專利名稱：磁阻元件以及磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用磁阻效應(yīng)下文稱為MR的存儲(chǔ)元件，特別是涉及高感度且高密度的磁阻元件以及磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件。
使用MR膜的固體存儲(chǔ)器件由L.J.schwee在Proc.NTERMAG Conf.IEEETrandce.on Magn.Kyoto(1972)405.提出，并提出了各種類型的MRAM(magneticrandom-access memory)(A.V.Pohm等，IEEE Trance.on Magn 28.(1992)2356.)，這種MRAM由為記錄磁場(chǎng)發(fā)用電流線的字符線和用WR膜的讀出用感應(yīng)線構(gòu)成。在這些存儲(chǔ)器件上使用表示MR變化率約為2％的異方性MR效應(yīng)(AMR)的NiFe膜等，而輸出的增加是問(wèn)題。
A.V.Baibich等(Phys.Rev.Lett.61(1988)2472)發(fā)現(xiàn)了由經(jīng)非磁性膜交換結(jié)合的磁性膜制成的人工晶格膜可表示巨大磁阻效應(yīng)(GMR)，K.T.Ranmuthu等在IEEE Trance.on Magn.29.(1993)2593提出了使用GMR膜的MRAM的方案。然而，由利用該反強(qiáng)磁性交換結(jié)合的磁性膜構(gòu)成的GMR膜雖然表明有較大的MR變化率，但相比AMR膜，存在的問(wèn)題是必須較大的施加磁場(chǎng)、并且需要較大的信息記錄以及讀出電流。
相對(duì)于上述交換結(jié)合型GMR膜，具有作為非結(jié)合型的旋轉(zhuǎn)電子管膜，還有使用反強(qiáng)磁性膜的物質(zhì)(B.Dieny，雜志《磁性材料》93.(1991)101.)以及使用硬質(zhì)磁性膜的物質(zhì)(H.Sakakima，日本《應(yīng)用物理雜志》33.(1994)L1668)。這些是與AMR膜相同的低磁場(chǎng)，且顯示出比AMR膜大的MR變化率。本申請(qǐng)是使用旋轉(zhuǎn)電子管型的MRAM，而其中旋轉(zhuǎn)電子管型是使用反強(qiáng)磁性膜或硬質(zhì)磁性膜，該存儲(chǔ)元件具有非破壞讀出特性(NDRONon-destructive Read-Out)(入江(Y.Irie)，日本《應(yīng)用物理雜志》34.(1995)L415。
雖然上述GMR膜的非磁性層是Cu等的導(dǎo)體層，但對(duì)非磁性層使用Al2O3等的絕緣膜的隧道型(tunnel)GMR膜(TMRtunnel magneto-resistance)的研究較為盛行，也提出了使用該TMR膜的MRAM。特別因TMR膜的阻抗高。因此，可期待更大的輸出。
在列舉磁阻元件作為MRAM進(jìn)行動(dòng)作場(chǎng)合下，選擇為磁阻元件的存儲(chǔ)單元時(shí)，通過(guò)選擇出直行的比特線和字符線進(jìn)行。在使用元件的選擇性較優(yōu)的TMR膜時(shí)，存在通過(guò)沒(méi)有選中的路徑，與電阻并聯(lián)連接等效，存在元件的一個(gè)MR作為輸出十分不夠的問(wèn)題。另外，該隨著存儲(chǔ)容量的增大，會(huì)導(dǎo)致輸出的S/N下降。
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種改善了選擇性及輸出信號(hào)的磁阻元件及磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件。
為了完成上述目的，本發(fā)明的磁阻元件的特征在于將第1阻性元件和第2阻性元件串聯(lián)連接，至少上述第1及第2阻性元件中的任何一個(gè)是磁阻元件。
另外，本發(fā)明的磁阻效應(yīng)存儲(chǔ)元件的特征在于上述第1阻性元件和第2阻性元件串聯(lián)連接，至少上述第1及第2阻性元件中的任何一個(gè)是磁阻元件，把上述磁阻元件作為單一存儲(chǔ)元件以2維或3維方式配置多個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明，在能夠控制施加給磁阻元件的偏壓、即使在構(gòu)成MRAM的情況下，對(duì)于呈矩陣狀配置時(shí)的磁存儲(chǔ)單元的選擇性好、高密度存儲(chǔ)容量，仍能實(shí)現(xiàn)抑制S/N變差的有效的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)器件。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)元件的基本構(gòu)成圖。
圖2A是本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)元件的基本構(gòu)成的平面圖，圖2B該元件的透視圖。
圖3是本發(fā)明一實(shí)施例的磁阻型存儲(chǔ)元件的動(dòng)作原理圖。
圖4A一圖4C本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)元件的動(dòng)作原理圖。
圖5A-5C是本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)元件的構(gòu)成概略圖。
圖6A是本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)元件的構(gòu)成概略圖，圖6B是該存儲(chǔ)元件的等價(jià)電路圖。
圖7是本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)元件的構(gòu)成概略圖。
圖8是本發(fā)明一實(shí)施例存儲(chǔ)元件的動(dòng)作原理圖。
圖9是本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)元件的概略斷面圖。
