CN106663466B - 具有用于在其中的磁性层上引发应变的界面的自旋转移矩存储器和自旋逻辑器件 - Google Patents

具有用于在其中的磁性层上引发应变的界面的自旋转移矩存储器和自旋逻辑器件 Download PDF

Info

Publication number
CN106663466B
CN106663466B CN201480080941.9A CN201480080941A CN106663466B CN 106663466 B CN106663466 B CN 106663466B CN 201480080941 A CN201480080941 A CN 201480080941A CN 106663466 B CN106663466 B CN 106663466B
Authority
CN
China
Prior art keywords
crystalline
spin
magnet
magnetic layer
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480080941.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106663466A (zh
Inventor
S·马尼帕特鲁尼
A·乔杜里
D·尼科诺夫
D·米夏拉克
S·塞亚
I·扬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Intel Corp
Original Assignee
Intel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Intel Corp filed Critical Intel Corp
Publication of CN106663466A publication Critical patent/CN106663466A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106663466B publication Critical patent/CN106663466B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/80—Constructional details
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/161—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect details concerning the memory cell structure, e.g. the layers of the ferromagnetic memory cell
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/165—Auxiliary circuits
    • G11C11/1675—Writing or programming circuits or methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
    • H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
    • H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
    • H01F10/16—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys containing cobalt
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/3222—Exchange coupled hard/soft multilayers, e.g. CoPt/Co or NiFe/CoSm
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/14—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
    • H01F41/30—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates for applying nanostructures, e.g. by molecular beam epitaxy [MBE]
    • H01F41/302—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates for applying nanostructures, e.g. by molecular beam epitaxy [MBE] for applying spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B61/00—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices
    • H10B61/20—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having three or more electrodes, e.g. transistors
    • H10B61/22—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having three or more electrodes, e.g. transistors of the field-effect transistor [FET] type
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/10—Magnetoresistive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/80—Constructional details
    • H10N50/85—Magnetic active materials

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

本公开内容涉及自旋转移矩存储器器件和自旋逻辑器件的制造，其中，应变工程设计界面形成在这些器件内的至少一个磁体内。在一个实施例中，自旋转移矩存储器器件可以包括自由磁性层叠置体，该自由磁性层叠置体包括邻接晶体应力源层的晶体磁性层。在另一个实施例中，自旋逻辑器件可以包括输入磁体、输出磁体；其中，输入磁体和输出磁体中的至少一个包括邻接晶体应力源层的晶体磁性层和/或邻接在输入磁体与输出磁体之间延伸的晶体自旋相干沟道的晶体磁性层。

