[發明專利]磁存儲器件有效

申請號：	201010282801.3	申請日：	2010-09-13
公開（公告）號：	CN102024903A	公開（公告）日：	2011-04-20
發明（設計）人：	吳世忠;李將銀;李濟珩;金佑填;林佑昶;鄭峻昊;崔錫憲	申請（專利權）人：	三星電子株式會社
主分類號：	H01L43/08	分類號：	H01L43/08;G11C11/15
代理公司：	中原信達知識產權代理有限責任公司 11219	代理人：	劉光明;穆德駿
地址：	韓國京畿道水***	國省代碼：	韓國;KR
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摘要：
搜索關鍵詞：	磁存儲器
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【說明書】：

相關申請的交叉引用

本美國正式專利申請基于35U.S.C§119要求在2009年9月30日提交的韓國專利申請No.10-2009-0093306和2009年9月11日提交的韓國申請No.10-2009-0086084的優先權權益，其公開的全部內容通過引用合并于此。

技術領域

這里，本公開涉及存儲器器件，并且更具體地，涉及磁存儲器件。

背景技術

隨著電子設備的高速操作和低功耗的實現，存儲器器件可能也要求快速的讀/寫性能以及低操作電壓。作為存儲器器件，正在研究磁存儲器件來提供提高的速度和降低的操作電壓。因為磁存儲器件可以提供高速操作和/或非易失性的特性，因此針對下一下存儲器，磁存儲器件引起注意。

公知的磁存儲器件可以包括磁性隧道結圖案(MTJ)。磁性隧道結圖案由兩種磁性物質和插入其間的絕緣層形成，并且磁性隧道結圖案的電阻值可以根據兩種磁性物質的磁化方向而變化。具體地，當兩種磁性物質的磁化方向彼此反平行時，磁性隧道結圖案可以具有高電阻值。當兩種磁性物質的磁化方向彼此平行時，磁性隧道結圖案可以具有低電阻值。這些電阻值之間的差可以用于寫/讀數據。

發明內容

根據本發明原理的一些實施例，磁存儲器件可以提供增強的可靠性、高磁阻比、和/或降低的操作功率。

在一些實施例中，一種磁存儲器件可以包括：在襯底上的隧道勢壘、第一結磁性層和第二結磁性層、以及非磁性層。第一結磁性層可以接觸隧道勢壘的一個面。可以通過第一結磁性層將第一垂直磁性層與隧道勢壘分開。第二結磁性層可以接觸隧道勢壘的另一面，并且可以通過第二結磁性層將第二垂直磁性層與隧道勢壘分開。非磁性層可以在第一結磁性層和第一垂直磁性層之間。

在其他實施例中，當磁存儲器件操作時，第一垂直磁性層和第二垂直磁性層的磁化方向可以垂直于所述襯底的平面。

在另外的實施例中，另一非磁性層可以被插入在第二結磁性層和第二垂直磁性層之間。

在其他實施例中，第一結磁性層和/或第二結磁性層可以具有第一晶體結構，而第一垂直磁性層和/或第二垂直磁性層可以具有不同于第一晶體結構的第二晶體結構。

在另外的實施例中，在隧道勢壘和第一結之間的界面處的隧道勢壘的晶面可以與該界面處的第一結磁性層的晶面相同。第一晶體結構可以是NaCl型晶體結構或BCC晶體結構，并且晶面可以是(001)晶面。

在另外的實施例中，第二晶體結構可以是L10晶體結構、FCC晶體結構或六方緊密堆積(HCP)晶格。

在另外的實施例中，第一垂直磁性層和/或第二垂直磁性層可以包括RE-TM(稀土過渡金屬)合金。

在另外的實施例中，第一垂直磁性層和/或第二磁性層可以包括交替堆疊多次的非磁性金屬層和鐵磁金屬層，并且鐵磁金屬層可以具有一個至數個原子的厚度。

在另外的實施例中，第一結磁性層和/或第二結磁性層可以包括合金磁性材料，所述合金磁性材料包括從由鈷(Co)、鐵(Fe)和鎳(Ni)組成的組中選擇的至少一種，并且合金磁性物質可以進一步包括非磁性元素。

在一些實施例中，非磁性層可以具有在約(埃)至約(埃)的范圍內的厚度。

在其他實施例中，非磁性層可以包括從非磁性金屬中選擇的至少一種。非磁性金屬可以是從非磁性過渡金屬中選擇的至少一種。

在其他的實施例中，第一垂直磁性層和第一結磁性層可以通過非磁性層來彼此交換耦合。

在其他的實施例中，非磁性層可以進一步包括接觸非磁性層的頂面和/或底面的金屬化合物層，并且金屬化合物層可以包括從由金屬氧化物、金屬氮化物和/或金屬氮氧化物組成的組中選擇的至少一種。