一种磁性多层膜及磁性存储器制造技术

本发明专利技术公开一种磁性多层膜及磁性存储器，其中，一种磁性多层膜包括第一磁性层和磁性存储器件，磁性存储器件包括第二磁性层和磁性存储单元，第二磁性层与第一磁性层叠层设置，磁性存储单元与第二磁性层背离第一磁性层的一侧的界面叠层设置，第一磁性层的尺寸分别大于第二磁性层的尺寸和磁性存储单元的尺寸。第一磁性层的形状为长条形，由于形状各向异性，第一磁性层磁矩沿长边方向排列。第一磁性层的磁矩与第二磁性层的磁矩相互耦合。由于耦合作用，第二磁性层的磁矩同样倾向于第一磁性层的长边方向排列。因此第二磁性层可以引入稳定的面内磁场，且磁性存储器件设置为多个，从而增加磁性存储器的存储密度。加磁性存储器的存储密度。加磁性存储器的存储密度。

【技术实现步骤摘要】
一种磁性多层膜及磁性存储器


[0001]本专利技术涉及磁性存储
，特别涉及一种磁性多层膜及磁性存储器。

技术介绍

[0002]磁性多层膜，特别是磁性隧道结(MTJ)结构已经被广泛应用于磁性传感器和磁性随机存储器(MRAM)。对于自旋轨道矩磁性随机存储器(SOT
‑
MRAM)而言，必须施加额外面内磁场打破其对称性才能实现自由层的确定性翻转，对于电压控制磁性随机存储器(VC
‑
MRAM)而言，也需要施加一个额外的面内磁场作为自由层进动的有效场，诱导自由层进行超快进动，进而实现自由层的翻转。
[0003]设置磁性硬掩膜层是目前内置面内磁场的主要方法之一。磁性硬掩膜层由一层较厚的磁性材料组成，磁性材料散磁场提供某一特定方向的面内磁场。但现有技术中的磁性硬掩膜层的制备只能用于单个磁性存储器件，其磁性硬掩膜层的面积较大，极大地减小磁性储存器件的存储密度。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种磁性多层膜及磁性存储器，以解决现有技术中磁性存储器件的存储密度小的技术问题。
[0005]本专利技术提供的一种磁性多层膜，包括：
[0006]第一磁性层，所述第一磁性层的形状为长条形；及
[0007]磁性存储器件，所述磁性存储器件设置为多个，所述磁性存储器件包括第二磁性层和磁性存储单元，所述第二磁性层与所述第一磁性层叠层设置，所述磁性存储单元与所述第二磁性层背离所述第一磁性层一侧的界面叠层设置，所述第一磁性层的磁矩与所述第二磁性层的磁矩相互耦合，所述第一磁性层的尺寸分别大于所述第二磁性层的尺寸和所述磁性存储单元的尺寸。
[0008]进一步地，所述第二磁性层的形状大小与所述磁性存储单元的形状大小相同。
[0009]进一步地，所述第二磁性层与磁性存储单元的形状为圆柱体或椭圆柱体。
[0010]进一步地，所述第一磁性层的材料包括CoFeB、CoFe、Co、Ni、FeB、CoFeSi的一种或多种组合。
[0011]进一步地，所述磁性存储器件还包括第一非磁性层，所述第一非磁性层叠层设置于所述第二磁性层与所述磁性存储单元之间。
[0012]进一步地，所述第一非磁性层的材料包括Ta、TiN、Cu、W的一种或多种组合。
[0013]进一步地，所述磁性存储器件还包括第二非磁性层，所述第二非磁性层叠层设置于所述磁性存储单元背离所述第一磁性层一侧的界面。
[0014]进一步地，所述磁性存储器件还包括第三非磁性层，所述第三非磁性层叠层设置于所述第一磁性层与所述第二磁性层之间。
[0015]进一步地，所述第一磁性层作为或者部分作为CMOS后段工艺中的互联层。
[0016]本专利技术还提供另一个磁性多层膜，包括：
[0017]第三磁性层，所述第三磁性层的形状为长条形；
[0018]第四非磁性层，所述第四非磁性层与所述第三磁性层叠层设置；及
[0019]磁性存储单元，所述磁性存储单元与所述第四非磁性层背离所述第三磁性一侧的界面叠层设置，且所述第三磁性层的尺寸和所述第四非磁性层的尺寸均大于所述磁性存储单元的尺寸。
[0020]本专利技术还提供一种磁性存储器，所述磁性存储器包括上述磁性多层膜。
