CN116390633A - 磁隧道结mtj和磁隧道结mtj阵列 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种磁隧道结MTJ和磁隧道结MTJ阵列，属于磁性电子器件技术领域。该磁隧道结MTJ包括隧道结基础结构、在所述隧道结基础结构下方布置的底电极层和在所述隧道结基础结构和所述底电极层之间布置的辅助层。该磁隧道结MTJ被配置为：在通过写入电流将信息写入所述隧道结基础结构时，在所述底电极层施加辅助电流，该辅助电流作用在所述辅助层上，以辅助所述写入电流将信息写入所述隧道结基础结构。在通过写入电流对隧道结基础结构进行写入时，底电极层通入辅助电流，作用在辅助层上；辅助层在辅助电流的作用下，产生形变或介电效应等效果，辅助自由层磁矩发生翻转，进而减小信息写入时的磁各向异性和热稳定性，以减小磁隧道结MTJ的动态功耗。

Description

磁隧道结MTJ和磁隧道结MTJ阵列

技术领域

本发明涉及磁性电子器件技术领域，具体地涉及一种磁隧道结MTJ和磁隧道结MTJ阵列。

背景技术

基于微纳电子器件的集成电路是信息产业的基础，无论是云计算、大数据、物联网还是智能手机，其发展都直接依赖于集成电路的技术进步。然而，随着半导体器件尺寸不断减小，先进微纳电子器件的制造工艺受到量子隧穿效应限制，遇到了漏电流增大、静态功耗高、可靠性低等瓶颈。根据预测，随着器件制造工艺的发展，存储器器件的静态功耗将持续增长，并将占芯片全部功耗的50％以上，成为未来集成电路面临的主要挑战之一。

近年来，基于自旋电子技术的磁随机存储器(Magnetic Random Access Memory，MRAM)正受到广泛关注，由于其具有非易失特性，有望从根本上解决存储器的静态功耗问题，是未来最有希望代替现有随机存器的技术方案之一。然而，在MRAM中采用电流驱动的写入方式，会产生较大的动态功耗，并且目前所做出的对功耗优化的尝试均以牺牲存储稳定性或存储密度为代价。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种磁隧道结MTJ，该磁隧道结MTJ能够在通过电流驱动进行信息写入时，减小动态功耗。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种磁隧道结MTJ，所述磁隧道结MTJ包括隧道结基础结构、在所述隧道结基础结构下方布置的底电极层和在所述隧道结基础结构和所述底电极层之间布置的辅助层。所述磁隧道结MTJ被配置为：在通过写入电流将信息写入所述隧道结基础结构时，在所述底电极层施加辅助电流，该辅助电流作用在所述辅助层上，以辅助所述写入电流将信息写入所述隧道结基础结构。

可选的，所述隧道结基础结构的膜层结构至上而下包括顶电极层、钉扎层、参考层、势垒层、自由层和SOT层。

可选的，所述辅助层被配置为：在所述辅助电流的作用下，所述辅助层产生形变或介电效应，辅助施加在所述SOT层的所述写入电流，使所述自由层发生翻转，以将信息写入所述自由层。

可选的，所述辅助层的材料包括热电材料、压电材料、介电材料中的一者。

本发明实施例还提供一种磁隧道结MTJ，所述磁隧道结MTJ包括隧道结基础结构、在所述隧道结基础结构下方布置的底电极层和在所述隧道结基础结构和所述底电极层之间布置的辅助层。所述磁隧道结MTJ被配置为：在所述底电极层施加电流，该电流作用在所述辅助层上，以辅助所述电流将信息写入所述隧道结基础结构。

可选的，所述隧道结基础结构的膜层结构至上而下包括顶电极层、反铁磁层、钉扎层、参考层、势垒层、自由层和SOT层。

可选的，所述辅助层被配置为：在所述底电极层施加电流的作用下，所述辅助层产生形变或介电效应，辅助所述电流使所述自由层发生翻转，以将信息写入所述自由层。

可选的，所述辅助层的材料包括热电材料、压电材料、介电材料中的一者。

本发明实施例还提供一种磁隧道结MTJ阵列，所述磁隧道结MTJ阵列包括多个磁隧道结MTJ，其中，每个磁隧道结MTJ包括隧道结基础结构、在所述隧道结基础结构下方布置的底电极层和在所述隧道结基础结构和所述底电极层之间布置的辅助层。所述每个磁隧道结MTJ被配置为：在通过写入电流将信息写入所述隧道结基础结构时，在所述底电极层施加辅助电流，该辅助电流作用在所述辅助层上，以辅助所述写入电流将信息写入所述隧道结基础结构。

