【技术实现步骤摘要】
一种磁性随机存储器存储单元及磁性随机存储器
本专利技术涉及磁性随机存储器领域，特别涉及一种具有多层自由层的磁性随机存储器存储单元及磁性随机存储器。
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，其中有磁性记忆层(自由层)，它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；磁性参考层，位于隧道势垒层的另一侧，它的磁化方向不变。为能在这种磁电阻元件中记录信息，建议使用基于自旋动量转移或称自旋转移矩(STT，SpinTransferTorque)转换技术的写方法，这样的MRAM称为STT-MRAM。根据磁极化方向的不同，STT-MRAM又分为面内STT-MRAM和垂直STT-MRAM(即pSTT-MRAM)，后者有更好的性能。在具有垂直各向异性(PerpendicularMagneti...
【技术保护点】
1.一种具有多层自由层的磁性随机存储器存储单元，包括从下而上层叠设置的参考层、势垒层、第一自由层、覆盖层，其特征在于，在所述覆盖层下方且第一自由层上方设置多层第二自由层组，该多层第二自由层组是由其下层的垂直耦合层与上层的第二自由层，以叠加垂直耦合层/第二自由层双层结构方式依序叠加n层所组成，并在其最上层第二自由层的上方制作一磁阻尼阻挡层，提供一个垂直界面各向异性予所有第二自由层的磁化矢量，并减少整个膜层的磁阻尼系数；/n其中，2≤n≤6，且所述所有第二自由层的磁化矢量始终垂直于所述第一自由层界面，并与第一自由层中的磁化矢量平行。/n
【技术特征摘要】
1.一种具有多层自由层的磁性随机存储器存储单元，包括从下而上层叠设置的参考层、势垒层、第一自由层、覆盖层，其特征在于，在所述覆盖层下方且第一自由层上方设置多层第二自由层组，该多层第二自由层组是由其下层的垂直耦合层与上层的第二自由层，以叠加垂直耦合层/第二自由层双层结构方式依序叠加n层所组成，并在其最上层第二自由层的上方制作一磁阻尼阻挡层，提供一个垂直界面各向异性予所有第二自由层的磁化矢量，并减少整个膜层的磁阻尼系数；
其中，2≤n≤6，且所述所有第二自由层的磁化矢量始终垂直于所述第一自由层界面，并与第一自由层中的磁化矢量平行。
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，所述垂直耦合层为MgO，ZrO2，ZnO，Al2O3，GaO，Y2O3，SrO，Sc2O3，TiO2，HfO2，V2O5，Nb2O5，Ta2O5，CrO3，MoO3，WO3，RuO2，OsO2，TcO，ReO，RhO，rO，SnO，SbO，MgZnxOy，MgBxOy，MgTixOy，MgHfxOy，MgVxOy，MgNbxOy，MgTaxOy，MgCrxOy，MgMoxOy，MgWxOy，MgRuxOy，MgRhxOy，MgIrxOy，MgSnxOy，MgSbxOy，MgCoxOy，MgCoxFeyOz或MgAlxOy，其厚度为0.3nm～2.5nm。
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，所述磁阻尼阻挡层为MgO，ZrO2，ZnO，Al2O3，GaO，Y2O3，SrO，Sc2O3，TiO2，HfO2，V2O5，Nb2O5,Ta2O5，CrO3，MoO3，WO3，RuO2，OsO2，TcO，ReO，RhO，IrO，SnO，SbO，MgZnxOy，MgBxOy，MgTixOy，MgHfxOy，MgVxOy，MgNbxOy，MgTaxOy，MgCrxOy，MgMoxOy，MgWxOy，MgRuxOy，MgRhxOy，MgIrxOy，MgSnxOy，MgSbxOy，MgCoxOy，MgCoxFeyOz或MgAlxOy，其厚度为0.5nm～3.0nm。
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，所述势垒层由非磁性金属氧化物制成，所述非磁性金属氧化物包括MgO，MgZnxOy，MgBxOy或MgAlxOy。
5.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，所述第一自由层是由CoFeB、CoFe/CoFeB、Fe/CoFeB、CoFeB/(W，Mo，V，Nb，Cr，Hf，Ti，Zr，Ta，Sc，Y，Zn，Ru，Os，Ru，Rh，Ir，Pd，Pt)/CoFeB、Fe/CoFeB/(W，Mo，V，Nb，Cr，Hf，Ti，Zr，Ta，Sc，Y，Zn，Ru，Os，Ru，R...
【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
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