[发明专利]具有双势垒层的磁性隧道结结构及磁性随机存储器

权利要求书

1.一种具有双势垒层的磁性隧道结结构，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、第一势垒层、第一参考层、第一晶格隔断层、第一反铁磁层与种子层，其特征在于，所述覆盖层与自由层之间包括：

第二势垒层，设置于所述自由层上，为镁金属氧化物层形成；

第二参考层，设置于所述第二势垒层上，由铁磁材料及其合金所形成；

第二晶格隔断层，设置于所述第二参考层上，由低电负性的金属材料或低电负性的金属结合铁磁材料形成；

第二反铁磁层，设置所述第二晶格隔断层上，由可形成反铁磁耦合的过渡金属材料结合铁磁材料形成；

其中，所述第二势垒层、所述第二参考层、所述第二晶格隔断层与第二反铁磁层，及所述第一势垒层、所述第一参考层、所述第一晶格隔断层与所述第一反铁磁层，对称设置于所述自由层的上下两侧；

所述第一参考层与所述第二参考层的厚度分别为0.5奈米～1.5奈米，所述第一参考层与所述第二参考层的材料选自钴，铁,镍，钴铁合金，钴硼合金，铁硼合金，钴铁硼合金或其组合；在初始化后，所述第一参考层与所述第二参考层在垂直方向上的磁化矢量反向平行。

2.如权利要求1所述具有双势垒层的磁性隧道结结构，其特征在于，所述第一反铁磁层的材料选自[钴/铂]_n钴/钌、[钴/铂]_n钴/铱、[钴/铂]_n钴/钌/钴、[钴/铂]_n钴/铱/钴、[钴/铂]_n钴/钌/钴[铂/钴]_m、[钴/铂]_n钴/铱/钴[铂/钴]_m、[钴/钯]_n钴/钌、[钴/钯]_n钴/铱、[钴/钯]_n钴/钌/钴、[钴/钯]_n钴/铱/钴、[钴/钯]_n钴/钌/钴[钯/钴]_m、[钴/钯]_n钴/铱/钴[钯/钴]_m、[钴/镍]_n钴/钌、[钴/镍]_n钴/铱、[钴/镍]_n钴/钌/钴、[钴/镍]_n钴/铱/钴、[钴/镍]_n钴/钌/钴[镍/钴]_m或[钴/镍]_n钴/铱/钴[镍/钴]_m的多层结构，其中，nm≥1；所述第二反铁磁层的材料选自钌/钴[铂/钴]_n、钴/钌/钴[铂/钴]_n、[钴/铂]_m/钴/钌/钴[铂/钴]_n、钌/钴[钯/钴]_n、钴/钌/钴[钯/钴]_n、[钴/钯]_m/钴/钌/钴[钯/钴]_n、钌/钴[镍/钴]_n、钴/钌/钴[镍/钴]_n或[钴/镍]_m/钴/钌/钴[镍/钴]_n的多层结构，其中，nm≥1。

3.如权利要求1所述具有双势垒层的磁性隧道结结构，其特征在于，所述第一晶格隔断层与所述第二晶格隔断层的厚度为分别为0.1奈米～1.0奈米，所述第一晶格隔断层与所述第二晶格隔断层的材料选自钽，钨，钼，铪，钴，铁，铁钴合金或铁钴硼合金制成。

4.如权利要求1所述具有双势垒层的磁性隧道结结构，其特征在于，所述第一势垒层与所述第二势垒层的材料为氧化镁。

5.如权利要求1所述具有双势垒层的磁性隧道结结构，其特征在于，所述第二势垒层为含掺杂导电材料的镁金属氧化物层形成。

6.如权利要求5所述具有双势垒层的磁性隧道结结构，其特征在于，所述第二势垒层为[氧化镁]_1-aM_a的结构，所述M为镁、铝、硅、钙、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锶、钇、锆、铌、钼、鎝、钌、铑、钯、银、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金或其组合，0a≤20％。