請求項２１】
前記スピンバリア層と前記自由層の間に配置された高導電率のスピン蓄積層をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の磁気素子。
【請求項２２】
前記スピン蓄積層が大きなスピン拡散長を有することを特徴とする請求項２１に記載の磁気素子。
【請求項２３】
前記スピン蓄積層がＡｌ、Ｃｕ、またはＡｇを含有することを特徴とする請求項２１に記載の磁気素子。
【請求項２４】
前記スピンバリア層が０．０１Ωμｍ２以上の大きな面抵抗を有することを特徴とする請求項２１に記載の磁気素子。
【請求項２５】
スピンポンピングによって誘発される減衰が実質的に除去されるように前記スピンバリア層が構成されたことを特徴とする請求項２１に記載の磁気素子。
【請求項２６】
前記スピンバリア層が絶縁マトリクス中に導電チャネルを具備した電流閉じ込め層であることを特徴とする請求項２１に記載の磁気素子。
【請求項２７】
前記スピンバリア層がＡｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｗ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、およびＮｉのうちの少なくとも１つから成る材料群の酸化物を含有することを特徴とする請求項２６に記載の磁気素子。
【請求項２８】
前記導電チャネルが前記酸化物の酸素濃度が３０ａｔｏｍ％未満である領域を有することを特徴とする請求項２７に記載の磁気素子。
【請求項２９】
前記スピンバリア層がさらにＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、およびＯｓのうちの少なくとも１つを含有することを特徴とする請求項２７に記載の磁気素子。
【請求項３０】
前記スピンバリア層がＡｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉから成る材料群の窒化物を含有することを特徴とする請求項２６に記載の磁気素子。
【請求項３１】
前記導電チャネルが前記窒化物の窒素濃度が３０ａｔｏｍ％未満である領域を含有することを特徴とする請求項３０に記載の磁気素子。
【請求項３２】
前記スピンバリア層がさらにＣｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、およびＯｓのうちの少なくとも１つを含有することを特徴とする請求項３０に記載の磁気素子。
【請求項３３】
前記スピンバリア層がトンネルホッピング伝導および熱活性伝導のうちの少なくとも一方によるトンネルバリアであることを特徴とする請求項２１に記載の磁気素子。
【請求項３４】
前記スピンバリア層が絶縁体であることを特徴とする請求項３３に記載の磁気素子。
【請求項３５】
前記スピンバリア層がＡｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｗ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉからなる材料群の酸化物を含有することを特徴とする請求項３３に記載の磁気素子。
【請求項３６】
前記スピンバリア層がＡｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉから成る材料群の窒化物を含有することを特徴とする請求項３３に記載の磁気素子。
【請求項３７】
前記スピンバリア層が半導体であることを特徴とする請求項３３に記載の磁気素子。
【請求項３８】
前記スピンバリア層がＳｉ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｇ、Ｃの群から選択された少なくとも１つの元素を含むことを特徴とする請求項３７に記載の磁気素子。
【請求項３９】
前記スペーサ層が導体、絶縁バリア層、または電流閉じ込め層であることを特徴とする請求項２１に記載の磁気素子。
【請求項４０】
前記自由層が第１強磁性層、第２強磁性層、および該第１強磁性層と該第２強磁性層の間の非磁性スペーサ層からなる合成自由層であって、該第１強磁性層および該第２強磁性層が反強磁性的に結合されるように該非磁性スペーサ層が構成されたことを特徴とする請求項２１に記載の磁気素子。
【請求項４１】
前記ピン止め層が第１強磁性層、第２強磁性層、および該第１強磁性層と該第２強磁性層の間の非磁性スペーサ層からなる合成ピン止め層であって、該第１強磁性層および該第２強磁性層が反強磁性的に結合されるように該非磁性スペーサ層が構成されたことを特徴とする請求項２１に記載の磁気素子。
【請求項４２】
（ａ）ピン止め層を設ける工程と、
（ｂ）非磁性のスペーサ層を設ける工程と、
（ｃ）自由層磁化を有し、前記ピン止め層との間に前記スペーサ層が配置される自由層を設ける工程と、
（ｄ）前記スペーサ層との間に前記自由層が配置され、前記自由層の減衰定数に対する外側表面の寄与を低減するように構成されたスピンバリア層を設ける工程とを備えた磁気素子の提供方法であって、
書き込み電流が流れた場合に、スピン移動によって前記自由層磁化が切り替えられるように構成されたことを特徴とする磁気素子の提供方法。
【請求項４３】
（ｅ）前記スピンバリア層と前記自由層の間に配置される高導電率のスピン蓄積層を設ける工程をさらに備えたことを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気メモリシステム、特に、スイッチングにスピン移動効果を用いて、低スイッチング電流密度で切り替え可能な磁気素子を提供する方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１Ａ、図１Ｂ、および図１Ｃは、磁気メモリに使用可能な従来の磁気素子１０、１０'、１０’’を示す。なお、磁気メモリの分野における最近の開発概要については、例え
ば非特許文献１や非特許文献２等に見受けられる。上記従来の磁気素子１０はスピンバルブであり、従来型の反強磁性（ＡＦＭ）層１２、従来型のピン止め層１４、従来型の導電性スペーサ層１６、および従来型の自由層１８を備える。また、シード層やキャッピング層等のその他の層（不図示）を用いてもよい。従来型のピン止め層１４および従来型の自由層１８は強磁性である。このため、従来型の自由層１８は、可変磁化１９を有するような表現となっている。従来型のスペーサ層１６は非磁性である。ＡＦＭ層１２は、ピン止め層１４の特定方向の磁化を固定またはピン止めするために用いられる。自由層１８の磁化は、通常、外部磁界に応答して回転可能である。また、従来の磁気素子１０に電流を流す際に使用可能な上部接触部２０および下部接触部２２も示してある。
【０００３】
図１Ｂに示す上記従来の磁気素子１０'は、スピントンネル接合である。この従来のス
ピントンネル接合１０'の一部は、上記従来のスピンバルブ１０に類似している。このた
め、従来の磁気素子１０'は、ＡＦＭ層１２'、従来型のピン止め層１４'、絶縁バリア層
１６'である従来型のスペーサ層、および可変磁化１９'を有する従来型の自由層１８'を
備える。従来型のバリア層１６'は、電子が従来のスピントンネル接合１０'をトンネリングするのに十分な薄さとなっている。
【０００４】
上記従来の磁気素子１０’’は、ＡＦＭ層１２'、従来型のピン止め層１４'、電流閉じ込め層１６’’である従来型のスペーサ層、および可変磁化１９’’を有する従来型の自由層１８’’を備える。従来型の電流閉じ込め層１６’’は、金属導電領域（以下、導電チャネル１５と称する）と高抵抗領域（以下、絶縁マトリクス１７と称する）とが交じり合った不均一層であり、高抵抗領域は絶縁体であってもよい。強磁性層１４’’および１８’’間の導通は、実質的に導電チャネル１５内に限定される。これにより、従来の磁気素子１０’’は、電流閉じ込め磁気抵抗効果薄膜構造と呼ばれる。この従来の磁気素子１０’’は、非特許文献３において、磁気抵抗ハードディスクドライブの読み出しヘッドとの関連で詳述されている。
【０００５】
上記従来の磁気素子１０、１０'、１０’’の抵抗は、それぞれ、従来型の自由層１８
、１８'、１８’’および従来型のピン止め層１４、１４'、１４’’それぞれの磁化１９、１９'、１９’’の方向によって変化する。従来型の自由層１８、１８'、１８’’の磁化１９、１９'、１９’’が従来型のピン止め層１４、１４'、１４’’の磁化と平行な場合、上記従来の磁気素子１０、１０'、１０’’の抵抗は小さくなる。従来型の自由層１
