[发明专利]一种基于双势垒结构的磁存储器件

摘要

一种基于双势垒结构的磁存储器件，它是使用双势垒结构增强磁隧道结的垂直磁各向异性或隧穿磁阻比率，同时结合底部金属导线形成基于自旋轨道矩的三端口器件；该磁存储器件的双势垒结构包含金属氧化物势垒层、铁磁金属构成的自由层和另一层金属氧化物势垒层，该结构顶部依次沉积铁磁金属构成的参考层及非磁性金属构成的覆盖层，并通过金属电极与外围电路相连，底部导线由具有较高霍尔角的金属材料构成，用于数据写入。本发明通过将双势垒结构引入基于自旋轨道矩的磁存储器件，能够有效避免电阻过大对数据写入造成的负面影响，并提高器件的热稳定性或隧穿磁阻比率；它保持了STT-MRAM的良好性质，同时十分适合于产业化生产。

主权项

一种基于双势垒结构的磁存储器件，其特征在于：它是使用双势垒结构增强磁隧道结的垂直磁各向异性或隧穿磁阻比率，同时结合底部金属导线形成基于自旋轨道矩的三端口器件；该磁存储器件的双势垒结构包含金属氧化物势垒层、铁磁金属构成的自由层和另一层金属氧化物势垒层，该结构顶部依次沉积铁磁金属构成的参考层及非磁性金属构成的覆盖层，并通过金属电极与外围电路相连，底部导线由具有较高霍尔角的金属材料构成，用于数据写入；将一定方向与幅度的面内写电流注入底部金属导线，双势垒结构的磁化方向将在自旋轨道矩的作用下发生翻转，当自由层与参考层的磁化方向相同时，磁隧道结呈现低电阻状态，表示数据“0”；当磁化方向相反时，磁隧道结呈现高电阻状态，表示数据“1”。