專利名稱：減少存儲器裝置的自由層的自旋抽運感應阻尼的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大體上涉及減少存儲器裝置的自由層的自旋抽運感應阻尼。
背景技術：
磁性隧穿結(MTJ)元件可用以產(chǎn)生磁性隨機存取存儲器(MRAM)。MTJ元件通常包括被釘扎層(Pinned layer)、磁性隧道勢壘和自由層，其中位值由自由層中的磁矩表示。自由層的磁矩相對于被釘扎層所運載的固定磁矩的方向的方向決定了由MTJ元件存儲的位值。被釘扎層的磁化是固定的，而自由層的磁化可切換。當電流流經(jīng)MTJ元件時，自由層的磁化方向在電流超過閾值時可改變。所述閾值取決于各種因子，包括自由磁性層的有效阻尼因子。自由磁性層的有效阻尼因子可依據(jù)自由磁性層的厚度和周圍層的成分而變。周圍層可經(jīng)由自旋抽運效應來修改自由磁性層的有效阻尼常數(shù)。當自旋抽運增加時，電流閾值也增加，從而導致功率消耗增加且熱生成增加， 功率消耗增加和熱生成增加通常是不合需要的。

發(fā)明內(nèi)容
在特定實施例中，揭示了一種存儲器裝置。所述存儲器裝置包括位線存取電極； 以及反鐵磁性材料(AFM)釘扎層，其與所述位線存取電極接觸。所述存儲器裝置還包括被釘扎層，其與所述AFM釘扎層接觸；隧道勢壘層，其與所述被釘扎層接觸；以及自由層，其與所述隧道勢壘層接觸。所述存儲器裝置進一步包括自旋扭矩增強層，其與所述自由層接觸且與存取晶體管電極接觸。所述自旋扭矩增強層經(jīng)配置以實質(zhì)上減少所述自由層的自旋抽運感應阻尼。在另一特定實施例中，一種形成存儲器裝置的方法包括將自旋扭矩增強層沉積在第一電接點上。所述自旋扭矩增強層是絕緣層、隧道勢壘層和半導電層中的一者。所述方法還包括將自由層沉積在自旋扭矩增強層上。所述方法還包括將間隔物層沉積在自由層上。 所述方法還包括將被釘扎層沉積在間隔物層上。所述方法還包括將反鐵磁性材料(AFM)釘扎層沉積在被釘扎層上。所述方法還包括將第二電接點沉積在AFM釘扎層上。自旋扭矩增強層經(jīng)配置以實質(zhì)上減小所述自由層的阻尼常數(shù)。在另一特定實施例中，一種磁性隧穿結(MTJ)結構包括與電接點接觸的反鐵磁性材料(AFM)釘扎層。所述MTJ結構還包括與AFM釘扎層接觸的被釘扎層。所述MTJ結構還包括與被釘扎層接觸的隧道勢壘層。所述MTJ結構還包括與所述隧道勢壘層接觸的自由層。所述MTJ結構還包括與自由層接觸的自旋扭矩增強層。所述自旋扭矩增強層包括氧化鎂(MgO)，且經(jīng)配置以通過減小自旋抽運效應來減小寫入電流閾值。自由層可比被釘扎層更靠近襯底。在另一特定實施例中揭示了一種方法，其包括使讀取電流穿過存儲器裝置的第一電接點，并穿過與所述第一電接點接觸的反鐵磁性材料(AFM)釘扎層。所述方法還包括檢測對應于自由層的磁矩相對于被釘扎層的磁矩的相對定向的電阻，所述被釘扎層與AFM釘
5扎層接觸。被釘扎層與隧道勢壘層接觸，隧道勢壘層與自由層接觸，自由層與自旋扭矩增強層接觸，自旋扭矩增強層與存儲器裝置的第二電接點接觸，且第二電接點耦合到存取晶體管。所揭示的實施例中的至少一者所提供的一個特定優(yōu)點是實質(zhì)上減少不對稱切換， 其中大寫入電流可容易地使磁性隧穿結(MTJ)裝置的狀態(tài)從逆平行狀態(tài)改變成平行狀態(tài)， 但小寫入電流難以使MTJ裝置的狀態(tài)從平行改變成逆平行。所揭示的實施例中的至少一者所提供的另一特定優(yōu)點是減小臨界切換電流以用于改變所述MTJ裝置的狀態(tài)。在審閱整個申請案之后，本發(fā)明的其它方面、優(yōu)點和特征將變得明顯，所述整個申請案包括以下部分


