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磁存储元件和电子设备有效专利 发明

具体技术细节

[0012] 本发明要解决的问题
[0013] 然而,上述PTL 1中公开的磁存储器涉及用于将信息写入存储层的大量电流。另一方面,当减小存储层的体积以减小提供给存储层的写入电流时,降低了存储层的磁性保留
性能。因此,上述PTL 1中公开的磁存储器很难平衡写入电流的减少和存储层的磁性保留性
能。
[0014] 因此,本公开提出一种有可能提供能够降低写入电流同时保持SOT-MRAM中存储层的磁性保留性能的新颖和改进的磁存储元件和电子设备。
[0015] 解决问题的方法
[0016] 根据本公开,提供一种磁存储元件,其包括:自旋轨道层,其沿一个方向延伸;写入线,其电耦合到所述自旋轨道层,并允许电流沿所述自旋轨道层的延伸方向流动;隧道结元件,其包括按顺序堆叠在所述自旋轨道层上的存储层、绝缘体层和磁化固定层;以及非磁性
层,其膜厚度为2nm或更小,并设置在所述自旋轨道层和所述绝缘体层之间的任何堆叠位
置。
[0017] 另外,根据本公开,提供一种电子设备,包括:存储器,其使用磁存储元件;以及算术处理器,其基于存储在所述存储器中的信息来处理信息,其中所述磁存储元件包括沿一个方向延伸的自旋轨道层、电耦合到所述自旋轨道层并允许电流沿所述自旋轨道层的延伸
方向流动的写入线、隧道结元件和非磁性层,所述隧道结元件包括按顺序堆叠在所述自旋
轨道层上的存储层、绝缘体层和磁化固定层,所述非磁性层的膜厚度为2nm或更小,并设置
在所述自旋轨道层和所述绝缘体层之间的任何堆叠位置。
[0018] 在本公开中,非磁性层能够反射向上自旋或向下自旋,使得有可能通过自旋极化电子来提高存储层的磁化方向逆转的效率。
[0019] 发明效果
[0020] 如上所述,本公开使得有可能提供能够降低写入电流同时保持存储层的磁性保留性能的磁存储元件和电子设备。
[0021] 需要注意的是,上述效果不一定是限制性的。除了或代替上述效果,可能还有本文中列出的任何效果,或者从本说明书理解的任何其他效果。

法律保护范围

涉及权利要求数量9:其中独权2项,从权-2项

1.一种磁存储元件,包括:
自旋轨道层,其沿一个方向延伸;
写入线,其电耦合到所述自旋轨道层,并允许电流沿所述自旋轨道层的延伸方向流动;
隧道结元件,其包括按顺序堆叠在所述自旋轨道层上的存储层、绝缘体层和磁化固定层;以及
非磁性层,其膜厚度为2nm或更小,并设置在所述自旋轨道层和所述绝缘体层之间的任何堆叠位置。
2.如权利要求1所述的磁存储元件,其中
所述存储层包括第一存储层和第二存储层,以及
所述非磁性层夹在所述第一存储层和所述第二存储层之间。
3.如权利要求2所述的磁存储元件,其中所述第一存储层和所述第二存储层通过所述非磁性层彼此磁性耦合。
4.如权利要求2所述的磁存储元件,其中所述非磁性层进一步设置于所述第二存储层下方。
5.如权利要求2所述的磁存储元件,进一步包括垂直辅助层,其设置在所述自旋轨道层和所述第二存储层之间并包括具有NaCl基晶体结构的化合物。
6.如权利要求1所述的磁存储元件,其中垂直辅助层、所述非磁性层和所述存储层按顺序堆叠在所述自旋轨道层上,所述垂直辅助层包括具有NaCl基晶体结构的化合物。
7.如权利要求1所述的磁存储元件,其中所述存储层包括磁性材料,所述磁性材料具有多种元素组合的组成,所述多种元素选自由以下组成的群:Co、Fe、B、Al、Si、Mn、Ga、Ge、Ni、Cr和V。
8.如权利要求1所述的磁存储元件,其中所述非磁性层包括单层膜或层压膜,所述单层膜或层压膜包括选自由以下组成的群的一或多种非磁性材料:Ru、Mo、Nb、HfB、Ta、W、Cr、MgO、AlOx、MgS和MgCaS2。
9.一种电子设备,包括:
存储器,其使用磁存储元件;以及
算术处理器,其基于存储在所述存储器中的信息来处理信息,
所述磁存储元件,包括
自旋轨道层,其沿一个方向延伸,
写入线,其电耦合到所述自旋轨道层,并允许电流沿所述自旋轨道层的延伸方向流动,隧道结元件,其包括按顺序堆叠在所述自旋轨道层上的存储层、绝缘体层和磁化固定层,以及
非磁性层,其膜厚度为2nm或更小,并设置在所述自旋轨道层和所述绝缘体层之间的任何堆叠位置。

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