Description

具有用于在其中的磁性层上引发应变的界面的自旋转移矩存 储器和自旋逻辑器件
技术领域
本说明书的实施例总体上涉及微电子器件的领域，更具体而言，涉及自旋转移矩存储器和逻辑器件。
背景技术
集成电路部件的更高的性能、更低的成本、增加的小型化以及集成电路更大的封装密度是微电子行业制造微电子逻辑器件和存储器器件的持续目标。自旋器件(例如，自旋逻辑器件和自旋存储器)可以实现用于微电子部件的新类型的逻辑和架构。然而，自旋器件经受着高切换电流(switching current)操作情况下的低速度的困扰。因此，存在提高这些自旋器件的效率的持续推动力。
附图说明
在本说明书的结束部分中特别指出并明确要求保护本公开内容的主题。根据结合附图的以下说明和所附权利要求，本公开内容的前述和其它特征将变得更显而易见。应当理解，附图仅描绘了根据本公开内容的若干实施例，因此不应被认为是对其范围的限制。将通过使用附图借助附加的具体说明和细节来说明本公开内容，以使得可以更容易地确定本公开内容的优点，在附图中：
图1a是示出根据本说明书的实施例的自旋转移矩存储器器件的示意图。
图1b是示出根据本说明书的另一个实施例的自旋转移矩存储器器件的示意图。
图2a是示意性地示出根据本说明书的实施例的具有自由磁性层的磁性隧道结的侧视图，该自由磁性层具有与固定磁性层反向平行的磁取向。
图2b是示意性地示出根据本说明书的实施例的具有自由磁性层的磁性隧道结的侧视图，该自由磁性层具有平行于固定磁性层的磁取向。
图3示出了本领域公知的自旋转移矩存储器器件的斜示意图。
图4示出了根据本说明书的实施例的自旋转移矩存储器器件的斜示意图。
图5示出了根据本说明书的另一个实施例的自旋转移矩存储器器件的斜示意图。
图6示出了根据本说明书的又一个实施例的自旋转移矩存储器器件的斜示意图。
图7是关于图3和图4的实施例的自旋电流相对于切换时间的曲线图。
图8是本领域公知的自旋逻辑器件的侧视示意图。
图9是根据本说明书的实施例的自旋逻辑器件的侧视示意图。
图10示出了根据本说明的一个实施方式的计算设备。
具体实施方式
在下面的具体实施方式中，参考了附图，该附图以例示的方式示出了其中可以实践所要求保护的主题的具体实施例。足够详细地说明了这些实施例以使本领域技术人员能够实践本主题。应当理解，各个实施例虽然不同，但不必是相互排斥的。例如，在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下，本文结合一个实施例说明的特定特征、结构或特性可以在其它实施例中实现。在本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例说明的特定特征、结构或特性包括在本说明书所涵盖的至少一个实施方式中。因此，短语“一个实施例”或“在实施例中”的使用不一定指的是相同的实施例。另外，应当理解，在不脱离所要求保护的主题的精神和范围的情况下，可以修改每个公开的实施例内个体元件的位置或布置。因此，下面的具体实施方式不应被认为是限制性的，并且仅由所附权利要求书来限定主题的范围，适当地解释的情况下，与权利要求书的等同形式的整个范围来一起限定主题的范围。在附图中，相似的附图标记贯穿若干视图指代相同或相似的元件或功能，并且其中所示的元件不一定彼此按照比例缩放，而是可以放大或缩小个体元件，以便在本说明书的上下文中更容易地理解元件。
本文所使用的术语“之上”、“至”、“在...之间”和“在...上”可以指一个层相对于其它层的相对位置。在另一层“之上”或“上”或“接合到”另一层的一层可以与另一层直接接触或者可以具有一个或多个居间层。在层“之间”的一层可以与这些层直接接触，或者可以具有一个或多个居间层。
本说明书的实施例涉及自旋转移矩存储器器件和自旋逻辑器件的制造，其中，应变工程设计界面(strain engineered interface)形成为邻接这些器件内的至少一个磁体。在一个实施例中，自旋转移矩存储器器件可以包括自由磁性层叠置体，其包括邻接晶体应力源层(stressor layer)的晶体磁性层。在另一实施例中，自旋逻辑器件可以包括输入磁体、输出磁体；其中，该输入磁体和输出磁体中的至少一个包括磁体叠置体，该磁体叠置体包括邻接晶体应力源层的晶体磁性层；以及在输入磁体与输出磁体之间延伸的自旋相干沟道。在又一个实施例中，自旋逻辑器件可以包括输入磁体、输出磁体、在输入磁体与输出磁体之间延伸的晶体自旋相干沟道，其中，该输入磁体和输出磁体中的至少一个包括邻接晶体自旋相干沟道的晶体磁性层。
图1a示出了公知的自旋转移矩存储器器件100的示意图，该自旋转移矩存储器器件100包括自旋转移矩元件110。自旋转移矩元件110可以包括顶部接触部或自由磁性层电极120，自由磁性层130与自由磁性层电极120相邻，与钉扎或固定磁性层150相邻的固定磁性层电极160，以及设置在自由磁性层130与固定磁性层150之间的隧穿势垒层140。自由磁性层电极120可以电连接到位线192。固定磁性层电极160可以连接到晶体管194。晶体管194可以以本领域技术人员理解的方式连接到字线196和信号线198。如本领域技术人员将理解的，自旋转移矩存储器器件100还可以包括附加的读和写电路(未示出)、读出放大器(未示出)、位线基准(未示出)等，用于自旋转移矩存储器器件100的操作。应当理解，多个自旋转移矩存储器器件100可以可操作地连接到彼此以形成存储器阵列(未示出)，其中，存储器阵列可以并入非易失性存储器设备中。
自旋转移矩元件110的包括自由磁性层130、隧穿势垒层140和固定磁性层150的部分被称为磁性隧道结170。
