(57)【要約】      （修正有）【課題】書き込み電流の低減を図る。【解決手段】磁気ランダムアクセスメモリは、第１の方向に延在されたビット線１１と、ビット線と重なって第１の方向に延在された第１の領域を有するワード線１２と、ビット線とワード線の第１の領域との間に設けられた磁気抵抗素子１０と、ビット線の上面及び両側面に設けられた第１のヨーク層２１と、ワード線の下面及び両側面に設けられた第２のヨーク層２２とを具備する。磁気抵抗素子は、無通電時の磁化容易軸の向きが第１の方向に対して３０乃至６０°傾いている記録層３２と、記録層と第１の磁気結合で磁気的に結合された上部強磁性層３０と、記録層と第２の磁気結合で磁気的に結合された下部強磁性層３４と、記録層と上部強磁性層との間に設けられた非磁性層３１と、記録層と下部強磁性層との間に設けられた非磁性層（トンネルバリア層）３３とを有する。【選択図】      図２
2005268289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に延在された第１の書き込み配線と、
前記第１の書き込み配線と重なって前記第１の方向に延在された第１の領域と前記第１の方向と異なる第２の方向に延在された第２の領域とを有する第２の書き込み配線と、
前記第１の書き込み配線と前記第２の書き込み配線の前記第１の領域との間に設けられた磁気抵抗素子と、
前記第１の書き込み配線の前記磁気抵抗素子と対向する面と反対側の面及び両側面に設けられ、磁性層で形成された第１のヨーク層と、
前記第２の書き込み配線の前記磁気抵抗素子と対向する面と反対側の面及び両側面に設けられ、磁性層で形成された第２のヨーク層と
を具備する磁気ランダムアクセスメモリであって、
前記磁気抵抗素子は、
強磁性体で形成され、第１の面と第２の面とを備え、磁化容易軸を有し、無通電時の前記磁化容易軸の向きが前記第１の方向に対して３０乃至６０°傾いている記録層と、
前記記録層の前記第１の面側に設けられ、無通電時に前記第１の方向に磁化が向く強磁性体で形成され、前記記録層と第１の磁気結合で磁気的に結合された第１の強磁性層と、
前記記録層の前記第２の面側に設けられ、無通電時に前記第１の方向に磁化が向く強磁性体で形成され、前記記録層と第２の磁気結合で磁気的に結合された第２の強磁性層と、
前記記録層と前記第１の強磁性層との間に設けられた第１の非磁性層と、
前記記録層の前記第２の強磁性層との間に設けられた第２の非磁性層と
を有することを特徴とする磁気ランダムアクセスメモリ。
【請求項２】
前記第１の強磁性層の幅をＷ１、前記第２の強磁性層の幅をＷ２、前記第１の書き込み配線の幅をＷ３、前記第２の書き込み配線の幅をＷ４とした場合、
Ｗ１，Ｗ２≧Ｗ３，Ｗ４の関係を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気ランダムアクセスメモリ。
【請求項３】
前記第１の書き込み配線と前記第１の強磁性層との間に設けられた導電層
をさらに具備することを特徴とする請求項１に記載の磁気ランダムアクセスメモリ。
【請求項４】
前記第１及び第２の書き込み配線は、ウィグル形状であることを特徴とする請求項１に記載の磁気ランダムアクセスメモリ。
【請求項５】
第１の方向に延在された第１の書き込み配線と、
前記第１の書き込み配線と重なって前記第１の方向に延在された第１の領域と前記第１の方向と異なる第２の方向に延在された第２の領域とを有する第２の書き込み配線と、
前記第１の書き込み配線と前記第２の書き込み配線の前記第１の領域との間に設けられた磁気抵抗素子と、
前記第１の書き込み配線の前記磁気抵抗素子と対向する面と反対側の面及び両側面に設けられ、磁性層で形成された第１のヨーク層と、
前記第２の書き込み配線の前記磁気抵抗素子と対向する面と反対側の面及び両側面に設けられ、磁性層で形成された第２のヨーク層と
を具備する磁気ランダムアクセスメモリのデータ書き込み方法であって、
前記磁気抵抗素子は、
強磁性体で形成され、第１の面と第２の面とを備え、磁化容易軸を有し、無通電時の前記磁化容易軸の向きが前記第１の方向に対して３０乃至６０°傾いている記録層と、
前記記録層の前記第１の面側に設けられ、無通電時に前記第１の方向に磁化が向く強磁性体で形成され、前記記録層と第１の磁気結合で磁気的に結合された第１の強磁性層と、
前記記録層の前記第２の面側に設けられ、無通電時に前記第１の方向に磁化が向く強磁性体で形成され、前記記録層と第２の磁気結合で磁気的に結合された第２の強磁性層と、
前記記録層と前記第１の強磁性層との間に設けられた第１の非磁性層と、
前記記録層の前記第２の強磁性層との間に設けられた第２の非磁性層と
を有し、
前記磁気抵抗素子にデータを書き込む際、
前記第１及び第２の書き込み配線に第１及び第２の書き込み電流をそれぞれ流すことで、前記第１及び第２の書き込み電流により第１及び第２の磁界がそれぞれ発生し、
前記第１及び第２の磁界が前記第１及び第２の強磁性層にそれぞれ印加することで、前記第１及び第２の強磁性層の前記磁化がそれぞれ回転し、
前記第１及び第２の強磁性層の前記磁化がそれぞれ回転することで、前記第１及び第２の磁気結合により前記記録層の磁化が回転する
ことを特徴とする磁気ランダムアクセスメモリのデータ書き込み方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気抵抗素子を備えた磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ：Magnetic Random Access Memory）及びその磁気ランダムアクセスメモリのデータ書き込み方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体メモリの一種として、トンネル磁気抵抗（ＴＭＲ：Tunnel Magneto-resistance）効果を利用した磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ：Magnetic Random Access Memory）が提案されている。
【０００３】
このＭＲＡＭのメモリセルでは、ビット線とワード線との交点に、情報記憶素子としてのＭＴＪ(Magnetic Tunneling Junction)素子が設けられている。そして、データを書き込む場合は、選択ビット線及び選択ワード線にそれぞれ電流を流し、これらの電流による合成磁界で選択ビット線及び選択ワード線の交点に位置する選択セルのＭＴＪ素子にデータが書き込まれる。一方、データを読み出す場合は、選択セルのＭＴＪ素子に読み出し電流を流し、このＭＴＪ素子の磁化状態の抵抗変化によって“１”、“０”データが読み出される。
