[发明专利]磁性隧道结结构及磁性随机存储器

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、磁阻尼阻挡层、自由层、势垒层、参考层、晶格隔断层、反铁磁层与种子层，其特征在于，所述自由层包括：

第一自由层，为可变磁极化层，所述第一自由层为磁性金属合金所形成；

垂直各向异性增强层，设置于所述第一自由层上，所述垂直各向异性增强层为非磁性金属氧化物形成；以及

第二自由层，设置于所述垂直各向异性增强层上，所述第二自由层为可变磁极化层，由含非磁性掺杂元素的磁性金属合金或其化合物形成；

其中，所述垂直各向异性增强层用于实现所述第一自由层与第二自由层的磁性耦合。

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，所述第一自由层的材料为选自硼化钴、硼化铁、钴铁硼合金的单层结构，或是铁化钴/钴铁硼合金、铁/钴铁硼合金的双层结构，或是硼化铁/(钨、钼、钒、铌、铬、铪、钛、锆、钽、钪、钇、锌、钌、锇、铑、铱、钯和/或铂)/钴铁硼合金、钴铁硼合金/(钨、钼、钒、铌、铬、铪、钛、锆、钽、钪、钇、锌、钌、锇、铑、铱、钯和/或铂)/钴铁硼合金的三层结构，或是铁/钴铁硼合金/(钨、钼、钒、铌、铬、铪、钛、锆、钽、钪、钇、锌、钌、锇、铑、铱、钯和/或铂)/钴铁硼合金、铁化钴/钴铁硼合金/(钨、钼、钒、铌、铬、铪、钛、锆、钽、钪、钇、锌、钌、锇、铑、铱、钯和/或铂)/钴铁硼合金的四层结构；所述第一自由层的厚度为1.2纳米至3.0纳米间。

3.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，所述第二自由层的结构为[(钴_1-x铁_x)_1-y硼_y]_1-zM_z、[(钴_1-x铁_x)_1-y硼_y]_1-zM_z/钴_1-w铁_w、钴_1-v铁_v/[(钴_1-x铁_x)_1-y硼_y]_1-zM_z或钴_1-v铁_v/[(钴_1-x铁_x)_1-y硼_y]_1-zM_z/钴_1-w铁_w，[(钴_1-x铁_x)_1-yC_y]_1-zM_z，[(钴_1-x铁_x)_1-yC_y]_1-zM_z/钴_1-w铁_w，钴_1-v铁_v/[(钴_1-x铁_x)_1-yC_y]_1-zM_z或钴_1-v铁_v/[(钴_1-x铁_x)₁-_yC_y]_1-zM_z/钴_1-w铁_w；其中，所述非磁性掺杂元素M为钼、钨、铬、钽、铪、钒、氮、硼、锆、锌、镁、铝或其组合，0％≤x≤100％，5％≤y≤30％，2％≤z≤20％，0％≤w≤100％，0％≤v≤100％，优选的，M为Mo,20％≤x≤100％,7％≤y≤17％，5％≤z≤15％。