使用非晶亞鐵磁性合金、由自旋極化電流寫入的磁存儲器、及其寫入方法

2024-01-28 17:10:15 2

專利名稱：使用非晶亞鐵磁性合金、由自旋極化電流寫入的磁存儲器、及其寫入方法
技術領域：
本發明涉及磁存儲器的領域，尤其是使得能夠在電子系統中存入或從電子系統讀取數據的非揮發性隨機存取磁存儲器。更具體地，本發明涉及由磁隧道結形成的被稱作M-RAMs的磁隨機存取存儲器。
背景技術：
在單元電晶體的尺寸變小時，基於電容器的電荷狀態的存儲器(DRAM、SRAM、FLASH)變得對離子輻射(例如宇宙射線)越來越敏感。並且基於鐵電的存儲器(FRAM)表現出嚴重的時效問題。近來在磁電子領域的發展使得能夠設計基於磁隧道結的磁電阻的新型存儲器。也即，它們的工作原理不再停留在電負載的存貯上，而是與形成它的單元的磁化的相對取向相關。這樣的磁隨機存取存儲器(MRAM)具有許多優點其快速性(幾個納秒的寫入和讀出時間)，其非揮發性，其沒有讀出和寫入上的疲勞，其對離子輻射的不敏感性。它們首先可能代替閃速存儲器，並且從長遠看，代替DRAMs和SRAMs，從而成為通用存儲器。
在第一磁存儲器中，存儲器點由所謂的巨磁電阻元件形成，所述巨磁電阻元件由幾個交替的磁和非磁金屬層疊置而成。對這種結構的詳細描述可以在文件US-A-4949039和US-A-5159513找到基本的結構，在文件US-A-5343422中找到從這樣的基本結構形成RAM。由於其構造，這種類型的存儲器使得能夠採用簡單的技術形成非揮發性存儲器，但具有有限的容量。的確，存儲器單元沿各直線串聯的事實限制了集成可能性，因為在單元的數量增加時信號變得越來越低。
最有前景的結構對於每一個存儲器點採用一個磁隧道結-MTJ，所述MTJ的最簡單形式是兩層不同矯頑力的磁性層，由薄絕緣層隔開。在出版物Physics Letters第54A卷(1975)第225頁中、或者更近來地在出版物Journal of Magnetism and Magnetic Materials第139卷(1995)第L139頁以及Physical Review Letters第74卷(1995)第3273頁中給出了這種結構的描述。用於MRAM製造的這些結構的使用最初在文件US-A-5640343進行了描述。
近來，最有前景的結構看來是在文件US-A-6021065中和在出版物Journal of Applied Physics第81卷(1997)第3578頁中所描述的結構，其原理在圖1中示意性地示出。如圖1所示，每一個單元或存儲器點(10)由CMOS電晶體(12)和MTJ結(11)結合形成。所述的結(11)包括至少一個稱作自由層的磁性層(20)，一個薄絕緣層(21)和一個稱作被鎖定層的磁性層(22)。優選但非限制性地，兩個磁性層基於3d金屬(Fe、Co、Ni)及其合金形成，絕緣層由氧化鋁(Al2O3)形成。優選地，磁性層(22)與具有鎖定層(22)功能的反鐵磁性層(23)耦合，使得其磁化在寫入時不變換。仍優選地，層(22)自身可以由幾層形成，例如在文件US-A-5583725中所描述地那樣，以形成所謂的合成反鐵磁性層。所有的這些變更以及其它變更是本領域的技術人員所熟知的。