具體實施方式
和權利要求書。

圖1是自旋扭矩轉移式磁性隨機存取存儲器(STT-MRAM)裝置的元件的第一說明性實施例；圖2是STT-MRAM裝置的元件的第二說明性實施例；圖3是形成STT-MRAM裝置的元件的方法的說明性實施例的流程圖；以及圖4是讀取STT-MRAM裝置的元件的方法的說明性實施例的流程圖。
具體實施例方式參看圖1，其描繪自旋扭矩轉移式磁性隨機存取存儲器(STT-MRAM)的元件的第一說明性實施例，且大體將其指定為100。STT-MRAM 100的元件包括具有位于襯底1 上的磁性隧穿結(MTJ)結構101和存取晶體管116的位單元(bitcell)。MTJ結構101包括耦合到位線118的位線存取電極102、反鐵磁性(AFM)釘扎層104、被釘扎層106、隧道勢壘層 108、自由層110、自旋扭矩增強層112和存取晶體管電極114。存取晶體管電極114耦合到存取晶體管116的漏極區(qū)130。存取晶體管116由字線119選通，且具有耦合到源極120的源極區(qū)132。AFM釘扎層104與位線存取電極102接觸。AFM釘扎層104將被釘扎層106的磁矩124的定向保持在特定方向。被釘扎層106與AFM釘扎層104接觸，且可由鐵磁性材料組成。隧道勢壘層108與被釘扎層106接觸，且物理上使被釘扎層106與自由層110隔離，同時使電流能夠經(jīng)由電子隧穿而流過隧道勢壘層108。隧道勢壘層108可由非磁性材料組成。在說明性實施例中，隧道勢壘層108包括氧化鎂(MgO)。自由層110與隧道勢壘層108接觸，且位于距襯底1 距離d2 142處。自由層 110具有磁矩125，所述磁矩125可與被釘扎層106的磁矩IM平行或逆平行對準。被釘扎層106可位于距襯底1 距離dl 140處，距離dl 140大于距離d2 142。自由層110的磁矩125可由超過寫入電流閾值的電流來寫入，且可使用小于所述寫入電流閾值的電流來讀取。在說明性實施例中，自由層110可為鐵磁性的。在另一說明性實施例中，自由層110可為合成鐵磁性層。自旋扭矩增強層112與自由層110接觸。如下文將更詳細地描述，自旋扭矩增強層112經(jīng)配置以實質(zhì)上減少自由層110的自旋抽運感應阻尼，且因此減小寫入電流閾值。在特定實施例中，自旋扭矩增強層112和隧道勢壘層108可包括氧化鎂(MgO)，從而使得在制造STT-MRAM 100的元件期間能夠?qū)⑼徊牧嫌糜趦蓚€層且減少所使用材料的數(shù)目。將氧化鎂用于自旋扭矩增強層112和隧道勢壘層108可減少制造成本(因為可使用較少材料)， 且還可降低污染的可能性。在說明性實施例中，自旋扭矩增強層的厚度在0.2納米(nm)與 IOnm之間。在特定實施例中，自旋扭矩增強層112包括以下各項中的至少一者鋁(Al)氧化物、硼(B)氧化物、銅(Cu)氧化物、鈷(Co)氧化物、鉻(Cr)氧化物、鐵(Fe)氧化物、鍺(Ge) 氧化物、鉬(Mo)氧化物、鎂(Mg)氧化物、鈮(Nb)氧化物、鎳(Ni)氧化物、硅(Si)氧化物、 鉭(Ta)氧化物、鈦(Ti)氧化物、釩(V)氧化物以及鎢(W)氧化物。在另一特定實施例中，自旋扭矩增強層112包括以下各項中的至少一者鋁(Al) 氮化物、硼(B)氮化物、硅(Si)氮化物、鍺(Ge)氮化物、鈦(Ti)氮化物以及鉬(Pt)氮化物。在另一特定實施例中，自旋扭矩增強層112包括以下各項中的至少一者銀(Ag) 氧化物、鋁(Al)氧化物、砷(As)氧化物、金(Au)氧化物、碳(C)氧化物、鎘(Cd)氧化物、銅 (Cu)氧化物、鎵(Ga)氧化物、鍺(Ge)氧化物、汞(Hg)氧化物、銦(In)氧化物、銥(Ir)氧化物、鋨(Os)氧化物、鈀(Pd)氧化物、鉬(Pt)氧化物、銻(Sb)氧化物、硅(Si)氧化物以及碲 (Te)氧化物。