[發(fā)明專利]控制釘扎層疇結(jié)構(gòu)在巨/隧穿磁電阻結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多態(tài)存儲的方法及多態(tài)存儲器

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• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113314166A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧世陽;陳偉斌;劉宏喜;曹凱華;王戈飛
• 申請（專利權(quán)）人: 致真存儲（北京）科技有限公司
• 主分類號: G11C11/15
• 分類號: G11C11/15;H01L43/08
• 代理公司: 北京墨丘知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11878
• 代理人: 代峰;谷軼楠

1.一種控制釘扎層疇結(jié)構(gòu)在巨/隧穿磁電阻結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多態(tài)存儲的方法，所述巨/隧穿磁電阻結(jié)構(gòu)由磁阻膜堆制成，包括基底、種子層、自旋產(chǎn)生層、反鐵磁釘扎層、鐵磁被釘扎層、非磁間層、軟磁自由層、覆蓋層，其特征在于，包括步驟如下：

在所述自旋產(chǎn)生層中通入電流產(chǎn)生自旋流，從而產(chǎn)生自旋軌道力矩效應(yīng)；

基于所述產(chǎn)生的自旋軌道力矩效應(yīng)改變所述反鐵磁釘扎層中反鐵磁磁序的數(shù)量、大小和方向中的至少一種，從而影響所述鐵磁被釘扎層中磁疇的數(shù)量、大小和方向中的至少一種；

控制所述電流的大小，從而使得所述反鐵磁磁序產(chǎn)生多次不同程度的偏轉(zhuǎn)；

基于磁電阻效應(yīng)讀出所述偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)一個物理存儲單元直接存儲多個阻態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制釘扎層疇結(jié)構(gòu)在巨/隧穿磁電阻結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多態(tài)存儲的方法，其特征在于，所述鐵磁被釘扎層包括合成反鐵磁結(jié)構(gòu)或自旋閥結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制釘扎層疇結(jié)構(gòu)在巨/隧穿磁電阻結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多態(tài)存儲的方法，其特征在于，所述自旋產(chǎn)生層至少包括兩個凸出端。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種控制釘扎層疇結(jié)構(gòu)在巨/隧穿磁電阻結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多態(tài)存儲的方法，其特征在于，所述自旋產(chǎn)生層中的凸出端分別與電極相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種控制釘扎層疇結(jié)構(gòu)在巨/隧穿磁電阻結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多態(tài)存儲的方法，其特征在于，所述自旋產(chǎn)生層包括自旋產(chǎn)生部。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種控制釘扎層疇結(jié)構(gòu)在巨/隧穿磁電阻結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多態(tài)存儲的方法，其特征在于，所述自旋產(chǎn)生部包括可產(chǎn)生自旋流的結(jié)構(gòu)。

7.一種支持如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的控制釘扎層疇結(jié)構(gòu)在巨/隧穿磁電阻結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)多態(tài)存儲的方法的多態(tài)存儲器，其特征在于，所述多態(tài)存儲器具有多層薄膜結(jié)構(gòu)，包括:基底、種子層、自旋產(chǎn)生層、反鐵磁釘扎層、鐵磁被釘扎層、非磁間層、軟磁自由層、覆蓋層。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多態(tài)存儲器，其特征在于，所述鐵磁被釘扎層包括合成反鐵磁結(jié)構(gòu)或自旋閥結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多態(tài)存儲器，其特征在于，所述自旋產(chǎn)生層至少包括兩個凸出端。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多態(tài)存儲器，其特征在于，所述自旋產(chǎn)生層中的凸出端分別與電極相連。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多態(tài)存儲器，其特征在于，所述自旋產(chǎn)生層包括自旋產(chǎn)生部。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多態(tài)存儲器，其特征在于，所述自旋產(chǎn)生部包括可以產(chǎn)生自旋流的結(jié)構(gòu)。

根據(jù)權(quán)利要求7所述的多態(tài)存儲器，其特征在于，所述基底層的材質(zhì)包括硅Si或二氧化硅SiO₂；所述反鐵磁釘扎層的材質(zhì)包括銥錳合金IrMn；所述鐵磁被釘扎層的材質(zhì)包括鈷鐵CoFe；所述非磁間隔層的材質(zhì)包括銅Cu；所述軟磁自由層的材質(zhì)包括鈷鐵CoFe或鎳鐵NiFe；所述覆蓋層的材質(zhì)包括鉭Ta。