[发明专利]具有带掺杂磁性层的磁性约瑟夫森结器件的存储器单元

说明书

提供了包括磁性约瑟夫森结(MJJ)器件的存储器单元。MJJ器件(300)包括：自由磁性层(310)、非磁性层(320)和固定磁性层(312)。自由磁性层包括磁性合金，例如掺杂有钒、锆、钼或铪中的至少一个的镍铁。固定磁性层包括第二磁性合金，该第二磁性合金未被掺杂、或者具有比自由磁性层更低的掺杂量。

背景技术

在电子器件(诸如随机存取存储器)中被使用的基于半导体的集成电路包括基于互补金属氧化物半导体(CMOS)技术的数字电路。然而，CMOS技术在器件大小方面到达其极限。另外，甚至当这些存储器不被访问时，基于CMOS的存储器中的泄漏电流导致高功耗。

作为示例，数据中心中的服务器日益地消耗大量的电力。电力消耗部分地是由于能量的耗散造成的电力损失，即使在CMOS电路处于不活动状态时也是如此。这是因为甚至当这样的电路(诸如随机存取存储器)处于不活动状态并且不消耗任何动态电力时，其仍然由于维持CMOS晶体管的状态的需要而消耗电力。另外，因为CMOS电路使用直流(DC)电压来供电，所以即使当CMOS电路处于不活动状态时，也存在一定量的电流泄漏。因此，即使当这样的电路未处理操作(诸如读取/写入)时，一定量的电力被浪费掉了，这不仅是由于维持CMOS晶体管的状态的要求的结果，而且还是由于电流泄漏的结果。

基于CMOS技术的存储器的备选方法是基于超导逻辑的存储器。

发明内容

在一个示例中，本公开涉及包括磁性约瑟夫森结(MJJ)器件的存储器单元。MJJ器件可以至少包括：第一层，其被形成在第二层上方；和第三层，其被形成在第二层下方，其中第一层是自由磁性层，第二层是非磁性层，其中第三层是固定磁性层。自由磁性层可以包括掺杂有钒、锆、钼或铪中的至少一个的磁性合金，并且固定磁性层可以包括未掺杂的第二磁性合金。

在另一方面中，本公开涉及包括磁性约瑟夫森结(MJJ)器件的存储器单元。MJJ器件可以包括：第一层，其被形成在第二层上方；和第三层，其被形成在第二层下方。第一层可以是自由磁性层；第二层可以是非磁性层；并且第三层可以是固定磁性层。自由磁性层可以包括仅掺杂有钒的镍铁合金，其中钒的浓度可以在5原子百分比至20原子百分比之间的范围内。固定磁性层可以包括仅掺杂有钒的镍铁合金，其中钒的浓度可以在5原子百分比至10原子百分比之间。

在又一方面中，本公开涉及包括磁性约瑟夫森结(MJJ)器件的存储器单元。MJJ器件可以至少包括：(1)第一层和第二层，其被形成在第三层上方；和(2)第四层和第五层，其被形成在第三层下方。第一层和第二层中的每一个可以是自由磁性层；第三层可以是非磁性层；并且第四层和第五层中的每一个可以是固定磁性层。自由磁性层中的每个自由磁性层可以包括掺杂有钒、锆、钼或铪中的至少一个的磁性合金。固定磁性层中的每个固定磁性层可以包括未掺杂的第二磁性合金。

提供本发明内容来以简化形式引入概念的选择，这些概念在下面的详细描述中进一步被描述。本发明内容不旨标识所要求保护的主题内容的关键特征或基本特征，其也不旨在被用来限制所要求保护的主题内容的范围。

附图说明

本公开内容通过示例被图示并且未由附图限制，其中相同的附图标记指示相似的元素。为了简单和清晰起见，附图中的元素被图示并且不一定按比例绘制。

图1示出了根据一个示例的存储器系统的示意图；

图2示出了根据一个示例的存储器单元的示意图；

图3示出了根据一个示例的磁性约瑟夫森结(MJJ)器件；

图4示出了根据一个示例的MJJ器件；

图5示出了根据一个示例的用于MJJ器件的滞后曲线；以及

图6示出了根据一个示例的包括被耦合至处理器的存储器的计算系统。

具体实施方式