[发明专利]磁性隧道结

说明书

本发明涉及一种磁性隧道结，其包含导电第一磁电极，所述导电第一磁电极包含磁记录材料。导电第二磁电极与所述第一电极隔开且包含磁参考材料。非磁性隧道绝缘体材料在所述第一电极与所述第二电极之间。所述第二电极的所述磁参考材料包含非磁性区域，所述非磁性区域包括元素铱。所述磁参考材料包含在所述非磁性区域与所述隧道绝缘体材料之间包括元素钴或富含钴的合金的磁性区域。

技术领域

本文所揭示的实施例涉及磁性隧道结。

背景技术

磁性隧道结是具有被薄的非磁性绝缘体材料(例如，电介质材料)隔开的两个导电磁电极的集成电路组件。绝缘体材料足够薄使得电子在适当的条件下可通过绝缘体材料从一个磁电极穿隧到另一磁电极。在正常操作写入或擦除电流/电压下，磁电极中的至少一者可使其整体磁化方向在两个状态之间切换，且其通常被称为“自由”或“记录”电极。另一磁电极通常被称为“参考”、“固定的”或“钉扎的”电极，且当施加正常操作写入或擦除电流/电压时，其整体磁化方向将不切换。参考电极及记录电极电耦合到相应的导电节点。穿过参考电极、绝缘体材料及记录电极在所述两个节点之间流动的电流的电阻取决于记录电极相对于参考电极的整体磁化方向。因此，磁性隧道结可经编程为至少两个状态中的一者，且通过测量流过磁性隧道结的电流可感测所述状态。由于磁性隧道结可在两个导电状态之间经“编程”，已提议将其用于存储器集成电路中。此外，磁性隧道结可用于除存储器以外的逻辑或其它电路。

记录电极的整体磁化方向可通过电流引发的外部磁场切换或通过使用自旋极化电流以引起自旋转移力矩(STT)效应切换。电荷载流子(例如电子)具有称为“自旋”的性质，自旋是所述载流子固有的少量角动量。电流通常不极化(具有50％“自旋向上”及50％“自旋向下”的电子)。自旋极化电流是带有更多任一自旋的电子的电流。通过使电流穿过磁性材料，所述电流可产生自旋极化电流。如果自旋极化电流经引导到磁性材料中，那么自旋角动量可转移到所述材料，借此影响其磁化定向。如果自旋极化电流具有足够量值，那么这可用于激发振荡或甚至翻转(即，切换)磁性材料的定向/磁畴方向。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的磁性隧道结的示意结构视图。

图2是根据本发明的实施例的磁性隧道结的示意结构视图。

图3是根据本发明的实施例的磁性隧道结的示意结构视图。

图4是根据本发明的实施例的磁性隧道结的示意结构视图。

具体实施方式

首先参考图1描述根据本发明的实施例的磁性隧道结。此磁性隧道结包括构造10，所述构造10可包括磁性隧道结的主要材料。材料可在构造10的旁边、立面向内或立面向外。举例来说，可在构造10附近某处提供集成电路的其它部分或整体制造的组件，且所述组件并不特别切合文中所揭示的发明。

构造10包括导电(即，电性)第一磁(即，亚铁磁性或铁磁性)电极12，电极12包括磁记录材料。导电第二磁电极14与第一电极12隔开且包括磁参考材料。因此，第一电极12可用作记录电极且第二电极14可用作参考电极。非磁性隧道绝缘体材料16在第一电极12与第二电极14之间。除非另有指明，否则文中所描述的任何材料及/或结构可为同质的或非同质的，且无论如何可为连续地或不连续地上覆于任何材料。此外，除非另有说明，否则可使用任何合适的既有或待发展的技术形成每一种材料，其中原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、外延生长、扩散掺杂及离子植入作为实例。尽管磁记录材料及磁参考材料中的一或两者可在其中具有固有非磁性的一或多个区域，但是磁记录材料及磁参考材料是个别整体有磁性的且集体有磁性的。