[發明專利]一種磁存儲器件及其寫入方法、邏輯器件

有效

• 申請號: 202010583721.5
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111682105B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 石以諾;遲克群;李州;孟皓
• 申請（專利權）人: 浙江馳拓科技有限公司
• 主分類號: H10B61/00
• 分類號: H10B61/00;H10N52/00;H10N52/01
• 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

1.一種磁存儲器件，其特征在于，包括：

重金屬層；

磁隧道結，包括：層疊在所述重金屬層上的自由層、層疊在所述自由層上的磁道阻擋層、以及層疊在所述磁道阻擋層上的參考層；且所述自由層與所述參考層通過所述磁道阻擋層相隔開；

其中，所述磁隧道結與所述重金屬層平行的截面為非圓截面,所述非圓截面為由圓弧、以及連接所述圓弧兩個端點的直線或折線圍成的封閉面；所述重金屬層與所述自由層之間的相互作用為SOT效應及DMI耦合效應。

2.如權利要求1所述的磁存儲器件，其特征在于，所述磁隧道結的磁各向異性為垂直磁各向異性。

3.如權利要求1所述的磁存儲器件，其特征在于，所述重金屬層具有一對用于通電流的端口，且該對端口的兩個端口位置相對且分別位于所述磁隧道結的兩側。

4.如權利要求1所述的磁存儲器件，其特征在于，所述重金屬層具有至少兩對用于通電流的端口，且每對端口中的兩個端口位置相對且分別位于所述磁隧道結的兩側。

5.如權利要求4所述的磁存儲器件，其特征在于，所述重金屬層具有兩對所述端口，且其中一對端口中電流的流動方向與另一對端口中電流的流動方向垂直。

6.如權利要求3～5任一項所述的磁存儲器件，其特征在于，所述非圓截面為由圓弧、以及連接所述圓弧兩個端點的直線圍成的封閉面，所述非圓截面的對稱軸上背離所述圓弧的方向與每對端口中電流的流動方向的夾角為θ；其中，0°≤θ＜360°。

7.如權利要求1所述的磁存儲器件，其特征在于，所述自由層的材料為Co,CoFe,CoFeB中的任一種,所述重金屬層的材料為Pt,W,Mo,Ir,Tb,Cr,Ta中的任一種。

8.如權利要求7所述的磁存儲器件，其特征在于，所述自由層的材料與所述重金屬層的材料組合為Co/Pt,CoFe/Pt,CoFeB/Pt,Co/W,CoFe/W,CoFeB/W,Co/Ir,Co/Tb,CoFeB/Mo,CoFeB/Cr,CoFeB/Ta中的一種組合。

9.一種如權利要求1～8任一項所述的磁存儲器件的寫入方法，其特征在于，包括：

根據所述磁隧道結上與所述重金屬層平行的非圓截面，向所述重金屬層通電流值為設定范圍內的電流；其中，所述非圓截面為由圓弧、以及連接所述圓弧兩個端點的直線或折線圍成的封閉面；

基于所述自由層及所述重金屬層之間的SOT效應及DMI耦合效應，所述自由層進行磁極性翻轉。

10.如權利要求9所述的寫入方法，其特征在于，所述磁隧道結的磁各向異性為垂直磁各向異性；

所述根據所述磁隧道結上與所述重金屬層平行的非圓截面，向所述重金屬層通電流值為設定范圍內的電流具體為：

向所述重金屬層通電流值為60％J～140％J的電流，其中，J為臨界電流值。

11.如權利要求10所述的寫入方法，其特征在于，所述基于所述自由層及所述重金屬層之間的SOT效應及DMI耦合效應，所述自由層進行磁極性翻轉具體為：

在所述重金屬層內所通電流的電流值為60％J～100％J時，所述自由層的磁極性翻轉為第一磁極性翻轉狀態；

在所述重金屬層內所通電流的電流值為100％J～140％J時，所述自由層的磁極性翻轉為第二磁極性翻轉狀態。

12.如權利要求10所述的寫入方法，其特征在于，所述非圓截面的對稱軸上背離所述圓弧的方向與所述重金屬層上電流的流動方向的夾角為θ；其中，0°≤θ＜360°。

13.如權利要求12所述的磁存儲器件，其特征在于，在θ＝0°時，J＝J0；

所述J的大小隨θ從0°到360°的逐漸增加在90％J0～110％J0之間上下波動。

14.一種邏輯器件，其特征在于，包括如權利要求1～8任一項所述的磁存儲器件。