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各向异性工程,堆栈和过程对于所有金属自旋电子器件

技术#20100207

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图库
STT-MRAMSpintronic
类别
研究人员
建平王,博士
教授,电气和计算机工程
外部链接 (www.cems.umn.edu)
伊利亚krivorotov博士
加州大学欧文分校
由...管理
凯文镍
技术授权官 612-625-7289
专利保护
美国专利8604572
出版物
减少通过调谐的CoFeB自由层的各向异性切换垂直磁隧道结的电流密度
应用物理学杂志, 2011年11月;体积111,第7期

STT-MRAM位设计联合面内和垂直磁偏振器

新设计的磁隧道结(MTJ)装置设有磁各向异性出膜平面(例如,大致垂直磁各向异性)与所述固定磁性层的一侧的隧道势垒层的固定磁性层。与膜平面外磁各向异性双层的叠层相邻于固定磁性层的第二侧。双层的叠层和固定磁性层交换结合来固定固定磁性层的各向异性。这种技术的关键组件是设计和的CoFeB /(CO / Pd)n中的多层,其作为垂直偏振器的发展,使材料堆成功结合这个偏振器与MgO的隧道势垒的设计。任一底部针扎层(BPL),或顶部针扎层(TPL)层可以作为垂直偏振器。磁材料和分层结构和该技术的工艺工程师磁性层的磁性隧道结和巨磁阻装置的磁性各向异性(方向),并且可以使能自旋电子器件(MTJ,GMR等)垂直磁偏振器。

设计降低了MRAM写入能量和开关时间

传统的,全金属的基于自旋电子器件(MTJ,GMR等)使用面内各向异性,其中两个自由层和固定层的磁化是在平面。此设计需要显著写入能量和时间从一个方向切换到磁化另一个用于MRAM应用中,旋转振荡器产生更少的功率,并且请求硬偏置为磁性传感器。新的方法,该工程师这些设备的固定层(被钉扎层),以一个有利的一个(例如垂直方向)上的磁化方向,极大地减少了写入和能量STT-RAM的切换时间。此外,先前报道的堆栈不能抗蚀剂(必要MgO势垒的磁隧道结)的高温退火,并因此具有低得多的磁阻(MR)比。这个新的堆栈和过程准备[CO / PD] n的垂直材料和其与的CoFeB可以抵抗高的退火温度的整合,由60%增加MR比。

好处和特点:

  • 的CoFeB /(CO / Pd)n中的多层作为垂直偏振器
  • 工程师磁性层的磁各向异性在mjts和巨磁阻装置
  • 使垂直磁偏振器用于自旋电子器件(MTJ,GMR等)
  • 任一底部针扎层(BPL),或顶部针扎层(TPL)层可以作为垂直偏振器
  • 降低写入能量和开关的时间STT-夯
  • MR比由60%提高
  • 抵抗高的退火温度
  • 根据需要附加功能

应用:

  • MRAM
  • 磁逻辑
  • 旋振
  • 应用

发展阶段 - 概念

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