該結構還包括三個線層面。兩個線層面(14)(字線)和(15)(位線)通常相互呈90°角排列，試圖在寫入過程中傳輸能夠產生使層(20)的磁化切換的磁場的電脈衝。通過沿線(14)和(15)送入強度在10mA數量級的短電流脈衝(通常從2到5納秒)產生場脈衝。這些脈衝的強度及其同步被調整使得只有位於這兩種線的交叉處的存儲器點的磁化可以切換。附加的線層面(16)(控制線)試圖控制電晶體(12)的溝道的打開或關閉，從而能夠在讀出時獨立地對每一個存儲器單元選址。電晶體(12)用作開關。
在寫入模式中，選定的電晶體(12)處於截止或OFF模式，沒有電流流過。電流脈衝I被送入對應於選定的存儲器點(10)的兩條線(14)和(15)。電流脈衝I的幅度使得所產生的磁場不足以切換線(14)或(15)上的存儲器點，除了在所述線(14)和(15)的交叉點處，此處所述兩條線的結合貢獻足以使存儲器點的層(20)的磁化切換。
在讀出模式中，通過經由控制線(16)向基極送入正的電流脈衝，電晶體(12)處於飽和或ON模式，並且流過它的電流為最大值。然後向線(14)中送入測量電流，該測量電流可以僅穿過其電晶體(12)處於ON位置的存儲器點。採用該電流，進行選定的存儲器點(10)的結(11)電阻的測量。通過與本文中沒有描述的參考存儲器點相比較，從而確定存儲器點(10)的相應狀態(1或0)。
正如向這些存儲器點中寫入的過程所描述的那樣，這一結構的限制可以清楚地理解●由於通過外磁場保證寫入，因此它受到每一個存儲器點單獨的切換場值的影響。如果所有存儲器點的切換場分布函數寬(的確，由於約束它不是一致的)，則在選定的存儲器點上的磁場必須大於所述分布中的最高切換場，有著偶然地切換位於對應的線和/或列上的某些存儲器點的危險，該存儲器點的切換場位於分布的低部分中，小於由單獨的線或列產生的磁場。相反，如果希望保證在單獨的線或列上沒有存儲器點被寫入，則寫入電流必須被限制在對於這些存儲器點絕對不會超過對應於分布中低部分的磁場，如果所述選定存儲器點的切換場在分布中的高部分中，則有著絕對不會向所述線和列的交叉點處的選定存儲器點寫入的危險。也即，通過導體線和列採用磁場選擇的這種結構可能易於導致寫尋址錯誤。假定期望存儲器點由於其尺寸小而切換場的分布函數都較寬，則由於存儲器點的幾何形狀(形狀、不平整、缺陷)決定磁化切換，這種效果只會在將來的產品製造中變得更糟。
●假定一般而言隨著存儲器點大小減小，切換場的平均值增加。可望在將來的產品製造中電流會大得多。因此，這些存儲器工作所需的電能將隨著集成度提高而總是變大。
●上述兩個電流線處於90°的寫入模式要求三個線層面。尤其，電晶體控制線必須從下部電流線(寫入所需的)偏離，這一點將集成可能性最小化。
●最後，這個寫入模式僅使得馬上寫入單個存儲器點，降低尋址錯誤的危險。
給出這種結構的另一形式。其由不再用外部磁場而是用自旋極化的電流寫入的存儲器點尋址構成。實際上，在出版物Journal ofMagnetism and Magnetic Materials第159卷(1996)第L1頁已經預測自旋極化的電流能夠引起進動，或者甚至通過極化的載流子和系統的磁矩之間的角度自旋矩的轉移引起磁化切換。近來，這個效果已經在減小尺寸(＜100nm)的所有金屬結構中被實驗證明，如出版物Science第285卷(1999)第867頁所描述的那樣。最後，這種技術在磁存儲器中的應用已經在文件US-A-5695864進行了描述。如圖2所示，在這種結構中，存儲器點(30)包括MTJ結(31)和CMOS電晶體(32)，但目前僅有兩個線層面(33)和(34)，線(33)對應於用於讀出和寫入的電流引線，而線(34)對應於能夠獨立地對每個存儲器點(30)進行獨立地尋址的電晶體控制。電晶體(32)被用作開關。
