磁隧道结器件、存储器、存储系统及电子设备技术方案

本申请提供磁隧道结器件、存储器、存储系统及电子设备。一种磁隧道结器件包括：第一结构，包括磁层；第二结构，包括至少两个外在垂直磁化结构，每个外在垂直磁化结构包括磁层以及该磁层上的垂直磁化诱导层；及隧道势垒，位于所述第一结构和第二结构之间。

【技术实现步骤摘要】
磁隧道结器件、存储器、存储系统及电子设备
专利技术构思的实施方式总地涉及半导体存储装置。例如，专利技术构思的实施方式涉及包括磁隧道结器件的半导体存储装置、存储器、存储系统及电子设备。
技术介绍
随着越来越多的使用便携式计算设备和无线通信设备，存储装置会要求更高密度、更低功率、和/或非易失属性。磁存储器件能够满足上述技术要求。磁存储器件的一个示例数据存储机制是磁隧道结（MTJ）的隧道磁电阻（TMR）效应。例如，已经开发了具有MTJ的磁存储器件，使得MTJ可具有百分之几百至几千的TMR比率。然而，随着图案尺寸减小，可能变得更难以提供热稳定的MTJ。
技术实现思路
专利技术构思的实施方式提供具有改善的热稳定性的磁存储器件。根据专利技术构思的示范实施方式，一种磁隧道结器件可包括：第一结构，包括磁层；第二结构，包括至少两个外在垂直磁化结构，每个外在垂直磁化结构包括磁层以及该磁层上的垂直磁化诱导层；及隧道势垒，位于所述第一结构和第二结构之间。在示范实施方式中，第二结构还包括另外的外在垂直磁化结构，每个包括磁层以及该磁层上的垂直磁化诱导层。在示范实施方式中，磁隧道结器件还包括在垂直磁化诱导层之一上的垂直磁化保护层。在示范实施方式中，每个磁层具有比每个垂直磁化诱导层小的氧亲合势。在示范实施方式中，每个垂直磁化保护层具有比每个垂直磁化诱导层小的氧亲合势。在示范实施方式中，所述磁层由铁磁材料制成。在示范实施方式中，所述铁磁材料是CoFeB、CoFe、NiFe、CoFePt、CoFePd、CoFeCr、CoFeTb、CoFeGd和CoFeNi的至少之一。在示范实施方式中，所述磁层具有在约1埃至约30埃范围内的厚度。在示范实施方式中，所述磁层具有在约3埃至约17埃范围内的厚度。在示范实施方式中，所述垂直磁化诱导层与所述磁层直接接触。在示范实施方式中，所述垂直磁化诱导层是含氧材料。在示范实施方式中，所述垂直磁化诱导层是金属氧化物。在示范实施方式中，所述金属氧化物是镁氧化物、钽氧化物、钛氧化物、铝氧化物、镁锌氧化物、铪氧化物、和镁硼氧化物的至少之一。在示范实施方式中，所述垂直磁化诱导层包括Ta、Ti、U、Ba、Zr、Al、Sr、Hf、La、Ce、Sm、Mg、Th、Ca、Sc、和Y的至少之一。在示范实施方式中，所述垂直磁化诱导层具有比所述磁层或所述垂直磁化保护层高的电阻率。在示范实施方式中，所述垂直磁化诱导层具有比所述磁层或所述垂直磁化保护层小的厚度。在示范实施方式中，所述垂直磁化保护层具有比所述垂直磁化诱导层低的电阻率。在示范实施方式中，所述垂直磁化保护层由至少一种贵金属或铜形成。在示范实施方式中，所述至少一种贵金属包括钌（Ru）、铑（Rh）、钯（Pd）、银（Ag）、锇（Os）、铱（Ir）、铂（Pt）、或金（Au）。在示范实施方式中，所述垂直磁化保护层由至少一种电阻率比钽或钛低的材料形成。在示范实施方式中，磁隧道结器件还包括：基板，其中所述第一结构是更接近所述基板的下部结构，且其中所述第二结构是远离所述基板的上部结构。在示范实施方式中，所述第二结构的磁层是自由磁层。在示范实施方式中，第一结构包括固定磁层。在示范实施方式中，磁隧道结器件还包括在所述垂直磁化保护层上的顶电极。在示范实施方式中，磁隧道结器件还包括：基板，其中所述第一结构是远离所述基板的上部结构，且其中所述第二结构是更接近所述基板的下部结构。在示范实施方式中，所述第一结构包括：至少两个外在垂直磁化结构，每个包括：磁层以及该磁层上的垂直磁化诱导层；金属层，位于两个所述垂直磁化诱导层之间；及垂直磁化保护层，位于所述垂直磁化诱导层之一上。