[发明专利]具有横向钉扎的非易失性存储器单元

权利要求书

1.一种磁性叠层，包括通过非磁性间隔层与反铁磁性层(AFM)横向隔开以及通过磁性隧道结与合成反铁磁性层(SAF)中间隔开的磁性自由层，所述AFM通过与SAF的钉扎区接触来钉扎所述SAF的磁化，所述SAF的钉扎区横向地延伸过所述磁性隧道结。

2.如权利要求1所述的磁性叠层，其特征在于，所述隧道磁阻效应通过在存在升高温度和面内磁场的情况下进行退火而增加。

3.如权利要求1所述的磁性叠层，其特征在于，所述钉扎区抑制退火过程中易失性AFM原子的扩散。

4.如权利要求1所述的磁性叠层，其特征在于，所述自由层具有第一宽度，所述隧道结具有第二宽度，而所述SAF具有第三宽度，所述钉扎区由所述第三和第二宽度之差限定。

5.如权利要求1所述的磁性叠层，其特征在于，钉扎区位于所述自由层的相对横向侧上。

6.如权利要求1所述的磁性叠层，其特征在于，所述SAF是单个铁磁性层。

7.如权利要求1所述的磁性叠层，其特征在于，所述AFM通过所述间隔层物理和磁性地与所述自由层和顶部电极分隔。

8.如权利要求1所述的磁性叠层，其特征在于，所述AFM是锰化合物。

9.如权利要求1所述的磁性叠层，其特征在于，所述锰化合物是IrMn。

10.如权利要求1所述的磁性叠层，其特征在于，所述磁性叠层是非易失性的并通过自旋极化电流对所述自由层编程一逻辑状态。

11.一种方法，包括：

提供磁性自由层，所述磁性自由层通过非磁性间隔层与反铁磁性层(AFM)横向隔开并通过磁性隧道结与合成反铁磁性层(SAF)中间地隔开；以及

用AFM通过与SAF的钉扎区接触来钉扎住所述SAF的磁化，所述SAF的钉扎区横向地延伸超过磁性隧道结。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括在存在升高温度和面内磁场的条件下进行退火以增加所述自由层、隧道结和SAF的隧道磁阻的步骤。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述钉扎区抑制在退火过程中磁性易失性AFM原子扩散至所述SAF。

14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，沉积所述AFM以使其通过所述间隔层物理和磁性地与所述自由层和顶部电极分隔。

15.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述AFM用交换偏置场来钉扎住所述SAF。

16.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述SAF被沉积具有第一宽度，所述隧道结具有第二宽度，而所述自由层具有第三宽度，所述钉扎区由所述第一和第二宽度之差限定。

17.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述SAF具有自由层宽度至少两倍那么长的宽度。

18.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述钉扎区通过去除隧道结的横向部分形成。

19.一种存储器单元，包括：

具有第一宽度的磁性自由层，所述磁性自由层附连于具有比所述第一宽度更大的第二宽度的磁性隧道结，所述隧道结附连于具有至少两倍于所述第一宽度的第三宽度的合成反铁磁性层(SAF)的中间部分；以及

反铁磁性层(AFM)，所述AFM通过非磁性间隔层与所述自由层分隔并连接于横向地从所述第二宽度延伸至所述第三宽度的SAF的钉扎区，所述钉扎区抑制AFM原子的扩散并同时在升高温度和面内磁场存在的条件下进行退火。

20.如权利要求19所述的存储器单元，其特征在于，对ATM原子扩散的抑制增加了SAF的磁稳定性并且退火增加了所述存储器单元的隧道磁阻。