(57)【要約】  メモリセル（２００）は、磁気トンネル接合（ＭＴＪ）構造（２１０）に結合された細長い第１の電極（２０６）と、ＭＴＪ構造に結合された細長い第１の電極に整合する細長い第２の電極（２１２）とを含む。細長い電極は、スイッチング電流誘起磁場の相加的な部分をＭＴＪに通過させるように構成される。相加的な部分は、スイッチング電流が印加されることに応答してＭＴＪのスイッチングを向上させる。
2016511543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定層と、自由層と、前記固定層と前記自由層との間のバリア層とを含む複数の磁気トンネル接合（ＭＴＪ）層と、
前記複数のＭＴＪ層のうちの第１のＭＴＪ層に結合された第１の電極であって、前記第１の電極が、前記複数のＭＴＪ層から横方向に離れる方向に延びる第１の細長い部分を含み、前記第１の細長い部分が、ＭＴＪ層スイッチング電流によって誘起される磁場の第１の部分を前記複数のＭＴＪ層に通過させるように構成された第１の電極と、
前記複数のＭＴＪ層のうちの第２のＭＴＪ層に結合された第２の電極であって、前記第２の電極が、前記複数のＭＴＪ層から横方向に離れる方向に延びる第２の細長い部分を含み、前記第２の細長い部分が、前記ＭＴＪ層スイッチング電流によって誘起される前記磁場の第２の部分を前記複数のＭＴＪ層に通過させるように構成され、前記磁場の前記第２の部分が、前記磁場の前記第１の部分に加算され、前記複数のＭＴＪ層を通過する前記磁場が増強される第２の電極とを備えるメモリセル。
【請求項２】
前記複数のＭＴＪ層からずれた位置で前記第１の細長い部分に結合された第１の導電経路と、
前記複数のＭＴＪ層からずれた位置で前記第２の細長い部分に結合された第２の導電経路であって、前記第１の導電経路に整合する第２の導電経路とを備える、請求項１に記載のメモリセル。
【請求項３】
前記複数のＭＴＪ層は容易軸を形成し、前記第１の細長い部分および前記第２の細長い部分は、前記磁場を前記複数のＭＴＪ層の前記容易軸に平行に誘起するように構成される、請求項１に記載のメモリセル。
【請求項４】
前記複数のＭＴＪ層は容易軸を形成し、前記第１の細長い部分および前記第２の細長い部分は、前記磁場を前記複数のＭＴＪ層の前記容易軸に垂直に誘起するように構成される、請求項１に記載のメモリセル。
【請求項５】
前記複数のＭＴＪ層は容易軸を形成し、前記第１の細長い部分および前記第２の細長い部分は、前記磁場を前記複数のＭＴＪ層の前記容易軸に対してある角度に誘起するように構成される、請求項１に記載のメモリセル。
【請求項６】
前記第１の電極と前記第２の電極は、実質的に同じパターンを有する、請求項１に記載のメモリセル。
【請求項７】
携帯電話、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、コンピュータ、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、ポータブルデータユニット、および／または固定ロケーションデータユニットに統合される、請求項１に記載のメモリセル。
【請求項８】
磁気メモリセルを作製する方法であって、
第１の電極をパターン化するステップと、
前記第１の電極が磁気トンネル接合（ＭＴＪ）から横方向に離れる方向に延びる第１の細長い部分を有するように前記第１の電極上に前記ＭＴＪを組み立てるステップと、
第２の電極が前記ＭＴＪから横方向に離れる方向に延びる第２の細長い部分を有するように前記ＭＴＪ上に前記第２の電極をパターン化するステップと、
スイッチング電流誘起磁場の相加的な部分を前記ＭＴＪに通過させるように前記第１の細長い部分および前記第２の細長い部分を構成するステップとを含む方法。
【請求項９】
前記第１の電極に結合された第１の導電層を堆積させるステップと、
前記第２の電極に結合された第２の導電層を堆積させるステップとを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の導電層と前記第１の電極との間に第１のビアを結合するステップと、
前記第２の導電層と前記第２の電極との間に第２のビアを結合するステップとをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＭＴＪに対して容易軸を定義するステップと、
前記スイッチング電流誘起磁場を前記ＭＴＪの前記容易軸に平行に誘起するように、前記第１の細長い部分および前記第２の細長い部分を構成するステップとをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＭＴＪに対して容易軸を定義するステップと、
前記スイッチング電流誘起磁場を前記ＭＴＪの前記容易軸に垂直に誘起するように、前記第１の細長い部分および前記第２の細長い部分を構成するステップとをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＭＴＪに対して容易軸を定義するステップと、
前記スイッチング電流誘起磁場を前記ＭＴＪの前記容易軸に対してある角度に誘起するように、前記第１の細長い部分および前記第２の細長い部分を構成するステップとをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の電極と前記第２の電極は、実質的に同じパターンを有する、請求項８に記載のメモリセル。
【請求項１５】
前記磁気メモリセルを、携帯電話、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、コンピュータ、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、ポータブルデータユニット、および／または固定位置データユニットに組み込むステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
複数の層を有する、電荷を磁気的に蓄積するための手段であって、前記複数の層が、固定層と、自由層と、前記固定層と前記自由層との間のバリア層とを含む手段と、
電荷を磁気的に蓄積するための前記手段の前記複数の層のうちの第１の層に結合された第１の導電手段であって、電荷を磁気的に蓄積するための前記手段から横方向に離れる方向に延びる磁場の方向を定めるための第１の手段を含み、前記磁場の方向を定めるための前記第１の手段が、スイッチング電流によって誘起される磁場の第１の部分を電荷を磁気的に蓄積するための前記手段に通過させるように構成された第１の導電手段と、
電荷を磁気的に蓄積するための前記手段の前記複数の層のうちの第２の層に結合された第２の導電手段であって、電荷を磁気的に蓄積するための前記手段から横方向に離れる方向に延びる磁場の方向を定めるための第２の手段を含み、前記磁場の方向を定めるための前記第２の手段が、前記スイッチング電流によって誘起される前記磁場の第２の部分を電荷を磁気的に蓄積するための前記手段に通過させるように構成され、前記磁場の前記第２の部分が、前記磁場の前記第１の部分に加算され、電荷を磁気的に蓄積するための前記手段を通過する前記磁場を増強する第２の導電手段とを備える装置。