如在前面描述的已有技術中公開的那樣，MTJ(31)由所謂的自由磁性層(40)、薄絕緣層(41)和所謂的被鎖定磁性層(42)以及具有將層(42)的磁化鎖定在固定的方向上的功能的反鐵磁性層(43)構成。有利地，可在磁性層(40)側增加附加的寫入電流極化磁性層(44)，由小電阻率的非磁性層(45)與之隔離開。
在讀出模式中，系統像已有技術的描述那樣工作，即通過將正電流脈衝經控制線(34)發送到基極，將對應於要被尋址的存儲器點(30)的電晶體(32)置於飽和或ON模式。然後將小強度的測量電流送到線933)，其只通過其電晶體(34)處於ON位置的單個存儲器點。採用這個電流，測量選擇的存儲器點(30)的結(31)的電阻。通過與這裡未作描述的參考存儲器點相比，從而確定存儲器點(30)的相應狀態(1或0)。
在寫入模式中，工作與已有技術描述的截然不同。通過將電流脈衝發送到線(34)，使選擇的電晶體(32)處於飽和或ON模式。大強度的寫入電流經線(33)發送，僅通過選擇的存儲強度點(30)。寫入電流通過磁性層(42)(或(44))而根據電流流動方向被極化，從而穿透磁性層(40)的電子的自旋大多數沿著層(42)(或(44))的磁化方向被取向。當這個強自旋磁化的電流的幅度足夠時，磁性層(40)的磁化被切換。通過自旋極化的電流寫入本質上限制於一個存儲器點，因為僅其電晶體處於飽和或ON模式的該存儲器點傳導寫入電流，尋址錯誤本質上是不可能的。從而這種寫入模式與已有技術描述的方法相比有更高的可重複性。根據當前有效的理論模型，這種技術的另一優點是存儲器點磁化切換所需的電流密度不再受切換場(Hc)影響，該切換場是材料的非本徵性質，從而與其幾何形狀和可能出現的缺陷相關，但受磁各向異性(HK)的影響，該各向異性是材料的內稟性質，因此先驗地可按近容易得多的方式控制。尤其是，它與存儲器點的尺寸和形狀無關，因此正如在將來的產品製造時所期望的那樣，在存儲器點尺寸減小時臨界電流密度保持恆定，這與採用由電流線產生的磁場的現有技術的狀態相反，其中寫入所需的電流以及消耗在存儲器點尺寸減小時增加。最後，可能一次向幾個存儲器點寫入，易於數據傳輸速度。
不利地是，這種結構迄今仍具有嚴重的限制。的確，通過注入極化電流的磁場切換需要大電流密度，這對所有的金屬結構不是問題，除了大電消耗，但是，這在MTJ型隧道結構中導致的跨結電壓大於通常的擊穿電壓(根據絕緣層(41)的厚度，大約為1V)。主要原因由出版物Journal of Magnetism and Magnetic Materials第159卷(1996)L1中提供的關係式(1)給出，該關係式表示根據其它結構參數的臨界電流 其中α是阻尼係數，η是自旋極化因子，t是磁性層厚度，HK是單軸磁各向異性場，Ms是磁性層磁化。在該公式中，2πMs項對應於磁性層(40)的退磁場項，顯著增加觀察磁化切換所需的電流密度。它的影響可以通過如下考慮來理解，一旦層(40)的磁化切換，所述磁化將在繞其初始方向的圓錐進動，從而為實現這樣的進動，離開層平面。在切換場下，這樣的進動使得層(40)的磁化幾乎垂直於層平面，在退磁場大時這更為困難。