如图1b中所示，自旋转移矩存储器器件100可以具有反向取向，其中，自由磁性层电极120可以电连接到晶体管194，并且固定磁性层电极160可以连接到位线192。
参考图2a和图2b，磁性隧道结170本质上用作电阻器，其中，通过磁性隧道结170的电路径的电阻可以以两种电阻状态而存在，这两种电阻状态为“高”或“低”，取决于自由磁性层130和固定磁性层150中磁化的方向或取向。图2a示出了高电阻状态，其中，自由磁性层130和固定磁性层150中的磁化方向基本上彼此相反或反向平行。这以自由磁性层130中从左指向右的箭头172以及固定磁性层150中从右指向左的反向对齐的箭头174示出。图2b示出了低电阻状态，其中，自由磁性层130和固定磁性层150中的磁化方向基本上彼此对齐或彼此平行。这以自由磁性层130中的箭头172以及固定磁性层150中从右指向左的同向对齐的箭头174示出。
应当理解，关于磁性隧道结170的电阻状态的术语“低”和“高”是相对于彼此的。换言之，高电阻状态仅仅是可检测地高于低电阻状态，反之亦然。因此，利用可检测的电阻差，低电阻状态和高电阻状态可以表示不同位的信息(即，“0”或“1”)。
自由磁性层130中的磁化方向可以使用自旋极化电流通过被称为自旋转移矩(“STT”)的过程来切换。电流通常是非极化的(例如，由约50％的自旋向上和约50％的自旋向下电子构成)。自旋极化电流是具有大量的自旋向上或自旋向下的电子的电流，其可通过使电流通过固定磁性层150而生成。来自固定磁性层150的自旋极化电流的电子遂穿通过隧穿势垒层140并将其自旋角动量传递到自由磁性层130，其中，自由磁性层130将其磁化方向定向为与固定磁性层150的磁化方向反向平行(如图2a中所示)或平行(如图2b中所示)。自由磁性层130可以通过使电流反向而回到其原始取向，如图2a中所示。
因此，磁性隧道结170可以通过其磁化状态来存储单个位的信息(“0”或“1”)。存储在磁性隧道结170中的信息借助于驱动电流通过磁性隧道结170来感测。自由磁性层130不需要电力来保持其磁取向；因此，当去除对器件的供电时，可以保存磁性隧道结170的状态。因此，图1a和图1b的自旋转移矩存储器器件100是非易失性的。
图3示出了具体自旋转移矩存储器器件175的斜示意图。在一个实施例中，自由磁性层电极120和固定磁性层电极160可以包括任何适当的导电材料或导电材料层，包括但不限于钌、钽、钛等、以及它们的合金。自由磁性层130可以包括能够保持磁场或极化的至少一个铁磁层，包括但不限于钴/铁合金、镍/铁合金、铂/铁合金等。在具体实施例中，自由磁性层130可以包括钴/铁/硼合金。如图所示，至少一个附加材料层125(例如，钽/铪层等)可以设置在自由磁性层电极120与自由磁性层130之间以提高性能，如本领域技术人员会理解的。在实施例中，隧穿势垒层140可以是氧化物层，包括但不限于氧化镁(MgO)、氧化铝(Al2O3)等。
如图3中进一步所示，固定磁性层150可以包括合成反铁磁部分152和反铁磁层154。合成反铁磁部分可以包括邻接隧穿势垒层140的第一固定磁性层1521、邻接第一固定磁性层1521的非磁性金属层1522、和邻接非磁性金属层1522的第二固定磁性层1523，其中，反铁磁层154邻接第二固定磁性层1523。第一固定磁性层1521可以包括钴、铁和硼的合金，非磁性金属层1522可以包括钌或铜，第二固定磁性层1523可以包括钴/铁合金，并且反铁磁层154可以包括铂/锰合金、铱/锰合金等。
然而，如先前所讨论的，图3的自旋转移矩存储器器件175可能经受着高切换电流操作情况下的低速度的困扰。提高性能的方法之一是通过使用垂直磁各向异性(PMA)层。对于具有高隧道磁阻的材料叠置体，由于需要表面垂直磁各向异性，磁性层的厚度被限制为小于1.2纳米。因此，如本领域技术人员将理解的，需要大的磁体面积以确保在这种小的磁性层厚度下的磁位稳定性。
图4示出了具有应变的自由磁性层叠置体182的自旋转移矩存储器器件180，该应变的自由磁性层叠置体182包括晶体磁性层184和晶体应力源层186，它们形成了位于它们之间的应变工程设计界面188。晶体磁性层184可以在xy方向(xy平面)上形成平面，其中，应变工程设计界面188可以在晶体磁性层184中引起指向其平面(xy平面)之外(z方向)的强垂直磁各向异性190，以使得晶体磁性层184的自旋切换可以以较高速度发生。晶体磁性层184和晶体应力源层186两者必须是晶体材料(例如，晶体金属)，用于形成应变工程设计界面188。在本说明书的一个实施例中，晶体磁性层184可包括任何适当的晶体磁性材料，包括但不限于镍、铁和钴。在本说明书的具体实施例中，晶体磁性层184可以包括面心四方[001]镍层。在本说明书的实施例中，晶体应力源层186可以是任何适当的晶体材料，其将在晶体磁性层184上引发应变以形成应变工程设计界面188，该晶体材料包括但不限于铜、铝、钽、钨等。在本说明书的具体实施例中，晶体应力源层186可包括面心四方[001]铜层。
本领域公知的是，与面心四方[001]镍层直接接触的具有[001]取向的面心立方铜层的应变工程设计界面188可以在xy平面中产生+2.5％的应变并在z方向(即，xy平面之外)上产生-3.2％的应变。还公知的是，z方向上的最大应力在面心四方[001]镍层的约12个原子层处达到最大值，其对应于0.76MA/m3(即，1.5T各向异性场)。
应当理解，虽然图4示出了应力源层186位于自由磁性层电极120与晶体磁性层184之间，但是应当理解，该定位可以颠倒，其中，晶体应力源层186位于隧穿势垒层140与晶体磁性层184之间，如图5中所示。
