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強磁性トンネル磁気抵抗素子

シーズコード S040000280
掲載日 2006年8月25日
研究者
  • 鈴木 義茂
研究者所属機関
  • 産業技術総合研究所 エレクトロニクス研究部門スピントロニクス研究グループ
研究機関
  • 産業技術総合研究所 エレクトロニクス研究部門
技術名称 強磁性トンネル磁気抵抗素子
技術概要 本技術はトンネル磁気抵抗素子を作製する際に電極を単結晶または高配向性膜とした上でその膜厚と積層構造を精密に制御することによりトンネル磁気抵抗効果を大きくする、あるいは、トンネル磁気抵抗素子の磁気抵抗効果のバイアス電圧依存性を制御するものである。これまでのトンネル磁気抵抗素子は多結晶で作られているためにトンネル磁気抵抗効果やそのバイアス電圧依存性を制御することが困難であるという問題があった。本技術では、単結晶または高配向結晶の成長を利用することにより電極の膜厚を原子層のオーダーで制御しトンネル磁気抵抗効果を増大させる。また、電極とバリヤ層の間に数原子層のオーダーの電子干渉層を挿入することによりトンネル磁気抵抗効果を増大させたり、バイアス電圧依存性を目的にあわせて制御するものである。さらに、これらの素子をSiO2などのアモルファスあるいは多結晶上に成長するための技術も含まれている。
従来技術、競合技術の概要 従来のトンネル磁気抵抗素子は多結晶電極を用いて作製されていたために、トンネル磁気抵抗効果を大きくするにはスピン偏極度の大きな材料を使う必要があった。通常使われている物質ではFeCo合金が50%程度の一番大きなスピン偏極度を与える。これ以上のスピン偏極度を持つ物質としてはPtMnSb、Fe3O4、CrO2、LaSrMnO3などがあるがいずれも化合物であり表面の組成を制御できなかったり、強磁性転移温度が低いといった問題があ
研究分野
  • 接合
  • 金属結晶の磁性
展開可能なシーズ (1)トンネル磁気抵抗効果が従来のスピン偏極度の限界を超えて大きく出来る磁気抵抗素子
(2)より高密度なメモリ
(3)トランジスタを必要としないクロスポイント型のメモリ
用途利用分野 MRAM(磁気抵抗RAM)
磁気抵抗センサー
クロスポイント型磁気抵抗メモリ
関連発表論文 (1)長浜太郎, 湯浅新治, 鈴木義茂, 田村英一. 単結晶電極をもつ強磁性トンネル接合のトンネル磁気抵抗効果. 日本応用磁気学会誌. Vol.27,no.1,2003,p.14-20.
研究制度
  • 研究領域「電子・光子等の機能制御」/科学技術振興機構
出願特許   特許 国際特許分類(IPC)
( 1 ) 独立行政法人産業技術総合研究所, . 湯浅 新治, 長濱 太郎, 鈴木 義茂, . トンネル磁気抵抗素子および磁気ランダムアクセスメモリ. 特開2003-086863. 2003-03-20
  • H01L  43/08     
  • H01F  10/16     
  • H01L  27/105    
  • H01L  21/8246   
( 2 ) 独立行政法人産業技術総合研究所, . 湯浅 新治, 長濱 太郎, 鈴木 義茂, . 平坦化トンネル磁気抵抗素子. 特開2003-318465. 2003-11-07
  • H01L  43/08     
  • H01L  21/8246   
  • H01L  27/105    

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