磁界を生成するための装置であって、第1の磁気書き込み層および第2の磁気書き込み層を含む書き込み装置を含み、前記書き込み装置が、第1の書き込み電圧によって通電されると、前記第1の磁気書き込み層の磁気異方性を前記第1の磁気書き込み層の面に対する平行方向から前記第1の磁気書き込み層の面に対する直交方向へと切り換えて、前記第2の磁気書き込み層が前記書き込み装置に近接した領域において第1の磁界を誘導するように構成され、前記書き込み装置が、第2の書き込み電圧によって通電されると、前記第2の磁気書き込み層の磁気異方性を前記第2の磁気書き込み層の面に対する平行方向から前記第2の磁気書き込み層の面に対する直交方向へと切り換えて、前記第1の磁気書き込み層が前記書き込み装置に近接した前記領域において第2の磁界を誘導するように構成され、前記第2の磁界が前記第1の磁界とは逆の方向である、装置。前記第1の書き込み電圧の極性が前記第2の書き込み電圧の極性とは逆である、請求項1に記載の装置。前記書き込み装置が、前記第1の磁気書き込み層に電気的に結合された第1の書き込み電極と、前記第2の磁気書き込み層に電気的に結合された第2の書き込み電極と、前記第1の磁気書き込み層と前記第2の磁気書き込み層との間に配置された誘電書き込み層と、を更に含む、請求項1に記載の装置。前記第1および第2の書き込み電極間に印加された第1の書き込み電圧によって、前記第1の磁気書き込み層の前記磁気異方性が前記磁気第1書き込み層の面に対して直交方向となり、前記第1の書き込み電圧とは逆の極性の前記第1および第2の書き込み電極間に印加された第2の書き込み電圧によって、前記第2の磁気書き込み層の前記磁気異方性が前記第2の磁気書き込み層の面に対して直交方向となる、請求項3に記載の装置。前記第1および第2の磁気書き込み層が実質的に鉄Feである、請求項1に記載の装置。前記誘電書き込み層が実質的に酸化マグネシウムMgOである、請求項5に記載の装置。前記書き込み装置に近接した前記領域が磁気トンネル接合MTJの磁気フリー層を含み、前記磁気トンネル接合の抵抗が前記磁気フリー層の磁気方向に依存する、請求項1に記載の装置。前記磁気トンネル接合から前記書き込み装置を電気的に分離する誘電分離層を更に含む、請求項7に記載の装置。前記磁気トンネル接合が、磁気参照層であって、前記磁気参照層の面に沿って予め設定された磁気方向に固定された磁気方向を有する磁気参照層と、前記磁気参照層と前記磁気フリー層との間を電子が通り抜けることを可能とするように構成された誘電トンネルバリアと、を含む、請求項8に記載の装置。前記磁気トンネル接合が、前記誘電分離層と前記磁気フリー層との間に配置され、前記磁気フリー層に電気的に結合された第1のMTJ電極と、前記磁気参照層に電気的に結合された第2のMTJ電極と、を含む、請求項9に記載の装置。磁界を生成するための方法であって、第1および第2の磁気書き込み層間に書き込み電圧を印加することで、前記第1および第2の磁気書き込み層の一方の磁気異方性が前記磁気書き込み層の面に対する平行方向から前記磁気書き込み層の面に対する直交方向へと切り換わって、前記磁気書き込み層の面に対して平行方向の前記磁気異方性を有する前記磁気書き込み層が前記磁界を誘導することを含む、方法。前記磁気書き込み層の面に対して平行方向である場合の前記第1の磁気書き込み層の磁気方向が、前記磁気書き込み層の面に対して平行方向である場合の前記第2の磁気書き込み層の磁気方向とは逆である、請求項11に記載の方法。前記第1および第2の磁気書き込み層間に前記書き込み電圧を印加することが、前記第1の磁気書き込み層に電気的に結合された第1の書き込み電極に第1の電圧電位を印加することと、前記第2の磁気書き込み層に電気的に結合された第2の書き込み電極に第2の電圧電位を印加することと、を含む、請求項11に記載の方法。前記第1および第2の書き込み電極間に印加された第1の書き込み電圧によって、前記第1の磁気書き込み層の前記磁気異方性が前記磁気第1書き込み層の面に対して直交方向となり、前記第1の書き込み電圧とは逆の極性の前記第1および第2の書き込み電極間に印加された第2の書き込み電圧によって、前記第2の磁気書き込み層の前記磁気異方性が前記第2の磁気書き込み層の面に対して直交方向となる、請求項13に記載の方法。