主权项 |
一种无需外部磁场的自旋轨道动量矩磁存储器,其特征在于:该存储器SOT‑MTJ基于垂直磁各向异性,除了包含有传统MTJ结构中的自由层、隧穿势垒层、参考层和反铁磁金属层,还额外添加了一层非铁磁金属层,并且优化了反铁磁金属层的材料,以及改进了隧穿势垒层的形状;该SOT‑MTJ结构从下到上依次为底电极,非铁磁金属层,铁磁金属层一即自由层,楔形隧穿势垒层,铁磁金属层二即参考层,反铁磁金属层及顶电极共七层:所述底电极材料是钽Ta、铂Pt、钨W或铜Cu中的一种;所述非铁磁金属层材料是铜Cu,金Au,钌Ru,钽Ta,铪Hf中的一种,目的是增强自旋极化电流的传递,降低写入功耗;所述铁磁金属层一即自由层材料是混合金属材料钴铁CoFe、钴铁硼CoFeB或镍铁NiFe中的一种,这些混合金属材料中各个元素组成不一样,用于存储数据;所述楔形隧穿势垒层材料是氧化镁MgO或三氧化二铝Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>中的一种,用于产生隧穿效应来传输自旋信号,上界面为楔形,用于代替外部偏置磁场的作用;所述铁磁金属层二即参考层材料是混合金属材料钴铁CoFe、钴铁硼CoFeB或镍铁NiFe中的一种,这些混合金属材料中各个元素组成不一样;所述反铁磁金属层材料是混合金属材料钴钯CoPd,用于提供对于参考层的扎钉作用,并有助于自由层完成磁化翻转;所述顶电极材料是钽Ta、铝Al或铜Cu中的一种。 |