[發明專利]磁性存儲裝置

有效

• 申請號: 200610169475.9
• 申請日: 2006-12-15
• 公開（公告）號: CN101068036A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: 伊藤顯知;高橋宏昌;河原尊之;竹村理一郎;蒂博·德沃爾代;保羅·克羅扎;約－馮·基姆;克洛德·沙佩爾
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所;國家科學研究中心;巴黎第十一大學
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L27/22;G11C11/16
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司
• 代理人: 許靜

1.一種磁性存儲裝置，包括：

第一(31；201)和第二(49；217)引線；

磁阻多層結構(37；207；247；255)，設置在所述引線之間使得電流可以穿過多層結構的各層由第一引線流向第二引線，所述多層結構表現出相對較高的第一阻態和相對較低的第二阻態，所述多層結構包括具有難磁化軸和易磁化軸的第一鐵磁層(83；249；257)，并且所述多層結構可在所述第一阻態和第二阻態之間轉換；

其特征在于包括磁場源(33；203)，用于不依賴流過多層結構的電流而可控制地沿著鐵磁層的難磁化軸施加磁場以輔助多層結構在第一阻態和第二阻態之間轉換，其中磁場源(33；203)包括伸長的導體，其具有平行于第一鐵磁層(83；249；257)易磁化軸設置的縱向軸。

2.根據權利要求1所述的磁性存儲裝置，其中所述多層結構(37；207)包括磁隧道結，該磁隧道結包括所述第一鐵磁層(83；249；257)，第二區域(85；253；261)，和分隔所述第一鐵磁層和第二區域的絕緣層(84；251；259)。

3.根據權利要求2所述的磁性存儲裝置，其中所述第一鐵磁層(83)具有相對低的矯頑力，所述第二區域(85)包括合成反鐵磁層，具有相對高的矯頑力；

其中合成反鐵磁層包括：

第一鐵磁子層(91)；

第二鐵磁子層(93)，其具有與第一鐵磁子層的磁化強度大小相等并且反平行的磁化強度；和

反鐵磁耦合子層(95)，其將第一鐵磁子層和第二鐵磁子層分隔，

其中所述多層結構還包括反鐵磁層(87)，耦合到所述合成反鐵磁層(85)用于釘扎合成反鐵磁層的磁化強度，該合成反鐵磁層分隔絕緣層和反鐵磁層(87)。

4.根據權利要求2所述的磁性存儲裝置，其中所述第一鐵磁層(249；257)具有相對低的矯頑力，所述第二區域(253；261)包括第二鐵磁層，具有相對高的矯頑力。

5.根據權利要求4所述的磁性存儲裝置，其中第二鐵磁層(253)比第一鐵磁層(249)厚。

6.根據權利要求4或5所述的磁性存儲裝置，其中多層結構(37；255)進一步包括反鐵磁層(87；263)，其耦合到第二鐵磁層(85；261)用于釘扎第二鐵磁層的磁化強度，其中第二鐵磁層(85；261)分隔絕緣層和反鐵磁層。

7.根據權利要求4或5所述的磁性存儲裝置，其中多層結構(37；207；247；255)進一步包括第三鐵磁層，其與第一鐵磁層(83；249；257)分隔，用于在電流從第二鐵磁層(85；253；261)流向第一鐵磁層時將電子自旋極化。

8.根據權利要求1所述的磁性存儲裝置，其中以豎直的柱形成多層結構(37；207；247；255)。

9.根據權利要求8所述的磁性存儲裝置，其中柱包括具有短軸和長軸的橢圓形底部，其中第一鐵磁層(83；249；257)的難磁化軸沿著短軸取向。

10.根據權利要求9所述的磁性存儲裝置，其中兩軸的比值在1∶1.5到1∶2.5的范圍內。

11.根據權利要求10所述的磁性存儲裝置，其中兩軸的比值為1∶2。

12.根據權利要求11所述的磁性存儲裝置，其中伸長的導體(33；203)為導線。

13.根據權利要求11或12所述的磁性存儲裝置，其中伸長的導體(33；203)由金屬形成。

14.根據權利要求11或12所述的磁性存儲裝置，其中伸長的導體(33；203)由合金形成。

15.根據權利要求11或12所述的磁性存儲裝置，其中伸長的導體(33；203)具有10nm和100nm之間的厚度。

16.根據權利要求11或12所述的磁性存儲裝置，其中伸長的導體(33；203)具有10nm和100nm之間的寬度。

17.根據權利要求11或12所述的磁性存儲裝置，其中伸長的導體(33；203)從相距第一鐵磁層(83；249；257)至少200nm處穿過。