前記第1および第2の磁気書き込み層が実質的に鉄Feである、請求項11に記載の方法。前記第1および第2の磁気書き込み層の一方に近接配置された磁気トンネル接合MTJの抵抗を調節することを更に含み、前記磁気トンネル接合の抵抗が前記誘導された磁界を受ける磁気フリー層の磁気方向に依存する、請求項11に記載の方法。前記磁気トンネル接合が、予め設定された方向に固定された磁気方向を有する磁気参照層と、前記磁気参照層と前記磁気フリー層との間を電子が通り抜けることを可能とするように構成された誘電トンネルバリアと、を含む、請求項16に記載の方法。前記磁気フリー層および前記磁気参照層を介して読み取り電流を印加することを更に含む、請求項17に記載の方法。メモリセルアレイにおけるメモリセルであって、磁気フリー層を含む磁気トンネル接合MTJであって、前記磁気トンネル接合の抵抗が前記磁気フリー層の磁気方向に依存する、磁気トンネル接合と、前記磁気トンネル接合に近接配置された書き込み装置であって、第1および第2の磁気書き込み層の一方の磁気異方性を前記磁気書き込み層の面に対する平行方向から前記磁気書き込み層の面に対する直交方向へと切り換えて、前記磁気書き込み層の面に対して平行方向の前記磁気異方性を有する前記磁気書き込み層が前記磁気フリー層において前記磁界を誘導するように構成されている、書き込み装置と、を含む、メモリセル。前記磁気トンネル接合から前記書き込み装置を電気的に分離する誘電分離層を更に含む、請求項19に記載のメモリセル。従来より、各世代における動作電圧の降下によってCMOS電力は抑制されている。このため、供給電圧は1970年代に用いられた5V技術から今日製造されている約1V技術まで著しく縮小している。しかしながら、1Vを超えるいっそうの電圧低下は、閾値電圧およびゲート酸化物厚スケーリングにおける基本的な限界によって制限される。充分な電圧降下なしでは、CMOS電力は増大し、ついにはラップトップコンピュータの熱によってひざが熱くなり、高性能コンピューティングが利用可能な冷却電力によって制限され、モバイルコンピューティング性能がバッテリの寿命により制限されることになる。低電圧トランジスタは根本的に世界を変えるであろうと言っても過言ではない。本発明の1つの例示的な態様は、磁界を生成するための装置である。この装置は、第1の磁気書き込み層および第2の磁気書き込み層を有する書き込み装置を含む。書き込み装置が第1の書き込み電圧によって通電されると、書き込み装置は、第1の磁気書き込み層の磁気異方性を第1の磁気書き込み層の面に対する平行方向から第1の磁気書き込み層の面に対する直交方向へと切り換えるように構成されている。これによって、第2の磁気書き込み層は、書き込み装置に近接した領域に第1の磁界を誘導する。第1の書き込み電圧とは逆の第2の書き込み電圧によって書き込み装置が通電されると、書き込み装置は、第2の磁気書き込み層の磁気異方性を第2の磁気書き込み層の面に対する平行方向から第2の磁気書き込み層の面に対する直交方向へと切り換えるように構成されている。これによって、第1の磁気書き込み層は、書き込み装置に近接した領域に第2の磁界を誘導する。第2の磁界は第1の磁界とは逆の方向である。本発明の別の例示的な態様は、磁界を生成するための方法である。この方法は、第1および第2の磁気書き込み層間に書き込み電圧を印加することを含む。これによって、第1または第2の磁気書き込み層の磁気異方性は、磁気書き込み層の面に対する平行方向から磁気書き込み層の面に対する直交方向へと切り換わる。磁気書き込み層の面に対して平行方向の磁気異方性を有する磁気書き込み層が磁界を誘導する。本発明の更に別の例示的な態様は、メモリセルアレイにおける不揮発性メモリセルである。このメモリセルは磁気トンネル接合MTJを含む。MTJは磁気フリー層を含む。MTJの抵抗は磁気フリー層の磁気方向に依存する。メモリセルは、MTJに近接配置された書き込み装置を更に含む。書き込み装置は、第1または第2の磁気書き込み層のいずれかの磁気異方性を磁気書き込み層の面に対する平行方向から直交方向へと切り換えて、磁気書き込み層の面に対して平行方向の磁気異方性を有する磁気書き込み層がMTJの磁気フリー層において磁界を誘導するように構成されている。