圖10本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)元件的基本特性圖。
圖11是本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)元件的等價(jià)電路圖。
圖12是本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)元件的基本特性圖。
圖13是本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)元件的基本特性圖。
本發(fā)明把2個(gè)阻性元件中的至少一個(gè)作為磁阻元件、而另外一個(gè)使用磁阻元件或具有非線性電流電壓特性的阻性元件而構(gòu)成，并將兩元件串聯(lián)構(gòu)成，為磁阻元件附加偏壓控制特性。作為這樣的非線性電流電壓特性的阻性元件，最好使用可變電阻型，而作為動(dòng)作原理，最好使用利用頻帶間隧道效應(yīng)元件、共鳴隧道效應(yīng)元件、單一電子隧道效應(yīng)元件、約瑟夫森效應(yīng)的至少一個(gè)元件。2個(gè)阻性元件使用磁阻元件時(shí)，對(duì)應(yīng)于構(gòu)成磁阻元件的強(qiáng)磁性體的磁化方向，因可相互獨(dú)立地控制磁阻，一方能夠作為存儲(chǔ)元件，而另一方可作為偏壓控制元件進(jìn)行動(dòng)作。在這樣構(gòu)成的情況下，一方磁阻元件的非磁性體最好由導(dǎo)電體或半導(dǎo)體或電絕緣體構(gòu)成，而另一方的磁阻元件的非磁性體由導(dǎo)電體或半導(dǎo)體構(gòu)成。使后者的磁阻元件作為偏壓控制元件動(dòng)作，通過(guò)控制前者的磁阻元件的特性，就可改善構(gòu)成的磁存儲(chǔ)元件的選擇性。
一方用磁阻元件、而另一方用具有非線性電流電壓特性的阻性元件構(gòu)成時(shí)，把可變電阻型元件的可變電阻電壓在隧道效應(yīng)元件情況下，就是把電隙電壓設(shè)計(jì)制作成最佳值，就可改善構(gòu)成的磁存儲(chǔ)元件的選擇性。這里的可變電阻電壓或間隙電壓表示非線性特性的動(dòng)態(tài)電阻變化率最高的電壓，而在使用此外的具有非線性電流電壓特性的阻性元件時(shí)，把該電壓點(diǎn)用作為閾值。
此外，在后段上配設(shè)的具有非線性電流電壓特性的阻性元件上再并聯(lián)一個(gè)磁阻元件，對(duì)于可變電阻電壓或間隙電壓，即使由于磁阻元件的偏電壓因磁阻效應(yīng)上下波動(dòng)，仍可提高所期望的選擇讀出的動(dòng)作。對(duì)于此時(shí)的磁阻元件，最好非磁性體由導(dǎo)電體或半導(dǎo)體或電絕緣體構(gòu)成。此外，非磁性體為電絕緣體時(shí)，磁阻效應(yīng)增大，更好。
下面，參照附圖進(jìn)行說(shuō)明。
圖1示出使用反強(qiáng)磁性膜(或磁化轉(zhuǎn)動(dòng)抑制膜)的旋轉(zhuǎn)電子管型存儲(chǔ)元件的構(gòu)成概略圖。MR元件部的強(qiáng)磁性膜(M)19是與反強(qiáng)磁性膜(AF)18交換結(jié)合(exchanged-coupled)，強(qiáng)磁性膜(M)19形成固定層。因由字符線17的電流和/或感應(yīng)線或比特線(14、15)的電流發(fā)生的磁場(chǎng)，主要用軟質(zhì)磁性膜的自由層13磁化轉(zhuǎn)動(dòng)，利用相對(duì)強(qiáng)磁性膜(M)19的磁化方向保持存儲(chǔ)狀態(tài)。在圖1中，12是非磁性層電絕緣層(NM)，14、15是形成感應(yīng)線或比特線的導(dǎo)電膜，16是層間的絕緣膜(I)。
如果按圖2A所示方式把這些MR元件配置成矩陣狀，則可得到MRAM器件。即，把磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件21配置成矩陣狀，由導(dǎo)電膜14、15呈晶格狀結(jié)合，這里導(dǎo)電膜(字符線)17與導(dǎo)電膜14重合地并排配置著，在圖2A中省略了。
圖2B是圖2A的透視圖。導(dǎo)電膜(字符線)17與導(dǎo)電膜14電絕緣地并排配置。
磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件21位于導(dǎo)電膜14、15形成的晶格點(diǎn)上，上下相接導(dǎo)電膜14、15，導(dǎo)電膜(字符線)17以可最有效地施加磁場(chǎng)地配置在磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件21上方。圖示出的情況是配置在磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件21的正上方。
如圖2所示，配置在磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件21基本正上方時(shí)，為了使用導(dǎo)電膜(字符線)17，對(duì)為磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件21的存儲(chǔ)單元的自由層13施加有效磁場(chǎng)，最好自由層13和導(dǎo)電膜(字符線)17的距離低于500nm.。施加到導(dǎo)電膜(字符線)17上的電流密度低于1X107A/cm2時(shí)，自由層13和導(dǎo)電膜(字符線)17的距離最好是300nm以下。
磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件21的存儲(chǔ)內(nèi)容的讀出是使用感應(yīng)線、比特線的導(dǎo)電膜14、15，監(jiān)測(cè)磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件21的阻值變化而進(jìn)行的。此時(shí)，存在兩種情況，在施加額定電流的情況下監(jiān)測(cè)阻值變化作為電壓變化的情況和在施加低電流的情況下監(jiān)測(cè)阻值變化作為電流變化的情況，考慮電路構(gòu)成上的簡(jiǎn)便性，如何使用兩者是清楚的。
