自旋元件及储备池元件的制作方法

技术特征：
1.一种自旋元件，其特征在于，具备：配线；层叠体，其层叠于所述配线上，包含第一铁磁性层；第一导电部和第二导电部，从层叠方向俯视时，所述第一导电部和所述第二导电部夹着所述第一铁磁性层；以及第一中间层，其在所述第一导电部和所述配线之间与所述配线相接，构成所述第一中间层的第二元素相对于构成所述配线的第一元素的扩散系数比构成所述第一导电部的第三元素相对于所述第一元素的扩散系数小，或者，所述第三元素相对于所述第二元素的扩散系数比所述第三元素相对于所述第一元素的扩散系数小。2.根据权利要求1所述的自旋元件，其特征在于，所述第一元素、所述第二元素及所述第三元素是互不相同的元素，所述第一元素是选自au、hf、mo、pt、w、ta中的任一个，所述第二元素是选自co、al、ag、au、mo、hf、pt、w、ta中的任一个，所述第三元素是选自ag、cu、co、al、au中的任一个。3.一种自旋元件，其特征在于，具备：配线；层叠体，其层叠于所述配线上，包含第一铁磁性层；第一导电部和第二导电部，从层叠方向俯视时，所述第一导电部和所述第二导电部夹着所述第一铁磁性层；以及第一中间层，其在所述第一导电部和所述配线之间与所述配线相接，所述配线包含选自au、hf、mo、pt、w、ta中的任一个作为第一元素，所述第一中间层包含第二元素，所述第一导电部包含第三元素，在所述第一元素是au且所述第三元素是cu的情况下，所述第二元素是选自ag、co、hf中的任一个，在所述第一元素是au且所述第三元素是ag的情况下，所述第二元素是co或hf，在所述第一元素是au且所述第三元素是co的情况下，所述第二元素是hf，在所述第一元素是hf且所述第三元素是co的情况下，所述第二元素是al，在所述第一元素是mo且所述第三元素是co的情况下，所述第二元素是w，在所述第一元素是pt且所述第三元素是al的情况下，所述第二元素是选自au、ag、co中的任一个，在所述第一元素是pt且所述第三元素是au的情况下，所述第二元素是ag或co，在所述第一元素是pt且所述第三元素是ag的情况下，所述第二元素是co，在所述第一元素是ta且所述第三元素是al的情况下，所述第二元素是hf，在所述第一元素是w且所述第三元素是co的情况下，所述第二元素是选自hf、mo中的任
一个，在所述第一元素是au且所述第三元素是ag的情况下，所述第二元素是pt，在所述第一元素是au且所述第三元素是co的情况下，所述第二元素是选自pt、mo、w中的任一个，在所述第一元素是hf且所述第三元素是co的情况下，所述第二元素是选自au、pt、mo、w中的任一个，在所述第一元素是mo且所述第三元素是co的情况下，所述第二元素是w，在所述第一元素是pt且所述第三元素是al的情况下，所述第二元素是ta或hf，在所述第一元素是pt且所述第三元素是co的情况下，所述第二元素是mo或w，在所述第一元素是ta且所述第三元素是al的情况下，所述第二元素是hf。4.根据权利要求1～3中任一项所述的自旋元件，其特征在于，所述第一中间层的周长比所述第一导电部的周长小，从所述层叠方向俯视时，所述第一中间层内包于所述第一导电部。5.根据权利要求1～4中任一项所述的自旋元件，其特征在于，所述第一中间层的周长比所述第一导电部的周长小，从所述层叠方向俯视时，所述第一中间层的几何中心和所述第一铁磁性层的几何中心的距离比所述第一导电部的几何中心和所述第一铁磁性层的几何中心的距离短。6.根据权利要求1～3中任一项所述的自旋元件，其特征在于，所述第一中间层的侧面和所述第一导电部的侧面连续。7.根据权利要求1～6中任一项所述的自旋元件，其特征在于，所述配线随着从所述第一铁磁性层侧的第一面朝向与所述第一面相反的第二面，周长变长。8.根据权利要求1～7中任一项所述的自旋元件，其特征在于，在与所述配线延伸的第一方向及所述层叠方向正交的第二方向上，所述配线的宽度比所述第一中间层在所述第二方向上的宽度窄。9.根据权利要求1～8中任一项所述的自旋元件，其特征在于，具备在所述第二导电部和所述配线之间与所述配线相接的第二中间层，构成所述第二中间层的第五元素相对于所述第一元素的扩散系数比构成所述第二导电部的第四元素相对于所述第一元素的扩散系数小，或者，所述第四元素相对于所述第五元素的扩散系数比所述第四元素相对于所述第一元素的扩散系数小。10.根据权利要求1～9中任一项所述的自旋元件，其特征在于，所述层叠体由所述第一铁磁性层构成，所述配线是具有通过电流流通时的自旋霍尔效应产生自旋流的功能的金属、合金、金属间化合物、金属硼化物、金属碳化物、金属硅化物、金属磷化物中的任意种。11.根据权利要求1～9中任一项所述的自旋元件，其特征在于，所述层叠体从靠近所述配线的一侧开始包含所述第一铁磁性层、非磁性层及第二铁磁性层，
所述配线是具有通过电流流通时的自旋霍尔效应产生自旋流的功能的金属、合金、金属间化合物、金属硼化物、金属碳化物、金属硅化物、金属磷化物中的任意种。12.根据权利要求10或11所述的自旋元件，其特征在于，所述第一中间层和所述第一铁磁性层的最短距离为所述第一元素的自旋扩散长的五倍以下。13.根据权利要求10或11所述的自旋元件，其特征在于，所述第一元素和所述第二元素的自旋霍尔角的符号相同。14.根据权利要求1～9中任一项所述的自旋元件，其特征在于，所述层叠体从靠近所述配线的一侧开始包含非磁性层和所述第一铁磁性层，所述配线是能够在内部具有磁畴壁的铁磁性层。15.一种储备池元件，其特征在于，具备：多个权利要求10所述的自旋元件；自旋传导层，其连接多个所述自旋元件的所述第一铁磁性层。

技术总结
本实施方式提供的自旋元件具备：配线(20)；层叠体(10)，其层叠于上述配线上，包含第一铁磁性层(1)；第一导电部(30)和第二导电部(40)，从层叠方向(z)俯视时，该第一导电部和第二导电部夹着上述第一铁磁性层；以及中间层(50)，其在上述第一导电部和上述配线之间与上述配线相接，构成上述中间层的第二元素相对于构成上述配线的第一元素的扩散系数比构成上述第一导电部的第三元素相对于上述第一元素的扩散系数小，或者，构成上述第一导电部的第三元素相对于构成上述配线的第二元素的扩散系数比上述第三元素相对于构成上述中间层的第一元素的扩散系数小。第一元素的扩散系数小。第一元素的扩散系数小。


技术研发人员：滨中幸祐 佐佐木智生 盐川阳平
受保护的技术使用者：TDK株式会社
技术研发日：2020.01.24
技术公布日：2021/11/8