８、１８'、１８’’の磁化１９、１９'、１９’’が従来型のピン止め層１４、１４'、
１４’’の磁化と逆平行な場合、上記従来の磁気素子１０、１０'、１０’’の抵抗は大
きくなる。ここで、上記従来の磁気素子１０、１０'、１０’’の抵抗を検出するために
は、磁気素子１０、１０'、１０’’に電流を流す。メモリに適用する場合は通常、ＣＰ
Ｐ（平面に垂直な電流）構成、すなわち従来の磁気素子１０、１０'、１０’’の各層と
垂直な方向（図１Ａ、図１Ｂ、または図１Ｃに示すｚ方向の上下いずれか）に電流を流す。この構成では、上部接触部２０、２０'、２０’’および下部接触部２２、２２'、２２’’の間にそれぞれ電流が流れる。
【０００６】
高密度のメモリセルを有する磁気メモリに関連する特定の問題を克服するため、スピン移動を利用して従来型の自由層１０、１０'、１０’’の磁化１９、１９'、１９’’を切り替えてもよい。スピン移動は、従来の磁気素子１０'との関連で説明するが、従来の磁
気素子１０および１０’’にも同様に適用可能である。スピン移動に関する最新の知識は、以下の刊行物に詳述されている：非特許文献４、非特許文献５、非特許文献６、非特許文献７、非特許文献８。したがって、スピン移動現象に関する以下の説明は、最新の知識に基づくものであり、本発明の範囲を制限することを意図したものではない。
【０００７】
スピン分極した電流がＣＰＰ構成で上記スピントンネル接合１０'等の磁気多層構造を
横切ると、強磁性層に入射する電子のスピン角運動量の一部が当該強磁性層に伝達される。特に、上記従来型の自由層１８'に入射する電子は、そのスピン角運動量の一部を自由
層１８'に伝達する。この角運動量の伝達は、自由層の磁化１９'に作用するスピン移動トルク（ＳＴＴ）と考えられる。その結果、スピン分極した電流は、電流密度が十分に大きく（およそ１０７〜１０８Ａ／ｃｍ２）、スピントンネル接合の横方向寸法が小さい（およそ２００ｎｍ以下）場合に、従来型の自由層１８'の磁化１９'方向を切り替えることができる。ここで、スピン移動によって誘発されるスイッチングが起こり得る閾値電流は、臨界電流Ｉｃと呼ばれる。また、スピン移動によって従来型の自由層１８'の磁化１９'方向が切り替え可能となるためには、従来型の自由層１８'を十分に薄くすべきであると一
般的に考えられている（例えばＣｏの場合、およそ１０ｎｍ以下が好ましい）。スピン移動に基づく磁化方向のスイッチングは、その他のスイッチング機構よりも優位性があり、従来の磁気素子１０'の横方向寸法が数百ｎｍ程度に小さければ、観察可能となる。この
ため、スピン移動は、より小さな磁気素子１０'を有する高密度磁気メモリに好適である
。
【０００８】
スピン移動の現象は、従来の磁気素子１０、１０'、１０’’における従来型の自由層
１８、１８'、１８’’の磁化方向を切り替える際に、外部スイッチング磁場を用いる方
法の代わりに、あるいはその方法に加えて、ＣＰＰ構成で利用することができる。例えば、上記従来の磁気素子１０'において、従来型の自由層１８'の磁化１９'は、従来型のピ
ン止め層１４'の磁化と逆平行な方向から従来型のピン止め層１４'の磁化と平行な方向へ切り替えることができる。このときは、従来型の自由層１８'から従来型のピン止め層１
４'へ電流を流す（伝導電子が従来型のピン止め層１４'から従来型の自由層１８'へ移動
する）。一方、従来型のピン止め層１４'から従来型の自由層１８'へ電流を流すと（伝導電子が逆方向に移動する）、自由層１８'の磁化は、従来型のピン止め層１４'の磁化と平行な方向から従来型のピン止め層１４'の磁化と逆平行な方向へ切り替えることができる
。
【０００９】
臨界電流Ｉｃの大きさは、非特許文献９に記載されるとともに、特に非特許文献１０においてさらに展開されている一般的なスピン移動のスピン−トルクモデルを用いて決定することができる。スロンクゼウスキー（Ｓｌｏｎｃｚｅｗｓｋｉ）のモデルによれば、スピン移動スタックの自由層に対するスイッチング電流密度Ｉｃは、以下に比例する。
【００１０】
αｔＭｓ［Ｈｅｆｆ−２πＭｓ］／ｇ（θ）
ここで、
α＝現象論的ギルバート（Ｇｉｌｂｅｒｔ）減衰パラメータ、
ｔ＝自由層の厚さ、
Ｍｓ＝自由層の飽和磁化、
Ｈｅｆｆ＝自由層に対する有効磁界、であり、
ｇ（θ）はスピン移動効率を反映している。
【００１１】
有効磁界Ｈｅｆｆは、外部磁界、形状異方性磁界、面内異方性磁界、面外（すなわち垂直）異方性磁界、双極子磁場、および交換磁場を含む。垂直異方性磁界は、通常、結晶異方性から生じる。ｇ（θ）の項は、従来型のピン止め層１４'および従来型の自由層１８'における磁化の相対角度方向によって決まる。
【００１２】
したがって、臨界電流Ｉｃは、上記従来型の自由層１８'のギルバート減衰パラメータ
αに比例する。これについては、従来のスピンバルブ磁気抵抗効果素子１０や従来の電流閉じ込め磁気抵抗効果素子１０’’におけるスピン移動にも同様に適用可能であると考えられている。ギルバート減衰パラメータαは無次元のパラメータであり、従来型の自由層１８'に起こる動的減衰のレベルを定量化したものである。α以外の残りの係数が同じで
あると仮定すると、αの減少に比例してＩｃも減少し、αの増加に比例してＩｃも増加する。多層構造に埋め込まれた従来型の薄い磁気自由層１８'の場合は、総減衰係数αが通
常３つの項に分解可能であることが分かっている。
【００１３】
α＝α０＋（δαｏｕｔ＋δαｉｎ）ｔ０／ｔｆ
ここで、
α０＝固有減衰パラメータ、
δαｏｕｔ＝自由層の外側インターフェース（例えば、従来型の自由層１８'と上部接
触部２０'の間）で起こる作用に由来する表面の寄与、
δαｉｎ＝自由層の内側インターフェース（例えば、従来型の自由層１８'とバリア層
１６'の間）で起こる作用に由来する表面の寄与、
ｔ０＝任意のスケーリング長さ、
ｔｆ＝自由層の厚さ（ナノメートル表記）。
【００１４】
固有減衰パラメータα０は、上記従来型の自由層１８'の構成材料のみによって決まる
。任意のスケーリング長さｔ０は、一般性を失うことなく３ｎｍに等しくとれば都合が良い。従来型の自由層１８'の厚さｔＦは、ナノメートル表記の自由層の厚さである。
【００１５】
減衰パラメータに対する内側表面の寄与δαｉｎは、従来型の自由層１８'と従来型の
バリア層１６'間のインターフェース、従来型のバリア層１６'自体、場合によっては従来型のバリア層１６'と従来型のピン止め層１４'間のインターフェース、および従来型のピン止め層１４'の構造と構成の詳細によって決まる。特に、磁気素子１０'では、自由層１０'の上部（外側）インターフェースで起こる「スピンポンピング」に由来するδαｏｕ
ｔの大きな悪影響が生じる。スピンポンピング減衰は、上記従来型の自由層１８'から上
部接触部２０'へ移動可能な自由電子との交換結合による自由層の時間依存性磁化に起因
する角運動量の消失によって発生する。そのような効果は、例えば非特許文献１１に詳述されている。このようなスピンポンピングによって誘発される減衰は、通常１〜５ｎｍの自由層厚を有する先行技術で公知の磁気抵抗効果薄膜構造において、Ｉｃを所望のレベルまで低減する能力の限定要因となる。
【００１６】
上述のように、スピン移動は、従来の磁気素子１０、１０'、１０’’を切り替えるた
めの手段として機能するが、当業者であれば、従来の磁気素子１０、１０'、１０’’の
スイッチングを誘発するためには大きな電流密度が通常必要となることが容易に分かる。特に、このスイッチング電流密度は、およそ数１０７Ａ／ｃｍ２以上である。このため、大きなスイッチング電流密度を得るために、大きな書き込み電流が用いられる。大きな動作電流は、加熱、消費電力の増大、トランジスタ寸法の増大等、高密度ＭＲＡＭの設計上の問題をもたらす。
【非特許文献１】ウィリアム・レオー（Ｗｉｌｌｉａｍ  Ｒｅｏｈｒ）ら、「Ｍｅｍｏｒｉｅｓ  ｏｆ  Ｔｏｍｏｒｒｏｗ」、ＩＥＥＥ  Ｃｉｒｃｕｉｔｓ  ａｎｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  Ｍａｇａｚｉｎｅ、１７〜２７ページ（２００２年9 月）
【非特許文献２】サイード・テヘラニ（Ｓａｉｅｄ  Ｔｅｈｒａｎｉ）ら、「Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ｕｓｉｎｇ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｔｕｎｎｅｌ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ」、ＩＥＥＥ予稿集、第９１巻（５）、７０３〜７１４ページ（２００３年５月）