但是，單獨(dú)并聯(lián)連接元件，免不了存儲(chǔ)元件的選擇性下降，導(dǎo)致S/N變差。圖3所示的粗實(shí)線43示出經(jīng)由選擇的元件的偏壓線，粗虛線44示出經(jīng)由非選擇的元件的偏壓線的一例。通過(guò)這樣并列的非選擇偏壓線連接，隨著存儲(chǔ)容量增大，MRAM器件的s/n下降變得更加顯著。
在本發(fā)明中，把用強(qiáng)磁性體夾著非磁性體構(gòu)成的磁阻元件以2個(gè)串聯(lián)連接而構(gòu)成，相互獨(dú)立地控制元件的磁阻，就能解決上述問(wèn)題。即，為上述磁阻元件一個(gè)的第1磁阻元件的非磁性體是電絕緣體，而另一個(gè)第2磁阻元件的非磁性體是導(dǎo)電體，使第2磁阻元件作為偏壓控制元件動(dòng)作，對(duì)第1磁阻元件的特性進(jìn)行控制，就可改善MRAM器件的s/n。
另外，串聯(lián)連接磁阻元件和具有非線性電流電壓特性的阻性元件串聯(lián)連接而構(gòu)成，利用非線性阻性元件的強(qiáng)非線性，通過(guò)把涉及選擇的存儲(chǔ)元件的偏壓設(shè)定比周?chē)钠珘焊撸筛纳芃RAM器件的s/n。
此外，在作為存儲(chǔ)單元的第1磁阻元件的后段，配置將第2磁阻元件和非線性阻性元件并聯(lián)組合而構(gòu)成的元件，利用由非線性元件的強(qiáng)非線性產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換特性，在由第2磁阻元件得到的磁阻變化范圍設(shè)定上述特性電壓，使第2磁阻元件作為偏壓控制元件動(dòng)作，對(duì)第1磁阻元件的特性進(jìn)行控制，則可改善MRAM器件的s/n。
圖4A是AF旋轉(zhuǎn)電子管型存儲(chǔ)元件的動(dòng)作原理。為固定層的強(qiáng)磁性膜(M)19與AF層18交換結(jié)合地而形成，其磁化鎖定于單向上。通過(guò)改變流向字符線(W)17的電流方向，使自由層13朝不同方向磁化反轉(zhuǎn)，進(jìn)行‘1’、‘0’的記錄。
為了讀出選擇的存儲(chǔ)，通過(guò)測(cè)定與適當(dāng)參照阻性元件的電阻差，識(shí)別‘1’或‘0’。即，在圖4B的情況下，由于電阻差為‘0’，則識(shí)別為‘0’，圖4C的情況由于電阻差不是‘0’，因此，識(shí)別為‘1’。這里，為了方便，特定為‘1’和‘0’的狀態(tài)，當(dāng)然，反過(guò)來(lái)設(shè)定也可以。此時(shí)的參照電阻最好使用與為存儲(chǔ)元件的磁阻元件的阻值相當(dāng)?shù)碾娮瑁鐖D4B、4C所示，也可以使用磁阻元件本身作為參照電阻。
在本實(shí)施例中，雖然示出把AF層18上的強(qiáng)磁性膜19作為固定層的一例，但在不用AF層18、而是使用強(qiáng)磁性膜19和保持力差的軟磁性膜13構(gòu)成的磁阻元件中，也可以把強(qiáng)磁性膜19作用為存儲(chǔ)層。在這種元件的情況下，強(qiáng)磁性膜19的保持力(Hc2)比軟磁性膜層13的保持力(Hc1)大，在存儲(chǔ)記錄時(shí)，施加H＞Hc2(或者H＜-Hc2)的磁場(chǎng)進(jìn)行，讀取時(shí)，施加Hc2＞H＞Hc1(或者-Hc1＞H＞-Hc2)范圍的磁場(chǎng)。此時(shí)，在Hc2＞H＞Hc1或者-Hc1＞H＞-Hc2的范圍，朝正負(fù)方向施加磁場(chǎng)，使軟磁性膜13的磁化方向反轉(zhuǎn)，通過(guò)監(jiān)測(cè)相對(duì)強(qiáng)磁性膜19的磁阻變化的值，就能夠以非破壞方式讀出存儲(chǔ)狀態(tài)，因此，用這種構(gòu)造也能構(gòu)成本發(fā)明。
以上說(shuō)明了有關(guān)1比特元件的動(dòng)作原理，但在構(gòu)成實(shí)際存儲(chǔ)元件的情況下，必須如圖2A所示，將這些元件配置成矩陣狀。此時(shí)，相對(duì)于各元件，例如使用在(N、M)座標(biāo)的元件附近正交的2根字符線、或也以正交方式配置的感應(yīng)線(或比特線)和字符線、或者感應(yīng)線和比特線，可產(chǎn)生合成磁場(chǎng)，進(jìn)行數(shù)據(jù)的寫(xiě)入，則能夠提高數(shù)據(jù)寫(xiě)入的選擇性。
對(duì)于讀出數(shù)據(jù)，在相互交錯(cuò)的感應(yīng)線組和比特線組的交點(diǎn)上分別并排地配置本發(fā)明的磁阻元件和磁阻控制元件，利用座標(biāo)指定的信號(hào)，選擇N行的感應(yīng)線和M列的比特線，就能夠選擇(N、M)座標(biāo)的存儲(chǔ)單元。此時(shí)，為了更高效率地傳送信號(hào)脈沖，特別是為了防止經(jīng)其它路經(jīng)的信號(hào)脈沖流入和伴隨信號(hào)脈沖高速化的高頻成分的逆返，控制本發(fā)明的磁阻元件是有用的。
作為圖1所示的磁阻元件的自由層13，一般來(lái)說(shuō)，合適的是Ni-Co-Fe合金。對(duì)于Ni-Co-Fe膜的原子組成比最好使用NixCoyFez0.6≤x≤0.90≤y≤0.40≤z≤0.3的富Ni的軟磁性膜，或者Nix‘Coy‘Fez‘0≤x‘≤0.40.2≤y‘≤0.950≤z‘≤0.5的富Co膜。
這些組成的膜具有作為傳感器和MR頭所要求的低磁歪特性(1X10-5以上)。
作為自由膜厚度，可以用1nm以上10nm以下的。當(dāng)膜較厚時(shí)，對(duì)于分流效應(yīng)，MR比下降，若較薄，則軟磁特性變差。因此，更理想的是在2nm以上7nm以下。
呈矩陣狀配置磁阻元件構(gòu)成MRAM時(shí)，如圖5A所示，理想的是按照串聯(lián)連接第1磁阻元件70和第2磁阻元件或非線性阻性元件或者兩者組合的元件50而構(gòu)成。更具體地說(shuō)，串聯(lián)連接導(dǎo)電膜14和第1磁阻元件70，第2磁阻元件或非線性阻性元件或者兩者組合的元件50和導(dǎo)電膜15。另外，第1磁阻元件70的阻值可變。
