[发明专利]磁性随机存储器的磁性隧道结结构

权利要求书

1.一种磁性随机存储器的磁性隧道结结构，设置于磁性随机存储单元，所述磁性隧道结由上至下结构包括覆盖层、自由层、势垒层、参考层、晶格转换层、反铁磁层与种子层，其特征在于，所述晶格转换层包括：

第一转换子层，即交换耦合保持层，由高电负性并且具有面心晶体结构的过渡金属材料形成；

第二转换子层，即非连续阻挡层，设置于所述第一转换子层上，由低电负性的金属材料、或其氧化物或氮化物形成,厚度为不足以形成连续原子层；

第三转换子层，即中间磁耦合层，设置于所述第二转换子层上，由铁磁材料形成；以及

第四转换子层，即体心晶格促进层，设置于所述第三转换子层上，由高电负性的具有体心晶体结构的过渡金属形成；

其中，所述磁性隧道结包括的四个晶格转换子层，进行所述反铁磁层与所述参考层之间的晶格转换和强铁磁耦合；

所述第二转换子层的低电负性的金属材料为X,XY或XZ，其中，X为选自钙，钪，钇，钛，锆，铪，钒,铌，钽，铬，铝，镧系稀土元素，锕系稀土元素其中之一或其组合；Y为氮，Z为氧，所述第二转换子层的厚度为不大于0.15奈米。

2.如权利要求1所述磁性随机存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，所述第一转换子层的材料为选自铱、铂、钯、铑、镍、金或银其中之一，所述第一转换子层的厚度为0.1奈米至0.4奈米间。

3.如权利要求2所述磁性随机存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，所述第一转换子层的厚度为0.15奈米至0.2奈米间。

4.如权利要求1所述磁性随机存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，所述第二转换子层的材料为钽，锆，铪与铌其中之一，所述第二转换子层的厚度为不大于0.10奈米。

5.如权利要求4所述磁性随机存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，所述第二转换子层的厚度为介于0.05与0.08奈米间。

6.如权利要求1所述磁性随机存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，所述第三转换子层的材料为选自钴，铁与镍其中之一或其组合，所述第三转换子层的厚度为0.3奈米至1.0奈米间。

7.如权利要求1所述磁性随机存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，所述第四转换子层的材料为选自钨，钼，铼与锝其中之一，所述第四转换子层的厚度为0.1奈米至0.5奈米间。

8.如权利要求1所述磁性随机存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，所述磁性隧道结的参考层的材料为选自钴，铁，镍，铁钴合金，硼化钴，硼化铁，钴铁硼合金，钴铁碳合金与钴铁硼碳合金其中之一或及其组合，所述参考层的厚度为0.5奈米至2.0奈米间。

9.如权利要求1所述磁性随机存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，所述磁性隧道结的反铁磁层的材料为[钴/(钯，铂或镍)]n钴/(钌，铱或铑)/钴[(钯，铂或镍)/钴]m的多层结构，其中，n≥1，m≥0，单层的钴，钯，铂，镍，钌，铱或铑的厚度小于1.0奈米。

10.如权利要求1所述磁性随机存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，所述磁性隧道结的种子层的材料为选自钛，氮化钛，钽，氮化钽，钨，氮化钨，钌，钯，铬，氧，氮，钴化铬，镍化铬，硼化钴，硼化铁，钴铁硼其中之一或其组合，或是选自钴铁硼/钽/铂，钽/钌，钽/铂，钽/铂/钌，钴铁硼/钽/铂/钌的多层结构其中之一。