[發(fā)明專利]具有細(xì)長(zhǎng)自由層的磁結(jié)及其提供方法和包括其的磁存儲(chǔ)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611010093.1
• 申請(qǐng)日: 2016-11-16
• 公開（公告）號(hào): CN106876581B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 德米特羅·埃帕爾科夫;王淑霞;李將銀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星電子株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L43/08
• 分類號(hào): H01L43/08;H01L43/12;H01L27/22
• 代理公司: 北京銘碩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 劉燦強(qiáng);尹淑梅

1.一種磁結(jié)，所述磁結(jié)位于基底上并可用于磁性裝置中，所述磁結(jié)包括：

參考層；

非磁性間隔層；以及

自由層，所述非磁性間隔層位于參考層和自由層之間，自由層具有在第一方向上的長(zhǎng)度、在第二方向上的寬度、長(zhǎng)寬比和交換剛度，所述長(zhǎng)寬比為長(zhǎng)度除以寬度且至少為2，所述交換剛度大于3×10^-6erg/cm，使得自由層在不超過(guò)臨界尺寸的情況下保持熱穩(wěn)定；

其中，磁結(jié)被構(gòu)造成使得當(dāng)寫入電流經(jīng)過(guò)磁結(jié)時(shí)，自由層在多個(gè)穩(wěn)定磁狀態(tài)之間是可切換的。

2.如權(quán)利要求1所述的磁結(jié)，其中，自由層具有基本上與長(zhǎng)度和寬度垂直的厚度，所述厚度至少為1.5納米且不超過(guò)2納米。

3.如權(quán)利要求1所述的磁結(jié)，其中，自由層基本上無(wú)玻璃促進(jìn)成分。

4.如權(quán)利要求1所述的磁結(jié)，其中，所述寬度不超過(guò)20納米。

5.如權(quán)利要求4所述的磁結(jié)，其中，所述寬度不超過(guò)16納米。

6.如權(quán)利要求1所述的磁結(jié)，其中，自由層包括Fe、Co、SmCo₅、MnGe、Co₂FeSi、Co₂MnSi、Fe_xCo_1-x中的至少一種，其中x至少為0.5且小于0.65。

7.如權(quán)利要求1所述的磁結(jié)，其中，自由層具有橢圓形的占用區(qū)域。

8.如權(quán)利要求1所述的磁結(jié)，其中，參考層和非磁性間隔層具有所述長(zhǎng)寬比。

9.如權(quán)利要求1所述的磁結(jié)，其中，自由層具有至少100的熱穩(wěn)定常數(shù)。

10.如權(quán)利要求1所述的磁結(jié)，所述磁結(jié)還包括：

附加的非磁性間隔層，自由層位于非磁性間隔層和所述附加的非磁性間隔層之間；以及

附加的參考層，所述附加的非磁性間隔層位于自由層和所述附加的參考層之間。

11.一種磁存儲(chǔ)器，所述磁存儲(chǔ)器包括：

多個(gè)磁存儲(chǔ)單元，所述多個(gè)磁存儲(chǔ)單元中的每個(gè)包括至少一個(gè)磁結(jié)，所述至少一個(gè)磁結(jié)包括參考層、非磁性間隔層和自由層，所述非磁性間隔層位于參考層和自由層之間，自由層具有在第一方向上的長(zhǎng)度、在第二方向上的寬度、長(zhǎng)寬比和交換剛度，所述長(zhǎng)寬比為長(zhǎng)度除以寬度且至少為2，所述交換剛度大于3×10^-6erg/cm，使得自由層在不超過(guò)臨界尺寸的情況下保持熱穩(wěn)定，磁結(jié)被構(gòu)造成使得當(dāng)寫入電流經(jīng)過(guò)磁結(jié)時(shí)，自由層在多個(gè)穩(wěn)定磁狀態(tài)之間是可切換的；以及

多條位線，與所述多個(gè)磁存儲(chǔ)單元結(jié)合。

12.一種用于提供位于基底上并且可用在磁裝置中的磁結(jié)的方法，所述方法包括以下步驟：

設(shè)置參考層；

設(shè)置非磁性間隔層；以及

設(shè)置自由層，所述非磁性間隔層位于參考層和自由層之間，自由層具有在第一方向上的長(zhǎng)度、在第二方向上的寬度、長(zhǎng)寬比和交換剛度，所述長(zhǎng)寬比為長(zhǎng)度除以寬度且至少為2，所述交換剛度大于3×10^-6erg/cm，使得自由層在不超過(guò)臨界尺寸的情況下保持熱穩(wěn)定；

其中，磁結(jié)被構(gòu)造成使得當(dāng)寫入電流經(jīng)過(guò)磁結(jié)時(shí)，自由層在多個(gè)穩(wěn)定磁狀態(tài)之間是可切換的。

13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述寬度不超過(guò)20納米。

14.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，自由層具有橢圓的占用區(qū)域。

15.如權(quán)利要求12所述的方法，其中，參考層和非磁性間隔層具有所述長(zhǎng)寬比。