如上所述，為了得到存儲(chǔ)單元的選擇性，如圖5B所示，理想的是與第1磁阻元件70串聯(lián)地配置控制元件特性的第2阻性元件(NL)71。在圖5B中，對(duì)于TMR元件70，雖然在下部配置NL71，當(dāng)然也可配置在上部。
根據(jù)本發(fā)明，控制元件特性的阻性元件(NL)理想的是由強(qiáng)磁性體(固定層以及自由層)夾著非磁性導(dǎo)電體(或半導(dǎo)體)而構(gòu)成的磁阻元件。此時(shí)，磁阻元件71是非隧道型GMR(giant magneto resistance)元件。合適的負(fù)載元件(例如負(fù)荷電阻)LR73連接該非磁性導(dǎo)電體，作成如圖5C所示的元件。此時(shí)，如果構(gòu)成NL的2個(gè)強(qiáng)磁性體71的磁化方向平行，則施加的偏壓電流流向感應(yīng)線，若是反平行，則偏壓電流的一部分分流向LR方向。該分流因發(fā)生NL的磁阻元件和LR元件的阻抗差的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換動(dòng)作而發(fā)生，作為結(jié)果的對(duì)感應(yīng)部的偏壓降低量減少了經(jīng)由非選擇的磁阻元件的并列阻值的影響，使用本發(fā)明的由磁阻元件構(gòu)成的磁阻型磁存儲(chǔ)元件，可改善RAM器件的s/n。
此外，對(duì)于圖6A所示、由磁阻元件(該磁阻元件是串聯(lián)連接磁阻元件70和非線性阻性元件60而構(gòu)成的)構(gòu)成的MRAM器件，也可提高存儲(chǔ)單元的選擇性。
圖6B是圖6A的等價(jià)電路一例的斷面概略圖。即，上部有導(dǎo)電膜(字符線)17，其下串聯(lián)連接導(dǎo)電膜14，導(dǎo)電膜(接觸電極)61，位于上述導(dǎo)電膜(接觸電極)61的磁阻元件71和非線性阻性元件60和導(dǎo)電膜15。
作為具有非線性電流電壓特性的阻性元件，優(yōu)選使用具有可變電阻型特性的元件和頻帶間隧道效應(yīng)元件、共鳴隧道效應(yīng)元件、單一電子隧道效應(yīng)元件、約瑟夫森效應(yīng)元件中的至少一個(gè)。
即，按照使經(jīng)非選擇存儲(chǔ)單元施加到選擇存儲(chǔ)單元上的電壓(參照虛線44)成為可變電阻電壓和隧道間隙電壓以下，而使施加給選擇存儲(chǔ)單元的電壓成為可變電阻電壓和隧道間隙電壓以上地制作非線性阻性元件，就能夠提高存儲(chǔ)單元的選擇性，并可改善MRAM器件的的S/N。
圖7示出本發(fā)明的由磁阻元件構(gòu)成的MRAM器件構(gòu)成，圖10示出本發(fā)明磁阻元件的電氣特性的一例。如圖7所示，選擇N行的感應(yīng)線14和M列的比特線15，在S點(diǎn)對(duì)選擇元件施加偏壓時(shí)，與N行感應(yīng)線連接的M列以外的元件組在U點(diǎn)，與M列連接的N行以外的元件組在V點(diǎn)，除此之外在O點(diǎn)分別偏壓。此時(shí)相對(duì)于表示可變電阻電壓和隧道間隙電壓等的特性電壓Vb，設(shè)定Vs＞Vb、Vb＞Vu、Vv、Vo，S點(diǎn)以外為特性電壓以下，就能夠取出只是所述課題的選擇元件的存儲(chǔ)信號(hào)。
如圖8所示的脈沖偏壓施加的時(shí)間圖所示設(shè)定偏壓3個(gè)級(jí)值，就有穩(wěn)定器件動(dòng)作的效應(yīng)。對(duì)非選擇時(shí)的感應(yīng)線設(shè)定為L(zhǎng)級(jí)、非選擇時(shí)的比特線設(shè)定為M級(jí)偏壓，而對(duì)選擇時(shí)的感應(yīng)線設(shè)定為H級(jí)、選擇時(shí)的比特線設(shè)定為L(zhǎng)級(jí)偏壓。通過(guò)這種動(dòng)作，使想選擇的元件的讀出動(dòng)作成為可能。并設(shè)定H級(jí)和M級(jí)的偏壓差比M級(jí)和L級(jí)的偏壓差大，可進(jìn)一步提高動(dòng)作穩(wěn)定性。根據(jù)圖8的示例，設(shè)定Vs＞Vb＞＞Vu＞Vo＞Vv，選擇的存儲(chǔ)單元的讀出成為可能。
如圖11所示，在第1磁阻元件70的后段配置第2磁阻元件71和非線性阻性元件111并聯(lián)組合而成的元件來(lái)構(gòu)成存儲(chǔ)元件。此時(shí)，利用由非線性元件的強(qiáng)非線性產(chǎn)轉(zhuǎn)換特性，把上述特性電壓設(shè)定在由第2磁阻元件得到的磁阻變化范圍內(nèi)，使第2磁阻元件作為偏壓控制元件動(dòng)作，分流來(lái)自第1磁阻元件的輸出，就能夠切換存儲(chǔ)讀出的接通/斷開(kāi)。圖12示出后段配置阻性元件的特性圖。在施加一定電流下，使第2磁阻元件的低阻值狀態(tài)時(shí)的偏壓點(diǎn)為P點(diǎn)，使高阻值狀態(tài)時(shí)的偏電壓點(diǎn)成為Q點(diǎn)時(shí)，對(duì)P點(diǎn)進(jìn)行偏壓的狀態(tài)下，因?yàn)椴⒙?lián)連接的非線性元件的電阻比第2磁阻元件的大得多，所以電流通過(guò)感應(yīng)線15輸出。對(duì)Q點(diǎn)進(jìn)行偏壓的狀態(tài)下，因非線性元件的電阻比第2磁阻元件的小，所以電流通過(guò)非線性元件向感應(yīng)線的輸出大大降低。此時(shí)，電流分流率直接依賴于非線性元件動(dòng)態(tài)電阻Rd的變化率。在P點(diǎn)和Q點(diǎn)上，在非線性元件的Rd的變化約10倍的情況下，其分流率相差10倍。因此，如果能夠增大動(dòng)態(tài)電阻Rd的變化率，輸出的陡峭的接通/斷開(kāi)成為可能，就可提高存儲(chǔ)元件的讀出的選擇性。
作為固定層的金屬磁性膜，優(yōu)選Co、Fe或者Co-Fe，Ni-Fe，Ni-Fe-Co合金等的材料。特別是Co、Fe或者Co-Fe合金易于得到大的MR比，理想的是在與非磁性層的界面上使用它。
而且，因?yàn)閄MnSb(X表示Ni，Pt，Pd，Cu)具有高磁性分極率，所以構(gòu)成MR元件時(shí)，較好地得到大MR比。
作為固定層氧化物磁性膜，理想的是從Mfe2O4(M是從Fe，Co，Ni中選擇的一種或2種以上的元素)。這些元素在較高溫下仍具有強(qiáng)磁性，與富鐵相比，富Co，Ni的電阻極高。另外富Co具有大磁異方性的特長(zhǎng)，因此，通過(guò)調(diào)整它們的組成比，就可得到所期望特性的元件。