【非特許文献３】タカギシ（Ｍ．  Ｔａｋａｇｉｓｈｉ）、「Ｔｈｅ  Ａｐｐｌｉｃａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ＣＰＰ−ＧＭＲ  Ｈｅａｄｓ  ｆｏｒ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ」、ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．  Ｍａｇｎ．  ３８、２２７７（２００２年）
【非特許文献４】ジェイ・シー・スロンクゼウスキー（Ｊ．  Ｃ．  Ｓｌｏｎｃｚｅｗｓｋｉ）、「Ｃｕｒｒｅｎｔ−ｄｒｉｖｅｎ  Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ  ａｎｄ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、第１５９巻、Ｌ１ページ（１９９６年）、
【非特許文献５】エル・バーガー（Ｌ．  Ｂｅｒｇｅｒ）、「Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｐｉｎ  Ｗａｖｅｓ  ｂｙ  ａ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ  Ｔｒａｖｅｒｓｅｄ  ｂｙ  ａ  Ｃｕｒｒｅｎｔ」、Ｐｈｙｓ．  Ｒｅｖ．  Ｂ、第５４巻、９３５３ページ（１９９６年）
【非特許文献６】エフ・ジェイ・アルバート、ジェイ・エイ・ケーティン、アール・エイ・ブーアマン（Ｆ．  Ｊ．  Ａｌｂｅｒｔ、Ｊ．  Ａ．  Ｋａｔｉｎｅ、Ｒ．  Ａ．  Ｂｕｈｒｍａｎ）、「Ｓｐｉｎ−ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｏｆ  ａ  Ｃｏ  Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｎａｎｏｍａｇｎｅｔ」、Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．、第７７巻（２３）、３８０９ページ（２０００年）
【非特許文献７】ジェイ・スロンクゼウスキー（Ｊ．  Ｓｌｏｎｃｚｅｗｓｋｉ）、「Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ  ａｎｄ  ｅｘｃｈａｎｇｅ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ  ｏｆ  ｔｗｏ  ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｓ  ｓｅｐａｒａｔｅｄ  ｂｙ  ａ  ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  ｂａｒｒｉｅ」、Ｐｈｙｓ．  Ｒｅｖ．  Ｂ３９、６９９５（１９８９年）
【非特許文献８】ワイ・フアイ（Ｙ．  Ｈｕａｉ）ら、「Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｓｐｉｎ−ｔｒａｎｓｆｅｒ  ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  ｉｎ  ｄｅｅｐ  ｓｕｂｍｉｃｒｏｎ−ｓｉｚｅｄ  ａｎ  ｌｏｗ−ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｔｕｎｎｅｌ  ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ」、Ａｐｐｌ．  Ｐｈｙｓ．  Ｌｅｔｔ．  ８４、３１１８（２００４年）
【非特許文献９】ジェイ・シー・スロンクゼウスキー（Ｊ．  Ｃ．  Ｓｌｏｎｃｚｅｗｓｋｉ）、「Ｃｕｒｒｅｎｔ−ｄｒｉｖｅｎ  Ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍａｇｎｅｔｉｓｍ  ａｎｄ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｍａｔｅｒｉａｌｓ、１５９巻、Ｌ１〜Ｌ５ページ（１９９６年）
【非特許文献１０】ジェイ・グロリエル（Ｊ．  Ｇｒｏｌｌｉｅｒ）ら、「Ｆｉｅｌｄ  ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ  ｏｆ  ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ  ｒｅｖｅｒｓａｌ  ｂｙ  ｓｐｉｎ  ｔｒａｎｓｆｅｒ」、Ｐｈｙｓ．  Ｒｅｖ．  Ｂ６７、１７４４０２（２００３年）
【非特許文献１１】ワイ・ツェルコヴニャック（Ｙ．  Ｔｓｅｒｋｏｖｎｙａｋ）ら、「Ｄｙｎａｍｉｃ  ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ  ｏｆ  ｓｐｉｎ  ｖａｌｖｅｓ」、Ｐｈｙｓ．  Ｒｅｖ．  Ｂ６７、１４０４０４（Ｒ）（２００３年）
【非特許文献１２】シア（Ｋ．  Ｘｉａ）ら、「Ｓｐｉｎ  ｔｏｒｑｕｅｓ  ｉｎ  ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ／ｍｅｔａｌ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ」、Ｐｈｙｓ．  Ｒｅｖ．  Ｂ６５、２２０４０１（Ｒ）（２００２年）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
したがって、スピン移動を用いて低電流密度で切り替え可能であるとともに消費電力の
少ない素子を有する磁気メモリ素子を提供するシステムおよび方法が必要となる。本発明は、そのような必要性に対応するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、磁気メモリに使用可能な磁気素子を提供する方法およびシステムを提供する。この磁気素子は、ピン止め層、スペーサ層、自由層、およびスピンバリア層を備える。スペーサ層は非磁性であり、ピン止め層と自由層の間に配置されている。自由層は、書き込み電流が磁気素子に流れた場合に、スピン移動を用いて切り替え可能である。また、自由層は、スペーサ層とスピンバリア層の間に配置されている。スピンバリア層は、自由層の減衰定数に対する外側表面の寄与を低減するように構成されている。１つの態様において、スピンバリア層は大きな面抵抗を有しており、スピンポンピングによって誘発される減衰を実質的に除去するように構成してもよい。別の態様において、この磁気素子は、スピンバリア層と自由層の間にスピン蓄積層も備える。スピン蓄積層は高い導電率を有しており、また、大きなスピン拡散長を有する構成であってもよい。
【００１９】
ここに開示したシステムおよび方法によれば、本発明は、スピン移動により小さな電流密度で切り替え可能な磁気素子を提供するものであり、その結果として、スイッチング電流密度を小さくできるという利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明は、ＭＲＡＭ等の磁気素子および磁気メモリの改良に関する。以下の説明は、当業者が本発明を構成・使用できるように提示しており、特許出願およびその要件に照らして提供するものである。好適な実施形態に対する様々な改良は当業者には自明のことであり、ここに示す一般原理は他の実施形態にも適用可能である。したがって、本発明は、以下の実施形態に限定することを意図したものではなく、ここに述べる原理および特性と整合する最大の範囲が付与されることになる。
【００２１】
本発明は、磁気メモリに使用可能な磁気素子を提供する方法およびシステムを提供する。この磁気素子は、ピン止め層、スペーサ層、自由層、およびスピンバリア層を備える。スペーサ層は非磁性であり、ピン止め層と自由層の間に配置されている。自由層は、書き込み電流が磁気素子に流れた場合に、スピン移動を用いて切り替え可能である。また、自由層は、スペーサ層とスピンバリア層の間に配置されている。スピンバリア層は、自由層の減衰定数に対する外側表面の寄与を低減するように構成されている。１つの態様において、スピンバリア層は大きな面抵抗を有しており、スピンポンピングによって誘発される減衰を実質的に除去するように構成してもよい。別の態様において、この磁気素子は、スピンバリア層と自由層の間にスピン蓄積層も備える。スピン蓄積層は高い導電率を有しており、また、大きなスピン拡散長を有する構成であってもよい。
