[發明專利]磁性結及其提供方法以及包括該磁性結的磁存儲器

有效

• 申請號: 201210560542.5
• 申請日: 2012-12-20
• 公開（公告）號: CN103178205B
• 公開（公告）日: 2017-04-12
• 發明（設計）人: X.唐;D.阿帕闊;S.M.瓦特斯;K.穆恩;V.尼基丁
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L43/02;H01L27/22;H01L43/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 弋桂芬

1.一種磁性結，用于在磁器件中使用，包括：

被釘扎層；

非磁間隔層；

自由層，所述非磁間隔層位于所述被釘扎層和所述自由層之間；

至少一個絕緣層，與所述自由層和所述被釘扎層中的至少一個相鄰；及

至少一個磁插入層，鄰接所述至少一個絕緣層，

其中所述磁性結被配置為使得當寫電流通過所述磁性結時，所述自由層在多個穩定磁狀態之間可切換。

2.根據權利要求1所述的磁性結，其中所述至少一個絕緣層包括鎂氧化物、鋁氧化物、鉭氧化物、釕氧化物、鈦氧化物以及鎳氧化物的至少其中之一。

3.根據權利要求1所述的磁性結，其中所述至少一個絕緣層包括至少一個MgO層。

4.根據權利要求3所述的磁性結，其中所述至少一個磁插入層包括磁層，所述磁層包括CoX、FeX和CoFeX的至少其中之一，其中X選自B、Ge、Hf、Zr、Ti、Ta和Tb。

5.根據權利要求4所述的磁性結，其中所述至少一個磁插入層還包括額外的磁層。

6.根據權利要求5所述的磁性結，其中所述額外的磁層包括Co和Fe的至少其中之一。

7.根據權利要求4所述的磁性結，其中所述至少一個磁插入層還包括額外的磁層，所述額外的磁層包括CoY、FeY和CoFeY的至少其中之一，其中Y選自B、Ge、Hf、Zr、Ti、Ta和Tb。

8.根據權利要求4所述的磁性結，其中所述至少一個MgO層是鄰接所述自由層的籽層。

9.根據權利要求4所述的磁性結，其中所述至少一個MgO層是鄰接所述被釘扎層的籽層。

10.根據權利要求4所述的磁性結，其中所述至少一個MgO層是鄰接所述自由層的蓋層。

11.根據權利要求4所述的磁性結，其中所述至少一個MgO層是鄰接所述被釘扎層的蓋層。

12.根據權利要求4所述的磁性結，其中所述至少一個MgO層包括鄰接所述自由層的第一MgO層和鄰接所述被釘扎層的第二MgO層。

13.根據權利要求12所述的磁性結，其中所述至少一個磁插入層包括鄰接所述第一MgO層的第一磁插入層和鄰接所述被釘扎層的第二磁插入層。

14.根據權利要求3所述的磁性結，其中所述自由層具有大于自由層面外的去磁能的自由層垂直各向異性能。

15.根據權利要求14所述的磁性結，其中所述被釘扎層具有大于被釘扎層面外的去磁能的被釘扎層垂直各向異性能。

16.一種磁存儲器，包括：

多個磁存儲單元，所述多個磁存儲單元中的每個包括至少一個磁性結，所述至少一個磁性結包括被釘扎層、非磁間隔層、自由層、至少一個絕緣層和至少一個磁插入層，所述非磁間隔層位于所述被釘扎層和所述自由層之間，所述至少一個絕緣層與所述自由層和所述被釘扎層中的至少一個相鄰，所述至少一個磁插入層鄰接所述至少一個絕緣層，所述磁性結被配置為使得當寫電流通過所述磁性結時所述自由層在多個穩定磁狀態之間可切換；及

多條位線。

17.根據權利要求16所述的磁存儲器，其中所述至少一個絕緣層包括鎂氧化物、鋁氧化物、鉭氧化物、釕氧化物、鈦氧化物以及鎳氧化物的至少其中之一。

18.根據權利要求16所述的磁存儲器，其中所述至少一個絕緣層包括至少一個MgO層。

19.根據權利要求18所述的磁存儲器，其中所述至少一個磁插入層包括磁層，所述磁層包括CoX、FeX和CoFeX的至少其中之一，其中X選自B、Ge、Hf、Zr、Ti、Ta和Tb。

20.根據權利要求19所述的磁存儲器，其中所述至少一個磁插入層還包括額外的磁層。

21.根據權利要求20所述的磁存儲器，其中所述額外的磁層包括Co和Fe的至少其中之一。

22.根據權利要求19所述的磁存儲器，其中所述至少一個磁插入層還包括額外的磁層，所述額外的磁層包括CoY、FeY和CoFeY的至少其中之一，其中Y選自B、Ge、Hf、Zr、Ti、Ta和Tb。