[發明專利]磁存儲器、在磁器件中使用的磁性結和提供磁性結的方法

有效

• 申請號: 201310713692.X
• 申請日: 2013-12-20
• 公開（公告）號: CN103887426B
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: K.陳;A.V.科瓦爾科夫斯基;D.阿帕爾科夫
• 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;H01L27/22;H01L43/12
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張波

1.一種在磁器件中使用的磁性結，包括：

參考層；

非磁間隔層；

自由層；以及

至少一個無擴散相變層，所述至少一個無擴散相變層被配置為經歷至少一個無擴散相變，所述至少一個無擴散相變被配置為在所述非磁間隔層結晶化的溫度范圍內發生；

其中，所述磁性結被配置為在寫電流穿過所述磁性結時能在多個穩定的磁狀態之間轉換。

2.如權利要求1所述的磁性結，其中所述磁性結位于襯底上，并且其中所述至少一個無擴散相變層是無擴散相變籽晶層、無擴散相變蓋層和無擴散相變磁層中的至少一個，所述無擴散相變籽晶層在所述非磁間隔層和所述襯底之間，所述非磁間隔層在所述無擴散相變蓋層和所述襯底之間。

3.如權利要求2所述的磁性結，其中所述至少一個無擴散相變層鄰近所述非磁間隔層。

4.如權利要求3所述的磁性結，其中所述至少一個無擴散相變層毗連所述非磁間隔層。

5.如權利要求2所述的磁性結，其中所述非磁間隔層位于所述自由層和所述參考層之間，所述自由層和所述參考層中的至少一個包括所述無擴散相變磁層。

6.如權利要求5所述的磁性結，其中所述自由層由所述無擴散相變磁層構成。

7.如權利要求5所述的磁性結，其中所述參考層由所述無擴散相變磁層構成。

8.如權利要求2所述的磁性結，其中所述非磁間隔層包括MgO，所述參考層和所述自由層中的至少一個由Fe構成。

9.如權利要求2所述的磁性結，其中所述至少一個無擴散相變層是包括第一無擴散相變層和第二無擴散相變層的雙層，所述第一無擴散相變層被配置為在第一溫度范圍內經歷第一無擴散相變，所述第二無擴散相變層被配置為在第二溫度范圍內經歷第二無擴散相變。

10.如權利要求1所述的磁性結，其中所述至少一個無擴散相變層具有高溫相和低溫相，所述低溫相具有基于非磁間隔層結晶結構、自由層結晶結構和參考層結晶結構中的至少一個選擇的結晶結構。

11.如權利要求1所述的磁性結，其中所述至少一個無擴散相變層包括下列的至少之一：過渡金屬難熔金屬組合物、Ni_xTi_1-x、Ta_yRu_1-y、TiW、Ti-Ta、形狀記憶合金、赫斯勒合金以及包括Ni和Mn的三元合金，其中x是至少0.2，y是至少0.3。

12.如權利要求11所述的磁性結，其中所述至少一個無擴散相變層包括大于0原子百分比且不超過5原子百分比的至少一種摻雜劑。

13.如權利要求1所述的磁性結，其中所述磁性結是雙磁性結。

14.一種磁存儲器，包括：

多個磁儲存單元，所述多個磁儲存單元中的每一個包括至少一個磁性結，所述至少一個磁性結包括多個層，所述多個層包括參考層、非磁間隔層、自由層和至少一個無擴散相變層，所述至少一個無擴散相變層被配置為經歷至少一個無擴散相變，所述至少一個無擴散相變被配置為在所述非磁間隔層結晶化的溫度范圍內發生，所述磁性結被配置為在寫電流穿過所述磁性結時能在多個穩定的磁狀態之間轉換；以及

多條位線。

15.如權利要求14所述的磁存儲器，其中所述磁性結位于襯底上，并且其中所述至少一個無擴散相變層是無擴散相變籽晶層、無擴散相變蓋層和無擴散相變磁層中的至少一個，所述無擴散相變籽晶層在所述非磁間隔層和所述襯底之間，所述非磁間隔層在所述無擴散相變蓋層和所述襯底之間。