[發明專利]熱促進編程的磁性存儲元件方法及裝置

有效

• 申請號: 200710102186.1
• 申請日: 2007-04-29
• 公開（公告）號: CN101068037A
• 公開（公告）日: 2007-11-07
• 發明（設計）人: 何家驊;謝光宇
• 申請（專利權）人: 旺宏電子股份有限公司
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L27/22;G11C11/16;H01F10/32
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 林錦輝

1、一種磁性存儲元件，包括：

磁性存儲單元，所述磁性存儲單元包括：

被釘扎層，包括被釘扎的磁化方向；

釘扎層，位于所述被釘扎層之下，配置為固定所述被釘扎層的磁化方向；

絕緣層，位于所述被釘扎層上；

自由層，位于所述絕緣層上，其包括可切換的磁化方向；以及

熱盤，耦接至所述自由層，當所述熱盤溫度低于阻隔溫度時，所述熱盤通過交換偏壓耦合效應決定所述自由層的磁化方向；

其中，所述熱盤有一編程電流流過，但該編程電流用于加熱所述熱盤且不會經過該自由層。.

2、如權利要求1所述的磁性存儲元件，其中，當所述熱盤的溫度高于所述阻隔溫度時，所述熱盤并不產生所述交換偏壓耦合效應來決定所述自由層的所述磁化方向。

3、如權利要求1所述的磁性存儲元件，其中，所述熱盤由反鐵磁材料所構成。

4、如權利要求3所述的磁性存儲元件，其中，所述反鐵磁材料為XMn或XMn/Y。

5、如權利要求4所述的磁性存儲元件，其中，X為鉑、銥、或鐵。

6、如權利要求4所述的磁性存儲元件，其中，Y為釕或銥。

7、如權利要求1所述的磁性存儲元件，其中，所述釘扎層包括合成反鐵磁層。

8、如權利要求7所述的磁性存儲元件，其中，所述合成反鐵磁層包括鈷鐵/釕/鈷鐵。

9、如權利要求1所述的磁性存儲元件，其中，所述釘扎層還包括反鐵磁層。

10、如權利要求1所述的磁性存儲元件，其中，所述釘扎層的厚度介于5nm至80nm之間。

11、如權利要求1所述的磁性存儲元件，其中，所述被釘扎層為鈷鐵。

12、如權利要求1所述的磁性存儲元件，其中，所述被釘扎層的厚度介于1nm至20nm之間。

13、如權利要求1所述的磁性存儲元件，其中，所述絕緣層包括氧化鋁或氧化鎂。

14、如權利要求13所述的磁性存儲元件，其中，所述絕緣層的厚度介于0.7nm至3nm之間。

15、如權利要求1所述的磁性存儲元件，其中，所述自由層的材料為鈷鐵。

16、如權利要求1所述的磁性存儲元件，還包括第一位線，其耦接至所述熱盤的一端。

17、如權利要求16所述的磁性存儲元件，還包括一對字線晶體管以及由該對字線晶體管所共用的共同源極節點，且其中所述熱盤的另一端耦接至該對字線晶體管中一個的漏極。

18、如權利要求17所述的磁性存儲元件，其中，另一個所述字線晶體管的漏極耦接至所述磁性存儲單元。

19、如權利要求1所述的磁性存儲元件，還包括緊鄰于所述磁性存儲單元的第二位線。

20、如權利要求1所述的磁性存儲元件，其中，所述磁性存儲元件包括磁性存儲單元的交叉陣列。

21、根據權利要求1所述的磁性存儲元件，還包括：

第一位線，耦接至所述熱盤；以及

第二位線，臨近所述被釘扎層，

其中，所述第一位線不平行于所述第二位線。

22、一種用以編程磁性存儲元件的方法，所述磁性存儲元件包括熱盤、位線、以及磁性存儲單元，所述磁性存儲單元包括被釘扎層、釘扎層、以及自由層，所述自由層包括可切換的磁化方向，所述方法包括：

施加電流至所述熱盤，所述電流致使所述熱盤的溫度高于阻隔溫度且不會經過該自由層；以及

施加電流流至所述位線，所述電流用于產生磁場，所述磁場的強度足以切換所述自由層的所述磁化方向。

23、如權利要求22所述的方法，還包括將電流從所述熱盤移除、并允許所述熱盤冷卻，以釘扎所述自由層的磁化方向。

24、如權利要求23所述的方法，還包括從所述位線移除所述電流。