如图6中所示，应变的自由磁性层叠置体182可以包括形成多个应变工程设计界面(示为元件1881和1882)的多个交替的晶体磁性层(示为元件1841和1842)和晶体应力源层(示为元件1861和1862)。应当理解，多个晶体磁性层1841和1842以及晶体应力源层1861和1862可以处于相反的位置，如关于图5所说明的。
图7是关于图3的自旋转移矩存储器器件175的性能(曲线B)相对于图4的自旋转移矩存储器器件180(曲线A)的预测数据的标准化图，其中，X轴是以微安为单位的自旋电流，Y轴是以纳秒为单位的切换时间(对数标度)。预测到，与图3的自旋转移矩存储器器件175(曲线B)相比，图4的自旋转移矩存储器器件180(曲线A)在一电流值下可以具有快大约三(3)倍的切换速度。此外，预测到，在磁体尺寸方面可以有九(9)倍的改进，其中，图4的自旋转移矩存储器器件180的约13nm×13nm的磁体平面尺寸会具有与图3的自旋转移矩存储器器件175的约40nm×40nm的磁体平面尺寸相同的性能。还应注意，增大的单轴向各向异性(Hk)也降低了磁性隧道结的写入错误率以满足嵌入式应用的设计要求，如本领域技术人员会理解的。
如本领域技术人员会理解的，可以利用本说明书的实施例来实现许多优点，包括但不限于减小给定磁热障碍的临界电流、给定覆盖区(footprint)的提高的稳定性、以及实现了显著较厚的自由层(例如，对于单个面心立方[001]铜层/面心四方[001]镍层叠置体高达5nm，对于多个面心立方[001]铜层/面心四方[001]镍层叠置体高达5-20nm)。
本说明书的实施例可以具有特定的叠置布置(其中，“/”指示哪些层彼此邻接)，包括但不限于以下及其变型：
1)顶部电极/钽层/[面心立方[001]铜层/面心四方[001]镍层]n(其中，n是交替层对的数量，如前所述)/CoxFeyBz层/氧化镁层/CoxFeyBz层/钌层/CoFe层/反铁磁体层/底部电极；以及
2)顶部电极/反铁磁体层/CoFe层/钌层/CoxFeyBz层/氧化镁层/CoxFeyBz层/[面心立方[001]铜层/面心四方[001]镍层]n(其中，n是交替层对的数量，如前所述)/晶种层/底部电极。
在镍层与氧化镁(MgO)层之间的层的存在可以允许高的磁阻，这是由于CoxFeyBz/MgO/CoxFeyBz系统的对称过滤。在本说明书中，使用Ni/CoxFeyBz/MgO叠置体可以保持高的磁阻，同时使用镍层中应变引发的垂直磁各向异性的磁特性。此外，在本说明书的一个实施例中，镍层的厚度(通常大于2nm)可以被设计为允许通过在垂直磁各向异性层(例如，镍层)中积累足够的应变来形成垂直磁各向异性。
公知自旋转移技术可以应用于逻辑器件。如图8中所示，如现有技术公知的，自旋逻辑器件210可以包括第一磁体或输入磁体212、第二磁体或输出磁体214及自旋相干沟道216，其可以在输入磁体212与输出磁体214之间延伸，其中，自旋相干沟道216可以将自旋电流(如虚线箭头218所示)从输入磁体212传导到输出磁体214，以响应于输入磁体212的状态而确定输出磁体的状态。由于这种自旋逻辑器件210的操作对于本领域技术人员而言是公知的，为了简短和简明起见，本文将不再说明操作的具体原理。
在一个公知的实施例中，输入磁体212和/或输出磁体214可以包括至少一个钴/铁/硼合金磁体，并且自旋相干沟道216可以是铜。电源电压平面222可以与输入磁体212和输出磁体214两者电连通。自旋相干沟道216可以形成在电介质层224上，并且可以通过延伸穿过电介质层224的导电过孔228而电连接到接地平面226。至少一个电介质间隙232可以形成在自旋相干沟道216中，以为由所示的输入磁体212、输出磁体214和自旋相干沟道216限定的特定器件提供隔离。
如本领域技术人员会理解的，可以选择接地平面226的尺寸以优化自旋逻辑器件210的能量延迟。如本领域技术人员会进一步理解的，自旋相干沟道216可以是被蚀刻在铜层中用于长自旋扩散长度的引线。此外，自旋逻辑器件210的方向性可以通过输入磁体212与输出磁体214之间的几何不对称性来设定。输入磁体212与自旋相干沟道216的“重叠区域”234可以大于输出磁体214的“重叠区域”236，导致不对称自旋传导，其中，输入磁体212在自旋相干沟道216中建立自旋方向。可以理解，输入磁体重叠区域234和输出磁体重叠区域236不仅包括沿着所示视图的平面的“长度”尺度(未标记)，还包括从所示视图的平面垂直向外延伸的“宽度”尺度(未示出)。
图9示出了本说明书的一个实施例，其中，应变自旋逻辑器件280可以通过形成输入磁体252和输出磁体254来制造，其中，至少一个输入磁体252和输出磁体254可以包括晶体磁性层262和晶体应力源层264，其中，应变工程设计界面266形成在至少一个输入磁体252和输出磁体254的晶体磁性层262与晶体应力源层264之间。在另一个实施例中，自旋相干沟道216可以包括晶体层，以使得在晶体磁性层262与晶体自旋相干沟道216之间形成应变工程设计界面272。这可以消除对晶体应力源层264的需要。输入磁体252和输出磁体254中的至少一个的晶体磁性层262可以形成平面(x-y方向，其中，y方向(未示出)垂直于图而延伸)，其中，应变工程设计界面266(在晶体磁性层262与晶体应力源层264之间)和/或应变工程设计界面272(在晶体磁性层262与晶体自旋相干沟道216之间)可以在输入磁体252和输出磁体254中的至少一个的晶体磁性层262中引发指向其各自平面之外(z方向)的强垂直磁各向异性274，以使得输入磁体252和输出磁体254中的至少一个的自旋切换可以以较高的速度发生。