[发明专利]磁性结、磁存储器及其方法

权利要求书

1.一种用于磁器件的磁性结，包括：

被钉扎层；

非磁间隔层；和

自由层，该非磁间隔层在该被钉扎层与该自由层之间；

其中该磁性结配置为使得当写入电流流经该磁性结时该自由层可在多个稳定的磁性状态之间转换；并且

其中该被钉扎层和该自由层中的至少一个包括磁性子结构，该磁性子结构包括交插以至少一个插入层的至少两个磁性层，该至少两个磁性层交换耦合；

其中该至少两个磁性层包括具有弱平面内各向异性能的第一磁性层和具有高垂直各向异性能的第二磁性层。

2.如权利要求1所述的磁性结，其中该弱平面内各向异性能等于退磁能减去垂直各向异性能，该垂直各向异性能小于该退磁能。

3.如权利要求2所述的磁性结，其中该垂直各向异性能至少为退磁能的0.4倍但不超过该退磁能的0.9倍。

4.如权利要求1所述的磁性结，其中该第二磁性层包括退磁能和对应于该高垂直各向异性能的垂直各向异性能，该垂直各向异性能超过该退磁能。

5.如权利要求1所述的磁性结，其中该磁性子结构具有期望的交换耦合，该插入层具有制作为提供该期望的交换耦合的厚度。

6.如权利要求1所述的磁性结，其中该至少两个磁性层包括第三磁性层，其中该至少一个插入层包括邻接该第三磁性层的第二插入层。

7.如权利要求1所述的磁性结，其中该自由层包括该磁性子结构。

8.如权利要求1所述的磁性结，其中该被钉扎层包括该磁性子结构。

9.如权利要求1所述的磁性结，其中该被钉扎层和该自由层均包括该磁性子结构。

10.如权利要求1所述的磁性结，还包括：

额外非磁性层；和

额外被钉扎层；该额外非磁性层位于该自由层与该额外被钉扎层之间。

11.如权利要求10所述的磁性结，其中该额外被钉扎层包括额外磁性子结构，该额外磁性子结构具有交插以至少一个额外插入层的至少两个额外磁性层，该至少两个额外磁性层交换耦合。

12.如权利要求1所述的磁性结，其中该至少一个插入层的每个包括Cr、Ta、Ti、W、Ru、V、Cu、Mg、铝氧化物和MgO中的至少一种。

13.如权利要求1所述的磁性结，其中该至少一个插入层的每个由Cr、Ta、Ti、W、Ru、V、Cu、Mg、铝氧化物和MgO之一构成。

14.如权利要求1所述的磁性结，其中该至少两个磁性层的每个具有退磁能和垂直各向异性能，该垂直各向异性能小于该退磁能。

15.如权利要求1所述的磁性结，其中该至少两个磁性层的每个具有退磁能和垂直各向异性能，该垂直各向异性能大于该退磁能。

16.如权利要求11所述的磁性结，其中该至少一个额外插入层的每个包括Cr、Ta、Ti、W、Ru、V、Cu、Mg、铝氧化物和MgO中的至少一种。

17.一种磁存储器，包括：

多个磁存储单元，该多个磁存储单元的每个包括至少一个磁性结，该至少一个磁性结包括被钉扎层、非磁间隔层和自由层，该非磁间隔层位于该被钉扎层与该自由层之间，该磁性结配置为使得当写入电流流经该磁性结时该自由层可在多个稳定磁性状态之间转换，该被钉扎层和该自由层中的至少一个包括磁性子结构，该磁性子结构包括交插以至少一个插入层的至少两个磁性层，该至少两个磁性层交换耦合；以及

多条位线；

其中该至少两个磁性层包括具有弱平面内各向异性能的第一磁性层和具有高垂直各向异性能的第二磁性层。

18.如权利要求17所述的存储器，其中该弱平面内各向异性能等于退磁能减去垂直各向异性能，该垂直各向异性能小于该退磁能。

19.如权利要求18所述的存储器，其中该垂直各向异性能至少为退磁能的0.4倍但不超过该退磁能的0.9倍。

20.如权利要求17所述的存储器，其中该第二磁性层包括退磁能和对应于该高垂直各向异性能的垂直各向异性能，该垂直各向异性能超过该退磁能。