Method and system for providing a magnetic junction usable in spin transfer torque applications and including a magnetic barrier layer

• Main Authors: APALKOV DMYTRO, FENG GEN, KROUNBI MOHAMAD TOWFIK, TANG XUETI
• Format: Patent
• Language: English; Korean
• Published: 19.09.2017
• Subjects: ELECTRICITY; INFORMATION STORAGE; PHYSICS; STATIC STORES

The present invention provides a magnetic junction and a method for providing the same. The magnetic junction is positioned on a substrate and is usable in a magnetic device. The magnetic junction includes a free and a pinned layer separated by a nonmagnetic spacer layer. The free layer is switchable between stable magnetic states when a write current passes through the magnetic junction. The pinned layer has a pinned layer perpendicular magnetic anisotropy energy larger than a pinned layer out-of-plane demagnetization energy. The pinned layer includes a high perpendicular magnetic anisotropy (PMA) layer including at least one nonmagnetic element, a magnetic layer, and a magnetic barrier layer between the high PMA layer and the magnetic layer. The magnetic barrier layer includes Co and at least one among Ta, W and Mo. The magnetic barrier layer is to block diffusion of the nonmagnetic element of the high PMA layer. 자기 접합 및 상기 자기 접합을 제공하는 방법이 설명된다. 자기 접합은 기판 상에 위치하고 자기 장치에서 사용될 수 있다. 자기 접합은 비자기 스페이서층(nonmagnetic spacer layer)에 의해 분리된 자유층 및 고정층을 포함한다. 자유층은 쓰기 전류(write current)가 자기 접합을 통과해 지나갈 때 안정한 자기 상태(magnetic states) 사이에서 반전이 가능하다(switchable). 고정층은 고정층 면외 자기소거 에너지(a pinned layer out-of-plane demagnetization energy)보다 큰 고정층 수직 자기 이방성 에너지(a pinned layer perpendicular magnetic anisotropy energy)를 갖는다. 고정층은 적어도 하나의 비자기 구성 요소를 포함하는 고 PMA층, 자기층 및 고 PMA층과 자기층 사이에 있는 자기 배리어층을 포함한다. 자기 배리어층은 Co와, Ta, W 및 Mo 중 적어도 하나를 포함한다. 자기 배리어층은 고 PMA층의 비자기 구성 요소의 확산을 차단하기 위한 것이다.