[發明專利]磁阻自旋閥層系統

無效

• 申請號: 201210337942.X
• 申請日: 2012-09-12
• 公開（公告）號: CN102998634A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 托馬斯·貝維爾;克萊門斯·普魯格爾;沃爾夫岡·拉伯格;安德烈亞斯·斯特拉瑟;于爾根·齊默爾
• 申請（專利權）人: 英飛凌科技股份有限公司
• 主分類號: G01R33/09
• 分類號: G01R33/09
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;宮傳芝

1.一種磁阻（MR）自旋閥疊層，包括：

反鐵磁體層；

鄰接所述反鐵磁體層的多層固定層；

多層基準層；

所述多層固定層和所述多層基準層之間的非磁性金屬層；

自由層；以及

所述自由層和所述多層基準層之間的非磁性金屬層。

2.根據權利要求1所述的MR自旋閥疊層，其中，所述多層固定層包括至少兩層。

3.根據權利要求2所述的MR自旋閥疊層，其中，所述多層固定層具有在約0.4納米（nm）到約4nm范圍內的厚度。

4.根據權利要求2所述的MR自旋閥疊層，其中，所述多層固定層包括至少一個鈷鐵（CoFe）層和至少一個鎳鐵（NiFe）層。

5.根據權利要求2所述的MR自旋閥疊層，其中，通過減小所述MR自旋閥疊層的應力測試相移，所述多層固定層增加所述MR自旋閥疊層的穩定性。

6.根據權利要求1所述的MR自旋閥疊層，其中，所述多層基準層包括至少兩層。

7.根據權利要求6所述的MR自旋閥疊層，其中，所述多層基準層具有在約0.9納米（nm）到約5nm的范圍內的厚度。

8.根據權利要求6所述的MR自旋閥疊層，其中，所述多層基準層包括三層。

9.根據權利要求8所述的MR自旋閥疊層，其中，所述多層基準層包括至少一個鈷鐵（CoFe）層和至少一個鎳鐵（NiFe）層。

10.根據權利要求8所述的MR自旋閥疊層，其中，所述多層基準層進一步包括鈷鐵硼（CoFeB）層。

11.根據權利要求1所述的MR自旋閥疊層，其中，所述自由層和所述多層基準層之間的所述非磁性金屬層包括銅。

12.根據權利要求11所述的MR自旋閥疊層，其中，所述MR自旋閥疊層包括巨磁阻（GMR）自旋閥疊層。

13.根據權利要求1所述的MR自旋閥疊層，其中，所述自由層和所述多層基準層之間的所述非磁性金屬層包括氧化鎂（MgO）。

14.根據權利要求13所述的MR自旋閥疊層，其中，所述MR自旋閥疊層包括隧道式磁阻（TMR）自旋閥疊層。

15.根據權利要求1所述的MR自旋閥疊層，其中，所述多層固定層和所述多層基準層之間的所述非磁性金屬層包括釕（Ru）、銥（Ir）、銅（Cu）、銠（Rh）、鋨（Os）或鉻鉬（CrMo）中的至少一種。

16.一種形成巨磁阻（GMR）自旋閥疊層的方法，包括：

形成晶種層；

形成自由層，所述自由層的第一側與所述晶種層的第一側鄰接；

形成銅（Cu）層，所述Cu層的第一側與所述自由層的第二側鄰接；

形成多層基準層，所述多層基準層的第一側與所述Cu層的第二側鄰接；

形成非磁性金屬層，所述非磁性金屬層的第一側與所述多層基準層的第二側鄰接；

形成多層固定層，所述多層固定層的第一側與所述非磁性金屬層的第二側鄰接；

形成反鐵磁體層，所述反鐵磁體層的第一側與所述多層固定層的第二側鄰接；以及

形成蓋帽層，所述蓋帽層的第一側與所述反鐵磁體層的第二側鄰接。

17.根據權利要求16所述的方法，其中，形成多層基準層進一步包括：

形成第一基準層，所述第一基準層的第一側作為所述多層基準層的第一側；

形成第二基準層，所述第二基準層的第一側與所述第一基準層的第二側鄰接；以及

形成第三基準層，所述第三基準層的第一側與所述第二基準層的第二側鄰接，所述第三基準層的第二側作為所述多層基準層的第二側。

18.根據權利要求17所述的方法，其中，形成多層基準層進一步包括：

形成鈷鐵（CoFe）的所述第一基準層；

形成鎳鐵（NiFe）的所述第二基準層；以及

形成CoFe的所述第三基準層。