[发明专利]用于磁隧道结器件的磁性结构、磁隧道结器件和磁性随机存取存储器

权利要求书

1.一种用于磁隧道结器件的磁性结构(112,212)，所述磁性结构包含：

自由层(120)，

隧道势垒层(122)，

参考层(124)，

硬磁层(136)，以及

设置在硬磁层(136)与参考层(124)之间的中间层堆叠体(128)，所述中间层堆叠体包含第一铁磁亚层(130)、第二铁磁亚层(134)和非磁性隔片亚层(132)，其中非磁性隔片亚层(132)设置在第一铁磁亚层(130)与第二铁磁亚层(134)之间并与它们接触，适合提供第一铁磁亚层(130)的磁化与第二铁磁亚层(134)的磁化的铁磁耦合，其中参考层(124)的磁化方向通过硬磁层(136)和中间层堆叠体(128)固定。

2.根据权利要求1的磁性结构，其中非磁性隔片亚层(132)是包含过渡金属的层，在反铁磁性与铁磁性之间提供随层厚度变化的RKKY耦合振荡，其中过渡金属层的厚度使RKKY耦合为铁磁性耦合。

3.根据前述权利要求中任意一项的磁性结构，其中非磁性隔片亚层(132)是包含Ru或Ir的层。

4.根据前述权利要求中任意一项的磁性结构，其中非磁性隔片亚层(132)是厚度在范围内的Ru层，或者厚度在且优选范围内的Ir层。

5.根据前述权利要求中任意一项的磁性结构，其中第一铁磁亚层(130)和第二铁磁亚层(134)各自是包含Co的层或者包含CoFe的层。

6.根据前述权利要求中任意一项的磁性结构，其中第一铁磁亚层(130)的厚度为优选更优选约第二铁磁亚层(134)的厚度为优选更优选约

7.根据前述权利要求中任意一项的磁性结构，其中参考层(124)是包含Fe、Co、FeB、CoB、CoFe或CoFeB的层。

8.根据前述权利要求中任意一项的磁性结构，其中硬磁层(136)是包含Co的层。

9.根据前述权利要求中任意一项的磁性结构，其中硬磁层(136)设置在参考层上方。

10.根据权利要求9的磁性结构，还包含参考层(124)与中间层堆叠体(128)之间的织构破坏层(126)。

11.根据权利要求9-10中任意一项的磁性结构，其中硬磁层(136)和中间层堆叠体(128)形成铁磁性钉扎层，该铁磁性钉扎层适合固定参考层(124)的磁化方向。

12.根据权利要求11的磁性结构，其中磁性结构(112)包含设置在自由层下方的磁性补偿层(116)，该磁性补偿层(116)的磁化方向与硬磁层(136)的磁化方向相反。

13.根据权利要求1-8中任意一项的磁性结构，其中所述硬磁层(136)是第一硬磁层(136)，磁性结构(212)还包含第二硬磁层(138)和设置在第一硬磁层(136)与第二硬磁层(138)之间并与它们接触的非磁性隔片层(137)，该非磁性隔片层(137)适合提供第一硬磁层(136)和第二硬磁层(138)的磁化的反铁磁耦合。

14.一种磁隧道结器件(100,200)，其包含：

底部电极(110)和顶部电极(140)，以及

根据前述权利要求中任意一项的磁性结构(112,212)，其中磁性结构设置在底部电极与顶部电极之间。

15.一种磁性随机存取存储器(10)，其包含一组根据权利要求14的磁隧道结器件(100,200)。