在本说明书的一个实施例中，输入磁体252和输出磁体254中的至少一个的晶体磁性层262可以包括任何适当的晶体磁性材料，包括但不限于镍、铁和钴。在本说明书的具体实施例中，输入磁体252和输出磁体254中的至少一个的晶体磁性层262可以包括面心四方[001]镍层。在本说明书的实施例中，晶体应力源层264和自旋相干沟道216中的至少一个可以是任何适当的晶体材料，其将在晶体磁性层262上引发应变以形成应变工程设计界面266(在晶体磁性层262与晶体应力源层264之间)和/或应变工程设计界面272(在晶体磁性层262与晶体自旋相干沟道216之间)，该晶体材料包括但不限于铜、铝、钽、钨等等。在本说明书的具体实施例中，晶体应力源层264和自旋相干沟道216中的至少一个可以包括面心立方[001]铜层。诸如应变工程设计界面266(在晶体磁性层262与晶体应力源层264之间)和/或应变工程设计界面272(在晶体磁性层262与晶体自旋相干沟道216之间)之类的这种应变工程设计界面的潜在益处已经针对图4-6的自旋转移矩存储器器件180进行了讨论，并且为了简短和简明，将不再重复。应当理解，尽管图9示出了应力源层264位于晶体磁性层262上方，但是应当理解，定位可以颠倒。
具有钴/铁/硼合金磁体的图8的公知实施例的性能以及具有应变工程设计界面252(其因面心立方[001]铜层与面心四方[001]镍磁体之间的界面而产生)的图9的本说明书的实施例的性能可以通过使用与磁体动力学结合的矢量自旋电路模型模拟瞬态自旋动力学和传输进行估计，其中，可以将磁体视为单个磁矩，并且自旋电路理论可以用于计算标量电压和矢量自旋电压。磁体的动力学可以由Landau-Lifshitz-Gilbert方程描述如下：
δm1/δt＝-γμ0[m1*Heff]+α[m1*δm1/δt]+Is1/eNs
δm2/δt＝-γμ0[m2*Heff]+α[m2*δm2/δt]+Is2/eNs
其中：m1和m2分别是输入磁体和输出磁体
t是时间
γ是电子磁旋比
μ0是真空磁导率
Heff是源于形状和材料各向异性的有效磁场
α是吉尔伯特阻尼常数
Is1和IS2是根据自旋电路分析导出的垂直于进入磁体的自旋极化电流的磁化的投影
e是电子电荷
Ns是自旋的数量
自旋等效电路包括由磁化的瞬时方向确定的张量自旋传导矩阵，并且使用自洽的随机解算器来考虑磁体的热噪声。
这种模拟的结果总结在表1中，其中，预计到切换时间和能量/位的三倍改进。
图7(Co/Fe/B) 图8(Ni/Cu)
切换时间 ～0.6ns 0.2ns
能量/位 7.1fJ 2.5fJ
能量*延迟 4.2fJ*ns 0.5fJ*ns
表1
尽管本文没有说明制造图4-6的应变自旋转移矩存储器器件180或图9的应变自旋逻辑器件250的精确方法，但应当理解，制造步骤可以包括标准微电子制造工艺，例如光刻、蚀刻、薄膜沉积、平面化(例如，化学机械抛光(CMP))、扩散、计量、使用牺牲层、使用蚀刻停止层、使用平面化停止层、和/或微电子部件制造的任何其它相关联的操作。
图10示出了根据本说明书的一个实施方式的计算设备300。计算设备300容纳板302。板302可以包括多个部件，包括但不限于处理器304和至少一个通信芯片306A、306B。处理器304物理耦合和电耦合到板302。在一些实施方式中，至少一个通信芯片306A、306B也物理耦合和电耦合到板302。在另外的实施方式中，通信芯片306A、306B是处理器304的部分。
根据其应用，计算设备300可以包括可以或可以不物理耦合和电耦合到板302的其它部件。这些其它部件包括但不限于易失性存储器(例如，DRAM)、非易失性存储器(例如，ROM)、闪存、图形处理器、数字信号处理器、密码处理器、芯片组、天线、显示器、触摸屏显示器、触摸屏控制器、电池、音频编解码器、视频编解码器、功率放大器、全球定位系统(GPS)设备、罗盘、加速度计、陀螺仪、扬声器、相机和大容量储存设备(例如，硬盘驱动器、光盘(CD)、数字通用盘(DVD)、等等)。
通信芯片306A、306B实现了用于往来于计算设备300来传送数据的无线通信。术语“无线”及其派生词可以用于描述可以通过使用经调制电磁辐射经由非固体介质来传送数据的电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等。该术语并非暗示相关联的设备不包含任何引线，尽管在一些实施例中它们可能不包含。通信芯片306可以实施多种无线标准或协议中的任何一种，包括但不限于Wi-Fi(IEEE802.11家族)、WiMAX(IEEE802.16家族)、IEEE802.20、长期演进(LTE)、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、蓝牙及其衍生物、以及被指定为3G、4G、5G及以上的任何其它无线协议。计算设备300可以包括多个通信芯片306A、306B。例如，第一通信芯片306A可以专用于较短距离无线通信(例如，Wi-Fi和蓝牙)，第二通信芯片306B可以专用于较长距离无线通信，例如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DO和其它。
如上所述，计算设备300的处理器304可以包括至少一个应变自旋逻辑器件和/或应变自旋转移矩存储器器件。术语“处理器”可以指代对来自寄存器和/或存储器的电子数据进行处理以将该电子数据转换成可以存储在寄存器和/或存储器中的其它电子数据的任何设备或设备的一部分。此外，如上所述，通信芯片306A、306B可以包括至少一个应变自旋逻辑器件和/或应变自旋转移矩存储器器件。
