[發明專利]磁單元結構及其制造方法

有效

• 申請號: 201580065688.4
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN107004764B
• 公開（公告）日: 2020-04-24
• 發明（設計）人: 陳偉;強納森·D·哈瑪斯;蘇尼爾·穆爾蒂
• 申請（專利權）人: 美光科技公司
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L43/12;H01L27/22
• 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：

至少一個磁單元結構，其上覆襯底上方的電極，所述至少一個磁單元結構包括：

晶種材料，其包括上覆所述電極的非晶鉭部分、上覆所述非晶鉭部分的鉑部分及上覆所述鉑部分的釕部分；

磁區，其上覆所述晶種材料；

絕緣材料，其上覆所述磁區；及

另一磁區，其上覆所述絕緣材料；

另一電極，其上覆所述另一磁區；及

非晶區，其下伏于所述晶種材料且上覆所述電極，其中所述非晶鉭部分位于所述非晶區上方。

2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述至少一個磁單元結構包括磁單元結構的陣列。

3.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述磁區包括：人造超晶格結構，其包括鈷與鉑、鈀、鎳或銥中的至少一者的交替部分；直接在所述人造超晶格結構上方的包括釕的耦合材料；及直接在所述耦合材料上的包括鈷與鉑、鈀、鎳或銥中的至少一者的交替部分的另一人造超晶格結構。

4.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述磁區直接上覆所述晶種材料的所述釕。

5.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述另一磁區包括：人造超晶格結構，其包括鈷與鉑、鈀、鎳或銥中的至少一者的交替部分；直接在所述人造超晶格結構上方的包括釕的耦合材料；及直接在所述耦合材料上的包括鈷與鉑、鈀、鎳或銥中的至少一者的交替部分的另一人造超晶格結構。

6.根據權利要求5所述的半導體裝置，其中鈷與鉑的所述交替部分包括介于與之間的鈷。

7.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述非晶區包括鎳及鉻。

8.根據權利要求7所述的半導體裝置，其中所述晶種材料的所述非晶鉭部分接觸所述非晶區。

9.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述另一磁區包括鈷與鉑、鈀、鎳及銥中的至少一者的交替部分。

10.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述磁區及所述另一磁區展現垂直磁定向。

11.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述磁區展現固定磁定向。

12.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述鉑部分包括介于與之間的厚度。

13.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中所述鉑部分包括介于九十原子百分比與一百原子百分比之間的鉑。

14.根據權利要求1所述的半導體裝置，其進一步包括非晶區，所述非晶區包括選自由以下項組成的群組的材料：鉭、鎳、鉻及其下伏于且直接接觸所述晶種材料的所述非晶鉭部分的組合。

15.根據權利要求1所述的半導體裝置，其進一步包括中間區，所述中間區包括以下項中的一或多者：所述電極與所述晶種材料之間的銅、鉭、鈦、鎢、釕、氮化鉭或氮化鈦。

16.一種形成半導體裝置的方法，所述方法包括：

在襯底上方的電極上方形成磁單元結構的陣列，形成磁單元結構的所述陣列包括：

在所述電極上方形成晶種材料，形成所述晶種材料包括：

在所述電極上方形成包括非晶鉭的第一部分；

在所述第一部分上方形成包括鉑的第二部分；及

在所述第二部分上方形成包括釕的第三部分；

在所述晶種材料上方形成磁材料；

在所述磁材料上方形成絕緣材料；及

在所述絕緣材料上方形成另一磁材料；

在所述陣列的所述磁單元結構中的每一者的所述另一磁材料上方形成另一電極；及

在介于所述電極與所述晶種材料之間形成非晶材料，其中所述非晶鉭形成于所述非晶材料上方。