本発明の実施形態を参照して本発明について記載する。本発明の記載全体を通して図1から図8を参照する。図面を参照する場合、全体を通して示す同様の構造および要素は同様の参照番号を用いて図示する。ここで、磁気の電圧制御を利用する新しい論理デバイスについて説明する。磁気の電圧制御という言葉は、絶縁システムに電圧を加え、定常電流が無視できる程度である場合に用いる。この場合の電力損失は、ワイヤおよびデバイスを印加電圧までチャージするように流れる過渡電流に限定される。以下で説明するように、本発明によって想定される不揮発性磁気トンネル接合は、例えば100mVで動作する4端子トランジスタである。同じタイプのデバイスから、単に端子を異なる方法で配線することによって、相補型デバイスが形成される。電力を取り除いた場合、デバイスはその論理状態を保持する。デバイスは、CMOSに比べて約10分の1の電圧を用いて切り換わるので、アクティブ電力の損失はCMOSに比べて約100分の1である。オン状態からオフ状態で抵抗は10倍しか変化しないにもかかわらず、切り換え磁気異方性を制御する物理機構は電圧の関数として急激に変化するので、ゲインを大きく損なうことなく多数のデバイスを直列にカスケード接続することができる。更に、デバイスは3次元積層を行うことができる。図1から図3は、磁気フリー層の磁気方向を制御するための、本発明によって想定される装置102の例示的な実施形態を示す。以下で詳細に説明するように、装置102は、磁気フリー層106の磁気方向を制御する書き込み装置104を含む。特定の実施形態において、磁気フリー層106は書き込み装置104に近接配置された磁気トンネル接合MTJ108の一部である。これについては以下で論じる。書き込み装置104は、誘電書き込み層114によって分離された第1の書き込み層110および第2の書き込み層112を含む。第1および第2の磁気書き込み層110および120は実質的に鉄Feによって構成することができる。誘電書き込み層は実質的に酸化マグネシウムMgOによって構成することができる。書き込み装置104は更に、第1の書き込み電極116および第2の書き込み電極118を含む。第1の書き込み電極116は第1の磁気書き込み層に電気的に結合され、第2の書き込み電極118は第2の磁気書き込み層112に電気的に結合されている。書き込み装置104が通電されていない場合、第1の磁気書き込み層110および第2の磁気書き込み層112の磁気方向は磁気書き込み層の面に平行である。換言すると、第1および第2の磁気書き込み層110および112は、第1および第2の書き込み電極116および118間に電圧が印加されていない場合にそれらの磁気方向がそれらの長さに平行であるように製造されている。更に、書き込み装置104が通電されていない場合、第1および第2の磁気書き込み層110および112の磁気方向は相互に逆である。これは図1において、第1および第2の磁気書き込み層110および112に示す平行かつ反対方向を指し示す矢印によって示されている。第1および第2の磁気書き込み層110および112の磁気方向が面内にあり逆平行であるので、磁気フリー層106に正味磁界は誘導されない。ここで図2に移ると、第1および第2の書き込み電極116および118に正電圧電位202が印加されている。2層に印加された電圧電位202が、磁気書き込み層の磁気異方性に著しい変化を起こす。この現象に関するこれ以上の詳細は、YShiota等のVoltageAssistedMagnetizationSwitchinginUltrathinFe80Co20AlloyLayers、AppliedPhysicsExpress2063001において見ることができる。具体的には、印加電圧202によって、第1の書き込み磁気層110はその磁気異方性を第1の磁気書き込み層の面に対する平行方向から第1の磁気書き込み層の面に対する直交方向へと切り換える。これは図2では、第1の書き込み磁気層110において上を指し示す矢印により示されている。更に、印加電圧202によって、第2の書き込み磁気層112の磁気異方性は第2の磁気書き込み層の面に対する平行方向にいっそう強く保持される。