[發明專利]具有利用自旋轉移力矩可編程的磁彈性自由層的磁性結

有效

• 申請號: 201610591475.1
• 申請日: 2016-07-25
• 公開（公告）號: CN106711322B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 塞巴斯蒂安·沙費爾
• 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;G11C11/16
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 劉燦強;王占杰

1.一種磁性結，所述磁性結位于基底上并可用于磁性裝置中，所述磁性結包括：

參考層；

非磁性間隔件層；以及

自由層，非磁性間隔件層位于參考層和自由層之間，自由層具有磁矩、垂直磁各向異性和平面外退磁能，對于靜態，垂直磁各向異性超過平面外退磁能，在靜態，磁矩沿著垂直于平面的方向，自由層具有磁致伸縮，使得垂直磁各向異性改變，以便在存在施加于磁性結的編程電壓的情況下磁矩從所述方向傾斜至少五度，編程電壓為至少1伏特且不大于2伏特，自由層具有面對非磁性間隔件層的第一界面和與非磁性間隔件層相對的第二界面；

其中，非磁性間隔件層中的至少一個是與第一界面相鄰的絕緣隧道勢壘層，磁性結還包括與第二界面相鄰的附加絕緣層；

其中，構造磁性結使得當寫入電流經過磁性結時，自由層在多個穩定磁狀態之間是可切換的。

2.根據權利要求1所述的磁性結，其中，非磁性間隔件層是絕緣隧道勢壘層，且磁性結包括非磁性絕緣層。

3.根據權利要求2所述的磁性結，其中，非磁性絕緣層是附加隧道勢壘層，其中，磁性結還包括：

附加參考層，附加隧道勢壘層在自由層和附加參考層之間。

4.根據權利要求1所述的磁性結，其中，自由層包括Tb合金、Co合金和Tb_xDy_1-xFe₂中的至少一種，其中，x大于0且小于1。

5.根據權利要求1所述的磁性結，其中，編程電壓至少為0.5伏特且不大于1伏特。

6.根據權利要求1所述的磁性結，其中，非磁性間隔件層是導體，其中，磁性結包括附加絕緣層。

7.根據權利要求1所述的磁性結，其中，非磁性間隔件層是隧道勢壘層且鄰接自由層的第一界面。

8.根據權利要求1所述的磁性結，其中，磁性結包括附加絕緣層，其中，附加絕緣層與自由層的第二界面鄰接。

9.一種磁存儲器，所述磁存儲器包括：

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參考層、非磁性間隔件層和自由層，非磁性間隔件層位于參考層和自由層之間，自由層具有磁矩、垂直磁各向異性和平面外退磁能，對于靜態，垂直磁各向異性超過平面外退磁能，磁矩在靜態沿著垂直于平面的方向，自由層具有磁致伸縮，使得垂直各向異性改變，以便在存在施加于磁性結的編程電壓的情況下磁矩從所述方向傾斜至少五度，編程電壓至少為1伏特且不大于2伏特，自由層具有面對非磁性間隔件層的第一界面和與非磁性間隔件層相對的第二界面，構造磁性結使得當寫入電流經過磁性結時，自由層在多個穩定磁狀態之間是可切換的，非磁性間隔件層中的至少一層是與第一界面相鄰的絕緣隧道勢壘層，磁性結還包括與第二界面相鄰的附加絕緣層；

多條位線，與所述多個磁存儲單元結合。

10.根據權利要求9所述的磁存儲器，其中，非磁性間隔件層是絕緣隧道勢壘層，且磁性結包括非磁性絕緣層。

11.根據權利要求10所述的磁存儲器，其中，非磁性絕緣層是附加隧道勢壘層，其中，磁性結還包括：

附加被釘扎層，附加隧道勢壘層在自由層和附加被釘扎層之間。

12.根據權利要求10所述的磁存儲器，其中，自由層包括Tb合金、Co合金和Tb_xDy_1-xFe₂中的至少一種，其中，x大于0且小于1。

13.根據權利要求9所述的磁存儲器，其中，編程電壓至少為0.5伏特且不大于1伏特。