[發明專利]磁性存儲裝置及其形成方法

有效

• 申請號: 201410291400.2
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104282832B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 李俊明;李侖宰;金佑填
• 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
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司11286
• 代理人: 尹淑梅,戴嵩瑋

1.一種磁性存儲裝置，所述磁性存儲裝置包括：

自由磁性結構；

隧道勢壘層；以及

釘扎磁性結構，其中，隧道勢壘層位于自由磁性結構和釘扎磁性結構之間，其中，釘扎磁性結構包括第一釘扎層和第二釘扎層以及位于第一釘扎層和第二釘扎層之間的交換耦合層，其中，第二釘扎層位于第一釘扎層和隧道勢壘層之間，其中，第二釘扎層包括結磁性層以及位于結磁性層和交換耦合層之間的緩沖層，其中，緩沖層包括包含非磁性金屬元素的材料的層，其中，結磁性層和緩沖層具有不同的結晶特性，其中，結磁性層的結晶度比緩沖層的結晶度高。

2.如權利要求1所述的磁性存儲裝置，其中，非磁性金屬元素的原子質量比結磁性層中的任意元素的原子質量大。

3.如權利要求1所述的磁性存儲裝置，其中，非磁性金屬元素的熔點比結磁性層中的任意元素的熔點高。

4.如權利要求1所述的磁性存儲裝置，其中，緩沖層的材料中的非磁性金屬元素的重量百分數大于結磁性層中的非磁性金屬元素的重量百分數。

5.如權利要求1所述的磁性存儲裝置，其中，非磁性金屬元素包括鉭、鎢、鈮、鈦、鉻、鉿、鋯、鉬和釩中的至少一種。

6.如權利要求1所述的磁性存儲裝置，其中，緩沖層的材料還包括鐵磁元素和非金屬元素。

7.如權利要求6所述的磁性存儲裝置，其中，鐵磁元素包括鈷、鐵和鎳中的至少一種，其中，非金屬元素包括硼。

8.如權利要求1所述的磁性存儲裝置，其中，結磁性層具有體心立方晶體結構，緩沖層具有無定形結構。

9.如權利要求1所述的磁性存儲裝置，其中，結磁性層包括鈷、鐵和它們的合金中的至少一種。

10.如權利要求9所述的磁性存儲裝置，其中，結磁性層包括CoFeB、CoHf、Co和CoZr中的至少一種。

11.如權利要求1所述的磁性存儲裝置，其中，隧道勢壘層包括氧化鎂。

12.如權利要求1所述的磁性存儲裝置，其中，交換耦合層包括釕、銥和銠中的至少一種。

13.如權利要求1所述的磁性存儲裝置，所述磁性存儲裝置還包括：

基底，其中，自由磁性結構位于基底和釘扎磁性結構之間。

14.如權利要求1所述的磁性存儲裝置，所述磁性存儲裝置還包括：

基底，其中，釘扎磁性結構位于基底和自由磁性結構之間。

15.一種磁性存儲裝置，所述磁性存儲裝置包括：

自由磁性結構；

隧道勢壘層；以及

釘扎磁性結構，其中，隧道勢壘層位于自由磁性結構和釘扎磁性結構之間，其中，釘扎磁性結構包括第一釘扎層和第二釘扎層以及位于第一釘扎層和第二釘扎層之間的交換耦合層，其中，第二釘扎層位于第一釘扎層和隧道勢壘層之間，其中，第二釘扎層包括結磁性層以及位于結磁性層和交換耦合層之間的緩沖層，其中，結磁性層和緩沖層具有不同的結晶特性，其中，結磁性層的結晶度大于緩沖層的結晶度。

16.如權利要求15所述的磁性存儲裝置，其中，結磁性層具有體心立方晶體結構，緩沖層具有無定形結構。

17.如權利要求15所述的磁性存儲裝置，其中，結磁性層包括鈷、鐵和它們的合金中的至少一種。

18.如權利要求17所述的磁性存儲裝置，其中，結磁性層包括CoFeB、CoHf、Co和CoZr中的至少一種。

19.如權利要求17所述的磁性存儲裝置，其中，緩沖層包括包含非磁性金屬元素、鐵磁元素和非金屬元素的材料的層。

20.如權利要求19所述的磁性存儲裝置，其中，緩沖層的材料中的非磁性金屬元素的重量百分數大于結磁性層中的非磁性金屬元素的重量百分數。

21.如權利要求19所述的磁性存儲裝置，其中，非磁性金屬元素的原子質量比鈷的原子質量大。

22.如權利要求19所述的磁性存儲裝置，其中，非磁性金屬元素包括鉭、鎢、鈮、鈦、鉻、鉿、鋯、鉬和釩中的至少一種。