【請求項１７】
前記第１の導電手段と前記第２の導電手段は、実質的に同じパターンを有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記磁気メモリセルが、携帯電話、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、コンピュータ、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、ポータブルデータユニット、および／または固定ロケーションデータユニットに組み込まれる、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
磁気メモリセルを作製する方法であって、
第１の電極をパターン化するステップと、
前記第１の電極が磁気トンネル接合（ＭＴＪ）から横方向に離れる方向に延びる第１の細長い部分を有するように前記第１の電極上に前記ＭＴＪを組み立てるステップと、
第２の電極が前記ＭＴＪから横方向に離れる方向に延びる第２の細長い部分を有するように前記ＭＴＪ上に前記第２の電極をパターン化するステップと、
スイッチング電流誘起磁場の相加的な部分を前記ＭＴＪに通過させるように前記第１の細長い部分および前記第２の細長い部分を構成するステップとを含む方法。
【請求項２０】
前記磁気メモリセルを、携帯電話、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、コンピュータ、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、ポータブルデータユニット、および／または固定位置データユニットに組み込むステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）デバイスに関する。より詳細には、本開示は、スピントランスファートルクスイッチング電流誘起磁場によって改善されるスピントランスファートルク（ＳＴＴ）ＭＲＡＭデバイスの設計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）チップ技法とは異なり、磁気ＲＡＭ（ＭＲＡＭ）では、データは電荷として記憶されず、代わりに記憶要素の磁気分極によって記憶される。記憶要素は、トンネリング層によって分離された２つの強磁性層から形成される。固定層またはピンド層と呼ばれる、２つの強磁性層のうちの１つは、特定の方向に固定された磁化を有する。フリー層と呼ばれる他方の強磁性磁気層は、フリー層の磁化が固定層の磁化と反平行である場合には「１」を表し、もしくは、フリー層の磁化が固定層の磁化と平行である場合には「０」を表すように、またはこの逆となるように変化し得る、磁化方向を有する。固定層、トンネリング層、およびフリー層を有する１つのそのようなデバイスは、磁気トンネル接合（ＭＴＪ）である。ＭＴＪの電気抵抗は、フリー層の磁化および固定層の磁化が、互いに平行であるか、または反平行であるかに依存する。ＭＲＡＭなどのメモリデバイスは、個別にアドレス可能なＭＴＪのアレイから構築される。
【０００３】
従来のＭＲＡＭにデータを書き込むには、臨界スイッチング電流を超える書込み電流がＭＴＪを通るように流される。臨界スイッチング電流を超える書込み電流は、フリー層の磁化方向を変えるのに十分である。書込み電流が第１の方向に流れる場合、ＭＴＪは、第１の状態にされるか、または第１の状態にとどまる可能性があり、第１の状態では、そのフリー層の磁化方向および固定層の磁化方向が、平行な向きに揃う。書込み電流が第１の方向と反対の第２の方向に流れる場合、ＭＴＪは、第２の状態にされるか、または第２の状態にとどまる可能性があり、第２の状態では、そのフリー層の磁化および固定層の磁化が、反平行の向きにある。
【０００４】
従来のＭＲＡＭにおいてデータを読み取るときは、ＭＴＪにおいてデータを書き込むのに使用されるのと同じ電流経路を介して読取り電流がＭＴＪを通って流れればよい。ＭＴＪのフリー層および固定層の磁化が互いに平行に向いている場合、ＭＴＪは、フリー層および固定層の磁化が反平行の方向にある場合にＭＴＪが示すであろう抵抗とは異なる抵抗を示す。従来のＭＲＡＭでは、２つの異なる状態は、ＭＲＡＭのビットセル内のＭＴＪの２つの異なる抵抗値によって定義される。２つの異なる抵抗は、ＭＴＪによって記憶される論理０および論理１の値を表す。
【０００５】
従来のＭＲＡＭ内のデータが論理０を表すか、または論理１を表すかを判断するために、ビットセル内のＭＴＪの抵抗が基準抵抗と比較される。従来のＭＲＡＭ回路内の基準抵抗は、平行磁化方向を有するＭＴＪの抵抗と反平行磁化方向を有するＭＴＪの抵抗との間の中間抵抗である。中間基準抵抗を生成する１つの様式は、平行磁化方向を有するとして知られているＭＴＪと反平行磁化方向を有するとして知られているＭＴＪとを並列に結合することである。
【０００６】
磁気ランダムアクセスメモリのビットセルは、メモリ要素（たとえば、ＭＲＡＭの場合にはＭＴＪ）のパターンを含む１つまたは複数のアレイの中に配置されてもよい。ＳＴＴ−ＭＲＡＭ（スピントランスファートルク磁気ランダムアクセスメモリ）は、不揮発性、ｅＤＲＡＭ（埋込みダイナミックランダムアクセスメモリ）に匹敵する速度、ｅＳＲＡＭ（埋込みスタティックランダムアクセスメモリ）より小さいチップサイズ、無制限の読出し／書込み耐久性、および低アレイ漏れ電流の利点を有する新しい不揮発性メモリである。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様によれば、メモリセルは、１組の磁気トンネル接合（ＭＴＪ）層を有する。１組のＭＴＪ層は、固定層と、自由層と、固定層と自由層との間のバリア層とを含む。メモリセルは、ＭＴＪ層のうちの第１の層に結合された第１の電極も含む。第１の電極は、ＭＴＪ層から横方向に離れる方向に延びる第１の細長い部分を含む。メモリセルは、ＭＴＪ層のうちの第２の層に結合された第２の電極も含む。第２の電極は、ＭＴＪ層から横方向に離れる方向に延びる第２の細長い部分を含む。第１の細長い部分は、ＭＴＪスイッチング電流によって誘起される磁場の第１の部分をＭＴＪ層を通過させるように構成される。第２の細長い部分は、ＭＴＪスイッチング電流によって誘起される磁場の第２の部分をＭＴＪ層を通過させるように構成される。本開示の態様によれば、磁場の第２の部分は、磁場の第１の部分に加算されてＭＴＪ層を通過する磁場を増強する。
【０００８】
本開示の別の態様によれば、磁気メモリセルを作製する方法は、第１の電極をパターン化することを含む。この方法は、第１の電極がＭＴＪから横方向に離れる方向に延びる第１の細長い部分を有するように第１の電極上にＭＴＪを組み立てることも含む。この方法は、第２の電極がＭＴＪから横方向に離れる方向に延びる第２の細長い部分を有するようにＭＴＪ上に第２の電極をパターン化することをさらに含む。この方法は、スイッチング電流誘起磁場の相加的な部分をＭＴＪを通過させるように第１の細長い部分および第２の細長い部分を構成することも含む。