作為接觸固定層的AF層(或磁化轉(zhuǎn)動(dòng)抑制層)，作為金屬膜，具有不規(guī)則合金Ir-Mn，Rh-Mn，Ru-Mn，Cr-Pt-Mn等，通過(guò)在磁場(chǎng)中成膜，與磁性膜交換結(jié)合，步驟簡(jiǎn)便。而規(guī)則合金的Ni-Mn，Pt-(Pd)-Mn等為規(guī)則化而必須進(jìn)行熱處理，其熱穩(wěn)定性好，其中優(yōu)選Pt-Mn。
作為氧化物膜，優(yōu)選α-Fe2O3和NiO或LTO3(L表示除Ce外的稀土元素，T表示Fe，Cr，Mn，CO)。
作為自由層，通常合適的是Ni-Co-Fe合金。作為Ni-Co-Fe膜的原子組成比，理想的是使用NixCoyFez0.6≤x≤0.90≤y≤0.40≤z≤0.3的富Ni的軟磁性膜，或者Nix‘Coy‘Fez‘0≤x‘≤0.40.2≤y‘≤0.950≤z‘≤0.5的富Co膜。
在使用電絕緣體作為自由層13和固定層18間的非磁性層12時(shí)，優(yōu)先用Al2O3或MgO的氧化物，碳化物，或氮化物。特別是氮化物時(shí)，最好的是MN(O)(這里，M是從Al，B，In中選擇至少一種。而(O)表示混入的氧元素)?；蛘?，具有能量間隙值為2-6eV值的寬間隙半導(dǎo)體也可以。
另外，磁阻效應(yīng)元件的阻值依賴于電絕緣體的非磁性體的厚度。因?yàn)樽鳛榇抛柙M(jìn)行動(dòng)作，所以厚度范圍應(yīng)該在0.5nm-5nm范圍內(nèi)。即，磁阻元件的阻值通過(guò)控制非磁性體的厚度而能夠?qū)崿F(xiàn)規(guī)定的值。
在使用金屬作為自由層13和固定層19間的非磁性層12時(shí)，金屬有Cu，Ag，Au，Ru等，但Cu更好。作為非磁性層，為了減弱磁性層間的相互作用，厚度至少是在0.9nm以上。若使非磁性層增厚，則MR比就會(huì)下降，厚度應(yīng)該是在10nm以下，最好是3nm以下。該非磁性層有膜厚低于3nm時(shí)，各層的平坦性是重要的，平坦性較差時(shí)，在由非磁性層磁分離的這2個(gè)磁性層13和11或19之間產(chǎn)生磁結(jié)合后，導(dǎo)致MR比變差和感應(yīng)下降。因而，磁性層/非磁性層的界面的凹凸最好在0.5nm以下。下面，更詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施例。
(實(shí)施例1)
在預(yù)先設(shè)計(jì)了作為比特線用的導(dǎo)體部用的導(dǎo)電部的基板上利用多元濺射裝置、光平版印刷技術(shù)、干腐蝕技術(shù)、研磨平坦化技術(shù)，制作出具有如圖9所示斷面構(gòu)造的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件。
存儲(chǔ)元件部分由形成在基板90上的、2個(gè)磁阻元件70、71構(gòu)成，在一個(gè)磁阻元件71上構(gòu)成有自由層所用的軟質(zhì)磁性膜71C(用Ni0.68Co0.2Fe0.12)，作為固定層用的硬質(zhì)磁性膜71a(用Co0.75Pt0.25)和非磁性導(dǎo)電膜71b(用Cu)。非磁性導(dǎo)電膜71b的Cu作為電極91引出，并與電阻體73連接，該電阻體73與代碼電極體17同時(shí)制作的，而電極體17是對(duì)著導(dǎo)體層61或其中一個(gè)磁阻元件70。在導(dǎo)體電極或感應(yīng)線用導(dǎo)電膜61上使用Pt，Au，Cu或者Al，AuCr，Ti/Au，Ta/Pt，Cr/Cu/Pi/Ta等，在字符線導(dǎo)電膜17、72上用Al或，AuCr，Ti/Au，Ta/Pt，Cr/Cu/Pt/Ta等。在各層間的絕緣層74上使用Al2O3或CaF2或SiO2或Si3N4等，實(shí)現(xiàn)了電絕緣。
其中一個(gè)磁阻元件70配TMR型元件，用Co0.9Fe0.1，Al，Co0.5，F(xiàn)e0.5，IrMn，Ni0.8Fe0.2形成的原材料借助于噴濺法(組成完全是原子比)，制作出NiFe(20)/CoFe(4)/Al2O3(1.2)/(CoFe(4)/IrMn(20)(括弧內(nèi)表示厚度(nm))的磁阻元件。
這里的非磁性絕緣層70b的Al2O3準(zhǔn)備在制Al膜過(guò)程中經(jīng)氧化過(guò)程制作。在氧化過(guò)程中，可以是在真空槽內(nèi)自然氧化，在真空槽內(nèi)加溫下自然氧化，或者在真空槽內(nèi)的等離子體中氧化。已經(jīng)確認(rèn)任何一個(gè)過(guò)程均能得到的非磁性絕緣膜。
在本實(shí)施例中，按照真空槽內(nèi)加溫下自然氧化的方法進(jìn)行。另外，此時(shí)的非絕緣層(12a，70b)的厚度為確保絕緣性必須在0.3nm以上。因?yàn)楫?dāng)非磁性絕緣層(12a，70b)的膜厚過(guò)厚時(shí)，分流電流不流動(dòng)，所以最好膜厚在3nm以下。此時(shí)的非磁性絕緣層(12a，70b)的膜厚由于直接與元件的電阻有關(guān)，因此應(yīng)根據(jù)期望的元件電阻調(diào)整其膜厚。但是，在此情況下，各層的平坦性仍是重要的，若平坦性降低，則非磁性絕緣層(12a，70b)破壞，產(chǎn)生分流泄漏，或者在2個(gè)強(qiáng)磁性膜(13和19，70a和70b)之間產(chǎn)生磁性結(jié)合，導(dǎo)致MR元件部(21，70)的MR劣化和感應(yīng)度下降。因而，就確保各強(qiáng)磁性膜和非磁性絕緣膜的界面的凹凸在0.5nm以下，更好的是0.3nm以下。
在室溫、施加磁場(chǎng)40Oe下對(duì)TMR元件單獨(dú)的MR特性進(jìn)行測(cè)定時(shí)，MR比約為36％。此時(shí)的接合面積應(yīng)確?？v向約為0.5μm、橫向約1.5μm進(jìn)行制作。