在各个实施方式中，计算设备300可以是膝上型计算机、上网本、笔记本、超极本、智能电话、平板电脑、个人数字助理(PDA)、超移动PC、移动电话、台式计算机、服务器、打印机、扫描仪、监视器、机顶盒、娱乐控制单元、数码相机、便携式音乐播放器或数字视频录像机。在其它的实施方式中，计算设备300可以是处理数据的任何其它电子设备。
应当理解，本说明书的主题不必限于附图中所示的具体应用。本主题可以应用于其它微电子器件和组件应用、以及任何适当的晶体管应用，如本领域技术人员会理解的。
以下示例涉及另外的实施例，其中，示例1是一种自旋转移矩存储器器件，包括：自由磁性层叠置体，其包括邻接晶体应力源层的晶体磁性层；固定磁性层；以及设置在自由磁性层叠置体与固定磁性层之间的隧穿势垒层。
在示例2中，示例1的主题可以可任选地包括晶体磁性层，其是平面的并且还包括垂直于平面晶体磁性层的磁各向异性。
在示例3中，示例1至2中任一项的主题可以可任选地包括晶体磁性层，其选自由镍、铁和钴构成的材料组。
在示例4中，示例1至2中任一项的主题可以可任选地包括晶体磁性层，其包括面心四方[001]镍层。
在示例5中，示例1至4中任一项的主题可以可任选地包括晶体应力源层，其选自由铜、铝、钽和钨构成的材料组。
在示例6中，示例1至4中任一项的主题可以可任选地包括晶体应力源层，其包括面心立方[001]铜层。
在示例7中，示例1至6中任一项的主题可以可任选地包括：电连接到位线的固定磁性层电极，其中，固定磁性层与固定磁性层电极相邻；与自由磁性层叠置体相邻的自由磁性层电极；以及电连接到自由磁性层电极、源极线和字线的晶体管。
在示例8中，示例1至6中任一项的主题可以可任选地包括：与固定磁性层相邻的固定磁性层电极；与自由磁性层相邻并且电连接到位线的自由磁性层电极；以及电连接到固定磁性层电极、源极线和字线的晶体管。
以下示例涉及另外的实施例，其中，示例9是一种自旋逻辑器件，包括：输入磁体；输出磁体；其中，输入磁体和输出磁体中的至少一个包括磁体叠置体，该磁体叠置体包括邻接晶体应力源层的晶体磁性层；以及在输入磁体与输出磁体之间延伸的自旋相干沟道。
在示例10中，示例9的主题可以可任选地包括输入磁体和输出磁体中中的至少一个的晶体磁性层，其是平面的并且还包括与至少一个平面输入磁体和平面输出磁体的晶体磁性层垂直的磁各向异性。
在示例11中，示例9至10中任一项的主题可以可任选地包括输入磁体和输出磁体中的至少一个的晶体磁性层，其选自由镍、铁和钴构成的材料组。
在示例12中，示例9至10中任一项的主题可以可任选地包括输入磁体和输出磁体中的至少一个的晶体磁性层，其包括面心四方[001]镍层。
在示例13中，示例9至12中任一项的主题可以可任选地包括输入磁体和输出磁体中的至少一个的晶体应力源层，其选自由铜、铝、钽和钨构成的材料组。
在示例14中，示例9至12中任一项的主题可以可任选地包括输入磁体和输出磁体中的至少一个的晶体应力源层，其包括面心立方[001]铜层。
以下示例涉及另外的实施例，其中，示例15是一种自旋逻辑器件，包括输入磁体、输出磁体、在输入磁体与输出磁体之间延伸的晶体自旋相干沟道，其中，输入磁体和输出磁体中的至少一个包括邻接晶体自旋相干沟道的晶体磁性层。
在示例16中，示例15的主题可以可任选地包括输入磁体和输出磁体中的至少一个的晶体磁性层，其是平面的并且还包括与至少一个平面输入磁体和平面输出磁体的晶体磁性层垂直的磁各向异性。
在示例17中，示例15至16中任一项的主题可以可任选地包括输入磁体和输出磁体中的至少一个的晶体磁性层，其选自由镍、铁和钴构成的材料组。
在示例18中，示例15至16中任一项的主题可以可任选地包括输入磁体和输出磁体中的至少一个的晶体磁性层，其包括面心四方[001]镍层。
在示例19中，示例15至18中任一项的主题可以可任选地包括晶体自旋相干沟道，其选自由铜、铝、钽和钨构成的材料组。
在示例20中，示例15至18中任一项的主题可以可任选地包括晶体自旋相干沟道，其包括面心立方[001]铜层。
以下示例涉及另外的实施例，其中，示例21是一种电子系统，包括：板；以及附接到板的微电子器件，其中，微电子器件包括自旋转移矩存储器器件和自旋逻辑器件中的至少一个；其中，自旋转移矩存储器器件包括自由磁性层叠置体、固定磁性层、以及设置在自由磁性层叠置体与固定磁性层之间的隧穿势垒层，其中，该自由磁性层叠置体包括邻接晶体应力源层的晶体磁性层；其中，自旋逻辑器件包括以下中的至少一个：输入磁体、输出磁体；其中，输入磁体和输出磁体中的至少一个包括磁体叠置体，该磁体叠置体包括邻接晶体应力源层的晶体磁性层；以及在输入磁体与输出磁体之间延伸的自旋相干沟道；以及输入磁体、输出磁体、在输入磁体与输出磁体之间延伸的晶体自旋相干沟道，其中，输入磁体和输出磁体中的至少一个包括邻接晶体自旋相干沟道的晶体磁性层。
在示例22中，示例21的主题可以可任选地包括自旋转移矩存储器器件的晶体磁性层和/或自旋逻辑器件的至少一个输入磁体和输出磁体的晶体磁性层，其包括面心四方[001]镍层。
在示例23中，示例21至22中任一项的主题可以可任选地包括自旋转移矩存储器器件和/或自旋逻辑器件的晶体应力源层，其包括面心立方[001]铜层。
在示例24中，示例21至23中任一项的主题可以可任选地包括自旋逻辑器件的晶体自旋相干沟道，其包括面心立方[001]铜层。
由此已经详细说明了本说明书的实施例，应当理解，由所附权利要求限定的本说明书不受上述说明中阐述的具体细节的限制，因为在不脱离其精神或范围的情况下，许多明显的变型是可能的。