在另一特定實施例中，自旋扭矩增強層112包含半金屬材料，例如雙鈣鈦礦 (SRfeMoO6)、鈣鈦礦氧化物合金(LEia7Sra3)MnO3、半豪斯勒合金(half-Heusler alloy) (NiMnSb)、磁鐵礦(Fe3O4)或二氧化鉻(CrO2)。在另一實施例中，自旋扭矩增強層112是絕緣層、隧道勢壘層或半導電層中的一者。自旋扭矩增強層112經(jīng)配置以實質(zhì)上減少自由層110的自旋抽運感應阻尼，從而減小寫入操作的臨界電流密度，所述密度決定寫入電流閾值。在特定實施例中，自旋扭矩增強層112包括氧化鎂(MgO)。當經(jīng)自旋極化的電流穿過MTJ結構101時，所述經(jīng)自旋極化的電流的電子的自旋動量的一部分可轉移到自由層110。當電流密度大于特定臨界電流密度時，自由層110的磁矩可改變方向。在自由層110中可發(fā)生自旋轉移所致切換時的電流由寫入電流閾值指示。當寫入電流閾值為高時，需要例如存取晶體管116等大裝置來驅(qū)動寫入電流，這可導致位單元密度減小、有額外熱量、功率消耗增加以及其它問題。一般來說，當自由層110的有效阻尼減小時，寫入電流閾值減小。自由層110的有效阻尼包括阻尼分量，所述阻尼分量表示因與能夠離開自由層110的自由電子的交換耦合而導致的來自自由層110的磁化的角動量的損失。此“自旋抽運”效應導致需要較大量的電流來改變自由層110的磁矩125的方向。通過減小自旋抽運效應，自旋扭矩增強層112 減小臨界電流密度和MTJ結構101的寫入電流閾值，從而使存取晶體管116的大小能夠?qū)販p小，且位單元密度能夠增加。寫入電流穿過MTJ結構101的方向決定被釘扎層106的磁矩IM是對準成平行還是逆平行于自由層110的磁矩125。在說明性實施例中，可通過將第一寫入電流從位線存取電極102傳遞到存取晶體管電極114以將磁矩125對準成逆平行于磁矩IM來存儲數(shù)據(jù) “1”值。可通過將第二寫入電流從存取晶體管電極114傳遞到位線存取電極102以將磁矩 125對準成平行于磁矩IM來存儲數(shù)據(jù)“0”值。當對STT-MRAM 100的元件執(zhí)行讀取操作122時，讀取電流可從位線存取電極102流到源極120，或讀取電流可從源極120流到位線存取電極102。在特定實施例中，可基于哪一方向提供最大讀取信號來確定讀取電流的方向。在特定實施例中，當對STT-MRAM 100的元件執(zhí)行讀取操作122時，讀取電流經(jīng)由位線(BL) 118在從位線存取電極102到存取晶體管電極114的方向上流過。穿過MTJ結構101的讀取電流遭遇對應于磁矩125與磁矩124 的相對定向的電阻。當被釘扎層106的磁矩124具有平行于自由層110的磁矩125的定向時，讀取電流遭遇與被釘扎層106的磁矩IM具有逆平行于自由層110的磁矩125的定向時不同的電阻。因此，位單元可用作存儲器裝置(例如，STT-MRAM)的元件。通過使用自旋扭矩增強層112，自由層110的自旋抽運感應阻尼的阻尼因子得以實質(zhì)上減小，從而減小臨界電流，進而導致與無自旋扭矩增強層的等效磁性隧穿結(MTJ)裝置相比較小的功率消耗和較少的熱生成。另外，因為在制造過程中自由層110比被釘扎層106早沉積在自旋扭矩增強層112 上，所以自由層110較平滑，且使得與被釘扎層較早沉積且自由層稍后沉積的配置中相比， 能夠更好地控制被釘扎層106的磁性。