若從感應(yīng)線14向感應(yīng)線15以額定電流驅(qū)動(dòng)施加偏壓電流，并進(jìn)行測(cè)定，則在第2磁阻元件71的2個(gè)強(qiáng)磁性體的磁化方向平行時(shí)，檢測(cè)出與第1磁阻元件70的磁化方向平行/逆平行對(duì)應(yīng)的電阻變化。即，使平行/逆平行與‘0’，‘1’對(duì)應(yīng)，就能夠讀取存儲(chǔ)。首先，使電流流過(guò)字符線17，使第1磁阻元件的SM膜朝一個(gè)方向磁化，然后仍然對(duì)字符線17施加電流脈沖，對(duì)通過(guò)感線測(cè)定的存儲(chǔ)元件電壓變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)應(yīng)字符線施加的電流脈沖的正負(fù)，被第1磁阻元件70記錄，能夠檢測(cè)信息的輸出變化，確認(rèn)所配的磁阻元件70作為存儲(chǔ)元件動(dòng)作。
接著，電流流過(guò)字符線72，在第2磁阻元件71的2個(gè)磁性膜的磁化方向成逆平行時(shí)，與平行時(shí)相比，檢測(cè)的輸出下降。這表明在逆平行時(shí)施加電流向LR元件73方向分流。在本實(shí)施形式中，LR部使用1-10Ω的負(fù)載電阻。
即，根據(jù)該動(dòng)作結(jié)果，后段的磁阻元件的磁化方向呈平行狀態(tài)時(shí)，前段的存儲(chǔ)元件可讀出，后段的磁阻元件的磁化方向呈逆平行狀態(tài)時(shí)，前段的存儲(chǔ)元件處于讀出困難的狀態(tài)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件。
因此，由前段磁阻元件構(gòu)成的存儲(chǔ)元件的輸出，因后段磁阻元件的電阻變化，對(duì)其輸出偏壓分配，就可有選擇地進(jìn)行存儲(chǔ)元件的信息讀出。
(實(shí)施例2)在預(yù)先設(shè)計(jì)作為下部電極接頭使用的導(dǎo)電部的基板上堆積Al2O3或SiO2形成層間絕緣層，在該絕緣層上設(shè)置接頭用空穴，在Ar氣氛環(huán)境中向其上直接噴濺SiC，形成SiC多結(jié)晶膜層。基板在200-750℃，、濺射電力400-500W下進(jìn)行制作。另外，也可以C2H2氛圍中以Si熱蒸發(fā)方式形成該SiC層。再在其上設(shè)置絕緣層，把接頭部設(shè)在期望位置上后，用鍍銅形成接頭部，進(jìn)行平整處理形成可變阻性元件?？勺冸娮栊驮ㄟ^(guò)控制多結(jié)晶體膜粒成長(zhǎng)和粒界結(jié)合狀態(tài)，可調(diào)整其自身特性。
此外，用多元濺射裝置，制作磁阻元件。磁阻元件配TMR型元件，用Co0.9Fe0.l、Al、Co0.5Fe0.5、IrMn、Ni0.8Fe0.2構(gòu)成的原材料使用濺射法(組成全部按原子比)。
由NiFe(20)/CoFe(4)/Al2o3(1.2)/CoFe(4)/IrMn(20)(括號(hào)的厚度用(nm)表示)的構(gòu)成進(jìn)行制作。
非磁性絕緣層的Al2O3是在制作Al膜后經(jīng)氧化過(guò)程制作準(zhǔn)備的。對(duì)于該氧化過(guò)程，可以在真空槽內(nèi)自然氧化的過(guò)程、在真空槽內(nèi)加熱下自然氧化過(guò)程、或者真空槽內(nèi)等離子條件下的氧化過(guò)程下進(jìn)行。即使任何一個(gè)過(guò)程，已確認(rèn)均可得到良好的非磁性絕緣膜。在本實(shí)施例中，通過(guò)真空槽內(nèi)自然氧化的方法進(jìn)行制作。
在室溫、施加磁場(chǎng)40Oe下測(cè)定元件的MR特性時(shí)，MR比約是36％，此時(shí)的接合面積為約0.5μmX約1.5μm。
如圖6所示的概略圖，把利用這樣的膜加工制作的磁阻元件制作成為單一的存儲(chǔ)單元，由電壓驅(qū)動(dòng)進(jìn)行動(dòng)作確認(rèn)。存儲(chǔ)元件部分是磁阻元件和可變電阻型元件串聯(lián)連接構(gòu)成。感應(yīng)線用導(dǎo)電膜用Pi或Cu、Au，字符線用導(dǎo)電膜用Al或Cu，AuCr，Ti/Au，Ta/Pt，Cr/Cu/Pt/Ta等。存儲(chǔ)元件和字符線的絕緣用Al2O3或CaF2，SiO2，Si3N4等。
圖10示出向制作而成的存儲(chǔ)單元施加偏電壓的狀態(tài)。對(duì)于所選擇的存儲(chǔ)元件的S型，對(duì)可變電阻電壓以上的S點(diǎn)被偏壓，所以能夠確保所期望的輸出電壓。
此外的非選擇的存儲(chǔ)元件(參照?qǐng)D7)的U型，V型，O型分別在U點(diǎn)，V點(diǎn)，O點(diǎn)在被偏壓，因?yàn)闊o(wú)論如何不會(huì)偏壓到電阻急劇下降的可變電阻電壓以上，所以不會(huì)給來(lái)自存儲(chǔ)單元的輸出造成影響。
因此，使用本發(fā)明的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件構(gòu)成MRAM器件，就可提高存儲(chǔ)單元的選擇性，改善MRAM器件的S/N。
(實(shí)施例3)在預(yù)先設(shè)計(jì)了作為比特線用的導(dǎo)體部用的導(dǎo)電部的基板上利用多元濺射裝置、光平版印刷技術(shù)、干腐蝕技術(shù)、研磨平坦化技術(shù)，制作出由圖11所示的等效電路表示的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件。
存儲(chǔ)元件部分由2個(gè)磁阻元件構(gòu)成，配于下部的一個(gè)磁阻元件是TMR型元件，用Co0.9Fe0.1，Al，Co0.5Fe0.5，IrMn，Ni0.8Fe0.2形成的原材料借助于噴濺法(組成完全是原子比)，制作出NiFe(20)/CoFe(4)/Al2O3(1.2)/CoFe(4)/IrMn(20)(括弧內(nèi)表示厚度(nm))的磁阻元件。
此外，可變電阻型元件與該磁阻的元件并聯(lián)地連接而構(gòu)成。通過(guò)在磁阻元件的后段上配負(fù)荷電阻，在可變電阻電壓附近升壓，對(duì)應(yīng)于磁阻值，可變電阻型元件承受到可變電阻電壓上下的偏壓。