Claims (24)

1.一种自旋转移矩存储器器件，包括：
自由磁性层叠置体，所述自由磁性层叠置体包括多个晶体磁性层和多个晶体应力源层，其中，所述多个晶体磁性层和所述多个晶体应力源层交替设置；
固定磁性层；以及
隧穿势垒层，所述隧穿势垒层设置在所述自由磁性层叠置体与所述固定磁性层之间；
其中，所述多个晶体应力源层中的一个晶体应力源层位于所述隧穿势垒层和所述多个晶体磁性层中的一个晶体磁性层之间，并与所述隧穿势垒层和所述一个晶体磁性层物理接触。
2.根据权利要求1所述的自旋转移矩存储器器件，其中，所述晶体磁性层是平面的，并且还包括垂直于所述平面晶体磁性层的磁各向异性。
3.根据权利要求1至2中任意一项所述的自旋转移矩存储器器件，其中，所述晶体磁性层选自由镍、铁和钴构成的材料组。
4.根据权利要求1至2中任意一项所述的自旋转移矩存储器器件，其中，所述晶体磁性层包括面心四方[001]镍层。
5.根据权利要求1至2中任意一项所述的自旋转移矩存储器器件，其中，所述晶体应力源层选自由铜、铝、钽和钨构成的材料组。
6.根据权利要求1至2中任意一项所述的自旋转移矩存储器器件，其中，所述晶体应力源层包括面心立方[001]铜层。
7.根据权利要求1至2中任意一项所述的自旋转移矩存储器器件，还包括：
固定磁性层电极，所述固定磁性层电极电连接到位线，其中，所述固定磁性层与所述固定磁性层电极相邻；
自由磁性层电极，所述自由磁性层电极与所述自由磁性层叠置体相邻；以及
晶体管，所述晶体管电连接到所述自由磁性层电极、源极线和字线。
8.根据权利要求1至2中任意一项所述的自旋转移矩存储器器件，还包括：
固定磁性层电极，所述固定磁性层电极与所述固定磁性层相邻；
自由磁性层电极，所述自由磁性层电极与所述自由磁性层相邻并且电连接到位线；以及
晶体管，所述晶体管电连接到所述固定磁性层电极、源极线和字线。
9.一种自旋逻辑器件，包括：
输入磁体；
输出磁体；
其中，所述输入磁体和所述输出磁体中的至少一个磁体包括磁体叠置体，所述磁体叠置体包括多个晶体磁性层和多个晶体应力源层，其中，所述多个晶体磁性层和所述多个晶体应力源层交替设置；以及
自旋相干沟道，所述自旋相干沟道在所述输入磁体与所述输出磁体之间延伸，
其中，所述多个晶体应力源层中的一个晶体应力源层位于所述自旋相干沟道和所述多个晶体磁性层中的一个晶体磁性层之间，并与所述自旋相干沟道和所述一个晶体磁性层物理接触。
10.根据权利要求9所述的自旋逻辑器件，其中，所述输入磁体和所述输出磁体中的所述至少一个磁体的所述晶体磁性层是平面的，并且还包括与至少一个平面输入磁体和平面输出磁体的所述晶体磁性层垂直的磁各向异性。
11.根据权利要求9至10中任意一项所述的自旋逻辑器件，其中，所述输入磁体和所述输出磁体中的所述至少一个磁体的所述晶体磁性层选自由镍、铁和钴构成的材料组。
12.根据权利要求9至10中任意一项所述的自旋逻辑器件，其中，所述输入磁体和所述输出磁体中的所述至少一个磁体的所述晶体磁性层包括面心四方[001]镍层。
13.根据权利要求9至10中任意一项所述的自旋逻辑器件，其中，所述输入磁体和所述输出磁体中的所述至少一个磁体的所述晶体应力源层选自由铜、铝、钽和钨构成的材料组。
14.根据权利要求9至10中任意一项所述的自旋逻辑器件，其中，所述输入磁体和所述输出磁体中的所述至少一个磁体的所述晶体应力源层包括面心立方[001]铜层。
15.一种自旋逻辑器件，包括：
输入磁体；
输出磁体；
晶体自旋相干沟道，所述晶体自旋相干沟道在所述输入磁体与所述输出磁体之间延伸；并且
其中，所述输入磁体和所述输出磁体中的至少一个磁体包括多个晶体磁性层和多个晶体应力源层，其中，所述多个晶体磁性层和所述多个晶体应力源层交替设置，并且其中，所述多个晶体应力源层中的一个晶体应力源层位于所述晶体自旋相干沟道和所述多个晶体磁性层中的一个晶体磁性层之间，并与所述晶体自旋相干沟道和所述一个晶体磁性层物理接触。
16.根据权利要求15所述的自旋逻辑器件，其中，所述输入磁体和所述输出磁体中的所述至少一个磁体的所述晶体磁性层是平面的，并且还包括与至少一个平面输入磁体和平面输出磁体的所述晶体磁性层垂直的磁各向异性。
17.根据权利要求15至16中任意一项所述的自旋逻辑器件，其中，所述输入磁体和所述输出磁体中的所述至少一个磁体的所述晶体磁性层选自由镍、铁和钴构成的材料组。
18.根据权利要求15至16中任意一项所述的自旋逻辑器件，其中，所述输入磁体和所述输出磁体中的所述至少一个磁体的所述晶体磁性层包括面心四方[001]镍层。
19.根据权利要求15至16中任意一项所述的自旋逻辑器件，其中，所述晶体自旋相干沟道选自由铜、铝、钽和钨构成的材料组。
20.根据权利要求15至16中任意一项所述的自旋逻辑器件，其中，所述晶体自旋相干沟道包括面心立方[001]铜层。
21.一种电子系统，包括：
板；以及
微电子器件，所述微电子器件附接到所述板，其中，所述微电子器件包括自旋转移矩存储器器件和自旋逻辑器件中的至少一个；
其中，所述自旋转移矩存储器器件包括：自由磁性层叠置体，所述自由磁性层叠置体包括多个晶体磁性层和多个晶体应力源层，其中，所述多个晶体磁性层和所述多个晶体应力源层交替设置；固定磁性层；以及设置在所述自由磁性层叠置体与所述固定磁性层之间的隧穿势垒层，其中，所述多个晶体应力源层中的一个晶体应力源层位于所述隧穿势垒层和所述多个晶体磁性层中的一个晶体磁性层之间，并与所述隧穿势垒层和所述一个晶体磁性层物理接触；
其中，所述自旋逻辑器件包括以下中的至少一个：
输入磁体、输出磁体；其中，所述输入磁体和所述输出磁体中的至少一个磁体包括磁体叠置体，所述磁体叠置体包括邻接晶体应力源层的晶体磁性层；以及在所述输入磁体与所述输出磁体之间延伸的自旋相干沟道；以及
输入磁体、输出磁体、在所述输入磁体与所述输出磁体之间延伸的晶体自旋相干沟道，其中，所述输入磁体和所述输出磁体中的至少一个磁体包括邻接所述晶体自旋相干沟道的晶体磁性层。
22.根据权利要求21所述的电子系统，其中，所述自旋转移矩存储器器件的晶体磁性层和/或所述自旋逻辑器件的至少一个输入磁体和输出磁体的晶体磁性层包括面心四方[001]镍层。
23.根据权利要求21所述的电子系统，其中，所述自旋转移矩存储器器件和/或所述自旋逻辑器件的所述晶体应力源层包括面心立方[001]铜层。
24.根据权利要求21所述的电子系统，其中，所述自旋逻辑器件的所述晶体自旋相干沟道包括面心立方[001]铜层。
CN201480080941.9A 2014-09-03 2014-09-03 具有用于在其中的磁性层上引发应变的界面的自旋转移矩存储器和自旋逻辑器件 Active CN106663466B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2014/053812 WO2016036355A1 (en) 2014-09-03 2014-09-03 Spin transfer torque memory and logic devices having an interface for inducing a strain on a magnetic layer therein

