[發明專利]磁性隧道結結構及其磁性隨機存儲器

有效

• 申請號: 201910972665.1
• 申請日: 2019-10-10
• 公開（公告）號: CN112652707B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 張云森;郭一民;陳峻;肖榮福
• 申請（專利權）人: 上海磁宇信息科技有限公司
• 主分類號: H10N50/10
• 分類號: H10N50/10;H10N50/85;H10N59/00;G11C11/16
• 代理公司: 上海容慧專利代理事務所(普通合伙) 31287
• 代理人: 于曉菁

1.一種磁性隧道結結構，設置于磁性隨機存儲單元，所述磁性隧道結由上至下結構包括覆蓋層、自由層、勢壘層、參考層、晶格隔斷層、反鐵磁層與種子層，其特征在于，所述反鐵磁層包括由下至上分別設置的：

第一鐵磁超晶格層，由具有面心晶體結構的過渡金屬結合鐵磁材料形成；

反鐵磁耦合層，設置于所述第一鐵磁超晶格層上，由可形成反鐵磁耦合的過渡金屬材料形成；

垂直各向異性增強層，設置于所述反鐵磁耦合層上，由高電負性并且具有面心晶體結構的過渡金屬材料或金屬氧化物形成；

晶格轉換層，設置于所述垂直各向異性增強層上，由低電負性的材料或高電負性并且具有體心晶體結構的過渡金屬形成；以及

第二鐵磁層，設置于所述晶格轉換層上，由鐵磁材料形成；

其中，所述晶格轉換層引導所述第二鐵磁層的晶格生成，使所述第二鐵磁層的部分或全部的材料形成密排六方結構，所述反鐵磁耦合層結合所述第一鐵磁超晶格層與所述第二鐵磁層進行反鐵磁耦合。

2.如權利要求1所述磁性隧道結結構，其特征在于，所述第一鐵磁超晶格層的材料選自[鈷/

鉑]n鈷或[鈷/鈀]n鈷的多層結構，其中n為等于或大于2的整數。

3.如權利要求2所述磁性隧道結結構，其特征在于，鈷、鉑或鈀的單層結構的厚度為0.1納米至1.0納米間。

4.如權利要求2所述磁性隧道結結構，其特征在于，鈷、鉑或鈀的單層結構的厚度為相同或相異。

5.如權利要求1所述磁性隧道結結構，其特征在于，所述反鐵磁耦合層的材料為釕，所述反鐵磁耦合層的厚度為0.3納米至1.5納米間。

6.如權利要求1所述磁性隧道結結構，其特征在于，所述反鐵磁耦合層的材料為銥，所述反鐵磁耦合層的厚度為0.3納米至0.6納米間。

7.如權利要求1所述磁性隧道結結構，其特征在于，所述垂直各向異性增強層的材料選自銥、鉑、鈀、氧化鎂、氧化鋁、鎂鋁氧化物、氧化鋅或鎂鋅美化物，其中，所述垂直各向異性增強層的厚度為a，0a≤0.40納米。

8.如權利要求1所述磁性隧道結結構，其特征在于，所述晶格轉換層的材料選自硼、碳、鎂、鋁、硅、鎵、鈧、鈦、釩、鉻、銅、鋅、鍺、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銦、錫、銻、鉿、鉭或鎢，其中，所述垂直各向異性增強層的厚度為b，0b≤0.10納米。

9.如權利要求1所述磁性隧道結結構，其特征在于，所述第二鐵磁層的材料為鈷，厚度為0.2納米至1.2納米間。

10.一種磁性隨機存儲器，其特征在于，包括如權利要求1-9任一項所述的磁性隧道結結構，設置于所述磁性隧道結結構上方的頂電極，及設置于所述磁性隧道結結構下方的底電極。