可选的，所述隧道结基础结构的膜层结构至上而下包括顶电极层、钉扎层、参考层、势垒层、自由层和SOT层。

可选的，所述每个磁隧道结MTJ的所述SOT层通过字选线连接，所述每个磁隧道结MTJ的所述底电极层通过位选线连接，通过所述字选线和所述位选线选在所述磁隧道结MTJ阵列中选定待写入信息的磁隧道结MTJ。

本发明实施例还提供一种磁隧道结MTJ阵列，所述磁隧道结MTJ阵列包括多个磁隧道结MTJ，其中，每个磁隧道结MTJ包括隧道结基础结构、在所述隧道结基础结构下方布置的底电极层和在所述隧道结基础结构和所述底电极层之间布置的辅助层。所述每个磁隧道结MTJ被配置为：在所述底电极层施加电流，该电流作用在所述辅助层上，以辅助所述电流将信息写入所述隧道结基础结构。

可选的，所述隧道结基础结构的膜层结构至上而下包括顶电极层、反铁磁层、钉扎层、参考层、势垒层、自由层和SOT层。

可选的，所述每个磁隧道结MTJ的所述SOT层通过字选线连接，所述每个磁隧道结MTJ的所述底电极层通过位选线连接，通过所述字选线和所述位选线选在所述磁隧道结MTJ阵列中选定待写入信息的磁隧道结MTJ。

通过上述技术方案，在通过写入电流对隧道结基础结构进行写入时，底电极层通入辅助电流，作用在辅助层上；辅助层在辅助电流的作用下，产生形变或介电效应等效果，辅助自由层磁矩发生翻转，进而减小信息写入隧道结基础结构时的磁各向异性和热稳定性，以减小磁隧道结MTJ的动态功耗。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明实施例提供的磁隧道结MTJ的结构示意图；

图2是一示例磁隧道结MTJ的结构示意图；

图3是图2一示例磁隧道结MTJ的写入流程示意图；

图4是另一示例磁隧道结MTJ的结构示意图；

图5是图4另一示例磁隧道结MTJ的写入流程示意图；

图6是本发明实施例提供的磁隧道结MTJ阵列的结构示意图；以及

图7是示例磁隧道结MTJ阵列的结构示意图。

附图标记说明

10隧道结基础结构 21底电极层

22辅助层 100磁隧道结MTJ

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

为便于描述，在此可以使用诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相对术语，以容易地描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，而本发明实施例使用的空间相对描述符可以同样地作出相应的解释。此外，在随后的制造工艺中，在所描述的操作之中/之间可能存在一个或多个附加操作，并且操作顺序可以改变。在本公开中，短语“A、B和C之一”是指“A、B和/或C”(A、B、C，A和B，A和C，B和C，或A、B和C)，除非另有说明，否则不表示来自A的一个元素、来自B的一个元素和来自C的一个元素。关于一个实施例描述的材料、配置、尺寸、工艺和/或操作可以在其他实施例中采用，并且可以省略其详细说明。

在磁随机存储器((Magnetic Random Access Memory，MRAM)的数据存储过程中，为了减少因热扰动和读取干扰等因素导致的磁化方向错误翻转，要求磁隧道结(MagneticTunnel Junction，MTJ)平行态与反平行态间的势垒高度较大，也就是自由层的热稳定性较强。然而，在基于自旋转移矩效应的磁存储器数据MRAM写入过程中，需要在磁隧道结MTJ中施加电流，且临界翻转电流密度与热稳定因子成正比，较强的热稳定性会导致较大的临界翻转电流，从而增大动态功耗。同时，为了产生较大的驱动电流，要求与磁隧道结MTJ相连的晶体管具有较大的尺寸，从而难以实现高密度存储。因此，基于自旋转移矩效应的数据写入方式会导致磁随机存储器MRAM产生较大的动态功耗和较大的面积开销。因此，本发明实施例提供一种新型的磁隧道结MTJ。

图1是本发明实施例提供的磁隧道结MTJ的结构示意图，请参考图1，所述磁隧道结MTJ包括隧道结基础结构10、在所述隧道结基础结构10下方布置的底电极层21和在所述隧道结基础结构10和所述底电极层21之间布置的辅助层22。本发明实施例优选的所述磁隧道结MTJ被配置为：在通过写入电流将信息写入所述隧道结基础结构10时，在所述底电极层21施加辅助电流，该辅助电流作用在所述辅助层22上，以辅助所述写入电流将信息写入所述隧道结基础结构10。