【０００４】
このようなＭＲＡＭにおいて、データ書き込みの際、選択ビット線及び選択ワード線の一方により選択された半選択セルにまで書き込み電流磁界が影響を及ぼしてしまい、半選択セルに誤書き込みが生じるというディスターブ問題が発生することがある。このディスターブ問題を回避することは、ＭＲＡＭ開発の最重要課題の一つであると考えられている。しかし、ＭＴＪ素子の形状等はアステロイド特性に敏感に影響するため、素子の微細化によりアステロイド特性への影響はさらに大きくなってしまう。このため、微細化とともに半選択セルの誤書き込みが増加し、ディスターブ問題が深刻化する可能性がある。このような問題を回避するためには、半選択セルに誤書き込みが生じないように書き込み電流を大きくする必要が出てきてしまう。尚、弱結合させた積層記録層を用いたトグル方式のＭＲＡＭがあるが、この方式でも、書き込み電流値が大きくなってしまう。
【０００５】
尚、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、次のようなものがある。
【特許文献１】特開2002-299574号公報
【特許文献２】特開2003-163330号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、書き込み電流の低減を図ることが可能な磁気ランダムアクセスメモリ及びその磁気ランダムアクセスメモリの書き込み方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記目的を達成するために以下に示す手段を用いている。
【０００８】
本発明の第１の視点による磁気ランダムアクセスメモリは、第１の方向に延在された第１の書き込み配線と、前記第１の書き込み配線と重なって前記第１の方向に延在された第１の領域と前記第１の方向と異なる第２の方向に延在された第２の領域とを有する第２の書き込み配線と、前記第１の書き込み配線と前記第２の書き込み配線の前記第１の領域との間に設けられた磁気抵抗素子と、前記第１の書き込み配線の前記磁気抵抗素子と対向する面と反対側の面及び両側面に設けられ、磁性層で形成された第１のヨーク層と、前記第２の書き込み配線の前記磁気抵抗素子と対向する面と反対側の面及び両側面に設けられ、磁性層で形成された第２のヨーク層とを具備する磁気ランダムアクセスメモリであって、前記磁気抵抗素子は、強磁性体で形成され、第１の面と第２の面とを備え、磁化容易軸を有し、無通電時の前記磁化容易軸の向きが前記第１の方向に対して３０乃至６０°傾いている記録層と、前記記録層の前記第１の面側に設けられ、無通電時に前記第１の方向に磁化が向く強磁性体で形成され、前記記録層と第１の磁気結合で磁気的に結合された第１の強磁性層と、前記記録層の前記第２の面側に設けられ、無通電時に前記第１の方向に磁化が向く強磁性体で形成され、前記記録層と第２の磁気結合で磁気的に結合された第２の強磁性層と、前記記録層と前記第１の強磁性層との間に設けられた第１の非磁性層と、前記記録層の前記第２の強磁性層との間に設けられた第２の非磁性層とを有する。
【０００９】
本発明の第２の視点による磁気ランダムアクセスメモリのデータ書き込み方法は、第１の方向に延在された第１の書き込み配線と、前記第１の書き込み配線と重なって前記第１の方向に延在された第１の領域と前記第１の方向と異なる第２の方向に延在された第２の領域とを有する第２の書き込み配線と、前記第１の書き込み配線と前記第２の書き込み配線の前記第１の領域との間に設けられた磁気抵抗素子と、前記第１の書き込み配線の前記磁気抵抗素子と対向する面と反対側の面及び両側面に設けられ、磁性層で形成された第１のヨーク層と、前記第２の書き込み配線の前記磁気抵抗素子と対向する面と反対側の面及び両側面に設けられ、磁性層で形成された第２のヨーク層とを具備する磁気ランダムアクセスメモリのデータ書き込み方法であって、前記磁気抵抗素子は、強磁性体で形成され、第１の面と第２の面とを備え、磁化容易軸を有し、無通電時の前記磁化容易軸の向きが前記第１の方向に対して３０乃至６０°傾いている記録層と、前記記録層の前記第１の面側に設けられ、無通電時に前記第１の方向に磁化が向く強磁性体で形成され、前記記録層と第１の磁気結合で磁気的に結合された第１の強磁性層と、前記記録層の前記第２の面側に設けられ、無通電時に前記第１の方向に磁化が向く強磁性体で形成され、前記記録層と第２の磁気結合で磁気的に結合された第２の強磁性層と、前記記録層と前記第１の強磁性層との間に設けられた第１の非磁性層と、前記記録層の前記第２の強磁性層との間に設けられた第２の非磁性層とを有し、前記磁気抵抗素子にデータを書き込む際、前記第１及び第２の書き込み配線に第１及び第２の書き込み電流をそれぞれ流すことで、前記第１及び第２の書き込み電流により第１及び第２の磁界がそれぞれ発生し、前記第１及び第２の磁界が前記第１及び第２の強磁性層にそれぞれ印加することで、前記第１及び第２の強磁性層の前記磁化がそれぞれ回転し、前記第１及び第２の強磁性層の前記磁化がそれぞれ回転することで、前記第１及び第２の磁気結合により前記記録層の磁化が回転する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、書き込み電流の低減を図ることが可能な磁気ランダムアクセスメモリ及びその磁気ランダムアクセスメモリのデータ書き込み方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を以下に図面を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００１２】
［第１の実施形態］
第１の実施形態は、ＭＴＪ（Magnetic Tunnel Junction）素子の記録層の上下に非磁性層を介して強磁性層をそれぞれ設け、記録層と強磁性層とを弱い磁気結合状態で結合させ、この磁気結合で２軸書き込みを行うものである。
【００１３】
（１）構造