【０００９】
本開示の別の態様は、電荷を磁気的に蓄積するための手段と、第１の導電手段と、第２の導電手段とを含む装置を含む。電荷を磁気的に蓄積するための手段は１組の層を含み、１組の層は、固定層と、自由層と、固定層と自由層との間のバリア層とを含む。第１の導電手段は、電荷を磁気的に蓄積するための手段の１組の層のうちの第１の層に結合される。第１の導電手段は、電荷を磁気的に蓄積するための手段から横方向に離れる方向に延びる磁場の方向を定めるための第１の手段も含む。磁場の方向を定めるための第１の手段は、スイッチング電流によって誘起される磁場の第１の部分を、電荷を磁気的に蓄積するための手段を通過させるように構成される。第２の導電手段は、電荷を磁気的に蓄積するための手段の１組の層のうちの第２の層に結合される。第２の導電手段は、電荷を磁気的に蓄積するための手段から横方向に離れる方向に延びる磁場の方向を定めるための第２の手段も含む。磁場の方向を定めるための第２の手段は、スイッチング電流によって誘起される磁場の第２の部分を、電荷を磁気的に蓄積するための手段を通過させるように構成される。磁場の第２の部分は、磁場の第１の部分に加算され、電荷を磁気的に蓄積するための手段を通過する磁場を増強する。
【００１０】
上記は、詳細な以下の説明がより良く理解され得るように、本開示の特徴および技術的な利点を、かなり広く概説したものである。本開示のさらなる特徴および利点について以下で説明する。本開示と同じ目的を実行するための他の構造を修正または設計するための基礎として、本開示が容易に利用され得ることを当業者は諒解されたい。そのような等価な構成は、添付の特許請求の範囲に記載される本開示の教示から逸脱しないことも当業者は認識されたい。本開示の特色をなすと思われる新規の特徴は、その構成と動作方法の両方について、さらなる目的および利点とともに、以下の説明を添付の図との関連で考慮したときによりよく理解されるであろう。しかしながら、図の各々は、例示および説明のみを目的として提供され、本開示の限定を定義するものとして意図されないことを明白に理解されたい。
【００１１】
本開示のより完全な理解のために、ここで、添付の図面と併せて以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】従来のＳＴＴ−ＭＲＡＭ設計のブロック図である。
【図２Ａ】本開示の一態様によるＳＴＴ−ＭＲＡＭのブロック図である。
【図２Ｂ】本開示の一態様によるＳＴＴ−ＭＲＡＭの上面図である。
【図３Ａ】本開示の一態様によるＳＴＴ−ＭＲＡＭのブロック図である。
【図３Ｂ】本開示の一態様によるＳＴＴ−ＭＲＡＭの上面図である。
【図４Ａ】本開示の一態様によるＳＴＴ−ＭＲＡＭのブロック図である。
【図４Ｂ】本開示の一態様によるＳＴＴ−ＭＲＡＭの上面図である。
【図５】本開示の一態様によるＳＴＴ−ＭＲＡＭ設計に関するスイッチング時間とスイッチング電流との関係を示す性能グラフである。
【図６】本開示の一態様によるＳＴＴ−ＭＲＡＭを作製するための方法を示すプロセスフロー図である。
【図７】本開示の一構成が有利に採用され得る例示的なワイヤレス通信システムを示すブロック図である。
【図８】一構成による、半導体構成要素の回路設計、レイアウト設計、および論理設計に使用される、設計用ワークステーションを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、従来のスピントランスファートルク磁気ランダムアクセスメモリ（ＳＴＴ−ＭＲＡＭ）１００のブロック図である。従来のＭＲＡＭ構造１００は、第１の強磁性層１０７と、第２の強磁性層１０９と、第１の強磁性層１０７と第２の強磁性層１０９との間に結合されたトンネルバリア層１０８とを有する磁気トンネル接合（ＭＴＪ）１１０を含む。第１の強磁性層１０７に頂部電極１０６が結合され、第２の強磁性層１０９に底部電極１１２が結合される。頂部電極１０６には導電性ビア１０４によって頂部導電層１０２が結合される。底部電極１１２には導電性ビア１１４によって底部導電層１１６が結合される。たとえば、第１の強磁性層１０７は固定層であってよく、第２の強磁性層１０９はフリー層であってよい。別の実装形態では、第１の強磁性層１０７はフリー層であってよく、第２の強磁性層１０９は固定層であってよい。トンネルバリア層１０８は、たとえば酸化マグネシウムＭｇＯなどの絶縁材料から作られてよい。
【００１４】
図２Ａは、本開示の一態様によるＳＴＴ−ＭＲＡＭ２００のブロック図である。ＳＴＴ−ＭＲＡＭ２００は、頂部強磁性層２０７と、底部強磁性層２０９と、頂部強磁性層２０７と底部強磁性層２０９との間に結合されたトンネルバリア層２０８とを有するＭＴＪ２１０を含む。一実装形態では、たとえば、頂部強磁性層２０７はフリー層であってよく、底部強磁性層２０９は固定層であってよい。別の実装形態では、頂部強磁性層２０７は固定層であってよく、底部強磁性層２０９はフリー層であってよい。トンネルバリア層２０８は、たとえばＭｇＯなどの絶縁材料から作られてよい。
【００１５】
頂部強磁性層２０７は頂部電極２０６に結合され、底部強磁性層２０９は底部電極２１２に結合される。金属層Ｍ５などの頂部導電層２０２は、頂部ビア２０４によって頂部電極２０６に結合され、金属層Ｍ４などの底部導電層２１６は、接点とも呼ばれる底部ビア２１４によって底部電極２１２に結合される。
【００１６】
本開示の一態様によれば、頂部導電層２０２および底部導電層２１６はＭＴＪ２１０から横方向にずれている。頂部電極２０６は、ＭＴＪ２１０から頂部ビア２０４まで横方向に延びる細長い部分２０５を含む。底部電極２１２は、ＭＴＪ２１０から底部ビア２１４まで横方向に延びる細長い部分２１１も含む。
【００１７】
図２Ｂは、図２Ａに示すＳＴＴ−ＭＲＡＭ構造２００の上面図であり、図２Ｂにおいて点線は隠れ層を示す。たとえば、図２Ｂでは、ＭＴＪ２１０は頂部電極２０６の下に隠れている。頂部ビア２０４および底部ビア２１４は頂部導電層２０２の下に隠れている。
【００１８】
図２Ａと図２Ｂの両方でわかるように、頂部電極２０６と底部電極２１２は互いに実質的に整合している。電極２０６の細長い部分２０５も底部電極２１２の細長い部分２１１に実質的に整合している。ＭＴＪ２１０に印加されたスイッチング電流は、電流経路に沿って頂部導電層２０２から頂部電極２０６まで流れ、ＭＴＪ２１０を通って底部電極２１２まで流れ、次いで底部導電層２１６まで流れる。本開示の態様によれば、頂部導電層２０２とＭＴＪ２１０との間の横方向への変位によって、スイッチング電流は、頂部電極２０６と底部電極２１２の両方において、たとえばＭＴＪ層に平行な平面内で横方向に流れる。ＭＴＪ２１０にスイッチング電流を印加すると、スイッチング電流によって電流経路の周りに自然に磁場が誘起される。従来のＭＴＪ構成と同様に、ＭＴＪ２１０を通って頂部強磁性層２０７から底部強磁性層２０９まで移動するスイッチング電流は、ＭＴＪ層２０７、２０８、２０９の各平面に平行な電流経路の周りを循環する磁場の（図２Ｂに示す）第１の部分（Ｈ１）を誘起する。