這里，在接觸電極或感應(yīng)線用導(dǎo)電膜上使用Pt，Cu，Au等。在字符線用導(dǎo)電膜上使用Al或Cu，AuCr，Ti/Au，Ta/Pt，Cr/Cu/Pt/Ta等。在各層間絕緣層上使用Al2O3或CaF2或SiO2或Si3N4等產(chǎn)生絕緣效應(yīng)。
其中一個(gè)配在上部的磁阻元件也是TMR型元件，用Co0.9Fe0.1，Al，Co0.5Fe0.5，IrMn，Ni0.8Fe0.2形成的原材料借助于噴濺法(組成完全是原子比)，制作出NiFe(20)/CoFe(4)/Al2O3(1.2)/CoFe(4)/IrMn(20)(括弧內(nèi)表示厚度(nm))的磁阻元件。
這里的非磁性絕緣層的Al2O3準(zhǔn)備在制Al膜過(guò)程中經(jīng)氧化過(guò)程制作。在氧化過(guò)程中，可以是在真空槽內(nèi)自然氧化，在真空槽內(nèi)加溫下自然氧化，或者在真空槽內(nèi)的等離子體中氧化。已經(jīng)確認(rèn)任何一個(gè)過(guò)程均能得到良好的非磁性絕緣膜。
在室溫、施加磁場(chǎng)40Oe下對(duì)TMR元件單獨(dú)的MR特性進(jìn)行測(cè)定時(shí)，MR比約為36％。此時(shí)的接合面積應(yīng)確?？v向約為0.5μm、橫向約1.5μm進(jìn)行制作。
對(duì)于本器件，若從感應(yīng)線14向感應(yīng)線15以額定電流偏壓驅(qū)動(dòng)施加偏壓電流，確認(rèn)動(dòng)作。通過(guò)測(cè)定動(dòng)作，下部磁阻元件71的2個(gè)強(qiáng)磁性體的磁化方向平行時(shí)，上部磁阻元件70的與磁化方向平行/反平行對(duì)應(yīng)的電阻變化被檢測(cè)出。
接著，電流流過(guò)字符線72，在第2磁阻元件71的2個(gè)磁性膜的磁化方向成反平行時(shí)，確認(rèn)出過(guò)大的電流流向可變電阻型元件側(cè)。因此，能夠確認(rèn)利用本發(fā)明的磁阻型存儲(chǔ)元件來(lái)控制存儲(chǔ)單元上承受的偏壓。
(實(shí)施例4)作為強(qiáng)非線性阻性元件(參照?qǐng)D6A的60)，使用隧道型元件(M-1-M)，如圖6A所示，作為單一的存儲(chǔ)單元構(gòu)成制作，以電壓驅(qū)動(dòng)進(jìn)行動(dòng)作確認(rèn)。磁阻元件以實(shí)施例2所示的構(gòu)成進(jìn)行制作。這里的M-I-M元件使用Al-Al2O3-Au。
圖13示出向制作而成的存儲(chǔ)單元施加偏電壓下的磁阻變化狀態(tài)，示出了第1磁阻元件70的固定層以及自由層的磁化對(duì)應(yīng)于相互平行(P)反平行(AP)產(chǎn)生的磁阻差作為輸出得到的狀態(tài)。在圖13中，表示不僅把在電壓驅(qū)動(dòng)時(shí)、磁阻效應(yīng)作為電流變化，而且把在電流驅(qū)動(dòng)時(shí)、磁阻效應(yīng)作為電壓變化的狀態(tài)。
因此，使用本發(fā)明的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件來(lái)構(gòu)成MRAM器件，可提高存儲(chǔ)單的選擇性，可實(shí)現(xiàn)MRAM器件的S/N的改善。
實(shí)施例中所用的磁阻元件并不限于TMR型元件，也可利用GMR型元件。
用以上所述的實(shí)施例表示的本發(fā)明的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件構(gòu)成MRAM器件，能夠構(gòu)成單元選擇性好的MRAM器件。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在能夠控制施加到磁阻元件上的偏壓、構(gòu)成MRAM時(shí)，對(duì)于呈矩陣狀配置時(shí)的磁存儲(chǔ)單元的選擇性好、高密度存儲(chǔ)容量，仍能實(shí)現(xiàn)抑制S/N的效應(yīng)磁阻型存儲(chǔ)器件。
權(quán)利要求
1.一種磁阻元件，該磁阻元件由第1阻性元件和第2阻性元件串聯(lián)連接而成，其中的第1及第2阻性元件中的一個(gè)是磁阻元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁阻元件，其特征在于上述磁阻元件是至少2層磁性層和位于其間的非磁性層的層疊構(gòu)造。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁阻元件，其特征在于上述串聯(lián)連接的第1阻性元件和第2阻性元件均是磁阻元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁阻元件，其特征在于在上述第1及第2阻性元件的磁阻元件之間可以相互獨(dú)立地控制磁阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁阻元件，其特征在于上述第1及第2阻性元件的磁阻元件分別是為多個(gè)，上述多第1阻性元件及上述多個(gè)第2阻性元件之間可以相互獨(dú)立地控制磁阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁阻元件，其特征在于上述第1及第2阻性元件中的任何一個(gè)阻性元件的非磁性層是在上述非磁性層間作為旋轉(zhuǎn)隧道阻擋層作用的電絕緣體，另一個(gè)阻性元件的非磁性層是導(dǎo)電體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁阻元件，其特征在于上述第1及上述第2阻性元件中的一個(gè)阻性元件是磁阻效應(yīng)元件，而另一個(gè)阻性元件是具有非線性電流電壓特性的阻性元件。