図１は、本発明の第１の実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリの概略的な平面図を示す。図２は、図１のII−II線に沿った磁気ランダムアクセスメモリの断面図を示す。図３は、本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの概略的な斜視図を示す。以下に、第１の実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリの構造について説明する。
【００１４】
図１及び図２に示すように、メモリセルには、書き込み及び読み出し配線として機能するビット線（ＢＬ）１１がＹ方向に延在され、書き込み配線として機能するワード線（ＷＬ）１２がＸ方向及びＹ方向に延在されている。このため、ビット線１１及びワード線１２の両者が重なってＹ方向に平行して延在する領域、すなわち、ビット線１１及びワード線１２の書き込み電流Ｉ１，Ｉ２が平行に流れるＰ領域が存在する。このＰ領域において、ビット線１１及びワード線１２間には、磁気抵抗素子であるＭＴＪ素子１０の少なくとも一部が設けられている。そして、ＭＴＪ素子１０の一端はビット線１１と電気的に接続され、ＭＴＪ素子１０の他端は下部電極層１３と電気的に接続されている。下部電極層１３は、コンタクト１４を介して、読み出し用のスイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ１５に電気的に接続されている。このＭＯＳＦＥＴ１５のゲート電極は読み出しワード線として機能する。尚、ビット線１１及びワード線１２には両方向に書き込み電流Ｉ１，Ｉ２が流れるように、メモリセルアレイの周辺に位置するビット線１１及びワード線１２の両端にドライバ／シンカー等（図示せず）が接続されている。
【００１５】
ＭＴＪ素子１０は、上部強磁性層３０と、非磁性層３１と、記録層（フリー層）３２と、トンネルバリア層３３と、下部強磁性層３４と、非磁性層３５と、固定層（ピン層）３６と、反強磁性層３７とで形成されている。そして、ＭＴＪ素子１０は、第１の部分１０ａと第２の部分１０ｂと第３の部分１０ｃとからなる。第１の部分１０ａは、上部強磁性層３０で構成され、第２の部分１０ｂは、非磁性層３１と記録層３２とで構成され、第３の部分１０ｃは、トンネルバリア層３３と下部強磁性層３４と非磁性層３５と固定層３６と反強磁性層３７とで構成されている。
【００１６】
また、記録層３２は、ＭＴＪ素子１０の第２の部分１０ｂにおける平面形状の長手方向を向く磁化容易軸を有しており、この磁化容易軸は一軸異方性の特性を有する。
【００１７】
また、Ｐ領域内に位置する第２の部分１０ｂは、ビット線１１及びワード線１２における書き込み電流Ｉ１，Ｉ２の流れる方向（Ｙ方向）に対してθだけ傾いている。言い換えると、記録層３２の磁化容易軸は、Ｙ方向に対してθだけ傾いている。この傾きθは、３０°乃至６０°程度であり、４５°（−４５°）程度が最も望ましい。
【００１８】
また、第１の部分１０ａは、ビット線１１と同様にＹ方向に延在しており、第２の部分１０ｂは、島状の長方形状をしており、第３の部分１０ｃは、第２の部分１０ｂより大きく、下部電極層１３と同じ平面形状となっている。従って、第１乃至第３の部分１０ａ，１０ｂ，１０ｃは、それぞれ異なる平面形状となっている。
【００１９】
また、上部強磁性層３０と記録層３２とは磁気的に結合（magnet static coupling）しており（以下第１の磁気結合と称す）、さらに、下部強磁性層３４と記録層３２とは磁気的に結合している（以下第２の磁気結合と称す）。従って、記録層３２の磁化は、ビット線１１又はワード線１２に流れる書き込み電流Ｉ１，Ｉ２から発生した磁界によって直接影響を受けるだけでなく、むしろ上部強磁性層３０又は下部強磁性層３４の磁化によって影響を受ける。
【００２０】
また、記録層３２と上部強磁性層３０との間には非磁性層３１が設けられ、記録層３２と下部強磁性層３４との間には非磁性層（トンネルバリア層３３）が設けられているので、非磁性層が介在しない場合と比べて、第１及び第２の磁気結合は弱い磁気結合状態とすることが可能になっている。
【００２１】
また、第１及び第２の磁気結合は、ネールカップリングを含む強磁性結合、反強磁性結合のどちらであってもよい。従って、例えば、一方が強磁性結合で他方が反強磁性結合であってもよいし、両方が強磁性結合又は反強磁性結合であってもよい。ここで、強磁性結合は、互いの磁化が平行な場合が安定であるとし、反強磁性結合は、互いの磁化が反平行な場合が安定であるとする。尚、第１及び第２の磁気結合を同じ結合状態にした場合、初期状態での上部強磁性層３０及び下部強磁性層３４の磁化を逆向きにすることが困難なことがあるので、例えば、第１の磁気結合を反強磁性結合とし、第１の磁気結合をネールカップリングによる強磁性結合とするとよい。
【００２２】
また、記録層３２の一軸異方性のエネルギー、第１及び第２の磁気結合のエネルギーにおいて、これら３者は同程度の大きさのエネルギーであることが望ましい。このエネルギーの大きさは、記録層３２、非磁性層３１，３３の材料や膜厚を変化させることで調整できる。
【００２３】
ビット線１１及びワード線１２の周囲の少なくとも一部は、磁性層からなる第１及び第２のヨーク層２１，２２でそれぞれ囲まれている。例えば、第１のヨーク層２１は、ビット線１１の上面（ビット線１１のＭＴＪ素子１０に対向する面と反対側の面）と、ビット線１１の両側面とに形成されている。第２のヨーク層２２は、ワード線１２の下面（ワード線１２のＭＴＪ素子１０に対向する面と反対側の面）と、ワード線１２の両側面とに形成されている。そして、第１及び第２のヨーク層２１，２２は、長手方向（Ｙ方向）に向く磁化容易軸を有しており、この磁化容易軸は一軸異方性の特性を有する。
【００２４】
尚、第１のヨーク層２１と上部強磁性層３０とを磁気的に結合させること及び第２のヨーク層２２と下部強磁性層３４とを磁気的に結合させることを考慮すると、以下の式（１）の関係を満たすことが望ましい。つまり、上部強磁性層３０及び下部強磁性層３４の幅Ｗ１，Ｗ２は、ビット線１１及びワード線１２の幅Ｗ３，Ｗ４と同じか、ビット線１１及びワード線１２の幅Ｗ３，Ｗ４よりも大きいことが望ましい。
【００２５】
Ｗ１，Ｗ２≧Ｗ３，Ｗ４…（１）
また、第１のヨーク層２１及びビット線１１は上部強磁性層３０に接触している。第２のヨーク層２２及びワード線１２は下部強磁性層３４には接触しないが、第２のヨーク層２２及びワード線１２と下部電極層１３との距離Ｄは狭くなっている。
【００２６】
