[發(fā)明專利]相變自旋非易失存儲單元

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510307513.1
• 申請日: 2015-06-08
• 公開（公告）號: CN105304812B
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李黃龍;張子陽;施路平
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: H01L45/00
• 分類號: H01L45/00;H01L27/24
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44311
• 代理人: 哈達(dá)

1.一種相變自旋非易失存儲單元，其特征在于，該相變自旋非易失存儲單元包括第一磁固定層、第一間隔層、磁自由層、第二間隔層、第二磁固定層、第一電極、第二電極、第三電極以及第四電極，所述第一磁固定層、第一間隔層、磁自由層、第二間隔層以及第二磁固定層依次層疊設(shè)置，所述第一電極設(shè)置在所述第一磁固定層上，所述第二電極設(shè)置在所述第二磁固定層上，所述第三電極和第四電極設(shè)置在所述磁自由層上且所述第三電極和第四電極間隔設(shè)置，其中，所述第一間隔層和第二間隔層的材料為相變材料，所述第一間隔層的材料為非晶態(tài)相變材料，所述第二間隔層的材料為晶態(tài)相變材料。

2.如權(quán)利要求1所述的相變自旋非易失存儲單元，其特征在于，所述相變材料為硫系化合物，該硫系化合物為(GeTe)_x(Sb₂Te₃)_y或Sb-Te二元化合物與In、Ag、Bi、Ga、Se、Ti、Sn和Ge中至少一種的混合物。

3.如權(quán)利要求1所述的相變自旋非易失存儲單元，其特征在于，所述磁固定層和磁自由層的材料為磁性合金和磁性單質(zhì)金屬。

4.一種相變自旋非易失存儲單元，其特征在于，該相變自旋非易失存儲單元包括磁固定層、間隔層、磁自由層、第一電極以及第二電極，所述磁固定層、間隔層以及磁自由層依次層疊設(shè)置，所述第一電極設(shè)置在所述磁固定層上，所述第二電極設(shè)置在所述磁自由層上，其中，所述間隔層的材料為相變材料，所述相變材料為晶態(tài)相變材料或非晶態(tài)相變材料。

5.一種相變自旋非易失存儲單元，其特征在于，其包括：第一磁固定層、第一間隔層、磁自由層、第二間隔層、第二磁固定層、第一電極、第二電極、第三電極以及第四電極，所述第一磁固定層、第一間隔層、磁自由層、第二間隔層以及第二磁固定層依次層疊設(shè)置，所述第一電極設(shè)置在所述第一磁固定層上，所述第二電極設(shè)置在所述第二磁固定層上，所述第三電極和第四電極設(shè)置在所述磁自由層上且所述第三電極和第四電極間隔設(shè)置，所述第一間隔層的材料為絕緣材料，所述第二間隔層的材料的為導(dǎo)電材料，其中，所述第一磁固定層、磁自由層、第二磁固定層的材料為稀釋型磁性相變材料，所述稀釋型磁性相變材料包括相變材料以及摻雜在該相變材料中能引起磁性的元素。

6.如權(quán)利要求5所述的相變自旋非易失存儲單元，其特征在于，所述能引起磁性的元素為鐵磁性元素，所述相變材料為硫系化合物。

7.一種相變自旋非易失存儲單元，其特征在于，其包括：第一磁固定層、第一間隔層、磁自由層、第二間隔層、第二磁固定層、第一電極、第二電極、第三電極以及第四電極，所述第一磁固定層、第一間隔層、磁自由層、第二間隔層以及第二磁固定層依次層疊設(shè)置，所述第一電極設(shè)置在所述第一磁固定層上，所述第二電極設(shè)置在所述第二磁固定層上，所述第三電極和第四電極設(shè)置在所述磁自由層上且所述第三電極和第四電極間隔設(shè)置，其中，所述第一間隔層和第二間隔層的材料為第一相變材料，所述第一間隔層的材料為非晶態(tài)第一相變材料，所述第二間隔層的材料的為晶態(tài)第一相變材料，且所述第一磁固定層、磁自由層、第二磁固定層的材料為稀釋型稀釋型磁性相變材料，所述稀釋型磁性相變材料包括第二相變材料以及包括相變材料以及摻雜在該第二相變材料中能引起磁性的元素。

8.如權(quán)利要求7所述的相變自旋非易失存儲單元，其特征在于，所述能引起磁性的元素為鐵磁性元素，所述第二相變材料為硫系化合物。

9.如權(quán)利要求8所述的相變自旋非易失存儲單元，其特征在于，所述第一相變材料為硫系化合物，該硫系化合物為(GeTe)_x(Sb₂Te₃)_y或Sb-Te二元化合物與In、Ag、Bi、Ga、Se、Ti、Sn和Ge中至少一種的混合物。

10.一種相變自旋非易失存儲單元，其特征在于，該相變自旋非易失存儲單元包括磁固定層、間隔層、磁自由層、第一電極以及第二電極，所述磁固定層、間隔層以及磁自由層依次層疊設(shè)置，所述第一電極設(shè)置在所述磁固定層上，所述第二電極設(shè)置在所述磁自由層上，其中，所述磁固定層以及磁自由層的材料為稀釋型磁性相變材料，所述稀釋型磁性相變材料包括第一相變材料以及摻雜在該相變材料中能引起磁性的元素。

11.如權(quán)利要求10所述的相變自旋非易失存儲單元，其特征在于，所述間隔層的材料為第二相變材料。