一种磁存储器及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种磁存储器，其特征在于，所述磁存储器包括：电流写入层、晶格转换层以及反铁磁耦合自由层，所述晶格转换层设置于所述电流写入层之上，所述反铁磁耦合自由层设置于所述晶格转换层之上，所述反铁磁耦合自由层包括：反铁磁耦合层、第一铁磁翻转层以及第二铁磁翻转层，所述第一铁磁翻转层厚度小于所述第二铁磁翻转层，所述第一铁磁翻转层设置于所述反铁磁耦合层与所述晶格转换层之间，所述第二铁磁翻转层设置于所述反铁磁耦合层之上，所述晶格转换层用以使所述反铁磁耦合自由层具有所述反铁磁耦合效应，所述第一铁磁翻转层通过所述电流写入层产生的自旋累积实现翻转，翻转过程由于所述反铁磁耦合效应带动所述第二铁磁翻转层进行翻转。2.根据权利要求1所述的磁存储器，其特征在于，所述第一铁磁翻转层以及第二铁磁翻转层初始状态设置有磁矩方向，所述磁矩方向包括：所述第一铁磁翻转层初始磁矩方向设置为第一磁矩方向，所述第二铁磁翻转层初始磁矩方向设置为第二磁矩方向，所述第一磁矩方向与所述第二磁矩方向相反。3.根据权利要求1或2所述的磁存储器，其特征在于，所述电流写入层用以产生自旋流，所述自旋流聚集形成所述自旋累积，所述第一铁磁翻转层响应于所述自旋累积，磁矩方向由第一磁矩方向转变为第二磁矩方向，所述反铁磁耦合层用于建立所述第一铁磁翻转层与所述第二铁磁翻转层之间的反铁磁耦合联系，使所述第一铁磁翻转层与第二铁磁翻转层响应所述反铁磁耦合效应，所述第二铁磁翻转层响应于所述反铁磁耦合效应以及所述第一磁矩方向转变，磁矩方向由第二磁矩方向改变为第一磁矩方向，所述磁存储器响应于所述第一铁磁层以及所述第二铁磁层磁矩方向的转变，其阻态发生转变。4.根据权利要求1所述的磁存储器，其特征在于，所述晶格转换层包括：钽ta、w钨以及钼mo构成的体心立方结构、铂pt、铅pb以及au构成的面心立方结构以及铪hf构成的六方密堆积结构。5.根据权利要求1所述的磁存储器，其特征在于，组成所述第一铁磁翻转层以及第二铁磁翻转层的材料由以下金属或以下金属的不同原子量组成的合金，以下金属包括：钴铁硼cofeb、钴铁cofe以及钴co。6.根据权利要求1所述的磁存储器，其特征在于，组成所述反铁磁耦合层的材料由以下金属单质组成，包括：钽ta，钌ru，钨w，钼mo，铱ir，钒v，铜cu，铬cr。7.一种磁存储器的制备方法，应用于磁存储器，其特征在于，所述磁存储器包括：电流写入层以及反铁磁耦合自由层，所述反铁磁耦合自由层包括：反铁磁耦合层、第一铁磁翻转层以及第二铁磁翻转层，采用溅射的方式构建电流写入层；采用溅射的方式在所述电流写入层上方顺次构建第一铁磁翻转层，反铁磁耦合层以及
第二铁磁翻转层；分别设置所述第一铁磁翻转层以及第二铁磁翻转层的初始磁矩方向，包括：所述第一铁磁翻转层初始磁矩方向设置为第一磁矩方向，所述第二铁磁翻转层初始磁矩方向设置为第二磁矩方向，所述第一磁矩方向与所述第二磁矩方向相反。8.根据权利要求7所述的磁存储器制备方法，其特征在于，所述电流写入层、第一铁磁翻转层以及第二铁磁翻转层的溅射过程中，通入气体成分包括：氩气ar2、ar2和氮气n2的混合气体、ar2和氧气o2的混合气体。9.根据权利要求7所述的磁存储器制备方法，其特征在于，所述第一铁磁翻转层以及第二铁磁翻转层溅射过程所用的材料由以下金属或以下金属的不同原子量组成的合金，以下金属包括：钴铁硼cofeb、钴铁cofe以及钴co，所述第一铁磁翻转层以及第二铁磁翻转层溅射厚度范围包括：0.5mm至5.0mm。10.根据权利要求7所述的磁存储器制备方法，其特征在于，所述反铁磁层溅射过程所用的材料由以下金属单质组成，包括：钽ta，钌ru，钨w，钼mo，铱ir，钒v，铜cu，铬cr，所述反铁磁层溅射厚度范围包括：0.1mm至1.0mm。

技术总结
本发明公开了一种磁存储器及其制备方法，涉及磁存储器领域，该磁存储器包括：电流写入层以及设置在之上的反铁磁耦合自由层，反铁磁自由层包括：反铁磁耦合层、第一铁磁翻转层以及第二铁磁翻转层，第一铁磁翻转层厚度小于第二铁磁翻转层，第一铁磁翻转层设于反铁磁耦合层与电流写入层之间，第二铁磁翻转层设于反铁磁耦合层之上，第一铁磁翻转层通过所述电流写入层产生的自旋累积实现翻转，翻转过程带动第二铁磁翻转层翻转，由于反铁磁耦合自由层厚度较单自由层高，因此提升了存储器的使用寿命，并且由于反铁磁耦合自由层的第一铁磁翻转层的厚度小于第二铁磁翻转层，可以实现优先翻转，并且带动第二铁磁翻转层翻转，翻转速度大于现阶段的翻转速度。于现阶段的翻转速度。于现阶段的翻转速度。


技术研发人员：卢世阳 殷加亮 商显涛 刘宏喜 曹凯华 王戈飞
受保护的技术使用者：致真存储（北京）科技有限公司
技术研发日：2021.12.13
技术公布日：2022/9/1