【００１９】
本開示の態様によれば、頂部電極２０６において頂部ビア２０４からＭＴＪ２１０まで移動するスイッチング電流は、頂部電極２０６においてスイッチング電流の周りを循環する磁場の第２の部分（Ｈ２）を誘起する。当業者には、磁場の第２の部分Ｈ２が、磁場ベクトル２０１によって示すようにＭＴＪ２１０内を図２Ａおよび図２Ｂに示す方向に送られることを理解されたい。
【００２０】
本開示の態様によれば、底部電極２１２においてＭＴＪ２１０から底部ビア２１４まで移動するスイッチング電流は、底部電極２１２において電流の周りを循環する磁場の第３の部分（Ｈ３）を誘起する。当業者には、磁場の第３の部分Ｈ３が、磁場ベクトル２０３によって示すようにＭＴＪ２１０内を図２Ａおよび図２Ｂに示す方向に送られることを理解されたい。
【００２１】
本開示の態様によれば、頂部電極および底部電極の細長い部分２０５、２１１が互いに実質的に整合する（すなわち、パターン化する）ことによって、磁場の第２の部分Ｈ２と磁場の第３の部分Ｈ３がＭＴＪ２１０を通過する１方向において互いに加算される。
【００２２】
当業者には、エネルギー的に最も好ましい磁化方向において整合するＭＴＪの軸が一般にＭＴＪの「容易軸」と呼ばれることを認識されたい。たとえば、ＭＴＪは、ＭＴＪ２１０の容易軸が楕円形状の長軸に相当する楕円形状を有するように構成されてよい。図２Ｂにおいて、ＭＴＪ２１０は矩形形状を有し、ＭＴＪ２１０の容易軸は矩形形状の長軸に相当する。
【００２３】
本開示の一態様によれば、頂部電極２０６および底部電極２１２は、ＭＴＪ２１０に印加されたスイッチング電流によって誘起される磁場の相加的な部分Ｈ２およびＨ３がＭＴＪ２１０をＭＴＪの容易軸に垂直な方向に通過させるように配置される。
【００２４】
図３Ａおよび図３Ｂを参照して説明する本開示の別の態様によれば、ＭＴＪに印加されたスイッチング電流によって誘起される磁場の相加的な部分Ｈ２およびＨ３が、ＭＴＪ内をＭＴＪの容易軸に平行な方向に送られてよい。図３Ａは、本開示の一態様によるＳＴＴ−ＭＲＡＭ３００のブロック図である。ＳＴＴ−ＭＲＡＭ３００は、頂部強磁性層３０７と、底部強磁性層３０９と、頂部強磁性層３０７と底部強磁性層３０９との間に結合されたトンネルバリア層３０８とを有するＭＴＪ３１０を含む。一実装形態では、たとえば、頂部強磁性層３０７はフリー層であってよく、底部強磁性層３０９は固定層であってよい。別の実装形態では、頂部強磁性層３０７は固定層であってよく、底部強磁性層３０９はフリー層であってよい。トンネルバリア層３０８は、たとえばＭｇＯなどの絶縁材料から作られてよい。
【００２５】
頂部強磁性層３０７は頂部電極３０６に結合され、底部強磁性層３０９は底部電極３１２に結合される。金属層Ｍ５などの頂部導電層３０２は、頂部ビア３０４によって頂部電極３０６に結合され、金属層Ｍ４などの底部導電層３１６は、接点とも呼ばれる底部ビア３１４によって底部電極３１２に結合される。
【００２６】
図３Ｂは、図３Ａに示すＳＴＴ−ＭＲＡＭ構造３００の上面図であり、図３Ｂにおいて点線は隠れ層を示す。たとえば、図３Ｂでは、ＭＴＪ３１０は頂部電極３０６の下に隠れている。頂部ビア３０４および底部ビア３１４は頂部導電層３０２の下に隠れている。
【００２７】
図３Ｂで最もよくわかるように、頂部導電層３０２および底部導電層３１６はＭＴＪ３１０から横方向にずれた部分を含む。頂部電極３０６は、ＭＴＪ３１０から頂部ビア３０４まで横方向に延びる細長い部分３０５を含む。底部電極３１２は、ＭＴＪ３１０から底部ビア３１４まで横方向に延びる細長い部分３１１も含む。
【００２８】
図３Ａと図３Ｂの両方でわかるように、頂部電極３０６と底部電極３１２は互いに実質的に整合している。頂部電極３０６の細長い部分３０５も、底部電極３１２の細長い部分３１１に実質的に整合している。ＭＴＪ３１０に印加されたスイッチング電流は、電流経路に沿って頂部導電層３０２から頂部電極３０６まで流れ、ＭＴＪ３１０を通って底部電極３１２まで流れ、次いで底部導電層３１６まで流れる。本開示の態様によれば、頂部導電層３０２とＭＴＪ３１０との間の横方向への変位によって、スイッチング電流は、頂部電極３０６と底部電極３１２の両方において、たとえばＭＴＪ層に平行な平面内で横方向に流れる。
【００２９】
ＭＴＪ３１０にスイッチング電流を印加すると、スイッチング電流によって電流経路の周りに自然に磁場が誘起される。従来のＭＴＪ構成と同様に、ＭＴＪ３１０を通って頂部強磁性層３０７から底部強磁性層３０９まで移動するスイッチング電流は、ＭＴＪ層３０７、３０８、３０９の各平面に平行な電流経路の周りを循環する磁場の（図３Ｂに示す）第１の部分（Ｈ１）を誘起する。
【００３０】
本開示の態様によれば、頂部電極３０６において頂部ビア３０４からＭＴＪ３１０まで移動するスイッチング電流は、頂部電極３０６においてスイッチング電流の周りを循環する磁場の第２の部分（Ｈ２）を誘起する。当業者には、磁場の第２の部分Ｈ２が、磁場ベクトル３０１によって示すようにＭＴＪ３１０内を図３Ｂに示す方向に送られることを理解されたい。
【００３１】
本開示の態様によれば、底部電極３１２においてＭＴＪ３１０から底部ビア３１４まで移動するスイッチング電流は、底部電極３１２において電流の周りを循環する磁場の第３の部分（Ｈ３）を誘起する。当業者には、磁場の第３の部分Ｈ３が、磁場ベクトル３０３によって示すようにＭＴＪ３１０内を図３Ｂに示す方向に送られることを理解されたい。
【００３２】
本開示の態様によれば、頂部電極３０６および底部電極３１２の細長い部分３０５、３１１が互いに実質的に整合する（すなわち、パターン化する）ことによって、磁場の第２の部分Ｈ２と磁場の第３の部分Ｈ３がＭＴＪ３１０を通過する１方向において互いに加算される。
【００３３】
図３Ｂにおいて、ＭＴＪ３１０は矩形形状を有し、ＭＴＪ３１０の容易軸は矩形形状の長軸に相当する。本開示の一態様によれば、頂部電極３０６および底部電極３１２は、ＭＴＪ３１０に印加されたスイッチング電流によって誘起される磁場の相加的な部分Ｈ２およびＨ３がＭＴＪ３１０内をＭＴＪの容易軸に垂直な方向に送られるように配置される。
【００３４】
電極３０６、３１２は、内部スイッチング電流によって誘起される磁場をより効果的に制御するように設計される。より多くの電極材料を追加するかまたは他の導電層（たとえば、層３０２、３１６およびその他の層）と組み合わせることによって電極３０６、３１２の厚さを厚くしてＳＴＴ−ＭＲＡＭデバイスにおける電流−抵抗降下またはＩＲ降下を低減させてよい。したがって、スイッチング時間が短縮されスイッチングエネルギー消費量が低下し、効率および性能が向上する。
【００３５】
