[發明專利]存儲器單元、制造方法及半導體裝置

有效

• 申請號: 201480051728.5
• 申請日: 2014-09-09
• 公開（公告）號: CN105593941B
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發明（設計）人: 曼札拉·西迪克;安迪·萊爾;維托·庫拉
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: G11C11/15
• 分類號: G11C11/15;H01L43/08
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 路勇

1.一種半導體裝置，其包括：

至少一個存儲器單元，其包括磁性單元核心，所述磁性單元核心包括：

磁性區域，其展現可切換磁性定向且由包括可擴散物質及至少一個其它物質的磁性材料形成；

另一磁性區域，其展現固定磁性定向；

中間氧化物區域，其在所述磁性區域與所述另一磁性區域之間；

另一氧化物區域，其通過所述磁性區域與所述中間氧化物區域隔開；及

吸子材料，其直接位于所述另一氧化物區域和所述磁性區域之間，所述磁性區域與所述另一氧化物區域隔開，所述吸子材料安置在所述磁性單元核心的磁性區域之外，所述磁性單元核心的所述磁性區域包括所述磁性區域和所述另一磁性區域，所述吸子材料對于所述可擴散物質的化學親和力高于所述至少一個其它物質對于所述可擴散物質的化學親和力。

2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述吸子材料包括鉭、鎢、鉿、鋯、其化合物及其組合中的至少一者。

3.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述磁性材料包括鈷鐵硼CoFeB材料。

4.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述可擴散物質包括硼。

5.根據權利要求1所述的半導體裝置，其進一步包括吸子區域，所述吸子區域直接位于所述另一氧化物區域和所述磁性區域之間且所述吸子區域包括所述吸子材料及所述可擴散物質，所述可擴散物質已從形成所述磁性區域的所述磁性材料擴散。

6.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述磁性區域具有bcc(001)結晶結構。

7.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述存儲器單元具有大于100％的隧道磁阻。

8.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述吸子材料由金屬或金屬化合物組成。

9.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中：

所述可擴散物質包括硼；且

所述吸子材料化學鍵合到所述硼。

10.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述磁性區域展現垂直可切換磁性定向。

11.根據權利要求1到10中任一權利要求所述的半導體裝置，其中所述至少一個存儲器單元包括呈陣列的多個存儲器單元，所述至少一個存儲器單元與至少一個外圍裝置可操作地通信。

12.一種形成磁性存儲器單元的方法，其包括：

形成前體結構，其包括：

形成垂直地安置在一非磁性氧化物材料與另一非磁性氧化物材料之間的磁性材料，所述磁性材料展現可切換磁性定向，所述磁性材料沿著所述磁性材料的上表面和下表面中的僅一者與氧化物材料直接物理接觸，所述氧化物材料包括所述非磁性氧化物材料和所述另一非磁性氧化物材料；

形成吸子材料，所述吸子材料垂直地安置在所述非磁性氧化物材料和所述另一非磁性氧化物材料之間、接近于所述磁性材料且位于包括所述磁性材料的所述前體結構的磁性材料的外部，所述吸子材料具有對于所述磁性材料的可擴散物質的化學親和力；以及

將所述可擴散物質從所述磁性材料轉移到所述吸子材料；及

由所述前體結構形成磁性單元核心結構。

13.根據權利要求12所述的方法，其中形成垂直地安置在一非磁性氧化物材料與另一非磁性氧化物材料之間的磁性材料包括：

在襯底上方形成金屬；及

使所述金屬氧化以形成所述非磁性氧化物材料。

14.根據權利要求13所述的方法，其中：

在襯底上方形成金屬包括在所述襯底上方形成鎂；且

使所述金屬氧化以形成所述非磁性氧化物材料包括使所述鎂氧化以形成氧化鎂。

15.根據權利要求12到14中任一權利要求所述的方法：

其中將所述可擴散物質從所述磁性材料轉移到所述吸子材料將所述磁性材料轉換為貧化磁性材料；且

進一步包括使所述貧化磁性材料結晶。

16.根據權利要求12所述的方法，其中將所述可擴散物質從所述磁性材料轉移到所述吸子材料包括使所述磁性材料、所述非磁性氧化物材料及所述吸子材料退火。

17.根據權利要求12所述的方法，其中將所述可擴散物質從所述磁性材料轉移到所述吸子材料包括將硼從所述磁性材料轉移到所述吸子材料。