本发明实施例提供的磁隧道结MTJ，在隧道结基础结构10下方布置了辅助层22和底电极层21，以辅助写入电流将信息写入所述隧道结基础结构10，可以降低磁隧道结MTJ器件的写入电流，以减小动态功耗。

请结合图1和图2，本发明实施例优选的所述隧道结基础结构10的膜层结构至上而下包括顶电极层、钉扎层、参考层、势垒层、自由层和SOT层。

本发明实施例优选的钉扎层可以由人工合成反铁磁膜层和反铁磁IrMn、PtMn等材料组成，厚度可以选择1nm至40nm。

本发明实施例优选的参考层的材料可以包括CoFe、CoFeB等磁性材料中的一种，厚度可以选择0.1nm至5nm。

本发明实施例优选的势垒层的材料可以包括MgO、Al2O3等金属氧化物材料中的一种，厚度可以选择0.1nm至3nm。

本发明实施例优选的自由层的材料可以包括CoFe、CoFeB等磁性材料中的一种，厚度可以选择0.1nm至5nm。

自旋轨道矩(Spin Orbit Torque，SOT)器件的核心结构主要包括：用于存储数据的磁隧道结(Magnetic Tunnel Junction，MTJ)和用于提供对信息进行写入的SOT层。例如，对所述SOT层施加写入电流，以将信息写入该隧道结基础结构。

本发明实施例的SOT层的材料特征是具有较高的自旋-电荷转换效率的导电材料，可选材料可以包括重金属(例如，W、Pt等)、拓扑绝缘体(例如，Bi2Se3、Bi2Te3等)、反铁磁材料(例如，IrMn、PtMn等)。

请结合图1和图2，本发明实施例优选的所述辅助层22的材料可以包括热电材料、压电材料、介电材料中的一者。

以示例说明，辅助层可以包括热电材料、压电材料(例如，PMN-PT、PNMZT等)、介电材料(例如，SrTiO3、Al2O3、MgO等)等材料中一种。辅助层的材料特征是在辅助电流的作用下提高相邻SOT层的自旋-电荷转换效率，辅助层的机理可以包括发热、引入形变、介电效应等。

请结合图1和图2，本发明实施例优选的所述辅助层22被配置为：在所述辅助电流的作用下，所述辅助层22产生形变或介电效应，辅助施加在所述SOT层的所述写入电流，使所述自由层发生翻转，以将信息写入所述自由层。

请参考图3示例，通过退火使自由层的磁矩翻转为同一方向后，对基于磁隧道结MTJ的存储器件施加电流(或电压)，通过施加在SOT层的写入电流对隧道结基础结构进行写入时，底电极层也会通入辅助电流并作用在辅助层上，辅助层在电流的作用下，产生应力(例如，热效应、应变或介电效应等)，辅助自由层磁矩发生翻转。其中，通过自由层和参考层磁矩的方向来判断隧道结基础结构的工作状态，例如，如果方向相同，可以定义为状态“0”，此时，隧道结基础结构可以为低阻态(例如，P态)；如果方向相反，可以定义为状态“1”，此时，隧道结基础结构可以为高阻态(例如，AP态)。

进一步地，在读取隧道结基础结构的信息时，可以通过施加在顶电极层的读取进行读取，读、写电路分离，无读取电路扰动影响，可以进一步增加磁隧道结MTJ器件寿命。

据此，在通过写入电流对隧道结基础结构进行写入时，底电极层通入辅助电流，作用在辅助层上；辅助层在辅助电流的作用下，产生形变或介电效应等效果，辅助自由层磁矩发生翻转。进而减小信息写入隧道结基础结构时的磁各向异性和热稳定性，以减小磁隧道结MTJ的动态功耗。由于辅助层为绝缘材料，底电极的电流不会流经磁隧道结MTJ，与电控磁各向异性磁随机存储器(Voltage-controlledMagnetic Anisotropy，VCMA-MRAM)相比，器件的寿命会大大增加。

继续参考图1，本发明实施例还一种磁隧道结MTJ，所述磁隧道结MTJ包括隧道结基础结构10、在所述隧道结基础结构10下方布置的底电极层21和在所述隧道结基础结构10和所述底电极层21之间布置的辅助层22。本发明实施例优选的所述磁隧道结MTJ被配置为：在所述底电极层21施加电流，该电流作用在所述辅助层22上，以辅助所述电流将信息写入所述隧道结基础结构10。

