磁隧道结及其形成方法、磁存储器技术

本发明专利技术提供一种磁隧道结及其形成方法、磁存储器，该磁隧道结从下到上依次包括：第一铁磁层、氧化物势垒层、第二铁磁层以及第一体磁各向异性铁磁层；所述第二铁磁层和所述第一体磁各向异性铁磁层作为所述磁隧道结的自由层；所述第一铁磁层作为所述磁隧道结的参考层；其中，所述第一体磁各向异性铁磁层由体垂直磁各向异性的铁磁材料形成。其中，通过在第二铁磁层上设置由体垂直磁各向异性的铁磁材料形成的第一体磁各向异性铁磁层，第一体磁各向异性铁磁层与第二铁磁层实现层间耦合，提高了磁隧道结的体垂直磁各向异性常数，使得磁隧道结具有强垂直磁各向异性和高热稳定性，当磁隧道结尺寸较小时，热稳定性依然能够得到保障。

Magnetic tunnel junction and its forming method, magnetic memory

【技术实现步骤摘要】
磁隧道结及其形成方法、磁存储器
本专利技术涉及半导体领域，尤其涉及一种磁隧道结及其形成方法、磁存储器。
技术介绍
磁存储器(MagneticRandomAccessMemory，简称MRAM)的基本存储单元为磁隧道结(MagneticTunnelJunction,简称MTJ)。磁隧道结的核心部分是由两个铁磁层夹着一个隧穿势垒层而形成的三明治结构，其中一个铁磁层磁化方向不变，被称为参考层。另一个铁磁层被称为自由层，它的磁化方向与参考层平行或反平行时，磁隧道结分别处于低阻或高阻态。两个阻态可分别代表二进制数据“0”和“1”。为了使磁隧道结中的数据能够保存足够长的时间，自由层需要较高的热稳定性，自由层的热稳定性可以用热稳定因子△(ThermalStabilityFactor)来衡量，其中，△＝HKMSV/2KBT，HK是各向异性场，MS是饱和磁化强度，V是自由层体积，KB是玻尔兹曼常数，T是温度。通过上式可以看出，当自由层的磁各向异性较弱时，器件的热稳定性较低，当自由层的磁各向异性较强时，器件的热稳定性较高；同时，当磁各向异性不变时，热稳定性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁隧道结，其特征在于，从下到上依次包括：第一铁磁层、氧化物势垒层、第二铁磁层以及第一体磁各向异性铁磁层；/n所述第二铁磁层和所述第一体磁各向异性铁磁层作为所述磁隧道结的自由层；所述第一铁磁层作为所述磁隧道结的参考层；/n其中，所述第一体磁各向异性铁磁层由体垂直磁各向异性的铁磁材料形成。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁隧道结，其特征在于，从下到上依次包括：第一铁磁层、氧化物势垒层、第二铁磁层以及第一体磁各向异性铁磁层；
所述第二铁磁层和所述第一体磁各向异性铁磁层作为所述磁隧道结的自由层；所述第一铁磁层作为所述磁隧道结的参考层；
其中，所述第一体磁各向异性铁磁层由体垂直磁各向异性的铁磁材料形成。


2.根据权利要求1所述的磁隧道结，其特征在于，还包括：第二体磁各向异性铁磁层；
所述第二体磁各向异性铁磁层设置在所述第一铁磁层的下面，由体垂直磁各向异性的铁磁材料形成。


3.根据权利要求1或2所述的磁隧道结，其特征在于，所述体垂直磁各向异性的铁磁材料包括：铁铂、锰镓、锰铝、铁钯、钐钴中的一种或几种的组合。


4.根据权利要求1所述的磁隧道结，其特征在于，所述第一体磁各向异性铁磁层的厚度为1～10nm。


5.根据权利要求1所述的磁隧道结，其特征在于，还包括：钉扎层；
所述钉扎层设置在所述第一铁磁层的下面。

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【专利技术属性】
技术研发人员：赵巍胜，彭守仲，芦家琪，熊丹荣，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11