[发明专利]平衡垂直磁隧道结中的状态之间的能垒

权利要求书

1.一种垂直磁隧道结器件，包括：

第一绝缘体层，所述第一绝缘体层夹置在自由铁磁层与固定铁磁层之间；以及

第二绝缘体层，所述第二绝缘体层夹置在第三铁磁层与所述自由铁磁层或固定铁磁层的其中之一之间，

其中，所述自由铁磁层、固定铁磁层和第三铁磁层中的每一个与磁化方向相关联，所述第三铁磁层的磁化方向与所述固定铁磁层的磁化方向相反。

2.根据权利要求1所述的器件，其中，所述固定铁磁层和第三铁磁层的磁化方向不被允许改变，而所述自由铁磁层的磁化方向被允许改变。

3.根据权利要求1所述的器件，其中，所述固定铁磁层和自由铁磁层的磁化方向取向为平行。

4.根据权利要求1所述的器件，其中，所述固定铁磁层和自由铁磁层的磁化方向取向为反平行。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的器件，其中，所述固定铁磁层、自由铁磁层和/或第三铁磁层包括铁、钴、镍、硼和其合金中的一种或多种。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的器件，其中，所述第一绝缘体层和第二绝缘体层包括不同材料。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的器件，其中，所述第一绝缘体层和第二绝缘体层均包括氧化镁。

8.根据权利要求1至4中的任一项所述的器件，其中，在所述垂直磁隧道结器件中包括所述第三铁磁层实现以下至少之一：减轻所述垂直磁隧道结器件的平行状态与反平行状态之间的能垒的固有偏移、使所述垂直磁隧道结器件的电阻-外磁场滞后居中、允许所述垂直磁隧道结器件的平行状态与反平行状态之间高效转换和有利转换中的至少之一、和保持简单的器件图案化。

9.根据权利要求1至4中的任一项所述的器件，其中，在嵌入式存储器、非易失性存储器、磁阻随机存取存储器、自旋转移矩存储器、易失性存储器、静态随机存取存储器和动态随机存取存储器的至少之一中实施所述器件。

10.一种集成电路，包括一个或多个根据权利要求1至4中的任一项所述的垂直磁隧道结器件。

11.一种集成电路，包括：

衬底；以及

在所述衬底中或衬底上形成的垂直磁隧道结，其中，所述垂直磁隧道结包括：

第一绝缘体层，所述第一绝缘体层夹置在自由铁磁层与固定铁磁层之间，其中，所述自由铁磁层和固定铁磁层中的每一个与磁化方向相关联；以及

第二绝缘体层，所述第二绝缘体层夹置在第三铁磁层与所述自由铁磁层或固定铁磁层的其中之一之间，其中，所述第三铁磁层与磁化方向相关联，所述第三铁磁层的磁化方向与所述固定铁磁层的磁化方向相反。

12.根据权利要求11所述的集成电路，进一步包括一个或多个电触点，所述一个或多个电触点可操作地与所述垂直磁隧道结耦合，其中，通过使电流通过所述垂直磁隧道结来确定所述垂直磁隧道结的平行状态或反平行状态。

13.根据权利要求11所述的集成电路，其中，所述第一绝缘体层和第二绝缘体层均包括氧化镁。

14.根据权利要求11所述的集成电路，其中，在嵌入式存储器、非易失性存储器、磁阻随机存取存储器、自旋转移矩存储器、易失性存储器、静态随机存取存储器和动态随机存取存储器的至少一个中实施所述电路。

15.一种电子器件，包括一个或多个根据权利要求11-14中的任一项所述的集成电路。

16.根据权利要求15所述的电子器件，其中，所述器件包括存储器电路、通信芯片、处理器和计算系统中的至少之一。

17.一种计算系统，包括一个或多个根据权利要求11-14中的任一项所述的集成电路。

18.一种用于形成垂直磁隧道结器件的方法，包括：

提供第一绝缘体层，所述第一绝缘体层夹置在自由铁磁层与固定铁磁层之间；以及

提供第二绝缘体层，所述第二绝缘体层夹置在第三铁磁层与所述自由铁磁层或固定铁磁层的其中之一之间，

其中，所述自由铁磁层、固定铁磁层和第三铁磁层中的每一个与磁化方向相关联，所述第三铁磁层的磁化方向与所述固定铁磁层的磁化方向相反。

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括提供一个或多个电触点，所述一个或多个电触点可操作地与一个或多个所述铁磁层耦合。