如上文所述，在通过写入电流将信息写入所述隧道结基础结构10时，在所述底电极层21施加辅助电流，该辅助电流作用在所述辅助层22上，以辅助所述写入电流将信息写入所述隧道结基础结构10。而当辅助层22的作用较强时，可以将隧道结基础结构10的写入电流降至0，即，仅通过在底电极层21通入的电流实现隧道结基础结构10的信息写入。

本发明实施例提供的磁隧道结MTJ，在隧道结基础结构10下方布置了辅助层22和底电极层21，以辅助写入电流将信息写入所述隧道结基础结构10，可以降低磁隧道结MTJ器件的写入电流至0，进一步减小动态功耗。

请结合图1和图4，本发明实施例优选的所述隧道结基础结构10的膜层结构至上而下包括顶电极层、反铁磁层、钉扎层、参考层、势垒层、自由层和SOT层。

需要说明，该隧道结基础结构10的膜层结构的材料和尺寸与图2所示的隧道结基础结构类似，此处不再赘述。

请结合图1和图4，本发明实施例优选的所述辅助层22的材料包括热电材料、压电材料、介电材料中的一者。

需要说明，该辅助层22的材料选择与图2所示的辅助层类似，此处不再赘述。

本发明实施例优选的所述辅助层22被配置为：在所述底电极层21施加电流的作用下，所述辅助层22产生形变或介电效应，辅助所述电流使所述自由层发生翻转，以将信息写入所述自由层。

请参考图5示例，通过退火使自由层的磁矩翻转为同一方向后，通过施加在底电极层的电流(或电压)作用在辅助层上，辅助层在该电流(或电压)的作用下，产生应力(例如，热效应、应变或介电效应等)，辅助自由层磁矩发生翻转。其中，通过自由层和参考层磁矩的方向来判断隧道结基础结构的工作状态，例如，如果方向相同，可以定义为状态“0”，此时，隧道结基础结构可以为低阻态(例如，P态)；如果方向相反，可以定义为状态“1”，此时，隧道结基础结构可以为高阻态(例如，AP态)。

进一步地，在读取隧道结基础结构的信息时，可以通过施加在顶电极层的读取进行读取，读、写电路分离，可以进一步增加磁隧道结MTJ器件寿命。

据此，在通过电流对隧道结基础结构进行写入时，仅通过底电极层通入的电流作用在辅助层上，辅助层在该电流的作用下，产生形变或介电效应等效果，辅助自由层磁矩发生翻转。减小信息写入隧道结基础结构时的磁各向异性和热稳定性，以减小磁隧道结MTJ的动态功耗。由于辅助层为绝缘材料，底电极的电流不会流经磁隧道结MTJ，与电控磁各向异性磁随机存储器VCMA-MRAM相比，器件的寿命会大大增加。

图6是本发明实施例提供的磁隧道结MTJ阵列的结构示意图，请参考图6，所述磁隧道结MTJ阵列包括多个磁隧道结MTJ100，其中，每个磁隧道结MTJ100包括隧道结基础结构、在所述隧道结基础结构下方布置的底电极层和在所述隧道结基础结构和所述底电极层之间布置的辅助层。本发明实施例优选的所述每个磁隧道结MTJ100被配置为：在通过写入电流将信息写入所述隧道结基础结构时，在所述底电极层施加辅助电流，该辅助电流作用在所述辅助层上，以辅助所述写入电流将信息写入所述隧道结基础结构。

请结合图6和图2，本发明实施例优选的所述隧道结基础结构的膜层结构至上而下包括顶电极层、钉扎层、参考层、势垒层、自由层和SOT层。

需要说明，该隧道结基础结构的膜层结构的膜层结构的材料和尺寸与图2所示的隧道结基础结构类似，此处不再赘述。

如图2所示的磁隧道结MTJ，在通过写入电流对隧道结基础结构进行写入时，底电极层通入辅助电流，作用在辅助层上；辅助层在辅助电流的作用下，产生形变或介电效应等效果，辅助自由层磁矩发生翻转。进而减小信息写入隧道结基础结构时的磁各向异性和热稳定性，以减小磁隧道结MTJ的动态功耗。该磁隧道结MTJ无需外加磁场，基于该磁隧道结MTJ形成的磁隧道结MTJ阵列可以实现MRAM器件的微型化及集成化，大大降低了MRAM器件复杂程度。