図３において、ビット線１１の書き込み電流Ｉ１が流れる方向（ビット線１１の延在方向）を矢印Ａ、ワード線１２の書き込み電流Ｉ２が流れる方向（ワード線１２のＰ領域における延在方向）を矢印Ｂ、上部強磁性層３０における無通電時の磁化の向きを矢印Ｃ、下部強磁性層３４における無通電時の磁化の向きを矢印Ｄ、記録層３２における無通電時の磁化容易軸の向きを矢印Ｅとする。このような場合、矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは全てほぼ平行となり、これら矢印Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄに対して矢印Ｅはθ（例えば４５°）だけ傾いていることが望ましい。
【００２７】
（２）材料
ＭＴＪ素子１０を構成する各層や第１及び第２のヨーク層２１，２２は、次のような材料を用いて形成するのが望ましい。
【００２８】
記録層３２及び固定層３６は、例えば、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ又はそれらの合金、スピン分極率の大きいマグネタイト、ＣｒＯ2，ＲＸＭｎＯ3-y（Ｒ；希土類、Ｘ；Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ）等の酸化物の他、ＮｉＭｎＳｂ，ＰｔＭｎＳｂ等のホイスラー合金等で形成される。尚、これら磁性体には、強磁性を失わないかぎり、Ａｇ，Ｃｕ，Ａｕ，Ａｌ，Ｍｇ，Ｓｉ，Ｂｉ，Ｔａ，Ｂ，Ｃ，Ｏ，Ｎ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｚｒ，Ｉｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｎｂ等の非磁性元素が多少含まれていてもよい。
【００２９】
トンネルバリア層３３は、例えば、Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＭｇＯ，ＡｌＮ，Ｂｉ2Ｏ3，ＭｇＦ2，ＣａＦ2，ＳｒＴｉＯ2，ＡｌＬａＯ3等の様々な誘電体で形成される。
【００３０】
上部強磁性層３０及び下部強磁性層３４は、例えば、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ又はそれらの合金、スピン分極率の大きいマグネタイト、ＣｒＯ2，ＲＸＭｎＯ3-y（Ｒ；希土類、Ｘ；Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ）等の酸化物の他、ＮｉＭｎＳｂ，ＰｔＭｎＳｂ等のホイスラー合金等で形成される。
【００３１】
非磁性層３１，３５は、例えば、Ｒｕ，Ａｌ2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＭｇＯ，ＡｌＮ，Ｂｉ2Ｏ3，ＭｇＦ2，ＣａＦ2，ＳｒＴｉＯ2，ＡｌＬａＯ3等の様々な誘電体等で形成される。
【００３２】
反強磁性層３７は、例えば、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｐｔ−Ｍｎ、Ｐｔ−Ｃｒ−Ｍｎ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｉｒ−Ｍｎ、ＮｉＯ、Ｆｅ2Ｏ3等で形成される。
【００３３】
第１及び第２のヨーク層２１，２２は、例えば、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、アモルファス−ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＮｘ、ＦｅＡｌＳｉ等で形成される。
【００３４】
（３）書き込み／読み出し動作
第１の実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリにおける書き込み／読み出し動作について説明する。尚、ここでは、上部強磁性層３０と記録層３２とは反強磁性結合しており、下部強磁性層３４と記録層３２とは強磁性結合していることとする。
【００３５】
（ａ）書き込み動作
図４乃至図９は、本発明の第１の実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリにおける“０”データの書き込み動作の説明図を示す。図１０乃至図１５は、本発明の第１の実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリにおける“０”データの書き込み動作の説明図を示す。図１６は、本発明の第１の実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリの磁気結合状態と書き込み電流方向の関係を示す。
【００３６】
書き込み動作は、２本の書き込み配線を順にＯＮし、先にＯＮした書き込み配線を先にＯＦＦしてから、後にＯＮした書き込み配線をＯＦＦする。例えば、ワード線１２をＯＮして書き込み電流Ｉ２を流す→ビット線１１をＯＮして書き込み電流Ｉ１を流す→ワード線１２をＯＦＦして書き込み電流Ｉ２を流すのをやめる→ビット線１１をＯＦＦして書き込み電流Ｉ１を流すのをやめるという４サイクルの手順となる。この手順について、以下に具体的に説明する。
【００３７】
尚、図４及び図１０の磁化模式図では、初期状態における記録層３２のデータが“０”の場合と“１”の場合の両方の磁化を図示している。ここで、初期状態では、図４の磁化模式図（ａ）に示すように、データによって、記録層３２の磁化の向きは異なるが、第２サイクルから、図４の磁化模式図（ｃ）に示すように、データに関わらず、記録層３２の磁化の向きは揃い始める。
【００３８】
（ａ−１）“０”データの書き込み
ＭＴＪ素子１０に“０”データを書き込む場合、次のような手順で記録層３２の磁化の向きが回転する。
【００３９】
まず、初期状態は、図４に示すように、ビット線１１及びワード線１２はともにＯＦＦしており、両者には書き込み電流Ｉ１，Ｉ２は流れていない状態である。ここで、上部強磁性層３０と記録層３２とは反強磁性結合し、下部強磁性層３４と記録層３２とは強磁性結合することから、説明の便宜上、上部強磁性層３０と下部強磁性層３４の磁化の向きを反転させ、この初期状態（無通電状態）において、上部強磁性層３０の磁化の向きを１８０°の方向であるとし、下部強磁性層３４の磁化の向きを０°の方向であるとする（図４の磁化模式図（ａ）参照）。
【００４０】