[0021]本专利技术提供的一种磁性多层膜，包括第一磁性层和磁性存储器件，第一磁性层的形状为长条形，以使第一磁性层的磁矩方向倾向于长边方向，第一磁性层的磁矩与第二磁性层的磁矩相互耦合，第二磁性层的磁矩也倾向于第一磁性层的长边方向排列，以引入面内磁场，第二磁性层与磁性存储单元构成磁性存储器件，且磁性存储器件设置为多个，从而增加磁性存储器的存储密度。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0023]图1为本专利技术实施例中一种磁性多层膜的示意图。
[0024]图2为本专利技术实施例中一种磁性多层膜的立体图
[0025]图3为本专利技术实施例中具有第三非磁性层的磁性多层膜的示意图。
[0026]图4为本专利技术实施例中从底部引入面内磁场的磁性多层膜的示意图。
[0027]图5为本专利技术实施例具有第三非磁性层的从底部引入面内磁场的磁性多层膜的示意图。
[0028]图6为本专利技术另一个实施例中磁性多层膜的示意图。
[0029]图7为本专利技术另一个实施例中磁性多层膜的示意图。
[0030]其中：
[0031]100、第一磁性层；210、第二磁性层；220、磁性存储单元；300、第一非磁性层；400、第二非磁性层；500、第三非磁性层；600、第三磁性层；700、第四非磁性层；800、第五非磁性层。
[0032]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]需要说明，本专利技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该
特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0035]另外，在本专利技术中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以A和/或B为例，包括A技术方案、B技术方案，以及A和B同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。
[0036]如图1和图2所示，在一些实施例中，一种磁性多层膜包括第一磁性层100和磁性存储器件，第一磁性层100的形状为长条形，磁性存储器件设置为多个，磁性存储器件包括第二磁性层210和磁性存储单元220(磁性存储单元220是指包括SOT
‑
MRAM或者VC
‑
MRAM在内的磁性存储器件单元，即有隧道结、缓冲层和盖帽层等构成的多层膜体系)，第二磁性层210与第一磁性层100叠层设置，磁性存储单元220与第二磁性层210背离第一磁性层100一侧的界面(即是第一磁性层100与第二磁性层210接触的面相对的界面)叠层设置，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性多层膜，其特征在于，包括：第一磁性层，所述第一磁性层的形状为长条形；及磁性存储器件，所述磁性存储器件设置为多个，所述磁性存储器件包括第二磁性层和磁性存储单元，所述第二磁性层与所述第一磁性层叠层设置，所述磁性存储单元与所述第二磁性层背离所述第一磁性层一侧的界面叠层设置，所述第一磁性层的磁矩与所述第二磁性层的磁矩相互耦合，所述第一磁性层的尺寸分别大于所述第二磁性层的尺寸和所述磁性存储单元的尺寸。2.根据权利要求1所述的磁性多层膜，其特征在于，所述第二磁性层的形状大小与所述磁性存储单元的形状大小相同。3.根据权利要求1所述的磁性多层膜，其特征在于，所述第二磁性层与磁性存储单元的形状为圆柱体或椭圆柱体。4.根据权利要求1所述的磁性多层膜，其特征在于，所述第一磁性层的材料包括CoFeB、CoFe、Co、Ni、FeB、CoFeSi的一种或多种组合。5.根据权利要求1所述的磁性多层膜，其特征在于，所述磁性存储器件还包括第一非磁性层，所述第一非磁性层叠层设置于所述第二磁性层与所述磁性存储单元之间。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴迪，李尚坤，
申请(专利权)人：苏州凌存科技有限公司，
类型：发明
国别省市：