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁阻元件，其特征在于具有上述非線性電流電壓特性的阻性元件是可變電阻元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的磁阻元件，其特征在于上述可變電阻型元件是SiC多結(jié)晶體可變電阻元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的磁阻元件，其特征在于上述具有非線性電流電壓特性的阻性元件是從頻帶間隧道效應(yīng)元件、共鳴隧道效應(yīng)元件、單一電子隧道效應(yīng)元件以及約瑟夫森效應(yīng)元件中選擇的至少一個(gè)元件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁阻元件，其特征在于上述第1及上述第2阻性元件中的一個(gè)阻性元件是磁阻效應(yīng)型元件，而另一個(gè)阻性元件是具有非線性電流電壓特性的阻性元件和磁阻元件并聯(lián)連接而成的元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁阻元件，其特征在于具有上述非線性電流電壓特性的阻性元件是可變電阻元件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的磁阻元件，其特征在于上述可變電阻型元件是SiC多結(jié)晶體可變電阻元件。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的磁阻元件，其特征在于上述具有非線性電流電壓特性的阻性元件是從頻帶間隧道效應(yīng)元件、共鳴隧道效應(yīng)元件、單一電子隧道效應(yīng)元件以及約瑟夫森效應(yīng)元件中選擇的至少一個(gè)元件。
15.一種磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件，其特征在于由第1阻性元件和第2阻性元件串聯(lián)連接而成，上述第1及第2阻性元件中的任何一方是磁阻元件，把上述磁阻元件作為單一存儲(chǔ)元件以2維或3維方式配置多個(gè)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件，其特征在于上述磁阻元件是至少2層磁性層和位于其間的非磁性層的層疊構(gòu)造。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件，其特征在于上述第1阻性元件和第2阻性元件均是磁阻元件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件，其特征在于在上述第1及第2阻性元件的磁阻元件之間可以相互獨(dú)立地控制磁阻。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件，其特征在于上述第1阻性元件及第2阻性元件是至少2層磁性層和位于其間的非磁性層的層疊構(gòu)造，上述第1及第2阻性元件中的任何一個(gè)阻性元件的非磁性體是在上述非磁性層間作為旋轉(zhuǎn)隧道阻擋層作用的電絕緣體，另一個(gè)阻性元件的非磁性體是導(dǎo)電體。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件，其特征在于上述第1及上述第2阻性元件中的一個(gè)阻性元件是磁阻效應(yīng)型元件，而另一個(gè)阻性元件是具有非線性電流電壓特性的阻性元件。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件，其特征在于上述具有非線性電流電壓特性的阻性元件是可變電阻元件。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件，其特征在于上述可變電阻型元件是SiC多結(jié)晶體可變電阻元件。
23.根據(jù)權(quán)利要求20所述的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件，其特征在于上述具有非線性電流電壓特性的阻性元件是從頻帶間隧道效應(yīng)元件、共鳴隧道效應(yīng)元件、單一電子隧道效應(yīng)元件以及約瑟夫森效應(yīng)元件中選擇的至少一個(gè)元件。
24.根據(jù)權(quán)利要求15所述的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件，其特征在于上述第1及上述第2阻性元件中的一個(gè)阻性元件是磁阻效應(yīng)型元件，而另一個(gè)阻性元件是具有非線性電流電壓特性的阻性元件和磁阻元件并聯(lián)連接而成的元件，把上述元件作為單一存儲(chǔ)元件以2維或3維方式配置多個(gè)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件，其特征在于上述具有非線性電流電壓特性的阻性元件是可變電阻元件。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件，其特征在于上述可變電阻元件是SiC多結(jié)晶體可變電阻元件。
27.根據(jù)權(quán)利要求24所述的磁阻效應(yīng)型存儲(chǔ)元件，其特征在于上述具有非線性電流電壓特性的阻性元件是從頻帶間隧道效應(yīng)元件、共鳴隧道效應(yīng)元件、單一電子隧道效應(yīng)元件以及約瑟夫森效應(yīng)元件中選擇的至少一個(gè)元件。
全文摘要
磁阻元件由2個(gè)阻性元件串聯(lián)連接而成,至少一個(gè)是用磁阻元件。兩個(gè)均為磁阻元件時(shí),可相互獨(dú)立地控制磁阻,因第1磁阻元件的非磁性體是電絕緣體、第2磁阻元件的非磁性體是導(dǎo)電體,使第2磁阻元件作為偏壓控制元件動(dòng)作,而進(jìn)行第1磁阻元件的特性控制,并控制施加到存儲(chǔ)元件上的電壓。另外,將另一個(gè)用可變電阻元件構(gòu)成時(shí),可抑制來(lái)自非選擇的存儲(chǔ)元件的偏壓,提高存儲(chǔ)元件的選擇性。
文檔編號(hào)H01L27/22GK1346155SQ0111963
公開(kāi)日2002年4月24日 申請(qǐng)日期2001年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月13日
發(fā)明者小田川明弘, 榊間博, 森田清之 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社