この初期状態では、図５に示すように、上部強磁性層３０と下部強磁性層３４により生じる磁気エネルギーは、同じ振幅で１８０°位相がずれており、−１８０°、０°、１８０°で極値を持つ。記録層３２の一軸異方性の磁気エネルギーは、−１３５°、−４５°、４５°、１３５°で極値を持つ。この初期状態は、上部強磁性層３０と下部強磁性層３４により生じる磁気エネルギーがほぼつり合いの状態にあるため、記録層３２が系全体から受けるエネルギーの総和は、一軸異方性の磁気エネルギーと同様に、−１３５°と４５°で極小値をとる。
【００４１】
次に、第１サイクルは、図４に示すように、ビット線１１はＯＦＦ状態のままで書き込み電流Ｉ１は流さずに、ワード線１２をＯＮして書き込み電流Ｉ２を流す。この状態では、上部強磁性層３０の磁化は１８０°の方向を向いたままであるが、下部強磁性層３４の磁化は回転して９０°の方向を向く。
【００４２】
すなわち、ワード線１２に流れる書き込み電流Ｉ２により発生した磁界が、第２のヨーク層２２により下部強磁性層３４に導かれる。これにより、下部強磁性層３４の磁化エネルギーの位相は９０°ずれ（図６参照）、下部強磁性層３４の磁化は９０°回転する（図４の磁化模式図（ｂ）参照）。その結果、下部強磁性層３４と強磁性結合をしている記録層３２の磁化は、下部強磁性層３４における磁化の回転の影響を受けて回転する（図４の磁化模式図（ｂ）参照）。
【００４３】
次に、第２サイクルは、図４に示すように、ワード線１２に書き込み電流Ｉ２を流したまま、ビット線１１もＯＮして書き込み電流Ｉ１を流す。この状態では、下部強磁性層３４の磁化は９０°の方向を向いたままであり、上部強磁性層３０の磁化は回転して９０°の方向を向くため、上部強磁性層３０及び下部強磁性層３４の磁化は同じ方向を向く。
【００４４】
すなわち、ビット線１１に流れる書き込み電流Ｉ１により発生した磁界が、第１のヨーク層２１により上部強磁性層３０に導かれる。これにより、上部強磁性層３０の磁化エネルギーの位相は９０°ずれ（図７参照）、上部強磁性層３０の磁化は９０°回転する（図４の磁化模式図（ｃ）参照）。その結果、上部強磁性層３０と反強磁性結合をしている記録層３２の磁化は、上部強磁性層３０における磁化の回転の影響を受けて回転する（図４の磁化模式図（ｃ）参照）。
【００４５】
次に、第３サイクルは、図４に示すように、ビット線１１に書き込み電流Ｉ１を流したまま、ワード線１２をＯＦＦして書き込み電流Ｉ２を流すのをやめる。この状態では、上部強磁性層３０の磁化は９０°の方向を向いたままであり、下部強磁性層３４の磁化はもとの安定状態である０°の方向に戻る。
【００４６】
すなわち、ワード線１２に流れる書き込み電流Ｉ２により発生していた磁界がなくなり、下部強磁性層３４の磁化に磁界が印加されなくなるので、下部強磁性層３４の磁化はもとの安定な方向に戻ろうする。従って、下部強磁性層３４の磁化エネルギーの位相は９０°ずれ（図８参照）、下部強磁性層３４の磁化は９０°回転する（図４の磁化模式図（ｄ）参照）。その結果、下部強磁性層３４と強磁性結合をしている記録層３２の磁化は、下部強磁性層３４における磁化の回転の影響を受けて回転する（図４の磁化模式図（ｄ）参照）。
【００４７】
次に、第４サイクルは、図４に示すように、ワード線１２と同様に、ビット線１１をＯＦＦして書き込み電流Ｉ１を流すのをやめる。この状態では、下部強磁性層３４の磁化は０°の方向を向いたままであり、上部強磁性層３０の磁化はもとの安定状態である１８０°の方向に戻る。
【００４８】
すなわち、ビット線１１に流れる書き込み電流Ｉ１により発生していた磁界がなくなり、上部強磁性層３０の磁化に磁界が印加されなくなるので、上部強磁性層３０の磁化はもとの安定な方向に戻ろうする。従って、上部強磁性層３０の磁化エネルギーの位相は９０°ずれ（図９参照）、上部強磁性層３０の磁化は９０°回転する（図４の磁化模式図（ｅ）参照）。その結果、上部強磁性層３０と反強磁性結合をしている記録層３２の磁化は、上部強磁性層３０における磁化の回転の影響を受けて回転する（図４の磁化模式図（ｅ）参照）。以上の結果、記録層３２の磁化は例えば４５°の方向を向き、“０”データが書き込まれる。尚、図９の第４サイクルは、図５の初期状態の磁化エネルギーの状態と同じになる。
【００４９】
（ａ−２）“１”データの書き込み
ＭＴＪ素子１０に“１”データを書き込む場合、次のような手順で記録層３２の磁化の向きが回転する。“１”データを書き込む場合は、上述した“０”データを書き込む場合と書き込み電流Ｉ１，Ｉ２の流す向きをそれぞれ反対にすればよい。
【００５０】
まず、初期状態は、図１０に示すように、ビット線１１及びワード線１２はともにＯＦＦしており、両者には書き込み電流Ｉ１，Ｉ２は流れていない状態である。ここで、上部強磁性層３０と記録層３２とは反強磁性結合し、下部強磁性層３４と記録層３２とは強磁性結合することから、説明の便宜上、上部強磁性層３０と下部強磁性層３４の磁化の向きを反転させ、この初期状態（無通電状態）において、上部強磁性層３０の磁化の向きを−１８０°の方向であるとし、下部強磁性層３４の磁化の向きを０°の方向であるとする。
【００５１】
この初期状態では、図１１に示すように、上部強磁性層３０と下部強磁性層３４の磁気エネルギーは、同じ振幅で１８０°位相がずれており、−１８０°、０°、１８０°で極値を持つ。記録層３２の磁化容易軸における一軸異方性の磁気エネルギー及び記録層３２の磁気エネルギーは、同じ曲線を描き、−１３５°、−４５°、４５°、１３５°で極値を持つ。
【００５２】
次に、第１サイクルは、図１０に示すように、ビット線１１はＯＦＦ状態のままで書き込み電流Ｉ１は流さずに、ワード線１２をＯＮして書き込み電流Ｉ２を流す。この状態では、上部強磁性層３０の磁化は−１８０°の方向を向いたままであり、下部強磁性層３４の磁化は回転して−９０°の方向を向く。
【００５３】
すなわち、ワード線１２に流れる書き込み電流Ｉ２により発生した磁界が、第２のヨーク層２２により下部強磁性層３４に導かれる。これにより、下部強磁性層３４の磁化エネルギーの位相は９０°ずれ（図１２参照）、下部強磁性層３４の磁化は９０°回転する（図１０の磁化模式図（ｂ）参照）。その結果、下部強磁性層３４と強磁性結合をしている記録層３２の磁化は、下部強磁性層３４における磁化の回転の影響を受けて回転する（図１０の磁化模式図（ｂ）参照）。
【００５４】
次に、第２サイクルは、図１０に示すように、ワード線１２に書き込み電流Ｉ２を流したまま、ビット線１１もＯＮして書き込み電流Ｉ１を流す。この状態では、下部強磁性層３４の磁化は−９０°の方向を向いたままであり、上部強磁性層３０の磁化は回転して−９０°の方向を向くため、上部強磁性層３０及び下部強磁性層３４の磁化は同じ方向を向く。
