ЯЧЕЙКА МАГНИТНОГО ОПЕРАТИВНОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА С МАЛЫМ ЭНЕРГОПОТРЕБЛЕНИЕМ

1. Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (MRAM), подходящая для выполнения термической операции записи или операции записи на основе переноса спинового момента (STT), содержащая магнитный туннельный переход, содержащий верхний электрод; первый ферромагнитный слой, имеющий первое направление намагниченности; второй ферромагнитный слой, имеющий второе направление намагниченности, которое может регулироваться относительно первого направления намагниченности; туннельный барьерный слой между первым ферромагнитным слоем и вторым ферромагнитным слоем; и внешний слой, причем второй ферромагнитный слой находится между внешним слоем и туннельным барьерным слоем;
причем магнитный туннельный переход дополнительно содержит магнитный или металлический слой, на который осажден второй ферромагнитный слой; и
причем второй ферромагнитный слой имеет толщину между около 0,5 нм и около 2 нм, и магнитный туннельный переход имеет магнитосопротивление больше, чем около 100%.
2. Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (MRAM) по п.1, в которой второе направление намагниченности второго ферромагнитного слоя может регулироваться обратимым образом путем пропускания спин-поляризованного тока в магнитном туннельном переходе.
3. Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (MRAM) по п.1, в которой второй ферромагнитный магнитный слой сделан из сплава, содержащего одно из Fe, Ni, Co, Cr, V, Si и В, или комбинацию любого одного из них.
4. Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (MRAM) по п.1, в которой упомянутый магнитный или металлический слой содержит подслой в контакте со вторым ферромагнитным слоем.
5. Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (MRAM) по п.4, в которой подслой выполнен из металлического поликристаллического сплава, содержащего одно из Ta, Ti, Cu, Ru, NiFe, TiW, NiFeCr, CoSi, или содержащего одно из TaN, TiN, CuN, TiWN, CoSiN.
6. Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (MRAM) по п.4, в которой подслой имеет толщину в интервале между около 1 нм и около 100 нм.
7. Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (MRAM) по п.1, в которой упомянутый магнитный или металлический слой содержит антиферромагнитный запоминающий слой.
8. Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (MRAM) по п.1, в которой упомянутый магнитный или металлический слой содержит нижний электрод.
9. Магнитное запоминающее устройство, содержащее множество ячеек магнитного оперативного запоминающего устройства (MRAM), причем каждая ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (MRAM) содержит магнитный туннельный переход, содержащий верхний электрод; туннельный барьерный слой, содержащийся между первым ферромагнитным слоем, имеющим первое направление намагниченности, и вторым ферромагнитным слоем, имеющим второе направление намагниченности, регулируемое относительно первого направления намагниченности; внешний слой; и магнитный или металлический слой, на который осажден второй ферромагнитный слой; причем второй ферромагнитный слой содержится между внешним слоем и туннельным барьерным слоем и имеет толщину между около 0,5 нм и около 2 нм, так что магнитный туннельный переход имеет магнитосопротивление больше, чем около 100%.
10. Способ формирования ячейки магнитного оперативного запоминающего устройства (MRAM), содержащей магнитный туннельный переход, содержащий верхний электрод; туннельный барьерный слой, содержащийся между первым ферромагнитным слоем, имеющим первое направление намагниченности, и вторым ферромагнитным слоем, имеющим второе направление намагниченности, регулируемое относительно первого направления намагниченности; внешний слой; и магнитный или металлический слой, на который осажден второй ферромагнитный слой; причем второй ферромагнитный слой содержится между внешним слоем и туннельным барьерным слоем и имеет толщину между около 0,5 нм и около 2 нм, так что магнитный туннельный переход имеет магнитосопротивление больше, чем около 100%; причем способ содержит этапы, на которых:
осаждают второй ферромагнитный слой на магнитном или металлическом слое;
осаждают туннельный барьерный слой на втором ферромагнитном слое; и
осаждают первый ферромагнитный слой на туннельном барьерном слое;
причем второй ферромагнитный слой осаждают толщиной между около 0,5 нм и около 2 нм.
11. Способ по п.10, в котором магнитный туннельный переход дополнительно содержит нижний электрод, и причем способ дополнительно содержит этапы, на которых осаждают нижний электрод и осаждают второй ферромагнитный слой на нижнем электроде.
12. Способ по п.11, в котором магнитный туннельный переход дополнительно содержит антиферромагнитный запоминающий слой, и причем способ дополнительно содержит этап, на котором осаждают антиферромагнитный запоминающий слой между нижним электродом и вторым ферромагнитным слоем.
13. Способ по п.10, дополнительно содержащий осаждение подслоя, выполненного из металлического поликристаллического сплава, при этом упомянутое осаждение второго ферромагнитного слоя содержит осаждение второго ферромагнитного слоя на данный подслой.
14. Способ по п.13, в котором подслой осаждают толщиной между около 1 нм и около 100 нм.
15. Способ по п.13, в котором второй ферромагнитный слой осаждают так, что кристаллографическая структура подслоя соответствует структуре второго ферромагнитного слоя.
16. Способ по п.13, в котором упомянутый второй ферромагнитный слой осаждают с шероховатостью со среднеквадратичным отклонением меньше, чем около 0,2 нм и размером зерен меньше, чем около 15 нм.