図４Ａおよび図４Ｂを参照して説明する本開示の別の態様によれば、ＭＴＪに印加されたスイッチング電流によって誘起される磁場の相加的な部分Ｈ２およびＨ３が、ＭＴＪ内をＭＴＪの容易軸に対してある角度に送られてよい。図４Ａは、本開示の一態様によるＳＴＴ−ＭＲＡＭ４００のブロック図である。ＳＴＴ−ＭＲＡＭ４００は、頂部強磁性層４０７と、底部強磁性層４０９と、頂部強磁性層４０７と底部強磁性層４０９との間に結合されたトンネルバリア層４０８とを有するＭＴＪ４１０を含む。一実装形態では、たとえば、頂部強磁性層４０７はフリー層であってよく、底部強磁性層４０９は固定層であってよい。別の実装形態では、頂部強磁性層４０７は固定層であってよく、底部強磁性層４０９はフリー層であってよい。トンネルバリア層４０８は、たとえばＭｇＯなどの絶縁材料から作られてよい。
【００３６】
頂部強磁性層４０７は頂部電極４０６に結合され、底部強磁性層４０９は底部電極４１２に結合される。金属層Ｍ５などの頂部導電層４０２は、頂部ビア４０４によって頂部電極４０６に結合される。金属層Ｍ４などの底部導電層４１６は、接点とも呼ばれる底部ビア４１４によって底部電極４１２に結合される。
【００３７】
図４Ｂは、図４Ａに示すＳＴＴ−ＭＲＡＭ構造４００の上面図であり、図４Ｂにおいて点線は隠れ層を示す。たとえば、図４Ｂでは、ＭＴＪ４１０は頂部電極４０６の下に隠れている。頂部ビア４０４および底部ビア４１４は頂部導電層４０２の下に隠れている。
【００３８】
図４Ｂでわかるように、頂部導電層４０２および底部導電層４１６はＭＴＪ４１０から横方向にずれた部分を含む。頂部電極４０６は、ＭＴＪ４１０から頂部ビア４０４まで横方向に延びる細長い部分４０５を含む。底部電極４１２は、ＭＴＪ４１０から底部ビア４１４まで横方向に延びる細長い部分４１１も含む。
【００３９】
頂部電極４０６と底部電極４１２は互いに実質的に整合している。電極４０６の細長い部分４０５も底部電極４１２の（図４Ｂに示す）細長い部分４１１に実質的に整合している。ＭＴＪ４１０に印加されたスイッチング電流は、電流経路に沿って頂部導電層４０２から頂部電極４０６まで流れ、ＭＴＪ４１０を通って底部電極４１２まで流れ、次いで底部導電層４１６まで流れる。本開示の態様によれば、頂部導電層４０２とＭＴＪ４１０との間の横方向への変位によって、スイッチング電流は、頂部電極４０６と底部電極４１２の両方において、たとえばＭＴＪ層に平行な平面内で横方向に流れる。
【００４０】
ＭＴＪ４１０にスイッチング電流を印加すると、スイッチング電流によって電流経路の周りに自然に磁場が誘起される。従来のＭＴＪ構成と同様に、ＭＴＪを通って頂部強磁性層４０７から底部強磁性層４０９まで移動するスイッチング電流は、ＭＴＪ層４０７、４０８、４０９の各平面に平行な電流経路の周りを循環する磁場の（図４Ｂに示す）第１の部分（Ｈ１）を誘起する。本開示の態様によれば、頂部電極４０６において頂部ビア４０４からＭＴＪ４１０まで移動するスイッチング電流は、頂部電極４０６においてスイッチング電流の周りを循環する磁場の第２の部分（Ｈ２）を誘起する。当業者には、磁場の第２の部分Ｈ２が、磁場ベクトル４０１によって示すようにＭＴＪ４１０内を図４Ａおよび図４Ｂに示す方向に送られることを理解されたい。
【００４１】
本開示の態様によれば、底部電極４１２においてＭＴＪ４１０から底部ビア４１４まで移動するスイッチング電流は、底部電極４１２において電流の周りを循環する磁場の第３の部分（Ｈ３）を誘起する。当業者には、磁場の第３の部分Ｈ３が、磁場ベクトル４０３によって示すようにＭＴＪ４１０内を図４Ａおよび図４Ｂに示す方向に送られることを理解されたい。
【００４２】
本開示の態様によれば、頂部電極４０６および底部電極４１２の細長い部分４０５、４１１が互いに実質的に整合する（すなわち、パターン化する）ことによって、磁場の第２の部分Ｈ２と磁場の第３の部分Ｈ３がＭＴＪ４１０を通過する１方向において互いに加算される。
【００４３】
図４Ｂにおいて、ＭＴＪ４１０は矩形形状を有し、ＭＴＪ４１０の容易軸は矩形形状の長軸に相当する。本開示の一態様によれば、頂部電極４０６および底部電極４１２は、ＭＴＪ４１０に印加されたスイッチング電流によって誘起される磁場の相加的な部分Ｈ２およびＨ３がＭＴＪ４１０内をＭＴＪの容易軸に対してある角度に送られるように配置される。一実装形態では、この角度は、たとえば約４５度または１３５度であってよい。
【００４４】
互いに整合された細長い頂部電極および底部電極によって得られる、ＭＴＪに印加された磁気スイッチング電流の相加的な部分Ｈ２およびＨ３は、ＭＴＪが状態をより高速に切り替えるのを助ける。このスイッチングは、相加的な部分Ｈ２およびＨ３の助けなしに同じスイッチング電流に応答して行われるスイッチングよりも高速である。
【００４５】
図５は、本開示の態様に従って構成されたＳＴＴ−ＭＲＡＭのスイッチング時間とスイッチング電流の第１のプロット５０２と、本明細書で開示するようなスイッチング電流誘起磁場の相加的な部分によって支援された従来のＳＴＴ−ＭＲＡＭのスイッチング時間とスイッチング電流の第２のプロット５０４とを示すグラフ５００である。マイクロ磁気モデルおよびマスクウェル方程式に基づく第１のプロット５０２および第２のプロット５０４は、所与のスイッチング電流の場合に本開示の態様に従って構成されたＳＴＴ−ＭＲＡＭのスイッチング時間が顕著に短縮されることを示す。グラフ５００は、ｙ軸上にナノ秒（ｎｓ）単位のスイッチング時間を示し、ｘ軸上にマイクロアンペア（μＡ）単位のスイッチング電流を示す。一実装形態では、スイッチング電流誘起磁場の相加的な部分Ｈ２およびＨ３が容易軸に垂直であり（たとえば、図２Ａおよび図２Ｂ）、ＭＴＪのスイッチングを強力に支援することができる。したがって、スイッチング電流誘起磁場の相加的な部分Ｈ２およびＨ３がＭＴＪの容易軸に平行である、図３Ａおよび図３Ｂに示すＳＴＴ−ＭＲＡＭ実装形態よりも高速にスイッチングを行うことができる。
【００４６】
図６は、本開示の一態様によるＳＴＴ−ＭＲＡＭを作製するための方法６１０を示すプロセスフロー図である。ブロック６１２において、底部導電層を堆積させ、次いで底部導電層上に底部ビアを構成する。ブロック６１４において、底部ビア上に底部電極を堆積させる。ブロック６１６において、底部電極上にＭＴＪを組み立てる。底部電極は、ＭＴＪから離れる方向に延びる細長い部分を含む。ブロック６１８において、ＭＴＪ上に頂部電極を堆積させる。頂部電極は、ＭＴＪから離れる方向に延びる細長い部分を含む。ブロック６２０において、頂部電極上に頂部ビアを堆積させる。次いで、頂部ビア上に頂部導電層を配設する。
【００４７】
本開示の態様によれば、ＳＴＴ−ＭＲＡＭ設計は、ＳＴＴ−ＭＲＡＭ電流経路および磁場分布を制御してバンド間トンネリングの間スピン論理スイッチングプロセスを支援するように構成された電極を含むローカル導電配線を有する。ＳＴＴ−ＭＲＡＭ設計は、内部ＳＴＴ−ＭＲＡＭスイッチング電流を使用して自己誘導磁場を生成してスピン論理スイッチングプロセスを支援し、それによって、別個の電流源または外部磁場を使用する必要がなくなる。これらの手法によってスピントランスファートルクスイッチング時間が短縮され、スイッチング電力消費量が低下し、それによって効率および性能が向上する。
【００４８】
