[发明专利]磁性结、提供磁性结的方法以及磁存储器

权利要求书

1.一种磁性结，位于衬底上并且可用在磁性器件中，所述磁性结包括：

第一参考层；

具有第一厚度的主势垒层；

自由层，当写入电流穿过所述磁性结时，所述自由层在多个稳定的磁性状态之间可切换，所述主势垒层位于所述第一参考层与所述自由层之间；

设计制造的辅助势垒层，具有电阻和小于所述第一厚度的第二厚度，所述设计制造的辅助势垒层具有多个区域，所述多个区域具有小于所述电阻的减小的电阻；以及

第二参考层，所述设计制造的辅助势垒层在所述自由层与所述第二参考层之间，所述自由层、所述第一参考层和所述第二参考层的每个具有垂直磁各向异性能和小于所述垂直磁各向异性能的面外退磁能。

2.根据权利要求1所述的磁性结，其中所述第一参考层和所述第二参考层处于双状态。

3.根据权利要求1所述的磁性结，其中所述多个区域的每个具有小于所述第二厚度的减小的厚度。

4.根据权利要求1所述的磁性结，其中所述设计制造的辅助势垒层包括不超过五原子百分比的至少一种金属性掺杂剂，所述多个区域富含掺杂剂。

5.根据权利要求4所述的磁性结，其中所述掺杂剂包括Fe、Ni、Cr、Ti和Mg中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的磁性结，其中所述设计制造的辅助势垒层包括与至少一种导体混合的绝缘体，所述多个区域富含所述至少一种导体。

7.根据权利要求6所述的磁性结，其中所述至少一种导体包括Fe、Ni、Cr、Ti和Mg中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的磁性结，其中所述设计制造的辅助势垒层具有第一电阻面积积并且由至少一种材料构成，所述第一电阻面积积小于具有所述第二厚度、由所述至少一种材料构成并且不含所述多个区域的非设计制造的辅助势垒层的第二电阻面积积。

9.根据权利要求8所述的磁性结，其中所述主势垒层和所述辅助势垒层每个包括镁氧化物、镁铝氧化物、镁钛氧化物和镁铁氧化物中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的磁性结，其中所述设计制造的辅助势垒层由至少一种材料构成，所述磁性结具有第一隧道磁阻，所述第一隧道磁阻大于另一磁性结的第二隧道磁阻，所述另一磁性结包括所述第一参考层、所述主势垒层、所述自由层、所述第二参考层和非设计制造的辅助势垒层，所述非设计制造的辅助势垒层具有所述第二厚度、由所述至少一种材料构成并且不含所述多个区域。

11.一种磁存储器，位于衬底上并且包括：

多个磁存储单元，所述多个磁存储单元的每个包括至少一个磁性结，所述至少一个磁性结的每个包括第一参考层、具有第一厚度的主势垒层、自由层、设计制造的辅助势垒层和第二参考层，当写入电流穿过所述磁性结时，所述自由层在多个稳定的磁性状态之间可切换，所述主势垒层位于所述第一参考层与所述自由层之间，所述设计制造的辅助势垒层具有电阻和小于所述第一厚度的第二厚度，所述设计制造的辅助势垒层具有多个区域，所述多个区域具有小于所述电阻的减小的电阻，所述设计制造的辅助势垒层在所述自由层与所述第二参考层之间，所述自由层、所述第一参考层和所述第二参考层的每个具有垂直磁各向异性能和小于所述垂直磁各向异性能的面外退磁能；以及

与所述多个磁存储单元联接的多个位线。