[發明專利]磁性隧道結器件

在審

• 申請號: 202010322269.7
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111834521A
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: J·斯韋茨;K·加雷羅
• 申請（專利權）人: IMEC非營利協會
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;G11C11/16
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 胡利鳴;楊潔

1.一種包括層堆棧(108，208)的磁性隧道結MTJ器件(100，200)，包括：

SOT層(120)和第一自由層(130)，

第二自由層(150)、參考層(170)和布置在所述第二自由層(150)和所述參考層(170)之間的隧道勢壘層(160)，以及

布置為在所述第一自由層(130)和所述第二自由層(150)之間的界面層的間隔層(140)，

其中所述SOT層(120)被適配成通過SOT切換所述第一自由層(130)的磁化方向，以及

其中所述第一自由層(130)被適配成生成作用在所述第二自由層(150)上的磁雜散場，使得所述第二自由層(150)的磁化方向響應于所述第一自由層(130)的磁化方向。

2.如權利要求1所述的器件，其特征在于，所述間隔層(140)包括第一間隔子層(140a)。

3.如權利要求2所述的器件，其特征在于，所述第一間隔子層(140a)是布置成與所述第一自由層(130)的表面接觸的生成層，其中所述第一間隔子層(140a)的SOT系數的符號與所述SOT層(120)的SOT系數的符號相反。

4.如權利要求2-3中任一項所述的器件，其特征在于，所述間隔層(140)進一步包括布置成與所述第一子層(140a)接觸的第二間隔子層(140b)。

5.如權利要求4所述的器件，其特征在于，所述第二間隔子層(140b)包括至少一個金屬層。

6.如權利要求5所述的器件，其特征在于，所述間隔層(140)進一步包括布置成與所述第二子層(140b)接觸的第三間隔子層(140c)，其中所述第三間隔子層(140c)包括具有001晶體結構的氧化物層。

7.如權利要求6所述的器件，其特征在于，所述第三間隔子層(140c)進一步包括含B的層，其中所述含B的層被布置成與所述第二子層(140a)接觸，并且所述氧化物層被布置成與所述第二自由層(150)接觸。

8.如權利要求6所述的器件，其特征在于，所述間隔層(140)的厚度為5nm或更小。

9.如前述權利要求中任一項所述的器件，其特征在于，作用在所述第二自由層(150)上的所述磁雜散場的強度超過所述第二自由層(150)的反向場的最大強度。

10.如前述權利要求中任一項所述的器件，其特征在于，作用在所述第二自由層(150)上的所述磁雜散場的強度為至少10mT，優選地為至少30mT。

11.如前述權利要求中任一項所述的器件，其特征在于，所述層堆棧進一步包括第三自由層(154)和耦合層(152)，所述耦合層(152)布置在所述第二和第三自由層之間并被適配成提供所述第二和第三自由層的磁化的反平行耦合。

12.如前述權利要求中任一項所述的器件，其特征在于，所述第二自由層(150)、所述參考層(170)和所述隧道勢壘層(160)構成布置在所述第一自由層(130)和所述間隔層(140)上方的頂部釘扎磁性隧道結的一部分；或者，其中所述第二自由層(150)、所述參考層(170)和所述隧道勢壘層(160)構成布置在所述第一自由層(130)和所述間隔層(140)下方的底部釘扎磁性隧道結的一部分。

13.如前述權利要求中任一項所述的器件，其特征在于，進一步包括電極結構(110，210)，所述電極結構(110，210)被配置成向所述SOT層(120)提供SOT切換電流。

14.一種電路設備(300)，包括至少一個電路單元(310)，每個電路單元包括根據前述權利要求中任一項所述的磁性隧道結器件。