本開示の態様は、電荷を磁気的に蓄積するための手段と、第１の導電手段と、第２の導電手段とを含む装置を含む。電荷を磁気的に蓄積するための手段は、たとえば、ＭＴＪ２１０、ＭＴＪ３１０、および／またはＭＴＪ４１０であってよい。第１の導電手段は、たとえば、頂部電極２０６、頂部電極３０６、および／または頂部電極４０６であってよい。第２の導電手段は、たとえば、底部電極２１２、底部電極３１２、および／または底部電極４１２であってよい。
【００４９】
第１の導電手段は、電荷を磁気的に蓄積するための手段から横方向に離れる方向に延びる磁場の方向を定めるための第１の手段を含む。磁場の方向を定めるため第１の手段は、たとえば、細長い部分２０５、細長い部分３０５、および／または頂部電極４０５であってよい。
【００５０】
第２の導電手段は、電荷を磁気的に蓄積するための手段から横方向に離れる方向に延びる磁場の方向を定めるための第２の手段を含む。磁場の方向を定めるための第２の手段は、たとえば、細長い部分２１１、細長い部分３１１、および／または頂部電極４１１であってよい。
【００５１】
別の構成では、前述の手段は、前述の手段によって挙げられる機能を実行するように構成された任意のモジュールまたは任意の装置とすることができる。特定の手段について説明してきたが、当業者には、開示する構成を実施するのに、開示された手段のすべてが必要とされるとは限らないことが諒解されよう。さらに、本開示に対する注目を維持するために、よく知られているいくつかの手段については説明しなかった。
【００５２】
図７は、本開示の一態様が有利に利用され得るワイヤレス通信システム７００を示すブロック図である。例示のために、図７は、３つの遠隔ユニット７２０、７３０および７５０ならびに２つの基地局７４０を示す。ワイヤレス通信システムは、これよりも多くの遠隔ユニットおよび基地局を有し得ることが認識されよう。遠隔ユニット７２０、７３０および７５０は、開示されたＳＴＴ−ＭＲＡＭデバイスを含むＩＣデバイス７２５Ａ、７２５Ｃおよび７２５Ｂを含む。基地局、スイッチングデバイスおよびネットワーク機器など、他のデバイスも開示されたＳＴＴ−ＭＲＡＭデバイスを含み得ることが認識されよう。図７は、基地局７４０から遠隔ユニット７２０、７３０および７５０への順方向リンク信号７８０、ならびに遠隔ユニット７２０、７３０および７５０から基地局７４０への逆方向リンク信号７９０を示す。
【００５３】
図７では、遠隔ユニット７２０は携帯電話として示され、遠隔ユニット７３０はポータブルコンピュータとして示され、かつ遠隔ユニット７５０は、ワイヤレスローカルループシステムにおける固定位置遠隔ユニットとして示されている。たとえば、遠隔ユニットは、携帯電話、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、携帯情報端末などのポータブルデータユニット、ＧＰＳ対応デバイス、ナビゲーションデバイス、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、メータ読取り機器などの固定位置データユニット、またはデータもしくはコンピュータ命令の記憶もしくは取り出しを行う他のデバイス、またはそれらの組合せであり得る。図７は、本開示の教示による遠隔ユニットを示すが、本開示は、これらの例示的な示されたユニットに限定されない。本開示の態様は、開示されたＳＴＴ−ＭＲＡＭデバイスを含む多くのデバイスにおいて適切に利用され得る。
【００５４】
図８は、上記で開示したＳＴＴ−ＭＲＡＭデバイスなど、半導体構成要素の回路設計、レイアウト設計、および論理設計のために使用される、設計用ワークステーションを示すブロック図である。設計用ワークステーション８００は、オペレーティングシステムソフトウェア、支援ファイル、および、ＣａｄｅｎｃｅまたはＯｒＣＡＤなどの設計用ソフトウェアを含むハードディスク８０１を含む。設計用ワークステーション８００は、回路８１０の設計、またはワンタイムプログラミング（ＯＴＰ）装置などの半導体構成要素８１２の設計を容易にするためにディスプレイ８０２も含む。記憶媒体８０４は、回路設計８１０または半導体構成要素８１２を有形に記憶するために提供される。回路設計８１０または半導体構成要素８１２は、ＧＤＳＩＩまたはＧＥＲＢＥＲなどのファイル形式で、記憶媒体８０４に記憶され得る。記憶媒体８０４は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ハードディスク、フラッシュメモリ、または他の適切なデバイスであり得る。さらに、設計用ワークステーション８００は、記憶媒体８０４からの入力を受け入れるか、または記憶媒体８０４に出力を書き込むための駆動装置８０３を含む。
【００５５】
記憶媒体８０４に記録されるデータは、論理回路構成、フォトリソグラフィマスク用のパターンデータ、または電子ビームリソグラフィなどの連続書込みツール用のマスクパターンデータを指定し得る。データは、論理シミュレーションに関連付けられるタイミング図またはネット回路などの論理検証データをさらに含み得る。記憶媒体８０４にデータを提供すると、半導体ウェハを設計するためのプロセス数を減少させることによって、回路設計８１０または半導体コンポーネント８１２の設計が容易になる。
【００５６】
ファームウェアおよび／またはソフトウェア実装形態の場合、これらの方法は、本明細書に記載された機能を実行するモジュール（たとえば、手順、機能等）で実施され得る。本明細書で説明する方法を実装する際に、命令を有形に具現化する機械可読媒体が使用され得る。たとえば、ソフトウェアコードは、メモリに記憶され、プロセッサユニットによって実行され得る。メモリは、プロセッサユニット内、またはプロセッサユニットの外部に実装され得る。本明細書で使用する「メモリ」という用語は、長期メモリ、短期メモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、または他のメモリのうちのタイプを指し、特定のタイプのメモリもしくは特定の数のメモリ、またはメモリが記憶される特定のタイプの媒体に限定されない。
【００５７】
ファームウェアおよび／またはソフトウェアで実装された場合、これらの関数は、コンピュータ可読媒体上に１つもしくは複数の命令またはコードとして格納され得る。複数の例に、データ構造によって符号化されたコンピュータ可読媒体およびコンピュータプログラムによって符号化されたコンピュータ可読媒体が含まれる。コンピュータ可読媒体は、物理的なコンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る任意の入手可能な媒体であり得る。限定ではなく、例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、または他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気記憶デバイス、あるいは所望のプログラムコードを命令またはデータ構造の形で記憶するのに使用することができ、かつコンピュータからアクセスすることのできる任意の他の媒体を備えてよく、本明細書で使用するディスク（ｄｉｓｋおよびｄｉｓｃ）には、コンパクトディスク（ｄｉｓｃ）（ＣＤ）、レーザディスク（ｄｉｓｃ）、光ディスク（ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ｄｉｓｃ）（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク（ｄｉｓｋ）、およびブルーレイディスク（ｄｉｓｃ）が含まれ、ディスク（ｄｉｓｋ）は通常、データを磁気的に再生し、一方、ディスク（ｄｉｓｃ）はデータをレーザによって光学的に再生する。前述の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００５８】