通過將較靠近襯底1 的自由層110沉積在自旋扭矩增強層112上，還減少了在常規(guī)MTJ裝置中觀測到的不對稱切換。參看圖2，其描繪自旋扭矩轉移式磁性隨機存取存儲器(STT-MRAM)的元件的第二說明性實施例，且大體將其指定為200。STT-MRAM 200的元件包括頂部接點202、反鐵磁性 (AFM)釘扎層204、鈷鐵硼(Cc^eB)層206、釕(Ru)層208、鈷鐵(CoFe)層210、隧道勢壘層212、自由層214、自旋扭矩增強層216以及底部接點218。存取晶體管2 耦合到底部接點218，且耦合到字線230和源極232。在特定實施例中，STT-MRAM 200的元件是圖1的 STT-MRAM 100 的元件。頂部接點202提供與位線222的第一電接點。AFM釘扎層204固定CoFeB層206的磁矩240和( 層210的定向。CoFeB層206是第一被釘扎層，且可包括基本上由鈷(Co)、 鐵(Fe)和硼⑶組成的化合物。Ru層208是第二被釘扎層，其基本上由釕組成。( 層 210是第三被釘扎層，且基本上由鈷(Co)和鐵(Fe)組成。CoFeB層206、Ru層208和Coi^e 層210共同形成合成被釘扎層。隧道勢壘層212可為非導電、非磁性材料，其經(jīng)配置以實現(xiàn)( 層210與自由層 214之間的電子隧穿。自由層214是存儲層，其具有磁矩對4，所述磁矩具有可設置為與( 層210的磁矩242平行或逆平行對準的可編程定向。自旋扭矩增強層216經(jīng)配置以實質(zhì)上減少自由層214的自旋抽運感應阻尼。自旋扭矩增強層216可包括氧化鎂(MgO)。底部接點218提供與第二電接點的存取晶體管228。當將數(shù)據(jù)寫入到STT-MRAM 200的元件時，寫入電流流經(jīng)存取晶體管228。當寫入電流在特定方向上流動時，自由層214具有第一狀態(tài)，其中磁矩244平行于( 層210的磁矩M2。當寫入電流在相反方向上流動時，自由層214具有第二狀態(tài)，其中磁矩244逆平行于Coi^e層210的磁矩M2。當對STT-MRAM 200的元件執(zhí)行讀取操作220時，讀取電流可從頂部接點202流到底部接點218，或讀取電流可從底部接點218流到頂部接點202。在特定實施例中，可基于哪一方向提供最大讀取信號來確定讀取電流的方向。在特定實施例中，當對STT-MRAM 200 的元件執(zhí)行讀取操作220時，讀取電流經(jīng)由位線(BL) 222流過，流過頂部接點202、流過AFM釘扎層204、流過CoFeB層206以及Ru層208，以檢測對應于自由層214和( 層210的磁矩的相對定向的電阻。所檢測到的電阻指示存儲在STT-MRAM 200的元件處的邏輯值?？赏ㄟ^施加寫入電流來將邏輯值寫入到STT-MRAM 200的元件，所述寫入電流超過寫入電流閾值以設置自由層214的磁矩244相對于( 層210的磁矩M2的方向。在自由層位于被釘扎層下方的實施例(例如，圖2中所說明)中，以及在自由層位于被釘扎層上方且自旋扭矩增強層位于自由層上方的實施例中，自旋扭矩增強層216減少了自由層 214處因自旋抽運而導致的角動量的損失，且因此降低了臨界電流密度以設置自由層214 的磁矩M4的方向。另外，因為在圖2中所描繪的實施例中，自由層214位于被釘扎層206 到210下方，所以自由層214可具有較好的控制參數(shù)，從而使得STT-MRAM 200元件中的寫入電流不對稱性與具有相反層次序的結構相比有所減少。圖3是制造存儲器裝置的方法的說明性實施例的流程圖。在302處，將自旋扭矩增強層沉積在第一電接點上。自旋扭矩增強層是絕緣層、隧道勢壘層和半導電層中的一者。 