【００２２】
本発明は、特定の構成要素を有する特定の磁気メモリおよび特定の磁気素子に関して説明する。ただし、当業者であれば、異なる構成要素および付加的な構成要素あるいはそのいずれかを有する他の磁気メモリ素子、または本発明と矛盾しない異なる特性および付加的な特性あるいはそのいずれかを有する他の磁気メモリ、もしくはその両方に対しても、この方法とシステムが効果的に作用することが容易に分かる。また、本発明は、スピン移動現象に関する現在の知識に照らして説明する。そのため、当業者であれば、この方法とシステムの動作の理論的な説明が、スピン移動に関する現在の知識に基づいて行われていることが容易に分かる。また、当業者であれば、この方法とシステムが、基板との特定の関係を有する構造との関連で説明されていることが容易に分かる。例えば、図面に示すように、各構造の下部とその下側の基板とは、通常、各構造の上部よりも近い関係となっている。ただし、当業者であれば、この方法とシステムが、基板との異なる関係を有する他の構造とも整合することが容易に分かる。また、この方法とシステムは、合成および単一
の、あるいはそのいずれかの特定層との関連で説明する。ただし、当業者であれば、各層が別の構造を有し得ることが容易に分かる。例えば、この方法とシステムは、単一の自由層との関連で説明するが、本発明を合成自由層とともに用いることを妨げるものではない。さらに、本発明は、特定の層を有する磁気素子との関連で説明する。ただし、当業者であれば、本発明と矛盾しない付加的な層および異なる層、あるいはそのいずれかを有する磁気素子も使用可能であることが容易に分かる。さらにまた、一部の構成要素は強磁性であるものとして説明する。ただし、「強磁性」という用語は、ここではフェリ磁性または同種の構造を包含し得る。したがって、「強磁性」という用語は、ここでは強磁性体およびフェリ磁性体を包含するが、これに限定されない。また、本発明は、単一素子との関連で説明する。ただし、当業者であれば、本発明が、複数の素子、ビット線、およびワード線を有する磁気メモリの使用とも整合することが容易に分かる。さらに、本発明は、小さなスイッチング電流密度を与える特定の機構、すなわち、自由層の減衰定数を低減した構成との関連で説明する。ただし、当業者であれば、ここに述べる方法とシステムが、低飽和磁化自由層等のスイッチング電流密度を低減するその他の機構と組み合わせ可能であることが容易に分かる。
【００２３】
本発明に係る方法とシステムをさらに詳しく説明するため、スピン移動スイッチング用書き込み電流密度を低減した本発明の第１実施形態に係る磁気素子１００の一部を示す図２Ａを参照する。磁気素子１００は、ＣＰＰ構成でＭＲＡＭ等の磁気メモリに用いるのが好ましい。したがって、磁気素子１００は、絶縁トランジスタ（不図示）を備えたメモリセル、およびその他の構成の磁気メモリに使用することができる。さらにまた、磁気素子１００は、その上部および下部それぞれの近傍に２つの端子１０２および１０４を用いるのが好ましい。ただし、上記と異なる端子数、例えば、磁気素子の中央近傍に第３の端子を用いることを妨げるものではない。磁気素子１００は、ピン止め層１２０、スペーサ層１３０、および自由層１４０を備える。また、磁気素子１００は通常、ピン止め層１２０の磁化１２２のピン止めに用いるピニング層１１０と、シード層（不図示）、キャッピング層（不図示）を備える。さらに、磁気素子１００は、スピン移動を用いて自由層１４０が書き込み可能となるように構成されている。したがって、好適な実施形態において、自由層１４０の幅ｗ等の横方向寸法は小さく、２００ｎｍ未満とするのが好ましい。また、自由層１４０がその面内に特定の容易軸を有するように、横方向の寸法を相違させることが好ましい。
【００２４】
ピニング層１１０は、交換結合によってピン止め層１２０の磁化１２２をピン止めするＡＦＭ層１１０であることが好ましい。ピン止め層１２０は強磁性である。また、一実施形態において、ピン止め層１２０は合成層である。このような実施形態において、ピン止め層１２０は、非磁性層によって分離された強磁性層を備えており、この強磁性層が逆平行となるように構成されている。なお、ピン止め層１２０は、磁気素子１００の性能向上に用いられる他の特性を有していてもよい。スペーサ層１３０は非磁性である。また、一実施形態において、スペーサ層１３０は、例えばＣｕを含む導電性層であってもよい。別の実施形態において、スペーサ層１３０は、アルミナ等の絶縁体を含むバリア層である。このような実施形態において、バリア層１３０は、電荷キャリアが自由層１４０とピン止め層１２０との間でトンネリング可能なように構成されている。さらに別の実施形態において、スペーサ層１３０は、電流閉じ込め層である。したがって、スペーサ層１３０は、図１Ａ、図１Ｂ、または図１Ｃにそれぞれ示すスペーサ層１６、１６' 、または１６’’
に相当する。以上から、再度図２Ａを参照して、磁気素子１００は電流閉じ込め磁気抵
抗構造とすることができる。
【００２５】
自由層１４０は強磁性である。上述の通り、自由層１４０は、その磁化１４２がピン止め層１２０の磁化１２２と平行または逆平行のときに安定するように、形状異方性を有するのが好ましい。さらに、自由層１４０は、図２Ａに示すように単一層であるか、または
合成層であってもよい。
【００２６】
また、磁気素子１００は、スピンバリア層１５０を備える。スピンバリア層１５０は、自由層の減衰定数αに対する外側表面の寄与を低減するように構成されている。スピンバリア層１５０は、大きな面抵抗ｒｂを有するのが好ましい。好適な実施形態において、この面抵抗は少なくとも０．１Ωμｍ２以上である。図示の実施形態において、スピンバリア層１５０は実質的に、絶縁マトリクス１５４中に導電チャネル１５２を具備した電流閉じ込め層である。減衰定数に対する外側表面の寄与を低減するスピンバリア層１５０が存在するため、自由層１４０の磁化１４２が切り替わる閾値である臨界電流は小さくなる。
【００２７】
スピンバリア層１５０の効果は、上述した一般的なスピン移動のスピン−トルクモデルを用いて理解することができる。特に、スピンバリア層１５０は、自由層１４０の外側インターフェースを変更するために用いられるため、減衰パラメータひいては総減衰パラメータに対する外側表面の寄与δαｏｕｔを低減させる。その結果、臨界電流は小さくなる。
【００２８】
スピンバリア層１５０による臨界電流の低減についてさらに詳しく説明するため、スロンクゼウスキー（Ｓｌｏｎｃｚｅｗｓｋｉ）のモデルを参照する。このモデルによれば、スピン移動スタックの自由層に対する臨界電流Ｉｃは、自由層１４０の現象論的ギルバート（Ｇｉｌｂｅｒｔ）減衰パラメータαに比例する。上述の通り、多層構造に埋め込まれた薄い磁気自由層１４０の場合は、総減衰係数αが通常３つの項に分解可能であることが分かっている：α＝α０＋（δαｏｕｔ＋δαｉｎ）ｔ０／ｔｆ。
【００２９】
固有減衰パラメータα０は、自由層１４０に用いられる材料によって決まるため、この固有減衰パラメータは通常、臨界電流を低減する技術に利用できない。減衰パラメータに対する表面の寄与δαｉｎは、自由層１４０とスペーサ層１３０間のインターフェース、スペーサ層１３０自体、場合によってはスペーサ層１３０とピン止め層１２０間のインターフェース、およびピン止め層１２０の構造と構成の詳細によって決まる。通常、これら様々な要素１２０、１３０、１４０の構成と構造は、その他の種々制限に関して最適化される。例えば、そのような制限としては、磁気素子１００の磁気抵抗効果の最大化、所望の適正範囲内における磁気素子１００の面抵抗の調整、およびその他の制限等が含まれる。したがって、通常は、結果として得られるδαｉｎがそのまま採用される。
【００３０】
一方、自由層１４０の外側インターフェースについては、他の重要な特性に悪影響を及ぼすことなく変更可能である。特に、スピンバリア層１５０は、自由層１４０の外側インターフェースを変更するために用いられるため、減衰パラメータひいては総減衰パラメータに対する外側表面の寄与δαｏｕｔを低減させる。本願の背景においては、減衰パラメータに対する外側表面の寄与が低減すると、自由層１４０のみの場合よりもこの寄与分δαｏｕｔが小さくなることは確実である。
【００３１】