请结合图6和图7，本发明实施例优选的所述每个磁隧道结MTJ100的所述SOT层通过字选线连接，所述每个磁隧道结MTJ100的所述底电极层通过位选线连接，通过所述字选线和所述位选线选在所述磁隧道结MTJ阵列中选定待写入信息的磁隧道结MTJ100。

进一步地，也可以通过所述字选线和所述位选线选在所述磁隧道结MTJ阵列中选定待读取信息的磁隧道结MTJ100。

需要说明，字选线和位选线的连接结构可以互换。即，每个磁隧道结MTJ100的所述SOT层通过位选线连接，所述每个磁隧道结MTJ的所述底电极层通过字选线连接。

据此，将如图2所示的磁隧道结MTJ结构相连，可以构成磁隧道结MTJ阵列。其中，每个磁隧道结MTJ的SOT层相连成为该磁隧道结MTJ阵列的字选线，每个磁隧道结MTJ的的底电极层相连成为该磁隧道结MTJ阵列的位选线。对于每个磁隧道结MTJ，其自由层翻转所需的能量大于SOT层提供的能量，小于SOT层和底电极层提供总能量，因此，可以通过在字选线和位选线同时通入电流，实现对该磁隧道结MTJ阵列中任意磁隧道结MTJ的选通。该磁隧道结MTJ无需外加磁场，基于该磁隧道结MTJ形成的磁隧道结MTJ阵列可以实现MRAM器件的微型化及集成化，大大降低了MRAM器件复杂程度。

请结合图6和图4，本发明实施例还提供一种磁隧道结MTJ阵列，所述磁隧道结MTJ阵列包括多个磁隧道结MTJ100，其中，每个磁隧道结MTJ100包括隧道结基础结构、在所述隧道结基础结构下方布置的底电极层和在所述隧道结基础结构和所述底电极层之间布置的辅助层。本发明实施例优选的所述每个磁隧道结MTJ100被配置为：在所述底电极层施加电流，该电流作用在所述辅助层上，以辅助所述电流将信息写入所述隧道结基础结构。

请结合图6和图4，本发明实施例优选的所述每个隧道结基础结构的膜层结构至上而下包括顶电极层、反铁磁层、钉扎层、参考层、势垒层、自由层和SOT层。

需要说明，该隧道结基础结构的膜层结构的膜层结构的材料和尺寸与图4(或图2)所示的隧道结基础结构类似，此处不再赘述。

如图4所示的磁隧道结MTJ，在通过电流对隧道结基础结构进行写入时，仅通过底电极层通入的电流作用在辅助层上，辅助层在该电流的作用下，产生形变或介电效应等效果，辅助自由层磁矩发生翻转。进而减小信息写入隧道结基础结构时的磁各向异性和热稳定性，以减小磁隧道结MTJ的动态功耗。该磁隧道结MTJ无需外加磁场，基于该磁隧道结MTJ形成的磁隧道结MTJ阵列可以实现MRAM器件的微型化及集成化，大大降低了MRAM器件复杂程度。

请结合图6和图7，本发明实施例优选的所述每个磁隧道结MTJ100的所述SOT层通过字选线连接，所述每个磁隧道结MTJ100的所述底电极层通过位选线连接，通过所述字选线和所述位选线选在所述磁隧道结MTJ阵列中选定待写入信息的磁隧道结MTJ100。

进一步地，也可以通过所述字选线和所述位选线选在所述磁隧道结MTJ阵列中选定待读取信息的磁隧道结MTJ100。

需要说明，字选线和位选线的连接结构可以互换。即，每个磁隧道结MTJ100的所述SOT层通过位选线连接，所述每个磁隧道结MTJ的所述底电极层通过字选线连接。

据此，将如图4所示的磁隧道结MTJ结构相连，可以构成磁隧道结MTJ阵列。其中，每个磁隧道结MTJ的SOT层相连成为该磁隧道结MTJ阵列的字选线，每个磁隧道结MTJ的的底电极层相连成为该磁隧道结MTJ阵列的位选线。对于每个磁隧道结MTJ，其自由层翻转所需的能量大于SOT层提供的能量，小于SOT层和底电极层提供总能量，因此，可以通过在字选线和位选线同时通入电流，实现对该磁隧道结MTJ阵列中任意磁隧道结MTJ的选通。该磁隧道结MTJ无需外加磁场，基于该磁隧道结MTJ形成的磁隧道结MTJ阵列可以实现MRAM器件的微型化及集成化，大大降低了MRAM器件复杂程度。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (14)

