[发明专利]磁存储器件及其形成方法

权利要求书

1.一种磁存储器件，包括：

在衬底上面的第一参考磁性层；

在所述第一参考磁性层上面的第二参考磁性层；

在所述第一参考磁性层和所述第二参考磁性层之间的自由层；

在所述第一参考磁性层和所述自由层之间的第一隧道势垒层；和

在所述第二参考磁性层和所述自由层之间的第二隧道势垒层，

其中所述第一参考磁性层、所述第二参考磁性层和所述自由层均具有与所述衬底的顶表面基本上垂直的磁化方向；且

所述第一隧道势垒层的电阻面积积值大于所述第二隧道势垒层的电阻面积积值。

2.如权利要求1所述的磁存储器件，其中所述第二隧道势垒层的电阻面积积值与所述第一隧道势垒层的电阻面积积值的比具有1:5到1:10的范围。

3.如权利要求1所述的磁存储器件，其中所述第一和第二隧道势垒层由镁氧化物形成，该镁氧化物具有基本上平行于所述衬底的顶表面的(001)晶面。

4.如权利要求1所述的磁存储器件，其中所述自由层由磁性材料形成，该磁性材料与所述第一隧道势垒层的(001)晶面对准。

5.如权利要求1所述的磁存储器件，还包括：

设置在所述第一参考磁性层和第一隧道势垒层之间、在所述自由层和第一隧道势垒层之间、在所述第二参考磁性层和所述第二隧道势垒层之间且/或在所述自由层和所述第二隧道势垒层之间的晶体磁性层。

6.如权利要求5所述的磁存储器件，其中所述晶体磁性层包括Fe、Co、FeCo和其任意合金中的至少一种。

7.如权利要求5所述的磁存储器件，其中所述晶体磁性层具有到的厚度。

8.如权利要求1所述的磁存储器件，其中所述第一隧道势垒层具有到的厚度；且

其中所述第二隧道势垒层具有到的厚度。

9.如权利要求1所述的磁存储器件，其中所述第一参考磁性层的与所述第一隧道势垒层接触的顶表面具有或更小的平均表面粗糙度。

10.如权利要求1所述的磁存储器件，其中所述第一参考磁性层具有基本上垂直于所述衬底的顶表面并且固定的第一磁化方向；

其中所述第二参考磁性层具有基本上垂直于所述衬底的顶表面并且固定的第二磁化方向；

其中所述自由层的磁化方向可变化为平行于所述第一磁化方向或所述第二磁化方向。

11.一种磁存储器件，包括：

设置在距衬底第一高度处的第一隧道势垒层；

设置在距所述衬底第二高度处的第二隧道势垒层，所述第二高度大于所述第一高度，所述第二隧道势垒层比所述第一隧道势垒层薄；

设置在所述第一隧道势垒层和所述第二隧道势垒层之间的自由层；

设置在所述第一隧道势垒层下面的第一参考磁性层；

设置在所述第二隧道势垒层上面的第二参考磁性层，

其中，所述第一参考磁性层、所述第二参考磁性层和所述自由层均具有基本上垂直于所述衬底的顶表面的磁化方向。

12.如权利要求11所述的磁存储器件，其中所述第一隧道势垒层的电阻面积积值大于所述第二隧道势垒层的电阻面积积值。

13.如权利要求11所述的磁存储器件，其中所述第二隧道势垒层的电阻面积积值与所述第一隧道势垒层的电阻面积积值的比具有1:5到1:10的范围。

14.如权利要求11所述的磁存储器件，其中所述第一和第二隧道势垒层由镁氧化物形成，该镁氧化物具有基本上平行于所述衬底的顶表面的(001)晶面。

15.如权利要求11所述的磁存储器件，其中所述第一参考磁性层与所述第一隧道势垒层的第一表面接触；

其中所述自由层接触所述第一隧道势垒层的与所述第一表面相反的第二表面。

16.如权利要求11所述的磁存储器件，其中所述自由层由与所述第一隧道势垒层的(001)晶面对准的磁性材料形成。

17.如权利要求11所述的磁存储器件，还包括：

设置在所述第一参考磁性层和所述第一隧道势垒层之间、在所述自由层和所述第一隧道势垒层之间、在所述第二参考磁性层和所述第二隧道势垒层之间、和/或在所述自由层和所述第二隧道势垒层之间的晶体磁性层。