一种MRAM的自由层及其制备方法和MRAM的磁隧道结

    公开(公告)号:CN114695649A

    公开(公告)日:2022-07-01

    申请号:CN202011622212.5

    申请日:2020-12-31

    Abstract: 本发明属于磁阻器件技术领域,尤其涉及一种MRAM的自由层及其制备方法和MRAM的磁隧道结。本发明提供的自由层设置于势垒层上,包括至少两层磁性层,相邻磁性层之间设置有耦合层;每层所述磁性层均采用磁控溅射沉积而成;与所述势垒层相接触的磁性层在至少两种不同的磁控溅射功率下沉积形成,且在近势垒层一侧的磁控溅射功率最小。本发明在传统自由层结构基础上通过降低临近势垒层的磁性层沉积功率,可以在保持磁性层厚度不变的条件下,大幅提升自由层垂直磁各向异性场(Hk),减小界面损伤,提升MRAM的数据保持能力(data retention)。

    一种STT-MRAM的磁性隧道结及其制备方法

    公开(公告)号:CN118742187A

    公开(公告)日:2024-10-01

    申请号:CN202310329790.7

    申请日:2023-03-30

    Abstract: 本发明涉及磁性存储器领域,特别是涉及一种STT‑MRAM的磁性隧道结及其制备方法,通过依次设置固定层及势垒层,得到MTJ前驱体;在所述MTJ前驱体的势垒层表面,沉积MTJ金属基底层;对所述MTJ金属基底层进行通氧氧化,得到界面调制层;在所述界面调制层表面设置自由层,得到STT‑MRAM的磁性隧道结。本申请中在设置所述势垒层之后,进一步通过沉积MTJ金属基底层,再对所述MTJ金属基底层进行通氧氧化的方式,保障与所述自由层接触的部分的氧原子充足,在所述界面调制层与所述自由层的接触面实现了充分的轨道杂化,提升了磁性隧道结的PMA,进而提升了成品磁性隧道结的磁各向异性场及热稳定性因子。

    磁隧道结中势垒层的制备方法、磁隧道结及其制备方法

    公开(公告)号:CN113130735B

    公开(公告)日:2023-08-04

    申请号:CN201911425363.9

    申请日:2019-12-31

    Abstract: 本发明提供了一种磁隧道结中势垒层的制备方法、磁隧道结及其制备方法。该制备方法包括以下步骤:在参考层或自由层上沉积n次势垒层材料,形成n层势垒层薄膜,在相邻各次沉积势垒层材料的步骤之间,对势垒层材料进行热处理,n为大于2的自然数。上述制备方法中通过各次热处理及下层势垒层薄膜的结构母版的诱导作用,优化了热处理后沉积形成的势垒层薄膜的晶化质量,减少了势垒层薄膜缺陷,提升了势垒层薄膜及其界面的质量,进而不仅降低了磁隧道结的电阻值,还能够保持较高的磁电阻,同时降低了写电压;通过上述沉积前的各次热处理,实验发现,磁隧道结的写电流也得到了降低,电阻及写电压的均一性有所改善,MTJ器件的耐擦写性也得到了提升。

    磁性隧道结自由层及具有其的磁性隧道结结构

    公开(公告)号:CN114551716A

    公开(公告)日:2022-05-27

    申请号:CN202011349124.2

    申请日:2020-11-26

    Abstract: 本发明提供了一种磁性隧道结自由层及具有其的磁性隧道结结构。该磁性隧道结自由层包括沿第一方向顺序层叠的第一磁性复合层、反铁磁间隔结构和第二磁性复合层,在反铁磁间隔结构的作用下第一磁性复合层与第二磁性复合层呈反铁磁耦合,磁化方向相反。由于上述结构采用多层磁性复合层,在控制磁化方向垂直于薄膜界面的同时,增加磁性层的总体厚度,从而增大器件的数据保持能力。并且,为降低写入电流,上述结构使得不同的磁性复合层磁化方向相反,降低整体结构的总磁矩,从而降低写入电流,实现高的器件耐擦写能力。此外,该结构可获得较高的TMR,提高了数据读取速度。

    垂直磁化的MTJ器件
    5.
    发明授权

    公开(公告)号:CN110867511B

    公开(公告)日:2021-09-21

    申请号:CN201811008579.0

    申请日:2018-08-28

    Inventor: 何世坤 宫俊录

    Abstract: 本发明提供一种垂直磁化的MTJ器件,包括:依次叠置的热稳定增强层、自由层、隧道层以及固定层,其中,所述自由层的厚度与MTJ器件直径的比值为0.75~2;所述热稳定增强层具有相变特性,当温度低于相变温度时,所述热稳定增强层为反铁磁相,当温度高于相变温度时,所述热稳定增强层为铁磁相。本发明能够降低基于超小直径MTJ器件的STT‑MRAM的写入电流。