本発明の好適な実施形態において、スピンバリア層１５０は、少なくとも０．１Ωμｍ２以上の大きな面抵抗ｒｂを有する。このように大きな面抵抗は、スピンバリア層１５０を跨る自由層１４０の時間依存性磁化と外側電極１０４における伝導電子との結合を限定する。その結果、自由層１４０の磁化の減衰に対するこの結合の寄与分は、もはや大きなものではなくなる可能性がある。別の言い方をすれば、スピンバリア層１５０の面抵抗が大きいと、スピンポンピングによって誘発される付加的な減衰が効果的に相殺されるため、減衰パラメータに対する表面の寄与δαｏｕｔは低減される。その結果、自由層の磁化１４２のスイッチングに必要な臨界電流値Ｉｃの低減を効果的に実現することができる。
【００３２】
図２Ａに示す磁気素子１００において、スピンバリア層１５０は、電流閉じ込めスピン
バリア層である。スピンバリア層１５０は、その平面全体で不均一な薄い層である。したがって、スピンバリア層１５０は、導電チャネル１５２と呼ばれる金属（抵抗）導電領域および絶縁マトリクス１５４と呼ばれる高抵抗領域を有する。絶縁マトリクス１５４は、実際には絶縁領域、または導電チャネル１５２よりも高い抵抗率を単に有する領域であってもよい。結果として、スピンバリア層１５０を通る電流の導通は、主に導電チャネル１５２内に限定される。磁気素子１００において、スピンバリア層１５０の面抵抗は、導電チャネル１５２の大きさと密度を変えることによって調節可能であり、ｒｂの目標とする仕様を比較的容易に満足することができる。
【００３３】
磁気素子１００の好適な実施形態において、電流閉じ込めスピンバリア層１５０は、好ましくは０．２〜５ｎｍの厚さを有する。また、好適な実施形態において、スピンバリア層１５０は、Ａｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｗ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから成る群から選択された１または複数の材料の酸化物で主に構成されている。また、導電チャネル１５２は、低酸素原子濃度領域に相当する領域であってもよい。好適な実施形態においては、酸素原子濃度が３０ａｔｏｍ％未満の領域が、導電チャネル１５２に相当すると考えられる。高抵抗領域である絶縁マトリクス１５４は、高酸素原子濃度領域に相当する領域であってもよい。好適な実施形態において、絶縁マトリクス１５４は、酸素原子濃度が４０ａｔｏｍ％超の領域に相当する。さらにまた、スピンバリア層１５０全体にわたる酸素原子濃度の横方向変動は、容易に酸化しない金属元素または酸素偏析因子をスピンバリア層１５０に添加することによって生じさせるのが好ましい。例えば、導電チャネル１５２は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｏｓから成る群から選択された元素を含む構成であってもよい。
【００３４】
電流閉じ込めスピンバリア層１５０の別の実施形態において、電流閉じ込めスピンバリア層１５０は、好ましくは０．２〜５ｎｍの厚さを有する。また、そのような実施形態において、スピンバリア層１５０は、Ａｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉから成る群から選択された元素（マトリクス元素）の窒化物で主に構成されている。また、導電チャネル１５２は、低窒素原子濃度領域に相当する。好適な実施形態において、導電チャネル１５２は、窒素原子濃度が３０ａｔｏｍ％未満の領域に相当する。絶縁マトリクス１５４は、高抵抗の領域、好ましくは、窒素原子濃度が４０ａｔｏｍ％超の領域に相当する。さらにまた、スピンバリア層１５０全体にわたる窒素原子濃度の横方向変動は、窒素と容易に反応しない金属元素または窒素偏析因子をスピンバリア層１５０に添加することによって生じさせるのが好ましい。例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｏｓから成る群から選択された元素が挙げられる。
【００３５】
動作においては、読み出しと書き込みで異なる電流が用いられる。読み出し時は、より低い読み出し電流を利用する。例えば、１００〜５００μＡの電流を読み出し電流として用いてもよい。このような読み出し電流により、スピン移動によって誘発される自由層１４０のスイッチングに至らない磁気素子１００の状態を判定することができる。書き込み時は、少なくとも臨界電流Ｉｃに等しい書き込み電流を適切な方向（すなわち、図２Ａの上下いずれか）に印加して、磁気素子１００への書き込みを行う。これにより、自由層１４０の磁化１４２は、ピン止め層１２０の磁化１２２と平行または逆平行な方向へ切り替えることができる。このような書き込み電流は、１０〜２０００μＡであってもよい。
【００３６】
上述のように、スピンバリア層１５０は、自由層の減衰定数αに対する外側表面の寄与を低減させる。結果として、自由層１４０の磁化１４２が切り替わる閾値である臨界電流は小さくなる。したがって、磁気素子１００の性能を向上させることができる。
【００３７】
図２Ｂは、スピン移動スイッチング用書き込み電流密度を低減した本発明の第１実施形態に係る別の磁気素子１００' の一部を示す。磁気素子１００' の構成要素は、磁気素子
１００と類似する。したがって、磁気素子１００' の一部には、磁気素子１００と同様の符号を付する。それ故、磁気素子１００' は、好ましくはＡＦＭ層であるピニング層１１０' 、ピン止め層１２０' 、スペーサ層１３０' 、自由層１４０' 、およびスピンバリア層１５０' を備える。電流は、電極１０２' および１０４' を用いてＣＰＰ構成で流すのが好ましい。スペーサ層１３０' は、導電層、トンネルバリア層、または電流閉じ込め層を含む様々な形式が可能である。このように、磁気素子１００' の各層は、磁気素子１００の各層と実質的に同じであり、類似の様式で機能する。
【００３８】
スピンバリア層１５０' は、スピンバリア層１５０と類似の様式で機能するが、スピンバリア層１５０の構造は異なる。特に、スピンバリア層１５０' は、薄い絶縁層、半導体層、またはその他類似の層を含むトンネルバリアである。したがって、スピンバリア層１５０' を通る電流の導通は、電子トンネリング、電子ホッピング伝導、および熱活性伝導あるいはそのいずれかによって可能となる。このような磁気素子１００' において、スピンバリア層１５０' の面抵抗は、スピンバリア層１５０' の厚さと構成を変えることによって調節可能である。これにより、ｒｂの目標とする仕様を満足することができる。
【００３９】
磁気素子１００' の好適な実施形態において、スピンバリア層１５０' は、０．２〜５ｎｍの厚さを有する。また、好適な実施形態において、スピンバリア層は、Ａｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｗ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから成る群から選択された元素の酸化物で主に構成されている。磁気素子１００' の別の実施形態において、スピンバリア層１５０' は、０．２〜５ｎｍの厚さを有しており、Ａｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉから成る群から選択された元素の窒化物で主に構成されている。さらに別の実施形態において、スピンバリア層１５０' は、主に半導体材料で構成されている。このような磁気素子１００' において、スピンバリア層１５０' は、好ましくは０．２〜５ｎｍの厚さを有する。また、このような実施形態で用いられる半導体材料は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｇ、Ｃから成る群から選択された元素で構成するのが好ましい。
【００４０】
スピンバリア層１５０' は、自由層の減衰定数αに対する外側表面の寄与を低減させる。スピンバリア層１５０'  は、上述したものと類似の様式で減衰定数に対する外側表面
の寄与を低減させるので、自由層１４０' の磁化１４２' が切り替わる閾値である臨界電流は小さくなる。したがって、磁気素子１００' の性能を向上させることができる。
【００４１】
図２Ｃは、スピン移動スイッチング用書き込み電流密度を低減した本発明の第１実施形態に係る第３の磁気素子１００’’ の一部を示す。磁気素子１００’’ の構成要素は、磁気素子１００と類似する。したがって、磁気素子１００’’ の一部には、磁気素子１
