[发明专利]磁元件和编程磁存储器的方法

权利要求书

1.一种用于半导体器件的磁元件，包括：

第一参考层；

自由层；以及

设置在所述第一参考层和所述自由层之间的第一非磁性隔离物层；

其中所述第一非磁性隔离物层包括二元、三元或多元合金氧化物材料，

其中所述二元、三元或多元合金氧化物材料包括具有一种或多种另外的元素的MgO，所述另外的元素选自由下述元素组成的组：Ru、Al、Ta、Tb、Cu、V、Hf、Zr、W、Ag、Au、Fe、Co、Ni、Nb、Cr、Mo和Rh。

2.如权利要求1所述的磁元件，其中所述第一非磁性隔离物层是绝缘隧穿势垒层。

3.如权利要求1所述的磁元件，其中所述第一非磁性隔离物层包括用作自旋阀的导电材料。

4.如权利要求1所述的磁元件，进一步包括安置在所述第一参考层上方的盖层，所述盖层包括二元、三元或多元合金氧化物材料，其中所述二元、三元或多元合金氧化物材料包括具有一种或多种另外的元素的MgO，所述另外的元素选自由下述元素组成的组：Ru、Al、Ta、Tb、Cu、V、Hf、Zr、W、Ag、Au、Fe、Co、Ni、Nb、Cr、Mo和Rh。

5.如权利要求1所述的磁元件，进一步包括安置在所述第一参考层下面的籽层，所述籽层包括二元、三元或多元合金氧化物材料，其中所述二元、三元或多元合金氧化物材料包括具有一种或多种另外的元素的MgO，所述另外的元素选自由下述元素组成的组：Ru、Al、Ta、Tb、Cu、V、Hf、Zr、W、Ag、Au、Fe、Co、Ni、Nb、Cr、Mo和Rh。

6.如权利要求1所述的磁元件，其中所述第一非磁性隔离物层包括(001)晶体结构。

7.如权利要求1所述的磁元件，进一步包括安置在所述自由层的相反侧的第二参考层，以及安置在所述第二参考层和所述自由层之间的第二非磁性隔离物层。

8.如权利要求7所述的磁元件，其中所述第二非磁性隔离物层包括MgO。

9.如权利要求7所述的磁元件，其中所述自由层和所述第二参考层具有面内磁取向，并且所述第一参考层具有垂直磁取向。

10.如权利要求7所述的磁元件，其中所述自由层和所述第二参考层具有垂直磁取向，并且所述第一参考层具有面内磁取向。

11.如权利要求7所述的磁元件，进一步包括覆盖在所述第一参考层上面的盖层，其中所述自由层和所述第二参考层具有面内磁取向，并且所述第一参考层具有垂直磁取向。

12.如权利要求7所述的磁元件，其中所述第一参考层设置在所述第二参考层下方，并且其中所述自由层和所述第二参考层具有垂直磁取向，所述第一参考层具有面内磁取向。

13.如权利要求7所述的磁元件，还包括：

安置在所述第一参考层上方的盖层；以及

安置在所述第二参考层下方的籽层；

其中所述盖层、所述籽层或者二者由二元、三元或多元合金氧化物材料形成，该合金氧化物材料具有与所述第一和第二参考层中相邻的一个紧密匹配的晶体结构，其中所述二元、三元或多元合金氧化物材料包括具有一种或多种另外的元素的MgO，所述另外的元素选自由下述元素组成的组：Ru、Al、Ta、Tb、Cu、V、Hf、Zr、W、Ag、Au、Fe、Co、Ni、Nb、Cr、Mo和Rh。

14.一种磁元件，包括：

参考层；

自由层；以及

设置在所述参考层和所述自由层之间的非磁性隔离物层；

安置在所述参考层上方的盖层；以及

安置在所述参考层下方的籽层；

其中所述非磁性隔离物层、所述盖层和所述籽层中的至少一个包括MgAl₂O₄、(Mg,Ca,Sr,Ba)SnO₃、Mg₂SnO₄或NiMn₂O₄。