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106663466A CN106663466A (zh) 2017-05-10
CN106663466B true CN106663466B (zh) 2021-10-15

Family

ID=55440216

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480080941.9A Active CN106663466B (zh) 2014-09-03 2014-09-03 具有用于在其中的磁性层上引发应变的界面的自旋转移矩存储器和自旋逻辑器件

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20170263853A1 (zh)
EP (1) EP3189522A4 (zh)
KR (1) KR20170048327A (zh)
CN (1) CN106663466B (zh)
TW (1) TW201621654A (zh)
WO (1) WO2016036355A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10319903B2 (en) * 2016-11-29 2019-06-11 Micron Technology, Inc. Multiferroic magnetic tunnel junction devices
TWI801384B (zh) * 2017-09-01 2023-05-11 澳大利亞商伊門斯機器人控股有限公司 用於行動裝置通訊之天線控制的系統及方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1658286A (zh) * 2003-09-30 2005-08-24 株式会社东芝 磁性器件和磁性存储器
CN103262241A (zh) * 2010-12-17 2013-08-21 英特尔公司 在自旋转移力矩存储器设备中的写电流的降低
CN203673830U (zh) * 2012-03-29 2014-06-25 英特尔公司 用于自旋状态元件的装置、磁解复用器、磁自旋逻辑单元和计算机系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3836815B2 (ja) * 2003-05-21 2006-10-25 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション 音声認識装置、音声認識方法、該音声認識方法をコンピュータに対して実行させるためのコンピュータ実行可能なプログラムおよび記憶媒体
US7602000B2 (en) * 2003-11-19 2009-10-13 International Business Machines Corporation Spin-current switched magnetic memory element suitable for circuit integration and method of fabricating the memory element
US7728622B2 (en) * 2007-03-29 2010-06-01 Qualcomm Incorporated Software programmable logic using spin transfer torque magnetoresistive random access memory
US8120126B2 (en) * 2009-03-02 2012-02-21 Qualcomm Incorporated Magnetic tunnel junction device and fabrication
US9093163B2 (en) * 2010-01-14 2015-07-28 Hitachi, Ltd. Magnetoresistive device
US8704547B2 (en) * 2010-04-19 2014-04-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and system for providing spin transfer based logic devices
US8558571B2 (en) * 2011-01-06 2013-10-15 Purdue Research Foundation All-spin logic devices
US8198919B1 (en) * 2011-02-23 2012-06-12 The Regengs of the University of California Spin transfer torque triad for non-volatile logic gates
JP2012182219A (ja) * 2011-02-28 2012-09-20 Toshiba Corp 磁気ランダムアクセスメモリ
US8879306B2 (en) * 2011-08-12 2014-11-04 Iii Holdings 1, Llc Magnetic memory circuit with stress inducing layer
KR101881933B1 (ko) * 2012-01-06 2018-07-26 삼성전자주식회사 자성구조체와 그 형성방법 및 자성구조체를 포함하는 메모리소자
US9007818B2 (en) * 2012-03-22 2015-04-14 Micron Technology, Inc. Memory cells, semiconductor device structures, systems including such cells, and methods of fabrication
US9172031B2 (en) * 2012-05-11 2015-10-27 SK Hynix Inc. Resistive memory device
US9252710B2 (en) * 2012-11-27 2016-02-02 Headway Technologies, Inc. Free layer with out-of-plane anisotropy for magnetic device applications

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1658286A (zh) * 2003-09-30 2005-08-24 株式会社东芝 磁性器件和磁性存储器
CN103262241A (zh) * 2010-12-17 2013-08-21 英特尔公司 在自旋转移力矩存储器设备中的写电流的降低
CN203673830U (zh) * 2012-03-29 2014-06-25 英特尔公司 用于自旋状态元件的装置、磁解复用器、磁自旋逻辑单元和计算机系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20170263853A1 (en) 2017-09-14
TW201621654A (zh) 2016-06-16
WO2016036355A1 (en) 2016-03-10
EP3189522A1 (en) 2017-07-12
CN106663466A (zh) 2017-05-10
KR20170048327A (ko) 2017-05-08
EP3189522A4 (en) 2018-02-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9472748B2 (en) Balancing energy barrier between states in perpendicular magnetic tunnel junctions
JP6176882B2 (ja) スピンホールｍｔｊデバイスを有するクロスポイントアレイのｍｒａｍ
US9379712B2 (en) High speed precessionally switched magnetic logic
EP2758962B1 (en) Thermally tolerant perpendicular magnetic anisotropy coupled elements for spin-transfer torque switching device
TWI529708B (zh) 具有半金屬的自旋轉移扭矩記憶體裝置以及用於寫入和讀取該裝置的方法
CN107636850B (zh) 低杂散场磁性存储器
KR20180022846A (ko) 대칭 고정 층을 갖는 수직 자기 메모리
CN106796816B (zh) 在psttm mtj结构中的磁性扩散阻挡层和过滤层
TW201532040A (zh) 儲存元件、儲存裝置及磁頭
CN106935256B (zh) 自旋力矩磁随机存取存储器元件与磁阻效应型磁头
CN106663466B (zh) 具有用于在其中的磁性层上引发应变的界面的自旋转移矩存储器和自旋逻辑器件
CN110192288B (zh) 垂直自旋转移矩磁机构
US20190189913A1 (en) Spin transfer torque memory devices having heusler magnetic tunnel junctions
WO2018125196A1 (en) Spin transfer torque memory devices having heusler magnetic tunnel junctions
WO2018125210A1 (en) Diffusion insensitive heusler spin transfer torque memory devices
TWI770049B (zh) 具有耦合至自旋轉移扭矩元件的ｐｍｏｓ電晶體的自旋轉移扭矩記憶體裝置
JP6607578B2 (ja) 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant