[發(fā)明專利]包括可調(diào)四方亞鐵磁性哈斯勒化合物的器件

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010076710.8
• 申請(qǐng)日: 2020-01-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111490154A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭在佑;馬赫什·G·薩曼特;斯圖爾特·S·P·帕金;雅里·費(fèi)蘭特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星電子株式會(huì)社;國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司
• 主分類號(hào): H01L43/08
• 分類號(hào): H01L43/08;H01L43/12;H01L43/10;G11C11/16
• 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: 尹淑梅;劉燦強(qiáng)

公開(kāi)了一種包括可調(diào)四方亞鐵磁性哈斯勒化合物的器件。器件包括呈Mn_3?xCo_xGe形式的哈斯勒化合物，其中，0x≤1，其中Co占哈斯勒化合物的至少0.4原子百分比。器件還包括在(001)方向上取向并且呈YMn_1+d形式的基底，其中Y包括選自于由Ir和Pt組成的組中的元素，并且0≤d≤4。四方哈斯勒化合物和基底彼此接近，從而使自旋極化電流從四方哈斯勒化合物和基底中的一個(gè)穿過(guò)四方哈斯勒化合物和基底中的另一個(gè)。一方面，器件還包括在室溫下是非磁性的多層結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)包括Co和E的交替層。E包括包含Al的至少一個(gè)其它元素。該結(jié)構(gòu)的組成由Co_1?yE_y表示，并且y在0.45至0.55的范圍內(nèi)。

該申請(qǐng)要求于2019年1月28日在美國(guó)專利和商標(biāo)局提交的并且分配的序列號(hào)為16/260,024的美國(guó)專利申請(qǐng)的權(quán)益，該美國(guó)專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用包含于此。

技術(shù)領(lǐng)域

發(fā)明總體涉及一種具有PMA和高TMR的可調(diào)四方亞鐵磁性哈斯勒化合物(tunabletetragonal ferrimagnetic Heusler compound)。

背景技術(shù)

在當(dāng)今的磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)中，基本的存儲(chǔ)元件是由被稱為“隧道勢(shì)壘”的超薄絕緣層隔開(kāi)的兩個(gè)磁性層組成的磁隧道結(jié)(MTJ)。MTJ的電阻取決于兩個(gè)磁性層的磁化強(qiáng)度的相對(duì)取向。被稱為存儲(chǔ)層或存儲(chǔ)器層的磁化強(qiáng)度在與參考磁性層的磁化強(qiáng)度平行或反平行之間切換。目前，MTJ的磁性狀態(tài)的改變是通過(guò)使電流通過(guò)該器件來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在現(xiàn)今的MRAM中，MTJ的磁性電極由Co、Fe和B的鐵磁合金形成，它們的磁矩與層垂直取向。CoFeB合金的磁化強(qiáng)度的這種垂直取向起因于界面效應(yīng)，該界面效應(yīng)通常弱而將MTJ的尺寸限制成≥20nm。尋找在MTJ內(nèi)使用的因其塊體性質(zhì)而具有垂直磁各向異性(PMA)的替換的磁性材料是必要的。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種包括可調(diào)四方亞鐵磁性哈斯勒化合物的器件，所述器件包括：呈Mn_3-xCo_xGe形式的哈斯勒化合物，其中，0x≤1，其中Co占哈斯勒化合物的至少0.4原子百分比，并且哈斯勒化合物具有四方結(jié)構(gòu)；以及基底，在(001)方向上取向并且呈YMn_1+d形式，其中Y包括選自于由Ir和Pt組成的組中的元素，并且0≤d≤4，其中，哈斯勒化合物和基底彼此接近，從而使自旋極化電流從哈斯勒化合物和基底中的一個(gè)穿過(guò)哈斯勒化合物和基底中的另一個(gè)。

根據(jù)發(fā)明的另一方面，提供一種包括可調(diào)四方亞鐵磁性哈斯勒化合物的器件，所述器件包括：呈Mn_3-xCo_xGe形式的哈斯勒化合物，其中，0x≤1，其中Co占哈斯勒化合物的至少0.4原子百分比，哈斯勒化合物具有四方結(jié)構(gòu)；多層結(jié)構(gòu)，多層結(jié)構(gòu)在室溫下是非磁性的，多層結(jié)構(gòu)包括Co和E的交替層，其中E包括包含Al的至少一種其它元素，其中多層結(jié)構(gòu)的組成由Co_1-yE_y表示，并且y在0.45至0.55的范圍內(nèi)；以及基底，位于多層結(jié)構(gòu)的下面，其中，哈斯勒化合物和多層結(jié)構(gòu)彼此接近，從而使自旋極化電流從哈斯勒化合物和多層結(jié)構(gòu)中的一個(gè)穿過(guò)哈斯勒化合物和多層結(jié)構(gòu)中的另一個(gè)。

根據(jù)發(fā)明的另一方面，提供一種包括可調(diào)四方亞鐵磁性哈斯勒化合物的器件，所述器件包括：基底；底層，在(001)方向上取向，底層在室溫下是非磁性的，底層覆蓋基底；第一磁性層，包括呈Mn_3-xCo_xGe形式的哈斯勒化合物，其中0x≤1，第一磁性層與底層接觸，其中，第一磁性層的磁矩是可切換的；隧道勢(shì)壘，覆蓋第一磁性層；以及第二磁性層，與隧道勢(shì)壘接觸。

附圖說(shuō)明

在下面的詳細(xì)描述和附圖中公開(kāi)了發(fā)明的各種實(shí)施例。

圖1A-圖1C描繪了晶體結(jié)構(gòu)示意圖。