強磁性トンネル接合体とそれを用いた磁気抵抗効果素子及びスピントロニクスデバイス

開放特許情報番号
L2014001972
開放特許情報登録日
2014/10/16
最新更新日
2016/10/20

基本情報

出願番号 特願2012-039582
出願日 2012/2/27
出願人 国立研究開発法人物質・材料研究機構
公開番号 特開2013-175615
公開日 2013/9/5
登録番号 特許第5988019号
特許権者 国立研究開発法人物質・材料研究機構
発明の名称 強磁性トンネル接合体とそれを用いた磁気抵抗効果素子及びスピントロニクスデバイス
技術分野 電気・電子、情報・通信
機能 機械・部品の製造、材料・素材の製造、制御・ソフトウェア
適用製品 強磁性トンネル接合体及びそれを用いた磁気抵抗効果素子及びスピントロニクスデバイス
目的 MgAl↓2O↓4型絶縁体材料の有効的な格子定数を、結晶構造を乱すことによって半減させることで、これを用いたトンネルバリア層を用いて従来にはない高いTMR値を達成すること、更に、高いTMR値を保持したまま構成元素組成の調整による連続的な格子定数の変調を行うこと。
効果 MgとAlの原子配列が不規則化した不規則化スピネル構造を用いることで、大きなTMR値、高品質のトンネルバリア及びトンネル接合が得られる。
また、MgとAlの広い組成範囲で作製が可能であり、格子ミスマッチを極めて小さくできる。
これによって、高いバイアス電圧の印可時でもTMR値を高く保持でき、更に、デバイス加工プロセスによる素子の劣化を小さくできる。
スピンMOSFETへの応用に際し、本発明の非磁性物質をバリアとして用いると、磁性層からSiやGeへ効率よくスピン注入することが可能になる。
技術概要
スピネル構造の結晶質酸化物のトンネルバリア層を二つの強磁性層で直接挟んだ構造からなる強磁性トンネル接合体であって、前記トンネルバリア層は、スピネル構造を安定相とする結晶質酸化物と構成元素が同じであるがスピネル構造の原子配列が不規則化した結晶構造を持ち、空間群Fm−3mもしくはF−43mの対称性をもつ立方晶の非磁性酸化物からなり、かつ、前記非磁性酸化物の格子定数が、前記スピネル構造を安定相とする結晶質酸化物の格子定数の半分であることを特徴とする強磁性トンネル接合体。

不規則スピネル構造を持つ結晶質トンネルバリアを用いたMTJを用いることで、高い印加電圧においても大きな室温TMR値を利用できることが可能になる。また、微細素子作製時に用いられるウェットプロセスで問題となる潮解性がなく、高品質な強磁性層/バリア層界面が達成可能になり、高い信頼性をもつMTJが達成できる。したがって、このMTJをメモリセルとして用いた、不揮発ランダムアクセス磁気メモリMRAMが開発できる。
実施実績 【無】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【否】
特許権実施許諾 【可】

登録者情報

その他の情報

関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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