【００５５】
すなわち、ビット線１１に流れる書き込み電流Ｉ１により発生した磁界が、第１のヨーク層２１により上部強磁性層３０に導かれる。これにより、上部強磁性層３０の磁化エネルギーの位相は９０°ずれ（図１３参照）、上部強磁性層３０の磁化は９０°回転する（図１０の磁化模式図（ｃ）参照）。その結果、上部強磁性層３０と反強磁性結合をしている記録層３２の磁化は、上部強磁性層３０における磁化の回転の影響を受けて回転する（図１０の磁化模式図（ｃ）参照）。
【００５６】
次に、第３サイクルは、図１０に示すように、ビット線１１に書き込み電流Ｉ１を流したまま、ワード線１２をＯＦＦして書き込み電流Ｉ２を流すのをやめる。この状態では、上部強磁性層３０の磁化は−９０°の方向を向いたままであり、下部強磁性層３４の磁化はもとの安定な状態である０°の方向に戻る。
【００５７】
すなわち、ワード線１２に流れる書き込み電流Ｉ２により発生していた磁界がなくなり、下部強磁性層３４の磁化に磁界が印加されなくなるので、下部強磁性層３４の磁化はもとの安定な方向に戻ろうする。従って、下部強磁性層３４の磁化エネルギーの位相は９０°ずれ（図１４参照）、下部強磁性層３４の磁化は９０°回転する（図１０の磁化模式図（ｄ）参照）。その結果、下部強磁性層３４と反強磁性結合をしている記録層３２の磁化は、下部強磁性層３４における磁化の回転の影響を受けて回転する（図１０の磁化模式図（ｄ）参照）。
【００５８】
次に、第４サイクルは、図１０に示すように、ワード線１２と同様に、ビット線１１をＯＦＦして書き込み電流Ｉ１を流すのをやめる。この状態では、下部強磁性層３４の磁化は０°の方向を向いたままであり、上部強磁性層３０の磁化はもとの安定な状態である−１８０°の方向に戻る。
【００５９】
すなわち、ビット線１１に流れる書き込み電流Ｉ１により発生していた磁界がなくなり、上部強磁性層３０の磁化に磁界が印加されなくなるので、上部強磁性層３０の磁化はもとの安定な方向に戻ろうする。従って、上部強磁性層３０の磁化エネルギーの位相は９０°ずれ（図１５参照）、上部強磁性層３０の磁化は９０°回転する（図１０の磁化模式図（ｅ）参照）。その結果、上部強磁性層３０と強磁性結合をしている記録層３２の磁化は、上部強磁性層３０における磁化の回転の影響を受けて回転する（図１０の磁化模式図（ｅ）参照）。以上の結果、記録層３２の磁化は、“０”データが書き込まれた場合と１８０°異なる−１３５°の方向を向き、“１”データが書き込まれる。尚、図１５の第４サイクルは、図１１の初期状態の磁化エネルギーの状態と同じになる。
【００６０】
（ｂ）磁気結合状態と書き込み電流方向との関係
図１６は、本発明の第１の実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリにおける磁気結合状態と書き込み電流方向との関係を示す。
【００６１】
図１６の（ａ）に示すように、上部強磁性層３０と記録層３２との第１の磁気結合を反強磁性結合とし、下部強磁性層３４と記録層３２との第２の磁気結合を強磁性結合とした場合は、ビット線１１及びワード線１２の書き込み電流Ｉ１，Ｉ２は両者とも紙面に対して手前方向に流し、ビット線１１及びワード線１２の両者に左回りの磁界を発生させるようにする。
【００６２】
図１６の（ｂ）に示すように、上部強磁性層３０と記録層３２との第１の磁気結合を強磁性結合とし、下部強磁性層３４と記録層３２との第２の磁気結合を反強磁性結合とした場合は、ビット線１１及びワード線１２の書き込み電流Ｉ１，Ｉ２は両者とも紙面に対して奥方向に流し、ビット線１１及びワード線１２の両者に右回りの磁界を発生させるようにする。
【００６３】
図１６の（ｃ）に示すように、上部強磁性層３０と記録層３２との第１の磁気結合及び下部強磁性層３４と記録層３２との第２の磁気結合の両者を強磁性結合とした場合は、ビット線１１の書き込み電流Ｉ１は紙面に対して奥方向に流して、ビット線１１に右回りの磁界を発生させるようにし、一方、ワード線１２の書き込み電流Ｉ２は紙面に対して手前方向に流して、ビット線１１に左回りの磁界を発生させるようにする。
【００６４】
図１６の（ｄ）に示すように、上部強磁性層３０と記録層３２との第１の磁気結合及び下部強磁性層３４と記録層３２との第２の磁気結合の両者を反強磁性結合とした場合は、ビット線１１の書き込み電流Ｉ１は紙面に対して手前方向に流して、ビット線１１に左回りの磁界を発生させるようにし、一方、ワード線１２の書き込み電流Ｉ２は紙面に対して奥方向に流して、ビット線１１に右回りの磁界を発生させるようにする。
【００６５】
上記のように、第１及び第２の磁気結合状態が異なる場合は、記録層３２の付近において書き込み電流Ｉ１，Ｉ２を同じ方向に流し、一方、第１及び第２の磁気結合状態が同じ場合は、記録層３２の付近において書き込み電流Ｉ１，Ｉ２を逆方向に流すとよい。
【００６６】
尚、“０”データを書き込む場合と“１”データを書き込む場合では、書き込み電流Ｉ１，Ｉ２の流す向きをそれぞれ逆にすればよい。
【００６７】
（ｃ）読み出し動作
図１７及び図１８は、本発明の第１の実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリにおける“１”、“０”データの書き込まれた状態を模式的に示す。
【００６８】
ＭＴＪ素子１０に“０”データが書き込まれている場合、例えば、図１７に示すように、記録層３２の磁化の向きは、固定層３６の磁化の向きに対して、４５°程度傾いている。一方、ＭＴＪ素子１０に“１”データが書き込まれている場合、例えば、図１８に示すように、記録層３２の磁化の向きは、固定層３６の磁化の向きに対して、１３５°程度傾いている。
【００６９】
このような状態において、書き込まれたデータを読み出す場合は、通常のＭＲＡＭと同様、ＭＯＳＦＥＴ１５をＯＮし、ビット線１１からＭＴＪ素子１０に読み出し電流を流すことにより、ＭＴＪ素子１０の磁化抵抗を読み取る。すなわち、“０”データが書き込まれている場合、記録層３２及び固定層３６の磁化の向きは４５°程度異なり、低抵抗状態となる。また、“１”データが書き込まれている場合、記録層３２及び固定層３６の磁化の向きは１３５°程度異なり、高抵抗状態となる。従って、“１”、“０”データの書き込まれた状態による磁気抵抗の違いを読み取ることで、ＭＴＪ素子１０に書き込まれたデータの判別を行う。
