【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及磁性隧道结装置。
技术介绍
磁性随机存取存储器(MRAM)为使用磁化来表示所存储的数据的非易失性存储器技术。MRAM大体包括呈阵列的多个磁性单元。每一单元通常表示一个数据位。单元包括磁性元件,例如磁性隧道结(MTJ)。 MTJ的铁磁板通常包括由薄隧道势垒层隔开的自由层及被钉扎层(pinnedlayer)。板与磁化方向(或磁矩的定向)相关联。在自由层中,磁化方向能够自由旋转。反铁磁层可用以在特定方向上固定被钉扎层的磁化。通过改变MTJ的铁磁板中的一者的磁化方向而将位写入到MTJ。MTJ的电阻视自由层及被钉扎层的磁矩的定向而定。通过将切换电流施加到MTJ元件,MTJ元件的磁极化可从逻辑“ I ”状态改变为逻辑“O”状态或从逻辑“O”状态改变为逻辑“ I”状态。
技术实现思路
本文中的实施例描述用于形成磁性隧道结(MTJ)装置的方法及装置。根据说明性实施例,MTJ装置是通过在隧道势垒层上沉积磁性可穿透材料的第一自由层、在所述第一自由层上沉积间隔物层、在所述间隔物层上沉积第二自由层及在所述第二自由层上方沉积自旋力矩增强层(spin torque enhancement layer)而形成。选择具有一种或一种以上材料及实质上抑制所述第一自由层与所述第二自由层之间的交换耦合的厚度的间隔物层。然而,所述第一自由层与所述第二自由层经强静磁耦合。因而,不管装置是切换到逻辑“I”状态还是切换到逻辑“O”状态,所述第一自由层与所述第二自由层的磁极化为反平行的。在特定实施例中,揭示一种具有具第一厚度的第一自由层、第二自由层及自旋力矩增强层的MTJ装置。所述装置还 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.08 US 12/633,2641.一种磁性隧道结装置,其包含 半导体装置,其包含 第一自由层; 第二自由层; 自旋力矩增强层 '及 在所述第一自由层与所述第二自由层之间的间隔物层,所述间隔物层包含材料且具有实质上抑制所述第一自由层与所述第二自由层之间的交换耦合的厚度,且其中所述第一自由层静磁地耦合到所述第二自由层。2.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其中所述第一自由层包含CoFeB。3.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其中所述第二自由层包含NiFe。4.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其进一步包含合成反铁磁SAF层。5.根据权利要求4所述的磁性隧道结装置,其进一步包含反铁磁AFM钉扎层以钉扎所述SAF层中的磁场的方向。6.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其中所述间隔物层的所述厚度为至少4埃。7.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其中所述间隔物层的所述厚度为至少10埃。8.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其中所述间隔物层的材料包含Ta及MgO中的一者。9.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其中所述第二自由层的厚度大于所述第一自由层的厚度。10.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其中所述磁性隧道结装置是在存储器单元中,且其中经由所述磁性隧道结装置的写入电流改变存储在所述存储器单元中的数据值。11.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其中所述第一自由层中的磁致伸缩由所述第二自由层减少。12.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其中所述第一自由层中的第一磁矩与所述第二自由层中的第二磁矩反平行。13.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其进一步包含邻近于所述自旋力矩增强层的覆盖层,其中所述覆盖层形成自旋势垒但并非钉扎层。14.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其进一步包含在所述自旋力矩增强层与所述第二自由层之间的自旋累积层。15.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其中所述第一自由层的厚度在15埃与20埃之间。16.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其中所述第二自由层的厚度在10埃与60埃之间。17.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其中所述第二自由层的厚度在15埃与40埃之间。18.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其集成在至少一个半导体裸片中。19.根据权利要求I所述的磁性隧道结装置,其进一步包含选自由所述半导体装置所集成到其中的以下各项所组成的群组的装置机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航装置、通信装置、个人数字助理PDA、固定位置数据单元及计算机。20.—种设备,其包含 第一自由层; 第二自由层;及 用于提供在所述第一自由层与所述第二自由层之间的间隔物层的装置,其中所述间隔物层实质上抑制所述第一自由层与所述第二自由层之间的交换耦合,且其中所述第一自由层静磁耦合到所述第二自由层,其中所述第一自由层的磁矩相对于固定层的对准是由经由所述第一自由层及所述第二自由层的写入电流控制。21.一种制造磁性隧道结装置的方法,所述方法包含 在磁性隧道结结构的隧道势垒层上沉积第一自由层,所述第一自由层包含磁性可穿透材料且具有第一厚度; 在所述第一自由层上沉积间隔物层,所述间隔物层包含实质上非磁性可穿透绝缘体材料且具有实质上抑制所述第一自由层与第二自由层之间的交换耦合的第二厚度; 在所述间隔物层上沉积第二自由层,所述第二自由层包含磁性可穿透材料且具有第三厚度;及 在所述第二自由层上方沉积自旋力矩增强层,所述自旋力矩增强层具有第四厚度。22.根据权利要求21所述的方法,其进一步包含在衬底与所述第一自由层之间沉积合成反铁磁SAF层。23.根据权利要求22所述的方法,其进一步包含在所述衬底与所述SAF层之间沉积反铁磁AFM钉扎层。24.根据权利要求21所述的方法,其中所述第一自由层包含铁合金。25.根据权利要求21所述的方法,其中所述第二自由层包含铁合金。26.根据权利要求21所述的方法,...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱晓春,升·H·康,李霞,李康浩,
申请(专利权)人:高通股份有限公司,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。