一种具双自由层的磁性随机存储器存储单元制造技术

一种具双自由层的磁性随机存储器存储单元，存储单元包括依次向上层叠设置的参考层、势垒层、自由层、覆盖层，所述自由层内部，按照第一自由层、杂质吸收层、第二自由层的依次向上叠加设置；其中，所述第一自由层和第二自由层的磁化矢量在透过杂质吸收层的RKKY耦合作用下呈现平行的状态。双自由层的磁性隧道结结构，能够增加自旋转移力矩效率和磁性随机存储器的热稳定性，非常有利于磁性随机存储器磁学、电学和良率的提升，以及器件的进一步缩微化。

【技术实现步骤摘要】
一种具双自由层的磁性随机存储器存储单元
本专利技术涉及具有垂直各向异性(PerpendicularMagneticAnisotropy，PMA)的磁性随机存储器(MRAM，MagneticRadomAccessMemory)，特别是关于一种双自由层结构的磁性隧道结(MagneticTunnelJunction)单元结构。
技术介绍
近年来，采用磁性隧道结(MagneticTunnelJunction,MTJ)的磁性随机存储器(MagneticRadomAccessMemory，MRAM)被人们认为是未来的固态非易失性记忆体，它具有高速读写、大容量以及低能耗的特点。铁磁性MTJ通常为三明治结构，其中有磁性自由层(FreeLayer，FL)，磁性自由层(FL)可以改变磁化方向以记录不同的数据；位于中间的绝缘隧道势垒层(TunnelBarrierLayer，TBL)；磁性参考层(ReferenceLayer，RL)位于隧道势垒层的另一侧，它的磁化方向不变。为能在这种磁电阻组件中记录信息，建议使用基于自旋动量转移或称自旋转移矩(STT，Spin本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具双自由层的磁性随机存储器存储单元，包括由下至上层叠设置的参考层、势垒层、自由层、覆盖层，其特征在于，/n所述参考层为铁磁金属或其合金所形成，其磁化矢量垂直于薄膜平面且方向不变；/n所述势垒层为金属氧化物所形成；/n所述自由层内部按照第一自由层、杂质吸收层、第二自由层的依次向上叠加设置；其中，所述第一自由层为由铁磁性金属合金所形成的具有垂直各向异性的可变磁极化层，所述杂质吸收层为低价金属氧化物所形成，所述第二自由层为由铁磁性金属合金所形成的具有垂直各向异性的可变磁极化层，所述第一自由层的磁化矢量方向和所述第二自由层的磁化矢量方向在透过所述杂质吸收层的RKKY耦合作用下呈现平行的状态；/...

【技术特征摘要】
1.一种具双自由层的磁性随机存储器存储单元，包括由下至上层叠设置的参考层、势垒层、自由层、覆盖层，其特征在于，
所述参考层为铁磁金属或其合金所形成，其磁化矢量垂直于薄膜平面且方向不变；
所述势垒层为金属氧化物所形成；
所述自由层内部按照第一自由层、杂质吸收层、第二自由层的依次向上叠加设置；其中，所述第一自由层为由铁磁性金属合金所形成的具有垂直各向异性的可变磁极化层，所述杂质吸收层为低价金属氧化物所形成，所述第二自由层为由铁磁性金属合金所形成的具有垂直各向异性的可变磁极化层，所述第一自由层的磁化矢量方向和所述第二自由层的磁化矢量方向在透过所述杂质吸收层的RKKY耦合作用下呈现平行的状态；
所述覆盖层为金属氧化物所形成。


2.根据权利要求1所述的磁性随机存储器存储单元，其特征在于，所述第一自由层的组成材料为FeB、CoFeB、Fe/FeB、CoFe/CoFeB、Fe/CoFeB、FeC、CoFeC、Fe/FeC、CoFe/CoFeC、Fe/CoFeC其中之一，且在FeB或CoFeB中B(硼)的含量不超过20％，在FeC或CoFeC中C(碳)的含量不超过20％。


3.根据权利要求1所述的磁性随机存储器存储单元，其特征在于，所述第一自由层厚度为0.8nm～2.0nm。


4.根据权利要求1所述的磁性随机存储器存储单元，其特征在于，所述杂质吸收层其材料为Mg、Ti、Ca、Al、V、Cr、Zr、Nb、Ta、Hf、Mo、W、Cu、Zn等金属元素的低价金属氧化物其中之一或它们的组合，优化为Mg、Ti、Ca、Al、V、Cr等轻金属元素的低价金属氧化物其中之一或它们的组合，其厚度为0.2nm～0.5nm。


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【专利技术属性】
技术研发人员：张云森，郭一民，陈峻，肖荣福，
申请(专利权)人：上海磁宇信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31