本發明的目的確切地說是大大減少用於寫入所需的電流密度，以避免電擊穿並最小化存儲器的電消耗。

發明內容
本發明提供一種MTJ型結構，該MTJ型結構最小化退磁場以儘可能降低寫入需要的臨界電流密度。為此，提供基於稀土和過渡金屬的非晶合金代替圖1和2所述的基於3d金屬(Fe、Co、Ni)及其合金的常用鐵磁層(20，22)和(40，42)，此後將其稱為亞鐵磁性非晶合金(FAA)。
因此，提供一種各存儲器點由磁隧道結形成的磁存儲器，包括●具有硬磁化的所謂的被鎖定磁性層，●具有可以翻轉的磁化的所謂的自由磁性層，●插入在自由層和被鎖定層之間並與這兩層分別接觸的絕緣層。
根據本發明，自由層由基於稀土和基於過渡金屬的非晶或納米晶合金製成，所述合金的磁有序是亞鐵磁性類型，所述自由層基本上具有平面磁化。
「平面磁化」用於表示磁矩位於所考慮的層的平面中，或基本上位於該平面中，相對所屬平面從10到30°的角度被視為由這一定義所包含。
根據本發明，通過經放置於每個所屬存儲器點上的電導體注入電流來寫入存儲器點，所述電流的電子經被鎖定層被自旋極化。
本發明的前述目的、特徵和優點將在以下接合附圖對特定實施方式的非限制性描述中進行詳細討論。


圖1如前所述是現有技術的磁存儲器的結構的簡化表示，該磁存儲器具有由MTJ形成的存儲器點。
圖2是類似於圖1的簡化表示，表示出本發明的通過極化電流實施寫入的磁存儲器；圖3a是FAA磁化的簡化表示。
圖3b是表示FAA的磁化對溫度變化的曲線。
圖4a是根據本發明第一實施方式的磁存儲器的簡化表示。
圖4b是根據本發明第二實施方式的磁存儲器的簡化表示。
圖5是圖4a的存儲器點(60)的更具體的簡化表示。
具體實施例方式
正如在下文中簡要提及的那樣，根據本發明的存儲器的工作在於FAA材料和與其相關的特性性質的應用。正如從圖3a可以觀察到的那樣，FAA層(55)的宏觀磁化(50)可以分為兩種貢獻，一種貢獻是由於稀土原子次晶格(51)，而一種貢獻是由於過渡金屬原子次晶格(52)。示意性地，宏觀磁化(50)源於兩個次晶格(51)和(52)的矢量和。
此外，稀土晶格(51)和過渡金屬次晶格(52)的磁化被強耦合在一起，導致在由次晶格(51)和(52)中的一個選擇激發切換宏觀磁化(50)或重取向時的組合行為。
此外，當明智選擇稀土和過渡金屬的化學特性和相對成分時，磁有序是亞鐵磁性型，也即，稀土原子次晶格(51)的磁化指向一個方向，而過渡金屬次晶格(52)指向相反的方向。如圖3a所示，如果兩個次晶格的磁化(51)和(52)的絕對值不相等，則FAA的宏觀磁矩(50)總和不為零。
此外，正如圖3b所示，稀土次晶格的磁化(51)和過渡金屬的磁化(52)的溫度變化大不相同，導致兩個次晶格對最終的宏觀磁化貢獻的相對重要性隨溫度變化。作為一般的規律，稀土次晶格(51)的磁化比過渡金屬次晶格(52)的磁化減小更快。當明智地選擇稀土和過渡金屬的化學特性和相對成分時，由於兩個次晶格的磁化(51)和(52)反平行，因此存在一個被稱為補償溫度(53)的溫度，在該溫度下兩種磁化被絕對補償，也即，它們的幅度相等而符號相反，從而最終的宏觀磁化(50)被絕對補償。低於補償溫度，稀土金屬次晶格(51)佔主導並限定宏觀磁化(50)的方向。高於補償溫度，過渡金屬次晶格(52)佔主導並限定宏觀磁化(50)的方向。
此外，在補償溫度(53)，矯頑力場發散並趨於無限(見圖4)。在該補償溫度的每一側矯頑力場減小，在接近補償溫度(53)時減小總較快。
