用于利用自旋转移的磁性元件的电流约束传递层和使用该磁性元件的MRAM器件制造技术

本发明专利技术公开了一种提供磁性元件的方法和系统。一方面，磁性元件包括至少一个被钉扎层（１１０）、自由层（１３０）、和位于被钉扎层（１１０）和自由层（１３０）之间的电流约束层（１２０）。被钉扎层（１１０）是铁磁性的并且具有第一磁化。电流约束层（１２０）在绝缘基材中具有至少一个通道。通道是导电性的，并且延伸通过电流约束层（１２０）。自由层（１３０）是铁磁性的并且具有第二磁化。被钉扎层（１１０）、自由层（１３０）、和电流约束层（１２０）被配置成允许自由层的磁化使用自旋转移进行切换。磁性元件（１００）也包括其它层，包括用于自旋阀、自旋隧道结、双自旋阀、双自旋隧道结、双自旋阀／隧道结构的层。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及磁性存储器系统，尤其涉及一种方法和系统用于提供在切换(switching)中使用自旋转移(spin transfer)效应并且能够用于例如磁性随机存取存储器(MRAM)的磁性存储器中的元件。
技术介绍
图1A和1B描述了传统磁性元件10和10’。传统磁性元件1是自旋阀10，包括传统反铁磁(AFM)层12，传统被钉扎层(pinned layer)14，传统非磁间隔层16和传统自由层18。传统被钉扎层14和传统自由层18都是铁磁体。传统非磁间隔层16是导电的。AFM层12用于在特定的方向上固定或者钉扎被钉扎层14的磁化。自由层18的磁化通常响应外部磁场可以自由地旋转。图1B中描述的传统磁性元件10’是自旋隧道结。传统自旋隧道结10’的部分类似于传统自旋阀10。因此，传统磁性元件10’包括AFM层12’，传统被钉扎层14’，传统绝缘阻挡层16’和传统自由层18’。传统阻挡层16’非常薄足以使电子在传统自旋隧道结10’中隧穿通过。分别依赖于传统自由层18/18’和传统被钉扎层14/14’的磁化的方向，传统磁性元件10/10’的电阻会各自发生变化。当传统自由层18/18’和传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性元件，包括：被钉扎层，该被钉扎层是铁磁性的并且具有第一磁化；电流约束层，具有在绝缘基材中的至少一个通道，该至少一个通道为导电性的并且延伸通过电流约束层；以及自由层，该自由层是铁磁性的并且具有第二磁化，该电流约 束层位于被钉扎层和自由层之间；其中被钉扎层、自由层和电流约束层被配置成允许自由层的第二磁化使用自旋转移进行切换。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-9-19 10/665,9451.一种磁性元件，包括被钉扎层，该被钉扎层是铁磁性的并且具有第一磁化；电流约束层，具有在绝缘基材中的至少一个通道，该至少一个通道为导电性的并且延伸通过电流约束层；以及自由层，该自由层是铁磁性的并且具有第二磁化，该电流约束层位于被钉扎层和自由层之间；其中被钉扎层、自由层和电流约束层被配置成允许自由层的第二磁化使用自旋转移进行切换。2.如权利要求1的磁性元件，其中该磁性元件进一步包括第二被钉扎层，其是铁磁性的并且具有第三磁化；位于自由层和第二被钉扎层之间的非磁间隔层，该非磁间隔层能够包括第二电流约束层、绝缘的并且具有允许电流载流子在自由层和第二被钉扎层之间隧穿的厚度的阻挡层、或者导电层。3.如权利要求1的磁性元件，其中自由层是合成的自由层，包括被非磁层分开的第一铁磁层和第二铁磁层。4.如权利要求1的磁性元件，其中电流约束层进一步包括配置在自由层和电流约束层之间的第一导电层；和/或配置在被钉扎层和电流约束层之间的第二导电层。5.一种磁性元件，包括第一被钉扎层，该第一被钉扎层是铁磁性的并且具有第一磁化；电流约束层，具有在绝缘基材中的至少一个通道，该至少一个通道为导电性的并且延伸通过电流约束层；以及第一自由层，该第一自由层是铁磁性的并且具有第二磁化，该电流约束层位于第一被钉扎层和第一自由层之间；以及第二自由层；第二被钉扎层；以及位于第二自由层和第二被钉扎层之间的非磁层，第二自由层和第一自由层静磁耦合；非磁层是具有允许电流载...

【专利技术属性】
技术研发人员：怀一鸣，PP源，F艾伯特，
申请(专利权)人：弘世科技公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]