    磁性隧道结
    6.
    发明公开
    磁性隧道结 审中-实审

    公开(公告)号:CN119031823A

    公开(公告)日:2024-11-26

    申请号:CN202310613918.2

    申请日:2023-05-26

    Abstract: 本发明提供一种磁性隧道结,包括从下到上层叠设置的组合晶种层、磁化方向固定的固定层、势垒层和磁化方向可变的自由层,其中,固定层采用合成反铁磁结构,包括参考层、耦合层和钉扎层,组合晶种层包括层叠设置的扩散层和增强层,扩散层用于向合成反铁磁结构中的钉扎层中扩散铬(Cr)以增强钉扎层的垂直磁各向异性,增强层通过应力作用使钉扎层晶格发生畸变从而增强钉扎层的垂直磁各向异性,并且增强层通过自旋轨道耦合作用提升钉扎层的阻尼因子。本发明提高合成反铁磁结构的磁稳定性,改善了MTJ器件性能。

    一种磁补偿MTJ器件及其制造方法、MRAM设备

    公开(公告)号:CN118742190A

    公开(公告)日:2024-10-01

    申请号:CN202310326811.X

    申请日:2023-03-30

    Inventor: 宫俊录 韩谷昌

    Abstract: 本发明公开了一种涉及磁性存储器领域,特别是涉及一种磁补偿MTJ器件及其制造方法、MRAM设备,包括依次层叠设置的MTJ单元、隔离层及磁补偿层;所述MTJ单元包括层叠设置的自由层、势垒层及SAF固定层;在预设温度范围内的相同温度下,所述SAF固定层对应的SAF固定层净余磁化强度,与所述磁补偿层对应的磁补偿层净余磁化强度的比值不超过第一给定范围,且所述磁补偿层净余磁化强度与所述SAF固定层净余磁化强度的方向相反;所述磁补偿层的磁翻转场大于所述自由层的磁翻转场。本发明使得在自由层对应位置磁补偿层产生的漏磁场与固定层产生的漏磁场在一定范围内的相同温度下相互抵消,保证了MTJ器件数据保持能力的平衡性。

    磁性存储单元及磁性存储器

    公开(公告)号:CN112133343B

    公开(公告)日:2022-08-23

    申请号:CN201910552465.0

    申请日:2019-06-25

    Inventor: 宫俊录 何世坤

    Abstract: 本发明提供一种磁性存储单元,包括:底电极、顶电极以及位于所述底电极和所述顶电极之间的层叠结构,所述层叠结构包括依次堆叠设置的参考层、势垒层、自由层、非磁性隔离层以及相变层,其中,所述相变层根据相变温度在反铁磁相和铁磁相之间变化,当所述相变层为铁磁相时,为所述自由层提供偏置磁场,使得所述自由层磁化方向偏离与所述参考层磁化方向共线的方向;所述非磁性隔离层用于防止所述相变层和所述自由层产生磁耦合。本发明能够降低自由层的临界翻转电流。

    一种磁隧道结的自由层、磁隧道结和自旋转移力矩磁性随机存储器

    公开(公告)号:CN114678464A

    公开(公告)日:2022-06-28

    申请号:CN202011552696.0

    申请日:2020-12-24

    Abstract: 本发明属于磁隧道结技术领域,尤其涉及一种磁隧道结的自由层、磁隧道结和自旋转移力矩磁性随机存储器。本发明提供的自由层包括依次接触的第一铁磁层、间隔层和第二铁磁层;所述第一铁磁层和第二铁磁层的厚度均≤1nm,且所述第二铁磁层厚度小于第一铁磁层厚度;所述间隔层中包括至少两种非磁性元素。本发明通过将自由层结构中的第一铁磁层和第二铁磁层的厚度控制在小于1nm,有效提升了STT效率,降低了写入电流;同时,该自由层结构中的间隔层至少由两种不同的非磁性元素组成,两种元素有较强的结合能,保证了间隔层结构的稳定性,抑制了因磁性层厚度减薄引起的元素扩散,提升了耐擦写性能。

    一种磁性隧道结及磁性存储设备
    10.
    发明公开

    公开(公告)号:CN118678870A

    公开(公告)日:2024-09-20

    申请号:CN202310274959.3

    申请日:2023-03-16

    Inventor: 韩谷昌 宫俊录

    Abstract: 本发明涉及磁性存储领域,特别是涉及一种磁性隧道结及磁性存储设备,从上到下依次包括自由层、势垒层、参考层及钉扎层;所述参考层包括钴铁硼合金;所述钉扎层包括磁化合金,所述磁化合金包括钴铁硼合金或钴铁合金中的至少一种;所述磁化合金中的铁元素原子数占比不低于所述参考层的钴铁硼合金中的铁元素原子数占比,且在预设温度范围内的相同温度下,所述钉扎层对应的钉扎净余磁化强度,与所述参考层对应的参考净余磁化强度的比值不超过第一给定范围,且所述钉扎净余磁化强度与所述参考净余磁化强度的方向相反。本发明中提升了磁性隧道结在不同温度下数据保持能力的平衡性,增强工作可靠性;同时,节约了磁性隧道结的空间占用。

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