コンピュータ可読媒体における記憶に加えて、命令および／またはデータは、通信装置に含まれる伝送媒体における信号として提供され得る。たとえば、通信装置は、命令およびデータを示す信号を有する送受信機を含むことができる。これら命令およびデータは、１つまたは複数のプロセッサに、特許請求の範囲で概説される機能を実施させるように構成されている。
【００５９】
本開示およびその利点について詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲によって規定される本開示の技術から逸脱することなく、本明細書において様々な変更、代用、および改変が行われ得ることを理解されたい。たとえば、「上」および「下」などの関係性の用語が、基板または電子デバイスに関して使用される。当然、基板または電子デバイスが反転した場合、上は下に、下は上になる。さらに、横向きにされた場合、上下が側面を指すことがある。さらに、本出願の範囲は、本明細書で説明したプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、およびステップの特定の構成に限定されることは意図されない。当業者が本開示から容易に諒解するように、本明細書で説明した対応する構成と実質的に同じ機能を実行するか、または実質的に同じ結果を実現する、現存するまたは今後開発されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、またはステップが、本開示に従って利用され得る。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、またはステップをその範囲内に含むことが意図される。
【符号の説明】
【００６０】
１００  スピントランスファートルク磁気ランダムアクセスメモリ（ＳＴＴ−ＭＲＡＭ）
１０４  導電性ビア
１０６  頂部電極
１０７  第１の強磁性層
１０８  トンネルバリア層
１０９  第２の強磁性層
１１０  磁気トンネル接合（ＭＴＪ）
２００  ＳＴＴ−ＭＲＡＭ
２０２  頂部導電層
２０４  頂部ビア
２０５  細長い部分
２０６  頂部電極
２０７  頂部強磁性層
２０８  トンネルバリア層
２０９  底部強磁性層
２１０  ＭＴＪ
２１２  底部電極
２１４  底部ビア
２１６  底部導電層
３００  ＳＴＴ−ＭＲＡＭ
３０２  頂部導電層
３０４  頂部ビア
３０５  細長い部分
３０６  頂部電極
３０７  頂部強磁性層
３０８  トンネルバリア層
３０９  底部強磁性層
３１０  ＭＴＪ
３１１  細長い部分
３１２  底部電極
３１４  底部ビア
３１６  底部導電層
４００  ＳＴＴ−ＭＲＡＭ
４０２  頂部導電層
４０４  頂部ビア
４０５  細長い部分
４０６  頂部電極
４０７  頂部強磁性層
４０８  トンネルバリア層
４０９  底部強磁性層
４１０  ＭＴＪ
４１１  細長い部分
４１２  底部電極
４１４  底部ビア
４１６  底部導電層
７００  ワイヤレス通信システム
７２０、７３０、７５０  遠隔ユニット
７２５Ａ、７２５Ｂ、７２５Ｃ  ＩＣデバイス
７４０  基地局
７８０  順方向リンク信号
７９０  逆方向リンク信号
８００  設計用ワークステーション
８０３  駆動装置
８０４  記憶媒体
８１０  回路
８１２  半導体構成要素
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３  相加的な部分
【図１】
2016511543.tif 000003
【図２Ａ】
2016511543.tif 000004
【図２Ｂ】
2016511543.tif 000005
【図３Ａ】
2016511543.tif 000006
【図３Ｂ】
2016511543.tif 000007
【図４Ａ】
2016511543.tif 000008
【図４Ｂ】
2016511543.tif 000009
【図５】
2016511543.tif 000010
【図６】
2016511543.tif 000011
【図７】
2016511543.tif 000012
【図８】
2016511543.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成27年4月16日(2015.4.16)
【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】
固定層と、自由層と、前記固定層と前記自由層との間のバリア層とを含む複数の磁気トンネル接合（ＭＴＪ）層と、
前記複数のＭＴＪ層のうちの第１のＭＴＪ層に結合された第１の電極であって、前記第１の電極が、前記複数のＭＴＪ層から横方向に離れる方向に延びる第１の細長い部分を含み、前記第１の細長い部分と前記複数のＭＴＪ層との間の横方向の変位が、ＭＴＪ層スイッチング電流によって誘起される磁場の第１の部分を前記複数のＭＴＪ層に通過させるように構成された第１の電極と、
前記複数のＭＴＪ層のうちの第２のＭＴＪ層に結合された第２の電極であって、前記第２の電極が、前記複数のＭＴＪ層から横方向に離れる方向に延びる第２の細長い部分を含み、前記第２の細長い部分と前記複数のＭＴＪ層との間の横方向変位が、前記ＭＴＪ層スイッチング電流によって誘起される前記磁場の第２の部分を前記複数のＭＴＪ層に通過させるように構成され、前記磁場の前記第２の部分が、前記磁場の前記第１の部分に加算され、前記複数のＭＴＪ層を通過する前記磁場が増強される第２の電極とを備えるメモリセル。
【請求項２】
前記複数のＭＴＪ層からずれた位置で前記第１の細長い部分に結合された第１の導電経路と、
前記複数のＭＴＪ層からずれた位置で前記第２の細長い部分に結合された第２の導電経路であって、前記第１の導電経路に整合する第２の導電経路とを備える、請求項１に記載のメモリセル。
【請求項３】
前記複数のＭＴＪ層は容易軸を形成し、前記第１の細長い部分および前記第２の細長い部分は、前記磁場を前記複数のＭＴＪ層の前記容易軸に平行に誘起するように構成される、請求項１に記載のメモリセル。
【請求項４】
前記複数のＭＴＪ層は容易軸を形成し、前記第１の細長い部分および前記第２の細長い部分は、前記磁場を前記複数のＭＴＪ層の前記容易軸に垂直に誘起するように構成される、請求項１に記載のメモリセル。
【請求項５】