在第一說明性實施例中，自旋扭矩增強層可包括半金屬材料。半金屬材料可包括雙鈣鈦礦 (SR2FeMoO6)、鈣鈦礦氧化物合金(Liia7Sra3) MnO3、半豪斯勒合金(NiMnSb)、磁鐵礦(Fii3O4)以及二氧化鉻(CrO2)中的至少一者。在第二說明性實施例中，自旋扭矩增強層可包括氧化鎂 (MgO)。繼續(xù)到304，將自由層沉積在自旋扭矩增強層上。在說明性實施例中，自由層可包括合成鐵磁性材料。自旋扭矩增強層經(jīng)配置以實質(zhì)上減小自由層的阻尼常數(shù)。將自由層沉積為較靠近襯底，以實現(xiàn)改進的對自由層的工藝參數(shù)的控制。在特定實施例中，自旋扭矩增強層以及自由層與襯底的較靠近的接近性通過降低臨界電流且減少寫入不對稱性來實現(xiàn)改進的寫入特性。前進到306，將間隔物層沉積在自由層上。間隔物層可為非磁性層。在特定實施例中，間隔物層是具有較薄的非導電材料的隧道勢壘層。移到308，將被釘扎層沉積在間隔物層上。進行到310，將反鐵磁性材料(AFM)釘扎層沉積在被釘扎層上。繼續(xù)到312，將第二電接點沉積在AFM釘扎層上。所述方法在314處結束。圖4是讀取STT-MRAM的元件的方法的說明性實施例的流程圖。在402處，使讀取電流穿過存儲器裝置的第一電接點，并穿過與第一電接點接觸的反鐵磁性材料(AFM)釘扎層。繼續(xù)到404，檢測對應于自由層的磁矩相對于被釘扎層的磁矩的定向的電阻，所述被釘扎層與AFM釘扎層接觸。被釘扎層與隧道勢壘層接觸，隧道勢壘層還與自由層接觸。自由層與自旋扭矩增強層接觸，且自旋扭矩增強層與存儲器裝置的第二電接點接觸。第二電接點耦合到存取晶體管。自旋扭矩增強層可包括氧化鎂(MgO)。自旋扭矩增強層可經(jīng)配置以實質(zhì)上減少自由層的自旋抽運感應阻尼。所述方法在406處結束。所屬領域的技術人員將進一步了解，結合本文中所揭示的實施例而描述的各種說明性邏輯塊、配置、模塊、電路和算法步驟可以電子硬件、計算機軟件或兩者的組合來實施。 為了清楚地說明硬件與軟件的這種可互換性，上文中已大體上描述了各種說明性組件、塊、 配置、模塊、電路和步驟的功能性。所述功能性是以硬件還是以軟件來實施取決于特定應用和強加于整個系統(tǒng)的設計約束。所屬領域的技術人員可針對每一特定應用以不同方式實施所描述的功能性，但所述實施決策不應被解釋成致使脫離本發(fā)明的范圍。結合本文中所揭示的實施例而描述的方法或算法的步驟可直接體現(xiàn)于硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊或硬件與軟件模塊的組合中。軟件模塊可駐存在隨機存取存儲器 (RAM)、快閃存儲器、只讀存儲器(ROM)、可編程只讀存儲器(PR0M)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)、寄存器、硬盤、可裝卸式磁盤、壓縮光盤只讀存儲器(CD-ROM)，或此項技術中已知的任何其它形式的存儲媒體中。示范性存儲媒體耦合到處理器，以使得所述處理器可從所述存儲媒體讀取信息并將信息寫入到所述存儲媒體。在替代方案中，可將存儲媒體與處理器整合在一起。處理器和存儲媒體可駐存在專用集成電路(ASIC)中。ASIC可駐存在計算裝置或用戶終端中。在替代方案中，處理器和存儲媒體可作為離散組件而駐存在計算裝置或用戶終端中。 提供所揭示實施例的先前描述以使所屬領域的技術人員能夠制作或使用所揭示的實施例。所屬領域的技術人員將易于明白對這些實施例的各種修改，且可在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，將本文中所界定的原理應用于其它實施例。因此，本發(fā)明無意限于本文所展示的實施例，而是將被賦予與如所附權利要求書所界定的原理和新穎特征一致的最寬可能范圍。