第1の書き込み磁気層110がその磁気異方性を第1の磁気書き込み層の面に対する直交方向へと切り換えた結果、その周辺磁界は書き込み装置104に対して局所化される。これは図2において磁界線204aおよび204bにより概略的に示されている。更に、第2の磁気書き込み層の周辺磁界206aおよび206bは、もはや第1の磁気書き込み層によって打ち消されない。このため、第2の磁気書き込み層は磁気フリー層106における磁気方向を誘導する。図3においては、第1および第2の書き込み電極116および118間に印加される電圧302の極性が反転されている。この結果、第2の磁気書き込み層112の周辺磁界304aおよび304bは書き込み装置104に局所化される。更に、第1の磁気書き込み層110の周辺磁界306aおよび306bは、図2に関して論じた第2の磁気書き込み層112による誘導方向とは反対の方向に、磁気フリー層106における磁気方向を誘導する。上述のように、装置102は書き込み装置104に近接配置した磁気トンネル接合MTJ108を含むことができる。以下で論じるように、磁気トンネル接合108の抵抗は磁気フリー層106の磁気方向に依存する。磁気トンネル接合の詳細な考察については、EvgenyYTsymbal、OlegNMryasovおよびPatricRLeClairのSpindependentTunnellinginmagnetictunneljunctions、JPhysCondensMatter15、R109~R142を参照されたい。図1に戻ると、第2の書き込み電極118と第1のMTJ電極122との間に誘電分離層120が配置されている。誘電分離層120は、磁気トンネル接合108から書き込み装置104を電気的に分離する。誘電分離層120は、SiO2、SiN、Al2O3、MgO等の様々な既知の誘電材料から製造することができる。磁気トンネル接合108は、磁気参照層124および、磁気参照層124と磁気フリー層106との間に配置された誘電トンネルバリア126を含む。磁気参照層124は、磁気参照層124の面に沿って予め設定された磁気方向に磁気方向が固定されている。誘電トンネルバリア126は、電子が磁気参照層124と磁気フリー層106との間で通り抜けることを可能とするように構成されている。また、磁気参照層124の磁気方向と反対の磁気方向に固定された底部磁気層128も用いることができる。磁気トンネル接合108は更に、第1のMTJ電極122および第2のMTJ電極130も含む。第1のMTJ電極122は、誘電分離層120と磁気フリー層106との間に配置されており、磁気フリー層106に電気的に結合されている。第2のMTJ電極は、磁気参照層124に底部磁気層128を介して電気的に結合されている。図4は、本発明の一実施形態に従った磁気フリー層の磁気方向を制御するプロセスのフローチャートである。このプロセスは印加動作402において開始する。このステップ中、第1および第2の磁気書き込み層間に書き込み電圧を印加することで、磁気書き込み層の一方の磁気異方性が磁気書き込み層の面に対する平行方向から磁気書き込み層の面に対する直交方向へと切り換わる。これによって、磁気書き込み層の面に対する平行方向に磁気異方性を有する磁気書き込み層が、磁気フリー層における磁気方向を誘導する。上述のように、第1の書き込み電極は第1の磁気書き込み層に電気的に結合することができ、第2の書き込み電極は第2の磁気書き込み層に電気的に結合することができる。印加動作402は、第1の電圧電位を第1の書き込み電極に印加すること、および第2の電圧電位を第2の書き込み電極に印加することを含むことができる。上述のように、磁気書き込み層の面に対して平行である場合の第1の磁気書き込み層の磁気方向は、磁気書き込み層の面に対して平行である場合の第2の磁気書き込み層の磁気方向と反対である。このため、第1および第2の書き込み電極間に印加された第1の書き込み電圧によって、第1の磁気書き込み層の磁気異方性は磁気第1書き込み層の面に対する直交方向となり、第1の書き込み電圧に対して極性が逆である第1および第2の書き込み電極間に印加された第2の書き込み電圧によって、第2の磁気書き込み層の磁気異方性は第2の磁気書き込み層の面に対する直交方向となる。