[发明专利]自旋元件的稳定化方法及自旋元件的制造方法

说明书

本发明的一个方式提供一种自旋元件的稳定化方法，在具备沿第一方向延伸的通电部和层叠于所述通电部的一面且包含铁磁性体的元件部的自旋元件中，在环境温度为规定温度的情况下，沿所述通电部的所述第一方向，在规定的等待时间的间隔内，施加规定次以上电流密度为1.0×10supgt;7/supgt;A/cmsupgt;2/supgt;以上且1.0×10supgt;9/supgt;A/cmsupgt;2/supgt;以下，脉宽为规定的范围内的脉冲电流。

技术领域

本发明涉及一种自旋元件的稳定化方法及自旋元件的制造方法。

背景技术

作为利用了基于两个铁磁性层的磁化的相对角的变化的电阻值变化(磁阻变化)的元件，已知有由铁磁性层和非磁性层的多层膜构成的巨大磁阻(GMR)元件、及非磁性层中使用了绝缘层(隧道势垒层、势垒层)的隧道磁阻(TMR)元件等。

近年来，在利用了磁阻变化的自旋元件中，利用了自旋轨道转矩(SOT)的自旋轨道转矩型磁阻效应元件或利用了磁壁的移动的磁壁移动型磁记录元件也备受关注。

例如，在非专利文献1中记载有自旋轨道转矩型磁阻效应元件。SOT由通过自旋轨道相互作用产生的纯自旋流或不同种类的材料的界面中的Rashba效应而感应。用于在磁阻效应元件内感应SOT的电流流向与磁阻效应元件的层叠方向交叉的方向。不需要沿磁阻效应元件的层叠方向流通电流，期待磁阻效应元件的长寿命化。

另外，例如，在专利文献1中记载有磁壁移动型磁记录元件。磁壁移动型磁记录元件通过移动磁记录层内的磁壁，电阻值变化成为阶段性的变化。通过电阻值阶段性地变化，可进行多值的数据记录。另外，不进行“0”、“1”的数字的数据记录，而可进行模拟的数据记录。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5441005号公报

非专利文献

非专利文献1：S.Fukami，T.Anekawa，C.Zhang和H.Ohno，《自然-纳米技术(NatureNano Tec)》(2016).DOI:10.1038/NNANO.2016.29.

发明内容

发明所要解决的技术问题

这些自旋元件以电阻值低的低电阻状态和电阻值高的高电阻状态为基准，记录数据。为了提高数据的稳定性，要求自旋元件的低电阻状态及高电阻状态下的电阻值一定。

本发明是鉴于上述情况而完成的，提供一种能够将低电阻状态及高电阻状态下的电阻值稳定化的自旋元件的稳定化方法以及使用了该方法的自旋元件的制造方法。

用于解决技术问题的技术手段

本发明人等进行了专门研究，结果发现，低电阻状态及高电阻状态下的电阻值在自旋元件中进行初次的写入动作时和多次的写入动作后不同。在产品实际出货的观点上，该差可成为问题。例如，可产生在出货时设为“0”、“1”的数据记录的阈值的数据在用户的使用过程中变动等的问题。例如，为了实现可半永久性地写入的元件，要求保证10¹⁵次程度的写入。在使用过程中，成为基准的阈值变动时，记录的数据的可靠性降低。

因此，专门研究的结果，本发明人等发现，写入次数超过规定的条件时，低电阻状态及高电阻状态下的电阻值稳定化。一般认为，当对配线施加多次电流时，电阻值由于迁移等而变高(配线劣化)。但是，此次的结果是通过对通电部按照规定的条件施加规定量的电流，从而电阻值稳定化的结果，令人惊讶。

即本发明为了解决上述技术问题，提供以下手段。