[發明專利]磁性存儲單元及磁性存儲器

有效

• 申請號: 201910552465.0
• 申請日: 2019-06-25
• 公開（公告）號: CN112133343B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 宮俊錄;何世坤
• 申請（專利權）人: 中電海康集團有限公司;浙江馳拓科技有限公司
• 主分類號: G11C11/16
• 分類號: G11C11/16
• 代理公司: 北京蘭亭信通知識產權代理有限公司 11667
• 代理人: 趙永剛

1.一種磁性存儲單元，其特征在于，包括：底電極、頂電極以及位于所述底電極和所述頂電極之間的層疊結構，所述層疊結構包括依次堆疊設置的參考層、勢壘層、自由層、非磁性隔離層以及相變層，其中，所述相變層根據相變溫度在反鐵磁相和鐵磁相之間變化，當所述相變層為鐵磁相時，為所述自由層提供偏置磁場，所述偏置磁場作用于所述自由層使得所述自由層磁化方向偏離與所述參考層磁化方向共線的方向；所述非磁性隔離層用于防止所述相變層和所述自由層產生磁耦合。

2.根據權利要求1所述的磁性存儲單元，其特征在于，當溫度低于相變溫度時，所述相變層為反鐵磁相，當溫度高于相變溫度時，所述相變層為鐵磁相。

3.根據權利要求1所述的磁性存儲單元，其特征在于，所述相變層的材料為FeRhX，X為Ir、Pt、V、Mn、Au、Co和Ni中的任意一種或者任意多種的組合，其中，Rh原子占原子總數的百分比為40％～60％，X原子占原子總數的百分比為0～15％。

4.根據權利要求1所述的磁性存儲單元，其特征在于，所述相變層的相變溫度介于50℃～200℃之間。

5.根據權利要求1所述的磁性存儲單元，其特征在于，所述非磁性隔離層的材料為MgO、Cu、Au、Al、Ta、Ag、Mo、Ir和W中的一種或多種的混合物。

6.根據權利要求1所述的磁性存儲單元，其特征在于，所述自由層和所述參考層的材料為Co、Fe、Ni、CoB、FeB、NiB、CoFe、NiFe、CoNi和CoFeB中的任意一種。

7.根據權利要求1所述的磁性存儲單元，其特征在于，所述勢壘層的材料為MgO、HfO₂、AlO_x和TaO_x中的任意一種。

8.根據權利要求1所述的磁性存儲單元，其特征在于，所述層疊結構還包括：耦合層和釘扎層，所述耦合層位于所述參考層遠離所述勢壘層的一側表面，所述釘扎層位于所述耦合層遠離所述參考層的一側表面，所述參考層與所述耦合層以及所述釘扎層構成合成反鐵磁結構，用于減小雜散場對所述自由層磁化翻轉的影響。

9.根據權利要求8所述的磁性存儲單元，其特征在于，所述耦合層為Ru、Ir、Rh、Ti和Ta中的一種，所述釘扎層為各向異性較大的磁性單層膜或多層膜結構。

10.一種磁性存儲器，其特征在于，包括如權利要求1-9任一項所述的磁性存儲單元。