このプロセスは、第1または第2の磁気書き込み層に近接配置された磁気トンネル接合MTJの抵抗を調節するための調節動作404を含むことができる。MTJは、磁気方向が予め設定された方向に固定されている磁気参照層、および、磁気参照層と磁気フリー層との間で電子を通り抜けさせるように構成された誘電トンネルバリアを含むことができる。MTJの抵抗は磁気フリー層の磁気方向に依存する。このプロセスは更に印加動作406を含むことができる。印加動作406の間、磁気フリー層と磁気参照層との間に読み取り電圧を印加する。MTJを介した電圧降下は磁気フリー層の磁気方向によって決定する。このため、第1および第2の磁気書き込み層間に書き込み電圧を印加することによってMTJを2つ以上の二進状態にプログラムすることができる。図5は、本発明の一実施形態に従ったメモリセルアレイ502を示す。アレイにおける各メモリセルは、誘電分離層120によって分離されたMTJ108および書き込み装置102を含む。誘電分離層120はMTJ108から書き込み装置104を電気的に分離する。上述のように、MTJ108は磁気フリー層を含む。MTJ108の抵抗は磁気フリー層における磁気方向に依存する。MTJ108に近接配置された書き込み装置104は磁気フリー層における磁気方向を誘導する。書き込み装置は第1および第2の磁気書き込み層を含む。書き込み装置に電圧を印加すると、第1または第2の磁気書き込み層の磁気異方性は、磁気書き込み層の面に対する平行方向から磁気書き込み層の面に対する直交方向へと切り換わる。上述のように、磁気書き込み層の面に対して平行な磁気異方性を有する磁気書き込み層は、MTJ108の磁気フリー層において磁気方向を誘導する。図6および図7は、本発明によって想定される例示的な磁気トンネル接合トランジスタMTJT602を示す。MTJT602は2つの別個の部分を有する。すなわち、10nmの誘電層によって分離された書き込み装置および磁気トンネル接合MTJである。図6はMTJTの横断面を示す。図7はMTJT602の平面を示す。書き込み装置の中心となるのは、2つのFe層間に挟まれたMgO層である。書き込み装置の設計は、書き込み装置の双方のFe層における異方性作用の電圧制御を利用する。MgOに所与の符号の電圧を印加すると、一方のFe層は面内でいっそう強く保持され、他方のFe層は垂直になる。上述のように、この結果、面内のFe層からの周辺磁界がMTJのフリー層に書き込みを行う。逆の符号の電圧を印加すると、フリー層は逆方向に書き込まれる。電圧を印加しない場合は、双方のFe層は面内かつ逆平行であり、このためフリー層に正味磁界は存在しない。MTJの抵抗はフリー層磁化の方位に依存し、ソース-ドレイン電流を10倍変化させる。これは最新のMgOMTJにより達成可能である。MTJT602は、ワイヤを有する部分およびほとんどの空間でF=100nmであるのに対し、MTJTフィーチャfeatureでは臨界寸法FMTJT=50nmを用いて、コストを削減するために標準的な193nm光リソグラフィを用いた製造を可能とする。もっと大胆なかつ高価なリソグラフィおよびエッチングでは、タイtieの下にソースコンタクトを移動させることで、デバイス全体で占有する大きさがわずか4F2である場合がある。MTJT602はCMOSと同様に動作し、接合またはタイ端子がゲートとして作用するが他は接地されている。論理レベル1はVthからVDDの範囲の電圧に相当し、論理レベル0は-Vthから-VDDの範囲に相当する。Tthは閾値電圧であり、|VGate|>Vthである場合にデバイスが切り換わるようになっている。接地は、論理レベルとしてでなく、ゲート電圧のための配線接続基準としてのみ用いられる。MTJT602は±56mVの入力電圧で動作することができ、CMOSよりも2オーダー低い電力を可能とする1.1V/256mV2=96と共に、漏れ電力を1オーダー低下させる。論理ゲートの入力および出力は|VDD|未満であるRSDの変化は10分の1だけであるので。MTJT602の顕著な特性featureは、磁気異方性の基本的な物理的性質のために、段間のゲイン損失を生じないということである。直交一軸異方性書き込み層の容易面easyplaneおよび電圧誘導異方性等は、各書き込み層が常に面内または面外のいずれかであって中間でないように与えられる。