此外，過渡金屬次晶格(52)磁化的電子貢獻主要是導電電子(3d電子)，也即，參與電流傳輸的電子。然而，對稀土次晶格(51)的磁化有貢獻的電子是內核級電子(4f電子)，所述電子是局域化的並被其它系統的電子強屏蔽。
最後，這些FAAs的內稟性質(宏觀磁化、磁各向異性、矯頑力場)可以由所含的元素的化學特性及其濃度來容易地控制。可以為此目的添加少量的替代元素，通常是過渡金屬、難熔金屬或稀土金屬，例如但不限於Ta、Mo、Nb、Zr、Pt、Dy和Sm。這種調整尤其能夠獲得具有本發明所述的結構的磁性層所需的平面磁化的材料。
在本發明考慮的FAAs中，優選但不限於的一種是釓(Gd)和鈷(Co)的非晶合金，例如成分為Gd30Co70，但不限制於此，所述合金與亞鐵磁性有序、小磁晶各向異性、以及在明智地選擇成分時接近存儲器工作溫度的補償溫度相聯繫。
如圖4a所示，根據本發明的存儲器的存儲器點由MTJ(60)形成，包括具有被鎖定磁化的至少一個磁性層(61)、由氧化鋁製成的絕緣層(62)和FAA合金層(63)，該FAA合金層的磁化要被切換從而寫入存儲器點(60)。電流導體線(67)在存儲器點(60)上放置，並且由電流線(68)控制的電晶體(66)被放置在存儲器點(60)下面，這種結構與現有技術的狀態同樣。
有利地，如圖4b所示，可以在被鎖定層(61)上放置反鐵磁性層(69)以鎖定其磁化。
另外，也如圖4b所示，在層(63)下面放置附加磁性極化層(64)，由非磁性金屬層(65)，例如金將其與層(63)分隔開。例如基於鋱和鈷合金形成的附加磁性極化層(64)具有平行或垂直於MTJ(60)的多層結構的平面的磁化。該層在經由下電流線，尤其是經連接電晶體(66)的導體(68)傳遞所述脈衝時也試圖確保寫入時的電流脈衝的自旋極化。
有利地，磁性層(61)由與層(63)相同或不同的FAA合金形成，該層的切換場大，例如，鋱和鈷基合金。層(64)和(65)的化學性質在系統工作中所起作用很小。
寫入過程如下執行，如圖5所示，該圖是圖4a的存儲器點(60)的放大視圖。
強幅度的寫入電流(80)被注入MTJ(60)。通過穿過層(61)，在電流(80)穿透層(63)時被強自旋極化，其磁化需要被切換。假定前面所述的層(63)的電子特性的特定性質，由寫入電流(80)注入的被強自旋極化的電子將主要與過渡金屬的次晶格(72)相互作用，導致注入的電流(80)的極化的載流子和所述過渡金屬次晶格(72)的原子磁矩之間的角度自旋矩的轉移。由於對稀土原子次晶格(71)的磁化起作用的電子被強屏蔽的特性，寫入電流(80)與所述電子的相互作用非常小。因此，注入的電流(80)主要是僅觀察到層(63)的單方向磁化即過渡原子次晶格(72)的單方向，如果考慮所述電流(80)的必要幅度和持續條件，則其能夠切換所述次晶格。由於次晶格(71)和(72)之間的明顯耦合，儘管次晶格(71)很少被注入電流(80)激發，但其仍跟隨次晶格(72)，這使得能夠完成層磁化(63)的切換。
必須指出極化層(64)的磁化基本在平面內或垂直於該平面。根據有效的模式，如果磁化在平面內，自由層(63)的磁化將圍繞由注入自由層的電子的自旋方向限定的軸進動，然後平行於該方向衰減。電流脈衝期間必須足夠長，以便能夠使進動(precession)，然後是衰減被執行。如果極化層磁化垂直於該平面，則自由層磁化將圍繞垂直於層平面的軸進行，即仍保留在所述自由層的平面內。如果要求自由層磁化在其平面內切換180°，則寫入電流脈衝期間必須相對磁化進行調整，以使得在其平面內僅執行一半的進動旋轉。
