[發明專利]半導體器件和形成該半導體器件的方法

無效

• 申請號: 200710097021.X
• 申請日: 2007-04-17
• 公開（公告）號: CN101090129A
• 公開（公告）日: 2007-12-19
• 發明（設計）人: 戴維·W.·亞伯拉罕;斯圖亞特·S.·帕金;丹尼爾·C.·沃爾里奇;斯蒂芬·L.·布朗
• 申請（專利權）人: 國際商業機器公司
• 主分類號: H01L27/22
• 分類號: H01L27/22;H01L21/82;H01L43/08;H01L43/12;G11C11/15;G11C11/16;H01F10/32
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 秦晨

1.半導體器件，在字線和位線之間形成，字線和位線基本上彼此垂直排列，該半導體器件包括：

生長層，生長層包括鉭且厚度大于約75；

反鐵磁體層，反鐵磁體層形成于生長層上；

被釘扎層，被釘扎層形成于反鐵磁體層上并包括一層或多層被釘扎鐵磁體亞層；

隧道阻擋層，隧道阻擋層形成于被釘扎層上并包括氧化鎂；以及

自由層，自由層形成于隧道阻擋層上并包括兩層或多層自由鐵磁體亞層，每個自由鐵磁體亞層具有與字線和位線成大約45度角取向的磁各向異性軸。

2.根據權利要求1的半導體器件，其中該半導體器件包括磁隧道結。

3.根據權利要求1的半導體器件，其中數據可通過觸發-寫操作寫入半導體器件。

4.根據權利要求1的半導體器件，其中反鐵磁體層包括銥和錳。

5.根據權利要求1的半導體器件，其中被釘扎層和自由層中至少一個包括鐵和鈷。

6.根據權利要求1的半導體器件，其中至少一個被釘扎層和自由層中至少一個包括硼。

7.根據權利要求1的半導體器件，其中自由層包括形成于隧道阻擋層上的下自由鐵磁體亞層以及通過分隔件亞層與下自由鐵磁體亞層隔離的上自由鐵磁體亞層。

8.根據權利要求7的半導體器件，其中當沒有外部磁場施加到半導體器件時，下和上自由鐵磁體亞層的磁力矩矢量彼此反平行取向。

9.根據權利要求7的半導體器件，其中分隔件亞層包括銅、鉻、鉬、釕、鈮、鎢、鋨、銥或鉭，或是它們的組合。

10.根據權利要求1的半導體器件，其中被釘扎層包括形成于反鐵磁層上的下被釘扎鐵磁體亞層以及通過反鐵磁耦合亞層與下被釘扎鐵磁體亞層隔離的上被釘扎鐵磁體亞層。

11.根據權利要求10的半導體器件，其中第一和第二被釘扎鐵磁體亞層的磁力矩矢量彼此反平行。

12.根據權利要求1的半導體器件，其中被釘扎層包括三層或多層被釘扎鐵磁體亞層。

13.根據權利要求1的半導體器件，其中與包含自由層和隧道阻擋層的界面的平面基本上平行的平面內的自由層的最小尺度小于大約200納米。

14.集成電路，包括至少一個半導體器件，該至少一個半導體器件形成于字線與位線之間，字線和位線基本上彼此垂直排列，該至少一個半導體器件包括：

生長層，生長層包括鉭并且厚度大于約75；

反鐵磁體層，反鐵磁體層形成于生長層上；

被釘扎層，被釘扎層形成于反鐵磁體層上并包括一層或多層被釘扎鐵磁體亞層；

隧道阻擋層，隧道阻擋層形成于被釘扎層上并包括氧化鎂；以及

自由層，自由層形成于隧道阻擋層上并包括兩層或多層自由鐵磁體亞層，每個自由鐵磁體亞層具有與字線和位線成大約45度角取向的磁各向異性軸。

15.根據權利要求14的集成電路，其中半導體器件包括磁隧道結。

16.根據權利要求14的集成電路，其中集成電路包括磁阻隨機存取存儲器電路。

17.形成字線與位線之間的半導體器件的方法，字線和位線基本上彼此垂直排列，該方法包括以下步驟：

形成生長層，生長層包括鉭并且其厚度大于大約75；

在生長層上形成反鐵磁體層；

在反鐵磁體層上形成被釘扎層，被釘扎層包括一層或多層被釘扎鐵磁體亞層；

在被釘扎層上形成隧道阻擋層，隧道阻擋層包括氧化鎂；以及

在隧道阻擋層上形成自由層，自由層包括兩層或多層自由鐵磁體亞層，每個自由鐵磁體亞層具有與字線和位線成大約45度角取向的磁各向異性軸。

18.根據權利要求17的方法，其中形成生長層的步驟包括物理汽相沉積。

19.根據權利要求17的方法，其中形成兩層或多層自由鐵磁體亞層中的至少一層的步驟包括有外加磁場存在情況下的物理汽相沉積。

20.根據權利要求17的方法，其中形成隧道阻擋層的步驟包括離子束沉積。