【００７０】
上記の場合、記録層３２の磁化が固定層３６の磁化と平行又は反平行状態である場合と比べて、ＭＴＪ素子１０の実効的なＭＲ（Magneto Resistive）比は１／√２程度小さくなるが、十分な読み出しマージンは確保できている。
【００７１】
尚、ＭＴＪ素子１０に読み出し電流を流す際、ワード線１２にも電流を流し、下部強磁性層３４の磁化を回転させることで、ＭＴＪ素子１０の抵抗を増減させ、これを感知することにより、自己リファレンス読み出しを行うことも可能である。
【００７２】
上記第１の実施形態によれば、記録層３２の上下に非磁性層３１，３３を介して上部強磁性層３０及び下部強磁性層３４をそれぞれ設け、記録層３２と上部強磁性層３０及び下部強磁性層３４とを磁気結合させている。これにより、データ書き込みの際、書き込み電流Ｉ１，Ｉ２による磁界によって影響を受けた上部強磁性層３０及び下部強磁性層３４の磁化回転を磁気結合により記録層３２に伝えることで、記録層３２の磁化を回転させている。
【００７３】
このようなデータ書き込みにおいて、ビット線１１の周囲に設けられたヨーク層２１と上部強磁性層３０とで閉じた磁気回路を形成し、ワード線１２の周囲に設けられたヨーク層２２と下部強磁性層３４とで狭い幅を有する磁気回路を形成している。従って、これらの磁気回路により、書き込み電流Ｉ１，Ｉ２により発生した磁界を上部強磁性層３０及び下部強磁性層３４に導くことができる。このため、比較的小さな書き込み電流Ｉ１，Ｉ２で上部強磁性層３０及び下部強磁性層３４の磁化を回転させることができるので、書き込み電流Ｉ１，Ｉ２の低減を図ることができる。
【００７４】
また、上記磁気回路により、書き込み電流Ｉ１，Ｉ２により発生した磁界を効率よく上部強磁性層３０及び下部強磁性層３４に導くことが可能となるため、ディスターブ（半選択セルの誤書き込み）を抑制することができる。
【００７５】
また、記録層３２と上部強磁性層３０及び下部強磁性層３４との磁気結合により、記録層３２にデータを書き込むことで、電流磁界により記録層３２に直接データを書き込む場合と比べて、素子端部のラフネスに起因した記録層３２の反転ばらつきを小さくできる。
【００７６】
また、書き込み動作の初期状態において、上部強磁性層３０及び下部強磁性層３４の磁化の向きを平行又は反平行とし、この磁化の向きに対して記録層３２の磁化容易軸を４５°程度傾斜させることで、ビット線１１及びワード線１２の交点のセルにのみ選択的に書き込みが可能である２軸書き込みを実現できる。
【００７７】
また、トグル方式のような書き込み前の読み出しが不要であるため、書き込み動作の高速化を図ることが可能である。
【００７８】
［第２の実施形態］
第２の実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、上部強磁性層とビット線との間にキャップ層を設けたものである。
【００７９】
図１９は、本発明の第２の実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリの断面図を示す。以下に、第２の実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリの構造について説明する。ここでは、第１の実施形態と異なる点を主に説明する。
【００８０】
図１９に示すように、第２の実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、上部強磁性層３０とビット線１１との間にキャップ層４０を設けた点である。このキャップ層４０は、ＭＴＪ素子１０の第１及び第２の部分１０ａ，１０ｂのパターニング時のマスクとして使用されるものである。また、キャップ層４０は、ＭＴＪ素子１０とビット線１１とを電気的に接続させるために導電材で形成されている。
【００８１】
ここで、第１の実施形態では、上部強磁性層３０はビット線１１と同じ平面形状であったが、第２の実施形態では、上部強磁性層３０はＭＴＪ素子１０の第２の部分１０ｂと同じ平面形状になる。従って、無通電時に、上部強磁性層３０の磁化方向をビット線１１の延在方向に合わせるには、上部強磁性層３０に誘導磁気異方性を持たせておく必要がある。具体的には、例えば、ビット線１１の延在方向に磁場を印加しながら、上部強磁性層３０を成膜すればよい。
【００８２】
上記第２の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、キャップ層４０を設けることで、記録層３２までを一体形成することが可能となる。これにより、上部強磁性層３０と非磁性層３１を連続的に成膜することが可能となり、両者の界面を正常に制御し易くなる。このことは、安定した磁気結合を実現するのに効果があり、磁気ランダムアクセスメモリの歩留まりと信頼性を向上させることができる。
【００８３】
［第３の実施形態］
第３の実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、ビット線及びワード線をウィグル（wiggle）形状にしたものである。
【００８４】
図２０及び図２１は、本発明の第３の実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリを示す。以下に、第３の実施形態に係る磁気ランダムアクセスメモリの構造について説明する。ここでは、第１の実施形態と異なる点について主に説明する。
【００８５】
図２０及び図２１に示すように、第３の実施形態において、第１の実施形態と異なる点は、ビット線１１及びワード線１２をウィグル形状にした点である。従って、ビット線１１は、多方向（Ｑ方向やＲ方向）にくねくねと（ジグザグに）曲がっている領域（Ｐ領域）を有しながら、全体として一方向（Ｙ方向）に延在している。ワード線１２も、多方向（Ｑ方向やＲ方向）にくねくねと（ジグザグに）曲がっている領域（Ｐ領域）を有しながら、全体として一方向（Ｘ方向）に延在している。そして、全体としてＹ方向に延在するビット線１１と全体としてＸ方向に延在するワード線１２とがクロスすることで、マトリックス状のセルアレイが形成されている。
【００８６】
換言すると、Ｐ領域においては、ビット線１１及びワード線１２（書き込み電流Ｉ１，Ｉ２の流れる方向）が平行となるように重なって延在し、Ｐ領域以外においては、ビット線１１及びワード線１２が異なる方向（例えば互いに垂直となる方向）に延在している。