讀出時，小幅度的測量電流(81)被注入MTJ(60)並且通過與圖3未描述的參考單元相比讀出其電阻值，與已有技術中同樣。這裡再次利用FAAs的電子特性的特定性質原因與上述相同，讀出電流(81)注入的電子的擴散大部分與過渡原子次晶格(72)相關，能夠根據次晶格(72)的磁化是指向一個方向還是指向相反方向區別存儲器點(60)的狀態。另外，層(63)的與其非晶特性相關的強大電阻並非使用的幾何形狀上的障礙，因為本領域技術熟知隧道磁電阻主要與帶有絕緣層(62)的磁性層(61)和(63)的界面相關，從而與所述界面的任一側的幾個原子面相關。
這樣可理解本發明的優點，因為在保持低的宏觀磁化，從而使得所述寫入電流的絕對值降低的同時，所獲得的系統能夠用自旋極化電流寫入。所述宏觀磁化的值容易由所使用的FAA合金的化學性質和/或成分控制，可按自己的意願調整寫入電流。尤其，可選擇成使得MTJ兩端電壓不超出前面確定的臨界值。
有利地，利用FAAs的強大電阻來通過使用寫入電流和所述強大電阻率的結合誘發的局部加熱進一步降低寫入電流。如果已經明智地選擇FAA，則這種加熱一方面能夠局部降低稀土次晶格(71)相對於過渡金屬次晶格(72)的相對貢獻，另一方面，減小所述過渡金屬次晶格的切換場。
有利地，可選擇磁性層(61)，使其由FAA合金製成，優選地是由帶有強切換場以克服對鎖定層(69)的需求的FAA合金製成。優選地但並非限制性地，層(61)可由鋱和鈷合金製成，或由釤和鈷合金製成。
可以理解，通過使用在存儲器的工作溫度下表現出小磁矩的FAA，其中可通過改變所述FAA的各個構成成分的濃度和存儲器點的工作溫度按自己的意願控制該FAA，能夠顯著降低寫入時施加的電流密度，而沒有磁隧道結被擊穿的危險。的確，可使用用自旋極化的電流寫入並且可得到相關的優點—省去一個電流線，並且相應地(by corollary)，在存儲器點下面定位選擇電晶體，導致集成度提高。
—獨立尋址所述存儲器點，抑制任何尋址錯誤危險，這一點用標準交叉導體技術不能實現。
另外，使用帶有平面磁化的自由層，即在層平面中，能夠降低寫入用的脈衝期間，從而優化這種類型的存儲器的寫入快速性。
權利要求
1.一種具有由磁隧道結(60)形成的存儲器點的磁存儲器，所述存儲器點包括·具有硬磁化的所謂的被鎖定磁性層(61)，·具有可以翻轉的磁化的所謂的自由磁性層(63)，·插入在所述自由層(63)和所述被鎖定層(61)之間並與這兩層分別接觸的絕緣層(62)，其特徵在於所述自由層(63)由基於稀土和過渡金屬的非晶或納米晶合金製成，所述合金的磁有序是亞鐵磁性類型，所述自由層(63)具有基本上平面的磁化。
2.如權利要求1的磁存儲器，其特徵在於所述自由層(63)由釓和鈷合金製成。
3.如權利要求1和2之一的磁存儲器，其特徵在於所述自由層(63)還包括少量的一種或幾種替代元素。
4.如權利要求3的磁存儲器，其特徵在於所述替代元素選自例如Zr、Mo、Nb、Ta、Pt、Dy、Sm組成的一組。
5.如權利要求1到4之一的磁存儲器，其特徵在於所述被鎖定層(61)由基於稀土和過渡金屬的非晶合金製成，所述合金的磁有序是亞鐵磁性類型。