在示范实施方式中，所述第一结构中所述至少两个外在垂直磁化结构的数目大于所述第二结构中所述至少两个外在垂直磁化结构的数目。根据专利技术构思的示范实施方式，一种电子设备可包括：总线；无线接口，连接到所述总线，并配置为向无线通信网络发送数据或从其接收数据；I/O装置，连接到所述总线；控制器，连接到所述总线；及存储器，包括半导体装置，该半导体装置包括磁隧道结器件，该存储器连接到所述总线并配置为存储将被所述控制器使用的命令码或者用户数据。根据专利技术构思的示范实施方式，一种存储系统可包括：存储装置，用于存储数据，包括半导体装置，该半导体装置包括磁隧道结器件；及存储控制器，配置为控制所述存储装置响应于主机的读/写请求来读取存储在所述存储装置中的数据或者写数据到所述存储装置中。根据专利技术构思的示范实施方式，一种磁隧道结器件可包括：第一结构，包括固定磁层；隧道势垒，在所述第一结构上；第二结构，在所述隧道势垒上，该第二结构包括：第一磁层，在所述隧道势垒上；第一垂直磁化诱导层，在所述第一磁层上；交换耦合层，在所述第一垂直磁化诱导层上；第二垂直磁化诱导层，在所述交换耦合层上；第二磁层，在所述第二垂直磁化诱导层上；第三垂直磁化诱导层，在所述第二磁层上。在示范实施方式中，磁隧道结器件还包括：垂直磁化保护层，在所述第三垂直磁化诱导层上。在示范实施方式中，每个磁层具有比每个垂直磁化诱导层小的氧亲合势。在示范实施方式中，每个垂直磁化保护层具有比每个垂直磁化诱导层小的氧亲合势。在示范实施方式中，所述垂直磁化诱导层是金属氧化物。在示范实施方式中，所述金属氧化物是镁氧化物、钽氧化物、钛氧化物、铝氧化物、镁锌氧化物、铪氧化物、和镁硼氧化物的至少之一。在示范实施方式中，所述垂直磁化诱导层包括Ta、Ti、U、Ba、Zr、Al、Sr、Hf、La、Ce、Sm、Mg、Th、Ca、Sc、和Y的至少之一。在示范实施方式中，所述垂直磁化诱导层具有比所述磁层或所述垂直磁化保护层高的电阻率。在示范实施方式中，所述垂直磁化诱导层具有比所述磁层或所述垂直磁化保护层小的厚度。在示范实施方式中，磁隧道结器件还包括：基板，其中所述第一结构是更接近所述基板的下部结构，且其中所述第二结构是远离所述基板的上部结构。在示范实施方式中，所述第二结构的所述磁层是自由磁层。在示范实施方式中，第一结构包括多个固定磁层。在示范实施方式中，磁隧道结器件还包括：顶电极，在所述垂直磁化保护层上。在示范实施方式中，磁隧道结器件还包括：基板；其中所述第一结构是远离所述基板的上部结构，且其中所述第二结构是更接近所述基板的下部结构。根据专利技术构思的示范实施方式，一种电子设备可包括：总线；无线接口，连接到所述总线，并配置为向无线通信网络发送数据或从其接收数据；I/O装置，连接到所述总线；控制器，连接到所述总线；及存储器，包括半导体装置，该半导体装置包括磁隧道结器件，该存储器连接到所述总线并配置为存储将被所述控制器使用的命令码或者用户数据。根据专利技术构思的示范实施方式，一种存储系统可包括：存储装置，用于存储数据，包括半导体装置，该半导体装置包括磁隧道结器件；及存储控制器，配置为控制所述存储装置响应于主机的读/写请求来读取存储在所述存储装置中的数据或者写数据到所述存储装置中。附图说明通过下面结合附图的简要描述，将更清楚地理解示范实施方式。附图表示这里描述的非限制性的示范实施方式。图1是根据专利技术构思的示范实施方式的磁存储器件的单位单元的示意电路图；图2、3、4、5、6是电路图，示范性示出根据专利技术构思的示范实施方式的选择器件；图7是示意性示出根据专利技术构思的示范实施方式的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁隧道结器件，包括：第一结构，包括磁层；第二结构，包括至少两个外在垂直磁化结构，每个外在垂直磁化结构包括磁层以及该磁层上的垂直磁化诱导层；及隧道势垒，位于所述第一结构和第二结构之间。

