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1. (WO2018227901) VERTICALLY MAGNETIZED MTJ DEVICE AND STT-MRAM
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Pub. No.: WO/2018/227901 International Application No.: PCT/CN2017/114961
Publication Date: 20.12.2018 International Filing Date: 07.12.2017
IPC:
G11C 11/16 (2006.01) ,H01L 43/12 (2006.01)
G PHYSICS
11
INFORMATION STORAGE
C
STATIC STORES
11
Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
02
using magnetic elements
16
using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
H ELECTRICITY
01
BASIC ELECTRIC ELEMENTS
L
SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
43
Devices using galvano-magnetic or similar magnetic effects; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof
12
Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment of these devices or of parts thereof
Applicants:
中电海康集团有限公司 CETHIK GROUP CO. LTD [CN/CN]; 中国浙江省杭州市 余杭区文一西路1500号1幢311室 Room 311, Building 1 No. 1500 Wenyi West Road, Yuhang District Hangzhou, Zhejiang 311121, CN
Inventors:
简红 JIAN, Hong; CN
蒋信 JIANG, Xin; CN
Agent:
北京康信知识产权代理有限责任公司 KANGXIN PARTNERS,P.C.; 中国北京市 海淀区知春路甲48号盈都大厦A座16层 Floor 16,Tower A,Indo Building A48 Zhichun Road, Haidian District Beijing 100098, CN
Priority Data:
201710447813.914.06.2017CN
Title (EN) VERTICALLY MAGNETIZED MTJ DEVICE AND STT-MRAM
(FR) DISPOSITIF MTJ MAGNÉTISÉ VERTICALEMENT ET MRAM STT-MRAM
(ZH) 垂直磁化MTJ器件及STT-MRAM
Abstract:
(EN) A vertically magnetized MTJ device and an STT-MRAM. The vertically magnetized MTJ device comprises a reference layer (2), an insulation barrier layer (3), a free layer (4), an enhancing layer (5), a demagnetization coupling layer (6) and a fixed layer (7) that are stacked in sequence. The magnetization direction of the reference layer (2) is opposite to that of the fixed layer (7). The enhancing layer (5) is used for enhancing the vertical magnetic anisotropy of the free layer (4). The demagnetization coupling layer (6) is used for isolating the free layer (4) from the fixed layer (7). The device reduces a critical write current, reduces the energy consumption of an STT-MRAM chip, and also increases the write speed of data. The fixed layer (7) can offset the stray magnetic field applied by the reference layer (2) to the free layer (4), so as to avoid the mutual interference among different bits. In addition, the enhancing layer (5) in the vertically magnetized MTJ device can enhance the magnetic anisotropy of the free layer (4), thereby increasing the thermal stability of the free layer (4).
(FR) L'invention concerne un dispositif MTJ magnétisé verticalement et une STT-MRAM. Le dispositif MTJ magnétisé verticalement comprend une couche de référence (2), une couche barrière d'isolation (3), une couche libre (4), une couche d'amélioration (5), une couche de couplage de démagnétisation (6) et une couche fixe (7) qui sont empilées en séquence. La direction de magnétisation de la couche de référence (2) est opposée à celle de la couche fixe (7). La couche d'amélioration (5) est utilisée pour améliorer l'anisotropie magnétique verticale de la couche libre (4). La couche de couplage de démagnétisation (6) est utilisée pour isoler la couche libre (4) de la couche fixe (7). Le dispositif réduit un courant d'écriture critique, réduit la consommation d'énergie d'une puce STT-MRAM, et augmente également la vitesse d'écriture de données. La couche fixe (7) peut décaler le champ magnétique parasite appliqué par la couche de référence (2) à la couche libre (4), de façon à éviter l'interférence mutuelle entre différents bits. De plus, la couche d'amélioration (5) dans le dispositif MTJ magnétisé verticalement peut améliorer l'anisotropie magnétique de la couche libre (4), augmentant ainsi la stabilité thermique de la couche libre (4).
(ZH) 一种垂直磁化MTJ器件及STT-MRAM。该垂直磁化MTJ器件包括依次叠置设置的参考层(2)、绝缘势垒层(3)、自由层(4)、增强层(5)、去磁藕合层(6)以及固定层(7),其中,参考层(2)与固定层(7)的磁化方向相反,增强层(5)用于增强自由层(4)的垂直磁各向异性,去磁藕合层(6)用于隔离自由层(4)与固定层(7)。该器件降低了临界写入电流,降低了STT-MRAM芯片的能耗,同时也提高了数据的写入速率,并且,固定层(7)可以抵消参考层(2)作用在自由层(4)上的散磁场,避免不同位元之间的相互干扰;另外,垂直磁化MTJ器件中的增强层(5)可以增强自由层(4)的磁各向异性,进而提高自由层(4)的热稳定性。
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Publication Language: Chinese (ZH)
Filing Language: Chinese (ZH)