權利要求
1.一種存儲器裝置，其包含位線存取電極；反鐵磁性材料(AFM)釘扎層，其與所述位線存取電極接觸；被釘扎層，其與所述AFM釘扎層接觸；隧道勢壘層，其與所述被釘扎層接觸；自由層，其與所述隧道勢壘層接觸；以及自旋扭矩增強層，其與所述自由層接觸且與存取晶體管電極接觸，所述自旋扭矩增強層經(jīng)配置以實質(zhì)上減少所述自由層的自旋抽運感應阻尼。
2.根據(jù)權利要求1所述的存儲器裝置，其中所述自旋扭矩增強層包含氧化鎂(MgO)。
3.根據(jù)權利要求1所述的存儲器裝置，其中所述自旋扭矩增強層的厚度在0.2納米 (nm)與IOnm之間。
4.根據(jù)權利要求1所述的存儲器裝置，其中所述被釘扎層與襯底相距第一距離，且所述自由層與所述襯底相距第二距離，且其中所述第一距離大于所述第二距離。
5.根據(jù)權利要求1所述的存儲器裝置，其中數(shù)據(jù)值是響應施加于所述位線存取電極與所述存取晶體管電極之間的讀取電流而讀取。
6.根據(jù)權利要求5所述的存儲器裝置，其中所述讀取電流流經(jīng)所述位線存取電極和所述AFM釘扎層，以檢測對應于所述自由層和所述被釘扎層的磁矩的定向的電阻。
7.根據(jù)權利要求1所述的存儲器裝置，其進一步包含與所述存取晶體管電極接觸的存取晶體管。
8.根據(jù)權利要求7所述的存儲器裝置，其進一步包含字線，所述字線經(jīng)由存取晶體管而耦合到所述存取晶體管電極。
9.根據(jù)權利要求1所述的存儲器裝置，其中所述存儲器裝置是自旋扭矩隧穿式磁性隧穿結(STT-MTJ)裝置的元件。
10.根據(jù)權利要求1所述的存儲器裝置，其中所述被釘扎層包含第一被釘扎層，所述第一被釘扎層具有基本上由鉆(Co)、鐵(Fe)和硼⑶組成的化合物。
11.根據(jù)權利要求10所述的存儲器裝置，其中所述被釘扎層進一步包含第二被釘扎層，所述第二被釘扎層具有基本上由釕(Ru)組成的化合物，且其中所述第二被釘扎層與所述第一被釘扎層接觸。
12.根據(jù)權利要求11所述的存儲器裝置，其中所述被釘扎層包含第三被釘扎層，所述第三被釘扎層具有基本上由鈷(Co)和鐵(Fe)組成的化合物，且其中所述第三被釘扎層與所述第二被釘扎層接觸。
13.根據(jù)權利要求1所述的存儲器裝置，其中所述隧道勢壘層包含氧化鎂(MgO)。
14.根據(jù)權利要求1所述的存儲器裝置，其中所述自旋扭矩增強層包含以下各項中的至少一者鋁(Al)氧化物、硼(B)氧化物、銅(Cu)氧化物、鈷(Co)氧化物、鉻(Cr)氧化物、 鐵(Fe)氧化物、鍺(Ge)氧化物、鉬(Mo)氧化物、鎂(Mg)氧化物、鈮(Nb)氧化物、鎳(Ni) 氧化物、硅(Si)氧化物、鉭(Ta)氧化物、鈦(Ti)氧化物、釩(V)氧化物以及鎢(W)氧化物。
15.根據(jù)權利要求1所述的存儲器裝置，其中所述自旋扭矩增強層包含以下各項中的至少一者鋁(Al)氮化物、硼(B)氮化物、硅(Si)氮化物、鍺(Ge)氮化物、鈦(Ti)氮化物以及鉬(Pt)氮化物。
16.根據(jù)權利要求1所述的存儲器裝置，其中所述自旋扭矩增強層包含以下各項中的至少一者銀(Ag)氧化物、鋁(Al)氧化物、砷(As)氧化物、金(Au)氧化物、碳(C)氧化物、 鎘(Cd)氧化物、銅(Cu)氧化物、鎵(Ga)氧化物、鍺(Ge)氧化物、汞(Hg)氧化物、銦(In) 氧化物、銥(Ir)氧化物、鋨(Os)氧化物、鈀(Pd)氧化物、鉬(Pt)氧化物、銻(Sb)氧化物、 硅(Si)氧化物以及碲(Te)氧化物。
