[发明专利]磁性隧道结(MTJ)和方法，以及使用其的磁性随机存取存储器(MRAM)

摘要

本发明揭示磁性隧道结MTJ及其形成方法。钉扎层安置于所述MTJ中，使得所述MTJ的自由层可在存取晶体管提供于磁性随机存取存储器MRAM位单元中时耦合到所述存取晶体管的漏极。此结构更改写入电流流动方向以对准所述MTJ的写入电流特性与使用所述MTJ的MRAM位单元的写入电流供应能力。结果，可提供更多写入电流以将所述MTJ从平行P状态切换到反平行AP状态。反铁磁性材料AFM层提供于所述钉扎层上以固定钉扎层磁化。为了提供足够用于沉积所述AFM层以保证钉扎层磁化的区域，提供具有大于所述自由层的自由层表面区域的钉扎层表面区域的钉扎层。

主权项

一种磁性随机存取存储器MRAM设备中的磁性隧道结MTJ，其包含：第一电极和第二电极；隧道势垒，其位于所述第一电极与所述第二电极之间；自由层，其位于所述第二电极与所述隧道势垒之间；钉扎层，其位于所述第一电极与所述隧道势垒之间；以及位于所述第一电极与所述钉扎层之间的具有一反铁磁性材料AFM层长度的AFM层，其中所述钉扎层在与所述自由层平行的所有方向上超过所述自由层而延伸，其中，所述自由层与所述MRAM中的存取晶体管的漏极相耦合，且其中所述AFM层的表面区域与所述钉扎层表面区域相同或大于所述钉扎层表面区域。