一种基于电压控制的磁存储器

摘要

一种基于电压控制的磁存储器，该磁存储器的MTJ结构基于垂直磁各向异性即PMA，在经典MTJ结构即自由层、参考层和隧道势垒层的三层结构基础上，添加了一层隧穿势垒层；该磁存储器的MTJ结构从下到上由底电极，反铁磁金属混合层，铁磁金属一，氧化物一，铁磁金属二，氧化物二及顶电极共七层构成。本发明具有稳定的非易失性、高读写速度和无限读写次数等特点，由于其基于电压控制改变储存单元的磁化状态，改变存储单元的状态所需的电流较低，在保持高读写速度的同时，实现了低功耗以及高的功耗利用率。

主权项

一种基于电压控制的磁存储器，其特征在于：该磁存储器的MTJ结构基于垂直磁各向异性即PMA，在经典MTJ结构即自由层、参考层和隧道势垒层的三层结构基础上，添加了一层隧穿势垒层；该磁存储器的MTJ结构从下到上由底电极，反铁磁金属混合层，铁磁金属一，氧化物一，铁磁金属二，氧化物二及顶电极共七层构成；所述氧化物一是指氧化镁MgO或三氧化二铝Al₂O₃中的一种，用于产生隧穿效应来传输自旋信号；所述氧化物二是指二氧化铪HfO₂、二氧化钛TiO₂、五氧化二钽Ta₂O₅、氧化亚铜Cu₂O或氧化镍NiO中的一种，用于存储数据；所述铁磁金属一是指混合金属材料钴铁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可以不一样；所述铁磁金属二是指混合金属材料钴铁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可以不一样；所述反铁磁金属混合层是指由混合金属材料钴铁硼CoFeB/镍铁NiFe/锰铂PtMn或钴铁硼CoFeB/钴铁CoFe/锰铂PtMn构成的混合层中的一种；所述底电极是指钽Ta、铝Al或铜Cu中的一种；所述顶电极是指钽Ta、铝Al或铜Cu中的一种。