磁随机存取存储器中的磁隧道结(MTJ)

摘要

公开了可以作为磁随机存取存储器单元使用的磁隧道结(MTJ)的方法和装置。MTJ包括自由层和绝缘层。MTJ还包括具有第一区、第二区和第三区的固定层。第二区具有第一长度和第一厚度，以及第一区和第三区具有第二长度和第二厚度。第一厚度与第二厚度的比率可以大于1.2。第二长度与第一长度的比率大于0.5。第一厚度可以大于固定层材料的自旋扩散长度。这样形成的MTJ导致MTJ的隧穿磁电阻比增大而临界切换电流降低。本发明提供了磁随机存取存储器中的磁隧道结(MTJ)。

主权项

一种用于磁随机存取存储器单元的结构，包括：自由层，具有第一长度；绝缘层，紧靠所述自由层；以及固定层，包括第一区、第二区和第三区，其中，所述第二区紧靠所述绝缘层并且邻近于所述第一区和所述第三区，所述第二区具有所述第一长度和大于固定层材料的自旋扩散长度SDL的第一厚度，并且所述第一区和所述第三区具有第二长度和第二厚度，其中，所述第二厚度小于所述第一厚度，其中，所述第二长度与所述第一长度的比率大于0.5，以降低所述磁随机存取存储器单元的临界切换电流并且增大遂穿磁电阻比；抗铁磁材料AFM层，紧靠所述固定层，所述AFM层具有大于所述第一长度的第三长度；第一电极，连接至所述自由层，第二电极，连接至所述AFM层，其中，所述第二电极的横向延伸小于所述AFM层的横向延伸，且所述第一电极的横向延伸小于所述自由层的横向延伸，其中，所述第二厚度在所述固定层材料的0.8倍SDL至1倍自旋扩散长度SDL的范围内。