1.一种磁隧道结MTJ，其特征在于，所述磁隧道结MTJ包括隧道结基础结构、在所述隧道结基础结构下方布置的底电极层和在所述隧道结基础结构和所述底电极层之间布置的辅助层，

所述磁隧道结MTJ被配置为：

在通过写入电流将信息写入所述隧道结基础结构时，在所述底电极层施加辅助电流，该辅助电流作用在所述辅助层上，以辅助所述写入电流将信息写入所述隧道结基础结构。

2.根据权利要求1所述的磁隧道结MTJ，其特征在于，所述隧道结基础结构的膜层结构至上而下包括顶电极层、钉扎层、参考层、势垒层、自由层和SOT层。

3.根据权利要求2所述的磁隧道结MTJ，其特征在于，所述辅助层被配置为：

在所述辅助电流的作用下，所述辅助层产生形变或介电效应，辅助施加在所述SOT层的所述写入电流，使所述自由层发生翻转，以将信息写入所述自由层。

4.根据权利要求3所述的磁隧道结MTJ，其特征在于，所述辅助层的材料包括热电材料、压电材料、介电材料中的一者。

5.一种磁隧道结MTJ，其特征在于，所述磁隧道结MTJ包括隧道结基础结构、在所述隧道结基础结构下方布置的底电极层和在所述隧道结基础结构和所述底电极层之间布置的辅助层，

所述磁隧道结MTJ被配置为：

在所述底电极层施加电流，该电流作用在所述辅助层上，以辅助所述电流将信息写入所述隧道结基础结构。

6.根据权利要求5所述的磁隧道结MTJ，其特征在于，所述隧道结基础结构的膜层结构至上而下包括顶电极层、反铁磁层、钉扎层、参考层、势垒层、自由层和SOT层。

7.根据权利要求6所述的磁隧道结MTJ，其特征在于，所述辅助层被配置为：

在所述底电极层施加电流的作用下，所述辅助层产生形变或介电效应，辅助所述电流使所述自由层发生翻转，以将信息写入所述自由层。

8.根据权利要求7所述的磁隧道结MTJ，其特征在于，所述辅助层的材料包括热电材料、压电材料、介电材料中的一者。

9.一种磁隧道结MTJ阵列，其特征在于，所述磁隧道结MTJ阵列包括多个磁隧道结MTJ，

其中，每个磁隧道结MTJ包括隧道结基础结构、在所述隧道结基础结构下方布置的底电极层和在所述隧道结基础结构和所述底电极层之间布置的辅助层，所述每个磁隧道结MTJ被配置为：

在通过写入电流将信息写入所述隧道结基础结构时，在所述底电极层施加辅助电流，该辅助电流作用在所述辅助层上，以辅助所述写入电流将信息写入所述隧道结基础结构。

10.根据权利要求9所述的磁隧道结MTJ阵列，其特征在于，所述隧道结基础结构的膜层结构至上而下包括顶电极层、钉扎层、参考层、势垒层、自由层和SOT层。

11.根据权利要求10所述的磁隧道结MTJ阵列，其特征在于，所述每个磁隧道结MTJ的所述SOT层通过字选线连接，所述每个磁隧道结MTJ的所述底电极层通过位选线连接，

通过所述字选线和所述位选线选在所述磁隧道结MTJ阵列中选定待写入信息的磁隧道结MTJ。

12.一种磁隧道结MTJ阵列，其特征在于，所述磁隧道结MTJ阵列包括多个磁隧道结MTJ，

其中，每个磁隧道结MTJ包括隧道结基础结构、在所述隧道结基础结构下方布置的底电极层和在所述隧道结基础结构和所述底电极层之间布置的辅助层，所述每个磁隧道结MTJ被配置为：

在所述底电极层施加电流，该电流作用在所述辅助层上，以辅助所述电流将信息写入所述隧道结基础结构。

13.根据权利要求12所述的磁隧道结MTJ阵列，其特征在于，所述隧道结基础结构的膜层结构至上而下包括顶电极层、反铁磁层、钉扎层、参考层、势垒层、自由层和SOT层。

14.根据权利要求13所述的磁隧道结MTJ阵列，其特征在于，所述每个磁隧道结MTJ的所述SOT层通过字选线连接，所述每个磁隧道结MTJ的所述底电极层通过位选线连接，

通过所述字选线和所述位选线选在所述磁隧道结MTJ阵列中选定待写入信息的磁隧道结MTJ。

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