JP5395181B2 - 電気的反射絶縁スペーサを有するstram - Google Patents
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Description
広がるコンピュータおよび携帯/通信産業の急速な成長は、高容量の不揮発性ソリッドステートデータ記憶素子に対する爆発的な需要を生み出している。不揮発性メモリ、特にフラッシュメモリは、DRAMに代わりメモリ市場の最大のシェアを占めると考えられている。しかしながら、フラッシュメモリは、遅いアクセス速度(〜msの書込および〜50−100nsの読出)、制限された耐久性(〜103−104のプログラミング回数)、およびシステムオンチップ(SoC)に集積化することの難しさといったような、いくつかの欠点を有する。フラッシュメモリ(NANDまたはNOR)は、また、32nmノード、および、それより先での重要なスケーリング問題に直面する。
本開示は、反射絶縁スペーサを含むスピン転移トルクメモリに関する。反射絶縁スペーサは、電気的絶縁および電子的反射層とも称される。電気的絶縁および電子的反射層は、スピン電子を自由層に反射して戻し、自由層の磁化方向の切換えを支援し、したがって、スピン転移トルクメモリユニットに要求されるスイッチング電流を低減する。
以下の説明において、説明の一部を形成する添付の図面の組が参照され、図面においては、図示によって、いくつかの特定の実施形態が示される。他の実施形態が意図されるとともに、本開示の範囲または精神から逸脱することなくなされ得るということが理解されるべきである。したがって、以下の詳細な説明は限定する意味で解釈されるべきではない。本明細書で与えられる定義は、本明細書で頻繁に用いられる特定の用語の理解を容易にするためのものであり、本開示の範囲を制限することを意味するものではない。
Claims (16)
- スピン転移トルクメモリユニットであって、
自由磁化層と、
リファレンス磁化層と、
前記自由磁化層を前記リファレンス磁化層から分離する、電気的絶縁および非磁性トンネリングバリア層と、
電極層と、
前記電極層および前記自由磁化層を分離する、電気的絶縁および電子的反射層とを備え、
前記電気的絶縁および電子的反射層は、3〜15オングストロームの範囲内の平坦でない不均一な厚さまたは連続的に傾斜した不均一な厚さを有する、スピン転移トルクメモリユニット。 - 前記電気的絶縁および電子的反射層は、5〜15オングストロームの範囲の厚さを有する、請求項1に記載のスピン転移トルクメモリユニット。
- 前記電気的絶縁および電子的反射層は、AlO,TiO,MgO,ZnO,SiO,CuO,NiO,SiN,TaNまたはAlNを含む、請求項1または2に記載のスピン転移トルクメモリユニット。
- 前記電気的絶縁および電子的反射層は、1〜50オームμm2の面積抵抗を有する、請
求項1〜3のいずれか1項に記載のスピン転移トルクメモリユニット。 - 前記リファレンス磁化層は、合成反強磁性要素を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のスピン転移トルクメモリユニット。
- 前記合成反強磁性要素は、非強磁性的に配列され、導電性および非強磁性スペーサ層および前記強磁性層の1つに隣接する非強磁性層によって分離される、2つの強磁性層を含
む、請求項5に記載のスピン転移トルクメモリユニット。 - 第2の電気的絶縁および電子的反射層をさらに備え、
前記リファレンス磁化層は、前記電気的絶縁および非磁性トンネリングバリア層から前記第2の電気的絶縁および電子的反射層を分離する、請求項4に記載のスピン転移トルクメモリユニット。 - 前記第2の電気的絶縁および電子的反射層は、不均一な厚さを有する、請求項7に記載のスピン転移トルクメモリユニット。
- 前記第2の電気的絶縁および電子的反射層は、3〜15オングストロームの範囲の厚さ値を有する、請求項7に記載のスピン転移トルクメモリユニット。
- スピン転移トルクメモリユニットであって、
自由磁化層と、
リファレンス磁化層と、
前記自由磁化層を前記リファレンス磁化層から分離する、電気的絶縁および非磁性トンネリングバリア層と、
電極層と、
前記電極層および前記自由磁化層を分離する、第1の電気的絶縁および電子的反射層と、
第2の電気的絶縁および電子的反射層とを備え、
前記電気的絶縁および非磁性トンネリングバリア層は、前記第2の電気的絶縁および電子的反射層と前記自由磁化層との間にあり、
前記第1の電気的絶縁および電子的反射層、ならびに、前記第2の電気的絶縁および電子的反射層のうちの少なくとも1つは、3〜15オングストロームの範囲内の平坦でない不均一な厚さまたは連続的に傾斜した不均一な厚さを有する、スピン転移トルクメモリユニット。 - 前記第1および第2の電気的絶縁および電子的反射層は、AlN、TiO、MgO、ZnO、SiO、CuO、NiO、SiN、TaN、またはAlNを含む、請求項10に記載のスピン転移トルクメモリユニット。
- 前記第1および第2の電気的絶縁および電子的反射層は、1〜50オームμm2の面積抵抗を有する、請求項11に記載のスピン転移トルクメモリユニット。
- 前記リファレンス磁化層は、合成反強磁性要素を含む、請求項10〜12のいずれか1項に記載のスピン転移トルクメモリユニット。
- スピン転移トルクメモリユニットであって、
自由磁化層と、
合成反強磁性リファレンス磁化要素と、
前記自由磁化層を前記合成反強磁性リファレンス磁化要素から分離する、電気的絶縁および非磁性トンネリングバリア層と、
電極層と、
前記電極層および前記自由磁化層を分離する、電気的絶縁および電子的反射層とを備え、
前記電気的絶縁および電子的反射層は、3〜15オングストロームの範囲内の平坦でない不均一な厚さまたは連続的に傾斜した不均一な厚さを有する、スピン転移トルクメモリユニット。
。 - 前記合成反強磁性リファレンス磁化要素内に配置された、第2の電気的絶縁および電子的反射層をさらに備える、請求項14に記載のスピン転移トルクメモリユニット。
- 前記合成反強磁性リファレンス磁化要素は、
第1の強磁性層と、
第2の強磁性層と、
第3の強磁性層とを含み、
前記第1および第2の強磁性層は、反強磁性配列されるとともに、導電性および非強磁性スペーサ層によって分離され、
反強磁性層は前記第1の強磁性層に隣接し、
前記第2の電気的絶縁および電子的反射層は、前記第2の強磁性層を前記第3の強磁性層から分離する、請求項15に記載のスピン転移トルクメモリユニット。
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