[发明专利]磁性结、磁性存储器和提供磁性结的方法

权利要求书

1.一种驻留在基板上并在磁性器件中能够使用的磁性结，所述磁性结包括：

参考层；

非磁性间隔物层；

自由层，响应于写电流流过所述磁性结，所述自由层能够在多个稳定磁状态之间切换，所述非磁性间隔物层驻留在所述参考层与所述自由层之间；以及

与自由层相邻的含M氧化物层，M包括Ti，所述含M氧化物层包括[MgTi_x]O_y，其中x是至少0.02且不大于0.1，y不大于5，所述自由层在所述非磁性间隔物层与所述含M氧化物层之间，并且

其中，所述自由层使用高达四百五十摄氏度的退火而形成，以及其中所述自由层在退火之前具有第一矫顽力、第一热稳定性系数和第一写入效率，所述自由层在退火之后具有第二矫顽力、第二热稳定性系数和第二写入效率，所述第一矫顽力与所述第二矫顽力的差值在所述第一矫顽力的百分之五内、所述第一写入效率与所述第二写入效率的差值在所述第一写入效率的百分之五内以及所述第一热稳定性系数与所述第二热稳定性系数的差值在所述第一热稳定性系数的百分之五内。

2.根据权利要求1所述的磁性结，其中所述含M氧化物层具有至少4埃且不超过8埃的厚度。

3.根据权利要求1所述的磁性结，其中所述自由层包括Co、Fe、Ni和B中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的磁性结，还包括：

附加参考层，所述含M氧化物层在所述自由层与所述附加参考层之间，使得所述磁性结是双磁性结。

5.根据权利要求1所述的磁性结，其中所述非磁性间隔物层是选自结晶MgO隧穿势垒层、导电非磁性间隔物层以及其他隧穿势垒层。

6.一种驻留在基板上的磁性存储器，包括：

多个磁性存储单元，所述多个磁性存储单元中的每一个包括参考层、非磁性间隔物层、自由层和含M氧化物层，响应于写电流流过磁性结，所述自由层能够在多个稳定磁状态之间切换，所述非磁性间隔物层驻留在所述参考层与所述自由层之间，所述含M氧化物层与所述自由层相邻，所述自由层在所述非磁性间隔物层与所述含M氧化物层之间，M包括Ti，所述含M氧化物层包括[MgTi_x]O_y，其中x是至少0.02且不大于0.1，y不大于5，其中，所述自由层使用高达四百五十摄氏度的退火而形成，以及其中所述自由层在退火之前具有第一矫顽力、第一热稳定性系数和第一写入效率，所述自由层在退火之后具有第二矫顽力、第二热稳定性系数和第二写入效率，所述第一矫顽力与所述第二矫顽力的差值在所述第一矫顽力的百分之五内、所述第一写入效率与所述第二写入效率的差值在所述第一写入效率的百分之五内以及所述第一热稳定性系数与所述第二热稳定性系数的差值在所述第一热稳定性系数的百分之五内；以及

与所述多个磁性存储单元耦接的多条位线。

7.一种提供在磁性器件中能够使用的磁性结的方法，所述方法包括：

提供参考层；

提供非磁性间隔物层；

提供自由层，响应于写电流流过所述磁性结，所述自由层能够在多个稳定磁状态之间切换，所述非磁性间隔物层驻留在所述参考层与所述自由层之间；

提供与所述自由层相邻的含M氧化物层，所述自由层在所述非磁性间隔物层与所述含M氧化物层之间，M包括Ti，所述含M氧化物层包括[MgTi_x]O_y，其中x是至少0.02且不大于0.1，y不大于5；

执行高达四百五十摄氏度的退火，其中所述自由层在退火之前具有第一矫顽力、第一热稳定性系数和第一写入效率，所述自由层在退火之后具有第二矫顽力、第二热稳定性系数和第二写入效率，所述第一矫顽力与所述第二矫顽力的差值在所述第一矫顽力的百分之五内、所述第一写入效率与所述第二写入效率的差值在所述第一写入效率的百分之五内以及所述第一热稳定性系数与所述第二热稳定性系数的差值在所述第一热稳定性系数的百分之五内。