17.一種形成存儲器裝置的方法，所述方法包含將自旋扭矩增強層沉積在第一電接點上，其中所述自旋扭矩增強層是絕緣層、隧道勢壘層和半導電層中的一者；將自由層沉積在所述自旋扭矩增強層上；將間隔物層沉積在所述自由層上；將被釘扎層沉積在所述間隔物層上；將反鐵磁性材料(AFM)釘扎層沉積在所述被釘扎層上；以及將第二電接點沉積在所述AFM釘扎層上；其中所述自旋扭矩增強層經(jīng)配置以實質(zhì)上減小所述自由層的阻尼常數(shù)。
18.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中所述自旋扭矩增強層包含半金屬材料。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中所述半金屬材料包含以下各項中的至少一者 雙鈣鈦礦(SRJeMoO6)、鈣鈦礦氧化物合金(LEia7Sra3)MnO3、半豪斯勒合金(half-Heusler alloy) (NiMnSb)、磁鐵礦(Fii3O4)以及二氧化鉻(CrO2)。
20.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中所述自由層包含合成鐵磁性材料。
21.根據(jù)權利要求17所述的方法，其中所述自旋扭矩增強層包含氧化鎂(MgO)。
22.一種磁性隧穿結(MTJ)結構，其包含 反鐵磁性材料(AFM)釘扎層，其與電接點接觸； 被釘扎層，其與所述AFM釘扎層接觸；隧道勢壘層，其與所述被釘扎層接觸； 自由層，其與所述隧道勢壘層接觸；以及自旋扭矩增強層，其與所述自由層接觸；其中所述自旋扭矩增強層包括氧化鎂(MgO)，且經(jīng)配置以通過減小自旋抽運效應而減小寫入電流閾值。
23.根據(jù)權利要求22所述的MTJ結構，其中所述自由層比所述被釘扎層更靠近襯底。
24.一種方法，其包含使讀取電流穿過存儲器裝置的第一電接點并穿過與所述第一電接點接觸的反鐵磁性材料(AFM)釘扎層；以及檢測對應于自由層磁矩相對于被釘扎層磁矩的相對定向的電阻，所述被釘扎層與所述 AFM釘扎層接觸；其中所述被釘扎層與隧道勢壘層接觸，其中所述隧道勢壘層與所述自由層接觸，其中所述自由層與自旋扭矩增強層接觸，其中所述自旋扭矩增強層與所述存儲器裝置的第二電接點接觸，且其中所述第二電接點耦合到存取晶體管。
25.根據(jù)權利要求對所述的存儲器裝置，其中所述自旋扭矩增強層包含氧化鎂(MgO)， 且其中所述自旋扭矩增強層經(jīng)配置以實質(zhì)上減少所述自由層的自旋抽運感應阻尼。減少存儲器裝置的自由層的自旋抽運感應阻尼。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種減少存儲器裝置(100)的自由層(110)的自旋抽運感應阻尼的系統(tǒng)和方法。所述存儲器裝置包括反鐵磁性材料(AFM)釘扎層(104)，其與位線存取電極(102)接觸。所述存儲器裝置還包括被釘扎層(106)，其與所述AFM釘扎層接觸；隧道勢壘層(108)，其與所述被釘扎層接觸；以及自由層(110)，其與所述隧道勢壘層接觸。所述存儲器裝置包括自旋扭矩增強層(112)，其與所述自由層接觸且與存取晶體管電極接觸。所述自旋扭矩增強層經(jīng)配置以實質(zhì)上減少所述自由層的自旋抽運感應阻尼。
文檔編號H01L43/08GK102165530SQ200980137671
公開日2011年8月24日 申請日期2009年9月18日 優(yōu)先權日2008年9月24日
發(fā)明者升·H·康, 朱曉春, 李霞 申請人:高通股份有限公司