[实用新型]磁存储器件

说明书

本实用新型涉及磁存储器领域，尤其涉及一种磁存储器件，固定层、通道隔离层、自由层；所述通道隔离层位于所述固定层和所述自由层之间；还包括非磁性结构，所述非磁性结构位于所述自由层中，所述非磁性结构与所述自由层的材料不同。本实用新型能够有效降低改变MTJ自由层磁化方向的临界电流，减小磁存储器件体积。

技术领域

本实用新型涉及磁存储器件领域，尤其涉及一种MTJ磁存储器件。

背景技术

相比市面上现有存储器，磁存储器因更快的写入速度、更长时间的信息保存能力以及潜在低功耗的性能而备受关注。

磁存储器件的核心器件是磁隧道结（MTJ），MTJ由自由层、固定层以及它们之间的通道隔离层所组成，自由层和固定层是两层磁性材料，他们磁化方向是否相同决定了MTJ的电阻大小，当自由层和固定层磁化方向平行相反时，MTJ电阻较大，当自由层和固定层磁化方向平行同向时，MTJ电阻较小。通过判断MTJ电阻大小，磁存储器件可用于读写数据。

无论工业级还是消费级的磁存储器，都要求越来越小的结构。对于MTJ来讲，结构越小，要求自由层临界电流（又叫最低翻转磁化方向电流）就越小；在自由层磁性材料不变的或者改进不大的情况下，如何降低临界电流密度成为了MTJ结构优化的关键。

实用新型内容

本实用新型通过改善现有STT-MRAM中的MTJ结构，通过特异结构在自由层中激发非平行原子磁矩辅助改变自由层磁化方向，从而明显降低临界电流。

本实用新型提供一种磁存储器件，包括固定层、通道隔离层、自由层；所述通道隔离层位于所述固定层和所述自由层之间；其特征在于，所述自由层具有相对的第一面和第二面，所述第二面较所述第一面远离所述通道隔离层，所述第一面与所述第二面不平行。

优选地，所述第一面是非中心对称面结构。

优选地，其特征在于，所述第一面是曲面结构

优选地，所述第一面是平面结构。

优选地，所述第一面与所述通道隔离层相接触。

优选地，在所述第一面与所述通道隔离层中间有非磁性薄膜层。

优选地，所述固定层和所述自由层为CoFe、NiFe、CoFeB、CoFeCr、CoFePt、CoFePd、CoFeTb、CoFeGd或CoFeNi中的至少一种。

优选地，还包括第一电极和第二电极；所述第一电极位于所述固定层下方，所述第二电极位于所述自由层上方。

优选地，还包括半导体器件，所述半导体器件与所述固定层电连接。

优选地，还包括衬底，所述衬底位于所述固定层下方。

优选地，还包括非磁性结构，所述非磁性结构位于所述自由层中，所述非磁性结构与所述自由层的材料不同。

优选地，所述自由层具有相对的第一面和第二面，所述第一面与所述通道隔离层相对，所述非磁性结构位于所述第二面表面。

优选地，所述非磁性结构为非中心对称结构。

优选地，所述非磁性结构为环状或带状。

优选地，所述非磁性结构贯穿所述自由层。

优选地，所述非磁性结构至少有2个。

优选地，所述非磁性结构材料为镁、钛、铬、铜氧/氮化物中的至少一种。

优选地，所述自由层具有相对的第一面和第二面，所述第一面与所述通道隔离层相对，在所述第一面与所述通道隔离层中间有非磁性薄膜层。

优选地，还包括非磁性层，所述非磁性结构位于所述自由层上。