前記複数のＭＴＪ層は容易軸を形成し、前記第１の細長い部分および前記第２の細長い部分は、前記磁場を前記複数のＭＴＪ層の前記容易軸に対してある角度に誘起するように構成される、請求項１に記載のメモリセル。
【請求項６】
前記第１の電極と前記第２の電極は、実質的に同じパターンを有する、請求項１に記載のメモリセル。
【請求項７】
携帯電話、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、コンピュータ、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、ポータブルデータユニット、および／または固定ロケーションデータユニットに統合される、請求項１に記載のメモリセル。
【請求項８】
磁気メモリセルを作製する方法であって、
第１の電極をパターン化するステップと、
前記第１の電極が磁気トンネル接合（ＭＴＪ）から横方向に離れる方向に延びる第１の細長い部分を有するように前記第１の電極上に前記ＭＴＪを組み立てるステップと、
第２の電極が前記ＭＴＪから横方向に離れる方向に延びる第２の細長い部分を有するように前記ＭＴＪ上に前記第２の電極をパターン化するステップと、
スイッチング電流誘起磁場の相加的な部分を前記ＭＴＪに通過させるように前記第１の細長い部分および前記第２の細長い部分と前記ＭＴＪとの間の横方向変位を構成するステップとを含む方法。
【請求項９】
前記第１の電極に結合された第１の導電層を堆積させるステップと、
前記第２の電極に結合された第２の導電層を堆積させるステップとを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の導電層と前記第１の電極との間に第１のビアを結合するステップと、
前記第２の導電層と前記第２の電極との間に第２のビアを結合するステップとをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＭＴＪに対して容易軸を定義するステップと、
前記スイッチング電流誘起磁場を前記ＭＴＪの前記容易軸に平行に誘起するように、前記第１の細長い部分および前記第２の細長い部分を構成するステップとをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記ＭＴＪに対して容易軸を定義するステップと、
前記スイッチング電流誘起磁場を前記ＭＴＪの前記容易軸に垂直に誘起するように、前記第１の細長い部分および前記第２の細長い部分を構成するステップとをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記ＭＴＪに対して容易軸を定義するステップと、
前記スイッチング電流誘起磁場を前記ＭＴＪの前記容易軸に対してある角度に誘起するように、前記第１の細長い部分および前記第２の細長い部分を構成するステップとをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の電極と前記第２の電極は、実質的に同じパターンを有する、請求項８に記載のメモリセル。
【請求項１５】
前記磁気メモリセルを、携帯電話、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、コンピュータ、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、ポータブルデータユニット、および／または固定位置データユニットに組み込むステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１６】
複数の層を有する、電荷を磁気的に蓄積するための手段であって、前記複数の層が、固定層と、自由層と、前記固定層と前記自由層との間のバリア層とを含む手段と、
電荷を磁気的に蓄積するための前記手段の前記複数の層のうちの第１の層に結合された第１の導電手段であって、電荷を磁気的に蓄積するための前記手段から横方向に離れる方向に延びる磁場の方向を定めるための第１の手段を含み、前記磁場の方向を定めるための前記第１の手段と電荷を磁気的に蓄積するための前記手段との間の横方向の変位が、スイッチング電流によって誘起される磁場の第１の部分を電荷を磁気的に蓄積するための前記手段に通過させるように構成された第１の導電手段と、
電荷を磁気的に蓄積するための前記手段の前記複数の層のうちの第２の層に結合された第２の導電手段であって、電荷を磁気的に蓄積するための前記手段から横方向に離れる方向に延びる磁場の方向を定めるための第２の手段を含み、前記磁場の方向を定めるための前記第２の手段と電荷を磁気的に蓄積するための前記手段との間の横方向の変位が、前記スイッチング電流によって誘起される前記磁場の第２の部分を電荷を磁気的に蓄積するための前記手段に通過させるように構成され、前記磁場の前記第２の部分が、前記磁場の前記第１の部分に加算され、電荷を磁気的に蓄積するための前記手段を通過する前記磁場を増強する第２の導電手段とを備える装置。
【請求項１７】
前記第１の導電手段と前記第２の導電手段は、実質的に同じパターンを有する、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記磁気メモリセルが、携帯電話、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、コンピュータ、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、ポータブルデータユニット、および／または固定ロケーションデータユニットに組み込まれる、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
磁気メモリセルを作製する方法であって、
第１の電極をパターン化するステップと、
前記第１の電極が磁気トンネル接合（ＭＴＪ）から横方向に離れる方向に延びる第１の細長い部分を有するように前記第１の電極上に前記ＭＴＪを組み立てるステップと、
第２の電極が前記ＭＴＪから横方向に離れる方向に延びる第２の細長い部分を有するように前記ＭＴＪ上に前記第２の電極をパターン化するステップと、
スイッチング電流誘起磁場の相加的な部分を前記ＭＴＪに通過させるように前記第１の細長い部分および前記第２の細長い部分と前記ＭＴＪとの間の横方向変位を構成するステップとを含む方法。
【請求項２０】
前記磁気メモリセルを、携帯電話、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、エンターテインメントユニット、ナビゲーションデバイス、コンピュータ、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、ポータブルデータユニット、および／または固定位置データユニットに組み込むステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【国際調査報告】
2016511543.tif 000014
2016511543.tif 000015