００および１００' と同様の符号を付する。それ故、磁気素子１００’’ は、好ましく
はＡＦＭ層であるピニング層１１０’’ 、ピン止め層１２０’’ 、スペーサ層１３０’’ 、自由層１４０’’ 、およびスピンバリア層１５０’’ を備える。電流は、電極１
０２’’ および１０４’’ を用いてＣＰＰ構成で流すのが好ましい。スペーサ層１３０’’ は、導電層、トンネルバリア層、または電流閉じ込め層を含む様々な形式が可能で
ある。このように、磁気素子１００’’ の各層は、磁気素子１００および１００' の各
層と実質的に同じであり、類似の様式で機能する。
【００４２】
スピンバリア層１５０’’ は、スピンバリア層１５０のような電流閉じ込めスピンバ
リア層であってもよいし、または、スピンバリア層１５０' のようなトンネルスピンバリア層であってもよい。したがって、スピンバリア層１５０’’ は、スピンバリア層１５
０および１５０' と同様に機能する。ただし、図示の磁気素子１００’’ において、ピ
ン止め層１２０’’ および自由層１４０’’ は合成層である。このため、ピン止め層１２０’’ は、好ましくはＲｕである非磁性スペーサ層１２６によって分離された強磁性
層１２４および１２８を備える。非磁性スペーサ層１２６は、強磁性層１２４および１２８それぞれの磁化１２５および１２７が反強磁性的に結合されるように構成されている。同様に、自由層１４０’’ は、好ましくはＲｕである非磁性スペーサ層１４６によって
分離された強磁性層１４４および１４８を備える。非磁性スペーサ層１４６は、強磁性層１４４および１４８それぞれの磁化１４５および１４７が反強磁性的に結合されるように構成されている。
【００４３】
したがって、スピンバリア層１５０' は、上述したものと類似の様式で、自由層の減衰定数αに対する外側表面の寄与を低減させる。結果として、自由層１４０’’ の磁化１
４２’’ が切り替わる閾値である臨界電流は小さくなる。したがって、磁気素子１００
’’ の性能を向上させることができる。
【００４４】
図３Ａは、スピン移動スイッチング用書き込み電流密度を低減した本発明の第２実施形態に係る磁気素子２００の一部を示す。磁気素子２００は、ＣＰＰ構成でＭＲＡＭ等の磁気メモリに用いるのが好ましい。したがって、磁気素子２００は、絶縁トランジスタ（不図示）を備えたメモリセル、およびその他の構成の磁気メモリに使用することができる。さらにまた、磁気素子２００は、その上部および下部それぞれの近傍に２つの端子２０２および２０４を用いるのが好ましい。ただし、上記と異なる端子数、例えば、磁気素子の中央近傍に第３の端子を用いることを妨げるものではない。磁気素子２００は、ピン止め層２２０、スペーサ層２３０、自由層２４０、スピン蓄積層２５０、およびスピンバリア層２６０を備える。また、磁気素子２００は通常、ピン止め層２２０の磁化２２２のピン止めに用いるピニング層２１０と、シード層（不図示）、キャッピング層（不図示）を備える。さらに、磁気素子２００は、スピン移動を用いて自由層２４０が書き込み可能となるように構成されている。したがって、好適な実施形態において、自由層２４０の幅ｗ等の横方向寸法は小さく、２００ｎｍ未満とするのが好ましい。また、自由層２４０がその面内に特定の容易軸を有するように、横方向の寸法を相違させることが好ましい。
【００４５】
ピニング層２１０は、交換結合によってピン止め層２２０の磁化２２２をピン止めするＡＦＭ層２１０であることが好ましい。ピン止め層２２０は強磁性である。また、一実施形態において、ピン止め層２２０は合成層である。このような実施形態において、ピン止め層２２０は、非磁性層によって分離された強磁性層を備えており、この強磁性層が逆平行となるように構成されている。なお、ピン止め層２２０は、磁気素子２００の性能向上に用いられる他の特性を有していてもよい。スペーサ層２３０は非磁性である。また、一実施形態において、スペーサ層２３０は、例えばＣｕを含む導電性層であってもよい。別の実施形態において、スペーサ層２３０は、アルミナ等の絶縁体を含むバリア層である。このような実施形態において、バリア層２３０は、電荷キャリアが自由層２４０とピン止め層２２０との間でトンネリング可能なように構成されている。さらに別の実施形態において、スペーサ層２３０は、電流閉じ込め層である。したがって、スペーサ層２３０は、図１Ａ、図１Ｂ、または図１Ｃにそれぞれ示すスペーサ層１６、１６' 、または１６’’
に相当する。以上から、再度図２Ａを参照して、磁気素子２００は電流閉じ込め磁気抵
抗構造とすることができる。
【００４６】
自由層２４０は強磁性である。上述の通り、自由層２４０は、その磁化２４２がピン止め層２２０の磁化２２２と平行または逆平行のときに安定するように、形状異方性を有するのが好ましい。さらに、自由層２４０は、図２Ａに示すように単一層であるか、または合成層であってもよい。
【００４７】
また、磁気素子２００は、スピン蓄積層２５０およびスピンバリア層２６０を備える。スピン蓄積層２５０とスピンバリア層２６０の組み合わせは、自由層２４０の外側インターフェースを変更するために用いられるため、減衰パラメータひいては総減衰パラメータ
に対する外側表面の寄与δαｏｕｔを低減させる。このため、スピンバリア層２６０と組み合わせたスピン蓄積層２５０は、自由層の減衰定数αに対する外側表面の寄与を低減させる。結果として、自由層２４０’’ の磁化２４２’’ が切り替わる閾値である臨界電流は小さくなる。したがって、磁気素子２００’’ の性能を向上させることができる。
【００４８】
スピン蓄積層２５０およびスピンバリア層２６０の機能は、以下の通り説明される。スピン蓄積層２５０は、高い導電率を有する（例えば金属性である）。また、好適な実施形態において、スピン蓄積層２５０は、非常に長いスピン反転散乱時間、または等価的に、大きなスピン拡散長を有する。したがって、本発明の好適な実施形態において、スピン蓄積層２５０は、非常に大きなスピン拡散長を示すものとして知られているＡｌ、Ｃｕ、またはＡｇ等の原子量が比較的小さく、高導電性の純金属で構成されている。そのような金属層における「大きな」スピン拡散長の標準的な値は、室温で４０ｎｍを超える。さらに、本発明の好適な実施形態において、スピン蓄積層は、０．５〜５ｎｍの厚さを有するが、これは、スピン蓄積層におけるスピン拡散長よりもはるかに小さい。スピン蓄積層２５０のスピン拡散長は非常に大きいため、スピンポンピングによって自由層２４０の時間依存性磁化からスピン蓄積層２５０に伝達された角運動量は、長く生存し蓄積可能である。結果として、この蓄積された角運動量がスピンバリア層２６０に向かって外側に移送される可能性がある。同様に、この蓄積された角運動量が自由層２４０に向かって内側に戻される可能性もある。
【００４９】
スピンバリア層２６０は、スピンバリア層１５０、１５０' 、および１５０’’ と類
似しているため、これらと同様に機能する。好適な実施形態において、スピンバリア層２６０は、好ましくは大きな面抵抗ｒｂを有する。特に、Ωμｍ２表記のスピンバリア層２６０の面抵抗は十分に大きく、無次元の積ｇｒ↑↓ｒｂは１０以上となる。ここでｇｒ↑↓は、自由層２４０およびスピン蓄積層２５０間インターフェースのスピン混合伝導度（Ω−１μｍ−２表記）である。スピン混合伝導度は、磁気抵抗効果薄膜構造の磁気電子理論との関連で定義されたものであり、非特許文献１２において詳細に説明されている。金属／金属インターフェースにおけるスピン混合伝導度の標準的な値は、１００〜１０００Ω−１μｍ−２の範囲である。したがって、本発明の好適な実施形態において、スピンバリア層２６０は、０．０１Ωμｍ２以上、場合によっては０．１Ωμｍ２以上の面抵抗を有しており、無次元積がおよそ１０となっている。
【００５０】
スピン蓄積層２５０とともに用いられ、面抵抗の増大要求を満足したスピンバリア層２６０により、スピン蓄積層２５０に蓄積された角運動量が磁気自由層２４０に向かって内側に戻される確率は、スピンバリア層２６０を通って外側に移送される確率よりもはるかに高くなる。別の言い方をすれば、スピン蓄積層２５０に蓄積された角運動量が自由層２４０に戻される可能性が大幅に高くなる。これにより、スピンポンピングによって誘発される付加的な減衰が効果的に相殺されるため、減衰パラメータに対する外側表面の寄与δαｏｕｔは低減される。その結果、自由層２４０の磁化のスイッチングに必要な臨界電流値Ｉｃの低減を効果的に実現することができる。