これが意味するのは、MTJT602が極めて鋭いターンオン特性を有することができるということである。すなわちこれは常に完全にオンかまたは完全にオフである。これは、駆動電圧の損失なく任意の論理動作を直列にカスケード接続可能であるということを意味する。これは、完全なVDDで入力を駆動する必要がないことも意味する。その代わりに、前段からの典型的な出力電圧である0.7VDDを用いることができる。MTJT602の著しい利点は、デバイスが不揮発性であるということである。このため、電力をオフした場合に回路の状態は維持される。更に、MTJT602は単結晶基板を必要とせず、このため多数の論理層を3次元に積層して極めて高い密度を達成することができる。また、MTJT602に用いる材料は、必然的に耐放射線型である。先に論じたように、MTJT602は書き込み部分および読み出し部分から成る。これらの2つの部分は相互に電気的に分離されているが近接しているので、書き込み部分からの周辺磁界が読み取り部分における磁化に影響を与えることができる。書き込み部分はMgO|Fe界面の異方性の電圧制御を利用する。このような、逆のオーダーorderで成長させたこのような2つの界面を用いるので、上部MgOは上部のFe層の上にあるが、下部MgOは下部のFe層の下にある。これが意味するのは、下部Ta端子に電圧を印加した場合、2つのFe層でそれらの異方性に逆の変化が生じるということである。層の一方は常にいっそう強く面内となり、他方はいっそう強く面外となる。概ね100mVの充分な電圧では、Fe層の一方は面内から面外に切り換わる。他方の層は、追加電圧が誘導した面内異方性のために強く面内に保持される。2から3nmの充分に厚いMgOを用いて、トンネリング電流を無視できるほど小さくする。電圧を印加しない場合電力がオフである場合、2つのFe層はそれらの双極磁界のために面内かつ逆平行である。PtMn等の薄い反強磁性体を用いて、例えば上層のような層の一方を弱く固定してオーダー100Oeの固定磁界によって、上層が常に右側を指し示し、従って下層は左側を指し示すことが確実となる。この固定は、下層でなく上層にのみ影響を与え、このためこのトグル状構造において顕著な非対称のソースとして機能する。このような非対称性が意味するのは、ゼロ磁界においては定常状態が1つだけあり例えば、DCWorledgeApplPhysLett91、162509を参照のこと、このため、電力がオフである場合に書き込み層が10年間安定しているということである。PtMnからの100Oeの固定は、電圧が克服しなければならない約1000Oeの容易面異方性に比べ小さいので、必要な電圧を著しく上昇させることはない。あるいは、PtMnを省略することも可能であり、層の形状異方性を用いて熱安定性を提供する。積層の上部に電気的接触を形成し、側面および下方において外に出してここでは左側のTaポストとして示す、書き込み層の下部および上部の双方に対して電気的接触を形成することを可能とする。書き込み層の正味磁気異方性は面内または面外のいずれかであり、中間のどこかでないことを強調するのは重要である。これが意味するのは、電圧の関数としてデバイスは臨界切り換え電圧において急速にオンまたはオフするということである。これが意味するのは、読み取り層においてオン状態対オフ状態抵抗の比がわずか10である場合でも、単に少数の論理段ごとにMTJTから形成したインバータまたはバッファを間に挿入することによって、多数のデバイスを直列に接続しゲインの損失なく切り換え可能であるということである。バッファまたはインバータによって、カスケード接続した論理段数とは無関係に電圧は確実に±VDDの90に維持される。MTJ層は、かなり標準的なトンネル接合から成り、上部には単純なフリー層があり、高いMRのための二重トンネルバリアがある。単一のトンネルバリアも使用可能である。下部から開始して、左側を指し示すCoFeB参照層を提供する標準的なAP固定層がある。参照層は切り換わらず、それらの熱安定性は、それらの下の例えばPtMnのような厚い反強磁性体によって提供される。二重トンネル接合は、例えばバナジウムのようなフェルミレベルのデルタ1状態を含む薄い共振トンネリング層によって分離された2つの100方位MgO層を用いる。