【００８７】
このような第３の実施形態において、ビット線１１及びワード線１２が重なって平行に延在するＰ領域には、ＭＴＪ素子１０の第２の部分１０ｂが設けられている。この第２の部分１０ｂは、Ｐ領域での書き込み電流Ｉ１，Ｉ２の流れる方向に対してθだけ傾いている。言い換えると、記録層３２の磁化容易軸は、Ｑ方向又はＲ方向に対してθだけ傾いている。この傾きθは、第１の実施形態と同様に、３０°乃至６０°程度であり、４５°（−４５°）程度が最も望ましい。
【００８８】
尚、書き込み動作及び読み出し動作も第１の実施形態と同様であるが、書き込み動作の初期状態で、Ｐ領域における上部強磁性層３０及び下部強磁性層３４の磁化の方向が平行又は反平行になるように設定する。
【００８９】
上記第３の実施形態によれば、上記第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、ビット線１１及びワード線１２をウィグル形状にすることで、メモリセルアレイをマトリックス状に形成できるため、セル面積の縮小を図ることができる。
【００９０】
その他、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で、例えば以下のように種々に変形することが可能である。
【００９１】
（１）上記各実施形態におけるメモリセルは、１ＭＴＪ＋１Ｔｒ（トランジスタ）構造であったが、これに限定されない。例えば、読み出し用のスイッチング素子として、トランジスタの代わりにダイオードを用いた構造でもよい。また、セル毎に読み出し用のスイッチング素子を用いないクロスポイント構造でもよい。
【００９２】
（２）上記各実施形態における記録層３２及び固定層３６は、単層構造であったが、積層構造にしてもよい。
【００９３】
（３）上記各実施形態における固定層３６は、単層構造であったが、弱結合した積層ピン構造にしてもよい。
【００９４】
（４）上記各実施形態における書き込み動作において、４サイクルで書き込みが行われていたが、各サイクルをオーバーラップさせてサイクル数を減少させることも可能である。例えば、第１サイクルと第２サイクルとを同時に行ってもよい。
【００９５】
さらに、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリを示す概略的な平面図。
【図２】図１のII−II線に沿った磁気ランダムアクセスメモリの断面図。
【図３】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリを示す概略的な斜視図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの“０”データ書き込みを示す図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの“０”データ書き込みの初期状態を示す図。
【図６】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの“０”データ書き込みの第１サイクルを示す図。
【図７】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの“０”データ書き込みの第２サイクルを示す図。
【図８】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの“０”データ書き込みの第３サイクルを示す図。
【図９】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの“０”データ書き込みの第４サイクルを示す図。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの“１”データ書き込みを示す図。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの“１”データ書き込みの初期状態を示す図。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの“１”データ書き込みの第１サイクルを示す図。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの“１”データ書き込みの第２サイクルを示す図。
【図１４】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの“１”データ書き込みの第３サイクルを示す図。
【図１５】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの“１”データ書き込みの第４サイクルを示す図。
【図１６】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの磁気結合状態と書き込み電流方向の関係を示す図。
【図１７】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの“０”データ読み出しを示す模式図。
【図１８】本発明の第１の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの“１”データ読み出しを示す模式図。
【図１９】本発明の第２の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリを示す断面図。
【図２０】本発明の第３の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリを示す平面図。
【図２１】本発明の第３の実施形態に係わる磁気ランダムアクセスメモリの１セルを示す平面図。
【符号の説明】
【００９７】
１０…ＭＴＪ素子、１０ａ…第１の部分、１０ｂ…第２の部分、１０ｃ…第３の部分、１１…ビット線、１２…ワード線、１３…下部電極層、１４…コンタクト、１５…ＭＯＳＦＥＴ、２１…第１のヨーク層、２２…第２のヨーク層、３０…上部強磁性層、３１，３５…非磁性層、３２…記録層、３３…トンネルバリア層、３４…下部強磁性層、３６…固定層、３７…反強磁性層、Ｉ１…ビット線に流れる書き込み電流、Ｉ２…ワード線に流れる書き込み電流。
【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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