【００５１】
図示の実施形態において、スピンバリア層２６０は実質的に、電流閉じ込め層である。このため、スピンバリア層２６０は、図２Ａに示すスピンバリア層１５０と類似する。再度図３Ａを参照して、スピンバリア層２６０は、その平面全体で不均一な薄い層である。したがって、スピンバリア層２６０は、導電チャネル２６２と呼ばれる金属（抵抗）導電領域および絶縁マトリクス２６４と呼ばれる高抵抗領域を有する。絶縁マトリクス２６４は、実際には絶縁領域、または導電チャネル２６４よりも高い抵抗率を単に有する領域であってもよい。結果として、スピンバリア層２６０を通る電流の導通は、主に導電チャネル２６４内に限定される。磁気素子２００において、スピンバリア層２６０の面抵抗は、導電チャネル２６４の大きさと密度を変えることによって調節可能であり、ｒｂの目標と
する仕様を比較的容易に満足することができる。
【００５２】
磁気素子２００の好適な実施形態において、電流閉じ込めスピンバリア層２６０は、好ましくは０．２〜５ｎｍの厚さを有する。また、好適な実施形態において、スピンバリア層２６０は、Ａｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｗ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから成る群から選択された１または複数の材料の酸化物で主に構成されている。また、導電チャネル２６２は、低酸素原子濃度領域に相当する領域であってもよい。好適な実施形態においては、酸素原子濃度が３０ａｔｏｍ％未満の領域が、導電チャネル２６２に相当すると考えられる。高抵抗領域である絶縁マトリクス２６４は、高酸素原子濃度領域に相当する領域であってもよい。好適な実施形態において、絶縁マトリクス２６４は、酸素原子濃度が４０ａｔｏｍ％超の領域に相当する。さらにまた、スピンバリア層２６０全体にわたる酸素原子濃度の横方向変動は、容易に酸化しない金属元素または酸素偏析因子をスピンバリア層２６０に添加することによって生じさせるのが好ましい。例えば、導電チャネル２６２は、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｏｓから成る群から選択された元素を含む構成であってもよい。
【００５３】
電流閉じ込めスピンバリア層２６０の別の実施形態において、電流閉じ込めスピンバリア層２６０は、好ましくは０．２〜５ｎｍの厚さを有する。また、そのような実施形態において、スピンバリア層２６０は、Ａｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉから成る群から選択された元素（マトリクス元素）の窒化物で主に構成されている。また、導電チャネル２６２は、低窒素原子濃度領域に相当する。好適な実施形態において、導電チャネル２６２は、窒素原子濃度が３０ａｔｏｍ％未満の領域に相当する。絶縁マトリクス２６４は、高抵抗の領域、好ましくは、窒素原子濃度が４０ａｔｏｍ％超の領域に相当する。さらにまた、スピンバリア層２６０全体にわたる窒素原子濃度の横方向変動は、窒素と容易に反応しない金属元素または窒素偏析因子をスピンバリア層２６０に添加することによって生じさせるのが好ましい。例えば、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｏｓから成る群から選択された元素が挙げられる。
【００５４】
動作においては、読み出しと書き込みで異なる電流が用いられる。読み出し時は、より低い読み出し電流を利用する。例えば、１００〜５００μＡの電流を読み出し電流として用いてもよい。このような読み出し電流により、スピン移動によって誘発される自由層２４０のスイッチングに至らない磁気素子２００の状態を判定することができる。書き込み時は、少なくとも臨界電流Ｉｃに等しい書き込み電流を適切な方向（すなわち、図３Ａの上下いずれか）に印加して、磁気素子２００への書き込みを行う。これにより、自由層２４０の磁化２４２は、ピン止め層２２０の磁化２２２と平行または逆平行な方向へ切り替えることができる。このような書き込み電流は、１０〜２０００μＡであってもよい。
【００５５】
上述のように、スピン角運動量を蓄積するスピン蓄積層２５０と、蓄積されたスピン角運動量が自由層２４０に戻される確率を高くするスピンバリア層２６０の組み合わせは、自由層の減衰定数αに対する外側表面の寄与の低減を促進する。結果として、自由層２４０の磁化２４２が切り替わる閾値である臨界電流は小さくなる。したがって、磁気素子２００の性能を向上させることができる。
【００５６】
図３Ｂは、スピン移動スイッチング用書き込み電流密度を低減した本発明の第２実施形態に係る別の磁気素子２００' の一部を示す。磁気素子２００' の構成要素は、磁気素子２００と類似する。したがって、磁気素子２００' の一部には、磁気素子２００と同様の符号を付する。それ故、磁気素子２００' は、好ましくはＡＦＭ層であるピニング層２１０' 、ピン止め層２２０' 、スペーサ層２３０' 、自由層２４０' 、スピン蓄積層２５０' 、およびスピンバリア層２６０' を備える。電流は、電極２０２' および２０４' を用いてＣＰＰ構成で流すのが好ましい。スペーサ層２３０' は、導電層、トンネルバリア層
、または電流閉じ込め層を含む様々な形式が可能である。このように、磁気素子２００' の各層は、磁気素子２００の各層と実質的に同じであり、類似の様式で機能する。
【００５７】
スピン蓄積層２５０' とスピンバリア層２６０' の組み合わせは、スピン蓄積層２５０とスピンバリア層２５０の組み合わせと類似の様式で機能するが、スピンバリア層２６０' の構造は異なる。特に、スピンバリア層２６０' は、薄い絶縁層、半導体層、またはその他類似の層を含むトンネルバリアである。したがって、スピンバリア層２６０' を通る電流の導通は、電子トンネリング、電子ホッピング伝導、および熱活性伝導、あるいはそのいずれかによって可能となる。このような磁気素子２００' において、スピンバリア層２６０' の面抵抗は、スピンバリア層２６０' の厚さと構成を変えることによって調節可能である。これにより、ｒｂの目標とする仕様を満足することができる。
【００５８】
磁気素子２００' の好適な実施形態において、スピンバリア層２６０' は、０．２〜５ｎｍの厚さを有する。また、好適な実施形態において、スピンバリア層は、Ａｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｗ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｖ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから成る群から選択された元素の酸化物で主に構成されている。磁気素子２００' の別の実施形態において、スピンバリア層２６０' は、０．２〜５ｎｍの厚さを有しており、Ａｌ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｔｉから成る群から選択された元素の窒化物で主に構成されている。さらに別の実施形態において、スピンバリア層２６０' は、主に半導体材料で構成されている。このような磁気素子２００' において、スピンバリア層２６０' は、好ましくは０．２〜５ｎｍの厚さを有する。また、このような実施形態で用いられる半導体材料は、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｃｄ、Ｔｅ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ａｌ、Ａｓ、Ｈｇ、Ｃから成る群から選択された元素で構成するのが好ましい。
【００５９】
スピン蓄積層２５０' とスピンバリア層２６０' の組み合わせは、図３Ａに関して上述したものと類似の様式で、自由層２４０' の減衰定数αに対する外側表面の寄与を低減させる。スピンバリア層２６０' を伴うスピン蓄積層２５０' は、上述したものと類似の様式で減衰定数に対する外側表面の寄与を低減させるので、自由層２４０' の磁化２４２' が切り替わる閾値である臨界電流は小さくなる。したがって、磁気素子２００' の性能を向上させることができる。
【００６０】
図３Ｃは、スピン移動スイッチング用書き込み電流密度を低減した本発明の第２実施形態に係る第３の磁気素子２００’’ の一部を示す。磁気素子２００’’ の構成要素は、磁気素子２００と類似する。したがって、磁気素子２００’’ の一部には、磁気素子３