他の材料も使用可能である。外側の磁気電極が逆平行磁化を有する場合、双方のMgO層および共振トンネリング層から成る効果的に厚いバリアのため、抵抗は高い。磁化が平行である場合、電子はバナジウム層を共振して通り抜けるので、もっと低い抵抗を与えることができる。多くの用途においては、抵抗を10倍変える磁気抵抗で充分である。トンネルバリアの厚さは、パターニングしたデバイスの抵抗を低抵抗状態において約10kオームから10Mオームに設定するように選択する。MTJT602を製造するため、Taの最上部までMTJ層を堆積する。次いで、これらを柱状にエッチングし、側面にTaまたは他の材料のバイアをエッチングして充填すると同時にMTJ層の上部に接触させる。次いで、固定層をパターニングし、エッチングをフリー層の上部で停止させる。次に、概ね10nmの厚さの低誘電絶縁体例えばSiCOHで絶縁層を堆積してから、書き込み層の全てを堆積する。次いでTaバイアをエッチングおよび充填する。バイア、シード、およびキャップ層のために、例えばWのようなTa以外の材料も使用可能である。磁気層の各々に他の材料を用いることができ、ここで具体的にそれらの例を与えるが、これは限定を意味するものではない。CMOSに類似した相補型回路の設計には、デバイスの2つの特色が必要である一方はゲートにVddを印加することでデバイスを高抵抗状態に書き込む場合であり、他方はゲートにVddを印加することでデバイスを低抵抗状態に書き込む場合である。第2の特色では、同一のデバイスを用いるが、タイ端子をゲートとして用い、接合端子を接地に設定する。書き込み層は、フリー層と同一の幅に形成することができる。これによってフリー層上の書き込み層からの双極磁界を増大させ、また、フリー層上の垂直書き込み層からの面内双極磁界を低減させる。この幅広のデバイスを用いる場合、左側の書き込みコンタクトは上部で外に出すことができる。これによって回路における書き込みの柔軟性が得られる。また、層の全てにおいて垂直磁化を用いることも可能である。これは、デバイスをCDにおいて40nmよりもはるかに小さくするために有用である。垂直層は更に高い活性化エネルギを有し、このため熱的にいっそう安定しているからである。この場合、一方の書き込み層は書き込み端子の各脚部にある。印加電圧によって書き込み層の一方は回転するので面内となり、このためフリー層に作用する垂直双極磁界が低減する。この場合も薄い反強磁性体を用いて書き込み層の1つを弱く固定し、ゼロ磁界においてこの対に一意の方向を与えることができる。あるいは、端子の一方を他方よりも大きくして、所与の回路において全てのデバイスを均一な状態に初期設定することができる。あるいは、層の一方は他方よりも高い保磁力を有することができる書き込み層を製造するために2回の堆積および2回のエッチングを必要とする。書き込み層およびフリー層において使用可能な垂直磁気材料の一例はL10合金FePtであるが、他のいずれかの垂直材料も使用可能である。また、書き込み層において、厚い{Co|Pt}多層から成るもっと単純な積層も用いることができる。これらの材料はほぼ垂直に容易に調整可能であるので、モーメントを面内に回転させるために必要な電圧は小さくて済む。それらは充分に厚いので、安定性を与えるためまたは層を初期設定するためにPtMnは必要ない。それらの初期設定には書き込み層における厚さの不均衡を用いる。使用可能な他の材料は、{Co|Ni}多層および{Co|Pd}多層である。この手法を用いた場合、書き込み層からの双極磁界が大きいので、単一の層をフリー層として用いることができる。更に、書き込み層の保磁力が大きいので、フリー層からの双極磁界が書き込み層を妨害する恐れはない。本発明の実施形態これらは限定でなく例示を意図しているを記載したので、上述の教示を考慮することで当業者によって変更および変形を実行可能であることに留意すべきである。従って、添付の特許請求の範囲によって概説される本発明の精神および範囲内にある開示した特定の実施形態における変更を実行可能であることは理解されよう。特許法によって特に必要とされる本発明の態様を詳細に記載したので、添付の特許請求の範囲において、特許請求し特許証による保護を希望するものを述べる。