6.如權利要求5的磁存儲器，其特徵在於所述被鎖定層(61)由鋱和鈷基的非晶合金製成。
7.如權利要求1到4之一的磁存儲器，其特徵在於所述被鎖定層(61)由基於稀土和過渡金屬的非晶合金製成，所述合金的磁有序是鐵磁性類型。
8.如權利要求7的磁存儲器，其特徵在於所述被鎖定層(61)由釤和鈷合金製成。
9.如權利要求1到8之一的磁存儲器，其特徵在於每個存儲器點還包括稱為極化層(64)的附加鐵磁性層，該極化層位於所述自由層(63)和連接到電晶體(66)並通過非磁性金屬層(65)與所述自由層隔離開的導體(68)之間。
10.如權利要求9的磁存儲器，其特徵在於所述附加極化層(64)具有垂直於形成MTJ(60)的多層的平面的磁化。
11.如權利要求9的磁存儲器，其特徵在於所述附加極化層(64)具有平行於形成MTJ(60)的多層的平面的磁化。
12.如權利要求9到11之一的磁存儲器，其特徵在於所述附加極化層(64)由鋱和鈷合金製成。
13.如權利要求1到12之一的磁存儲器，其特徵在於每個存儲器點在其一個表面上與電導體(67)接觸，並且在其底部與選擇電晶體(66)接觸，通過將強幅度的電流脈衝送入所述導體(67)在所考慮的存儲器點層面上執行寫入，所述電流由所述被鎖定層(61)自旋極化。
14.如權利要求13的磁存儲器，其特徵在於通過所述附加極化層(64)進一步確保所述電流的自旋極化。
15.一種隨機存取磁存儲器，其特徵在於其根據權利要求1到14之一形成。
16.一種向磁存儲器寫入的方法，該磁存儲強度的每個存儲器點由磁隧道結(60)形成，所述存儲器點包括·具有硬磁化的所謂的被鎖定磁性層(61)，·具有可以翻轉的磁化的所謂的自由磁性層(63)，·插入在所述自由層(63)和所述被鎖定層(61)之間並與這兩層分別接觸的絕緣層(62)，每個磁存儲器點在其一個表面上與電導體(67)接觸並且在其底部與選擇電晶體(66)接觸，其特徵在於包括·所述自由層(63)由基於稀土和基於過渡金屬的非晶或納米晶合金製成，所述合金的磁有序是亞鐵磁性類型，所述自由層(63)具有基本上平面的磁化，·同時在要被寫入的存儲器點層面並經所述被考慮的電晶體送入加熱電流，所述存儲器點將強幅度的電流脈衝送入所述相應的導體，該導體的被鎖定層確保自旋極化。
17.如權利要求16的用於向每個存儲器點都由磁隧道結(60)構成的磁存儲器進行寫入的方法，其特徵在於通過附加極化層(64)進一步確保電流脈衝的所述自旋極化，該極化層位於所述自由層(63)和連接到所述電晶體(66)並通過非磁性金屬層(65)與所述自由層隔開的所述導體(68)之間。
全文摘要
本發明涉及一種磁存儲器，其中每個存儲器點由磁隧道結(60)構成，該磁隧道結包括稱為受限制層(61)的磁性層，具有硬磁化；稱為自由層(63)的磁性層，其磁化可以被翻轉；以及設置在自由層(73)和受限制層(71)之間並且與所述兩層分別接觸的絕緣層(62)。自由層(63)由基於稀土或過渡金屬的非晶或納米晶合金製成，所述合金的磁有序是亞鐵磁類型，所述自由層基本為平面磁化。
文檔編號G11C11/15GK1556998SQ02818383
公開日2004年12月22日 申請日期2002年9月19日 優先權日2001年9月20日
發明者讓-皮埃爾·諾茲萊斯, 勞倫特·蘭諾, 耶恩·康勞克斯, 蘭諾, 康勞克斯, 讓-皮埃爾 諾茲萊斯 申請人:國家科研中心