００および２００' と同様の符号を付する。それ故、磁気素子２００’’ は、好ましく
はＡＦＭ層であるピニング層２１０’’ 、ピン止め層２２０’’ 、スペーサ層２３０’’ 、自由層２４０’’ 、スピン蓄積層２５０' 、およびスピンバリア層２６０’’ を
備える。電流は、電極２０２’’ および２０４’’ を用いてＣＰＰ構成で流すのが好ましい。スペーサ層２３０’’ は、導電層、トンネルバリア層、または電流閉じ込め層を
含む様々な形式が可能である。このように、磁気素子２００’’ の各層は、磁気素子２
００および２００' の各層と実質的に同じであり、類似の様式で機能する。
【００６１】
スピンバリア層２６０’’ は、スピンバリア層２５０のような電流閉じ込めスピンバ
リア層であってもよいし、または、スピンバリア層２５０' のようなトンネルスピンバリア層であってもよい。したがって、スピン蓄積層２５０’’ と組み合わせたスピンバリ
ア層２６０’’ は、スピンバリア層２５０および２５０' と同様に機能する。ただし、
図示の磁気素子２００’’ において、ピン止め層２２０’’ および自由層２４０’’ 
は合成層である。このため、ピン止め層２２０’’ は、好ましくはＲｕである非磁性ス
ペーサ層２２６によって分離された強磁性層２２４および２２８を備える。非磁性スペーサ層２２６は、強磁性層２２４および２２８それぞれの磁化２２５および２２７が反強磁
性的に結合されるように構成されている。同様に、自由層２４０’’ は、好ましくはＲ
ｕである非磁性スペーサ層２４６によって分離された強磁性層２４４および２４８を備える。非磁性スペーサ層２４６は、強磁性層２４４および２４８それぞれの磁化２４５および２４７が反強磁性的に結合されるように構成されている。
【００６２】
したがって、スピンバリア層２６０’’ とスピン蓄積層２５０’’ の組み合わせは、磁気素子２００に関して上述したものと類似の様式で、自由層２４０の減衰定数αに対する外側表面の寄与を低減させる。結果として、自由層２４０’’ の磁化２４２’’ が切り替わる閾値である臨界電流は小さくなる。したがって、磁気素子２００’’ の性能を
向上させることができる。
【００６３】
上述のように、磁気素子１００、１００' 、１００’’ 、２００、２００' 、および
２００’’ を用いて、対応する自由層１３０、１４０' 、１４０’’ 、１００' 、２００、２００' の磁化方向を切り替える臨界電流が抑制される。したがって、消費電力の改善とＩｃの低減によるその他の利点を享受できる。
【００６４】
図４は、本発明の一実施形態に係る磁気素子を提供する本発明の一実施形態に係る方法のフローチャートを示す。方法６００は、磁気素子１００、１００' 、１００’’ 、２
００、２００' 、および２００’’ との関連で説明する。まず、ピン止め層１２０、１
２０' 、１２０’’ 、２２０、２２０' 、および２２０’’ 、あるいはそのいずれか等のピン止め層を設ける（ステップ３０２）。一実施形態において、ステップ３０２は、合成ピン止め層を設ける工程を含む。スペーサ層１３０、１３０' 、１３０’’ 、２３０
、２３０' 、および２３０’’ 、あるいはそのいずれかを設ける（ステップ３０４）。
ステップ３０４は、バリア層、導電層、または電流閉じ込め層を設ける工程を含むことができる。自由層１４０、１４０' 、１４０’’ 、２４０、２４０' 、および２４０’’ 、あるいはそのいずれかを設ける（ステップ３０６）。作製する実施形態に応じて、スピン蓄積層２４０、２４０' 、または２４０’’ を任意に設ける（ステップ３０８）。一
実施形態において、ステップ３０８は、高真空成膜室内で高純度金属ターゲットからスピン蓄積層２５０、２５０、または２５０’’ をスパッタリングする工程を含む。スピン
バリア層１５０、１５０' 、１５０’’ 、２６０、２６０' 、および２６０’’ 、あるいはそのいずれかを設ける（ステップ３１０）。したがって、ステップ３１０は、スピン拡散層１５０または２５０を形成するのに用いることができる。一実施形態において、ステップ３１０は、高真空成膜室内で、選択したマトリクス元素の高純度ターゲットおよび選択した酸素偏析因子の高純度ターゲットからサブモノレイヤーの当該マトリクス元素を交互同時スパッタリングする工程を含む。同時スパッタリングは、選択した比率と選択した総厚が得られるように調整する。このような実施形態においては、成膜の後に自然酸化が行われる。別の実施形態において、ステップ３１０は、高真空成膜室内で、選択したマトリクス元素の高純度ターゲットおよび選択した窒素偏析因子の高純度ターゲットからサブモノレイヤーの交互反応性同時スパッタリングを行う工程を含む。同時スパッタリングは、選択した比率と選択した総厚が得られるように調整する。なお、アルゴンと窒素の混合ガスをスパッタリングガスとして用いることにより、マトリクスの窒化が可能となる。このような実施形態により、スピンバリア層１５０または２６０としての電流閉じ込め層が得られる。別の実施形態において、ステップ３１０は、高真空成膜室内で、選択したマトリクス元素の高純度ターゲットからスパッタリングした後、純酸素の希薄雰囲気中で自然酸化することによって、トンネル層１５０' または２６０' を提供する。別のトンネルスピンバリア層を設けるため、高真空成膜室内でアルゴンと窒素の混合ガスをスパッタリングガスとして用い、選択したマトリクス元素の高純度ターゲットから反応性スパッタリングを行うことも可能である。また、高真空成膜室内で、選択した半導体材料の高純度ターゲットからスパッタリングを行うことにより、さらに別のトンネルスピンバリア層１５０' または１６０' を設けることもできる。磁気素子の残りの部分および対応する磁気メ
モリについては、明確に図示していない。このようにして、磁気素子１００、１００' 、１００’’ 、２００、２００' 、および２００’’ を提供することができる。
【００６５】
以上、スピン移動を用いて低スイッチング電流密度で書き込み可能な磁気素子を提供する方法およびシステムについて開示した。本発明は、図示の実施形態に従って説明したが、当業者であれば、これらの実施形態は変形可能であり、その変形例は本発明の精神と範囲に属するものであることが容易に分かる。したがって、添付した請求の範囲の精神と範囲から逸脱することなく、当業者によって多くの変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１Ａ】従来型のスピンバルブである従来の磁気素子を示す模式図。
【図１Ｂ】従来型のスピントンネル接合である別の従来の磁気素子を示す模式図。
【図１Ｃ】従来型の電流閉じ込め磁気抵抗効果薄膜構造である第３の従来の磁気素子を示す模式図。
【図２Ａ】スピン移動スイッチング用書き込み電流密度を低減した本発明の第１実施形態に係る磁気素子の一部を示す模式図。
【図２Ｂ】スピン移動スイッチング用書き込み電流密度を低減した本発明の第１実施形態に係る別の磁気素子の一部を示す模式図。
【図２Ｃ】スピン移動スイッチング用書き込み電流密度を低減した本発明の第１実施形態に係る第３の磁気素子の一部を示す模式図。
【図３Ａ】スピン移動スイッチング用書き込み電流密度を低減した本発明の第２実施形態に係る磁気素子の一部を示す模式図。
【図３Ｂ】スピン移動スイッチング用書き込み電流密度を低減した本発明の第２実施形態に係る別の磁気素子の一部を示す模式図。
【図３Ｃ】スピン移動スイッチング用書き込み電流密度を低減した本発明の第２実施形態に係る第３の磁気素子の一部を示す模式図。
【図４】スピン移動スイッチング用書き込み電流密度を低減した本発明の一実施形態に係る磁気素子を提供する本発明の一実施形態に係る方法のフローチャート。
【図１Ａ】
2007537608.tif 000003
【図１Ｂ】
2007537608.tif 000004
【図１Ｃ】
2007537608.tif 000005
【図２Ａ】
2007537608.tif 000006
【図２Ｂ】
2007537608.tif 000007
【図２Ｃ】
2007537608.tif 000008
【図３Ａ】
2007537608.tif 000009
【図３Ｂ】
2007537608.tif 000010
【図３Ｃ】
2007537608.tif 000011
【図４】
2007537608.tif 000012
【国際調査報告】
2007537608.tif 000013