【技术特征摘要】
2011.08.10 KR 10-2011-0079627;2012.02.16 US 13/391.一种磁隧道结器件，包括：第一结构，包括磁层；第二结构，包括至少两个外在垂直磁化结构，每个外在垂直磁化结构包括磁层以及该磁层上的垂直磁化诱导层，其中所述垂直磁化诱导层是含氧材料；及隧道势垒，位于所述第一结构和第二结构之间。2.根据权利要求1所述的磁隧道结器件，所述第二结构还包括：另外的外在垂直磁化结构，每个包括磁层以及该磁层上的垂直磁化诱导层。3.根据权利要求1所述的磁隧道结器件，还包括：在所述垂直磁化诱导层之一上的垂直磁化保护层。4.根据权利要求3所述的磁隧道结器件，其中每个磁层具有比每个垂直磁化诱导层小的氧亲合势。5.根据权利要求3所述的磁隧道结器件，其中每个垂直磁化保护层具有比每个垂直磁化诱导层小的氧亲合势。6.根据权利要求3所述的磁隧道结器件，其中所述磁层由铁磁材料制成。7.根据权利要求6所述的磁隧道结器件，其中所述铁磁材料是CoFeB、CoFe、NiFe、CoFePt、CoFePd、CoFeCr、CoFeTb、CoFeGd及CoFeNi中至少之一。8.根据权利要求3所述的磁隧道结器件，其中所述磁层具有在1埃至30埃范围内的厚度。9.根据权利要求8所述的磁隧道结器件，其中所述磁层具有在3埃至17埃范围内的厚度。10.根据权利要求3所述的磁隧道结器件，其中所述垂直磁化诱导层与所述磁层直接接触。11.根据权利要求1所述的磁隧道结器件，其中所述垂直磁化诱导层是金属氧化物。12.根据权利要求11所述的磁隧道结器件，其中所述金属氧化物是镁氧化物、钽氧化物、钛氧化物、铝氧化物、镁锌氧化物、铪氧化物、及镁硼氧化物中至少之一。13.根据权利要求3所述的磁隧道结器件，其中所述垂直磁化诱导层包括Ta、Ti、U、Ba、Zr、Al、Sr、Hf、La、Ce、Sm、Mg、Th、Ca、Sc、及Y中至少之一。14.根据权利要求3所述的磁隧道结器件，其中所述垂直磁化诱导层具有比所述磁层或所述垂直磁化保护层高的电阻率。15.根据权利要求3所述的磁隧道结器件，其中所述垂直磁化诱导层具有比所述磁层或所述垂直磁化保护层小的厚度。16.根据权利要求3所述的磁隧道结器件，其中所述垂直磁化保护层具有比所述垂直磁化诱导层低的电阻率。17.根据权利要求3所述的磁隧道结器件，其中所述垂直磁化保护层由至少一种贵金属或铜形成。18.根据权利要求17所述的磁隧道结器件，其中所述至少一种贵金属包括钌(Ru)、铑(Rh)、钯(Pd)、银(Ag)、锇(Os)、铱(Ir)、铂(Pt)、及金(Au)。19.根据权利要求3所述的磁隧道结器件，其中所述垂直磁化保护层由至少一种电阻率比钽或钛低的材料形成。20.根据权利要求3所述的磁隧道结器件，还包括：基板；其中所述第一结构是更接近所述基板的下部结构，且其中所述第二结构是远离所述基板的上部结构。21.根据权利要求20所述的磁隧道结器件，其中所述第二结构的所述磁层是自由磁层。22.根据权利要求20所述的磁隧道结器件，所述第一结构包括固定磁层。23.根据权利要求20所述的磁隧道结器件，还包括：顶电极，在所述垂直磁化保护层上。24.根据权利要求3所述的磁隧道结器件，还包括：基板；其中所述第一结构是远离所述基板的上部结构，且其中所述第二结构是更接近所述基板的下部结构。25.根据权利要求24所述的磁隧道结器件，所述第一结构包括：至少两个外在垂直磁化结构，每个包括：磁层以及该磁层上的垂直磁化诱导层，金属层，位于两个所述垂直磁化诱导层之间，及垂直磁化保护层，位于所述垂直磁化诱...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴正宪，金英铉，朴相奂，吴世忠，李将银，林佑昶，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：