[發(fā)明專利]用于磁性隧穿結(jié)器件的超薄垂直釘扎層結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580069847.8
• 申請(qǐng)日: 2015-11-03
• 公開（公告）號(hào): CN107112415B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·李;J·康;X·朱;M·G·戈特瓦爾德;C·樸;S·H·康
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 高通股份有限公司
• 主分類號(hào): H01L43/08
• 分類號(hào): H01L43/08;H01L43/10;H01L43/12;H01F10/32;H01L43/02
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 陳煒;袁逸

1.一種垂直磁性隧道結(jié)MTJ的合成反鐵磁SAF基準(zhǔn)層的材料堆疊，所述材料堆疊包括：

SAF耦合層；

直接在所述SAF耦合層上的反平行釘扎層，其中，所述反平行釘扎層包括：

耦合增強(qiáng)層,所述耦合增強(qiáng)層包括直接在所述SAF耦合層上的單個(gè)層；

直接在所述耦合增強(qiáng)層上的非晶間隔體層，其中，所述非晶間隔體層包括包含鉭和鈷、或者鉭和鐵、或者鈷和鐵和鉭的合金或多層；以及在所述反平行釘扎層內(nèi)不包括垂直磁各向異性PMA多層的重復(fù)。

2.如權(quán)利要求1所述的材料堆疊，其特征在于，所述非晶間隔體層被配置成：在退火工藝期間保持或增加由具有減小的厚度的所述材料堆疊提供的隧穿磁阻TMR。

3.如權(quán)利要求1所述的材料堆疊，其特征在于，所述耦合增強(qiáng)層包括在所述SAF耦合層與所述非晶間隔體層之間的單個(gè)PMA層。

4.如權(quán)利要求1所述的材料堆疊，其特征在于，所述材料堆疊被集成到移動(dòng)電話、機(jī)頂盒、音樂(lè)播放器、視頻播放器、娛樂(lè)單元、導(dǎo)航設(shè)備、計(jì)算機(jī)、手持式個(gè)人通信系統(tǒng)PCS單元、便攜式數(shù)據(jù)單元、和/或固定位置數(shù)據(jù)單元中。

5.一種垂直磁性隧道結(jié)MTJ的合成反鐵磁SAF基準(zhǔn)層的材料堆疊，所述材料堆疊包括：

SAF耦合層；

直接耦合到所述SAF耦合層并且在所述SAF耦合層下方的第一反平行釘扎層AP1；以及

在所述SAF耦合層上的第二反平行釘扎層AP2，其中，所述第二反平行釘扎層AP2包括：

所述SAF耦合層上的非晶間隔體層，其中，所述非晶間隔體層包括所述SAF耦合層的經(jīng)處理表面；在所述第一反平行釘扎層AP1內(nèi)包括垂直磁各向異性PMA多層的多次重復(fù)；以及

在所述第二反平行釘扎層AP2內(nèi)不包括所述PMA多層的重復(fù)。

6.如權(quán)利要求5所述的材料堆疊，其特征在于，所述非晶間隔體層被配置成：在退火工藝期間保持或增加由具有減小的厚度的所述材料堆疊提供的隧穿磁阻TMR。

7.如權(quán)利要求5所述的材料堆疊，其特征在于，進(jìn)一步包括：在所述SAF耦合層與所述非晶間隔體層之間的單個(gè)垂直磁各向異性PMA層。

8.如權(quán)利要求5所述的材料堆疊，其特征在于，所述材料堆疊被集成到移動(dòng)電話、機(jī)頂盒、音樂(lè)播放器、視頻播放器、娛樂(lè)單元、導(dǎo)航設(shè)備、計(jì)算機(jī)、手持式個(gè)人通信系統(tǒng)PCS單元、便攜式數(shù)據(jù)單元、和/或固定位置數(shù)據(jù)單元中。

9.一種垂直磁性隧道結(jié)，包括：

垂直自由層；

垂直合成反鐵磁SAF基準(zhǔn)層；以及

在所述SAF基準(zhǔn)層與所述垂直自由層之間的隧道勢(shì)壘層，其中，所述SAF基準(zhǔn)層包括：

第一反平行材料堆疊，

在所述第一反平行材料堆疊與所述隧道勢(shì)壘層之間的第二反平行材料堆疊，所述第二反平行材料堆疊包括隧穿磁阻TMR增強(qiáng)層，以及

在所述第一反平行材料堆疊與所述第二反平行材料堆疊之間的SAF耦合層，所述第二反平行材料堆疊包括：

用于阻擋硼從所述第二反平行材料堆疊向所述第一反平行材料堆疊擴(kuò)散以在退火工藝期間改善所述SAF基準(zhǔn)層的熱穩(wěn)定性的裝置，其包括在所述TMR增強(qiáng)層與所述SAF耦合層之間的非晶間隔體層，所述非晶間隔體層被配置成：提供薄的緩沖層，以允許具有米勒指數(shù)<001>的更強(qiáng)的體心立方晶體結(jié)構(gòu)形成。

10.如權(quán)利要求9所述的垂直磁性隧道結(jié)，其特征在于，用于阻擋硼擴(kuò)散的裝置包括所述SAF耦合層上的非晶間隔體層。

11.如權(quán)利要求10所述的垂直磁性隧道結(jié)，其特征在于，所述非晶間隔體層包括包含鉭和鈷、或者鉭和鐵、或者鈷和鐵和鉭的合金或多層。

12.如權(quán)利要求10所述的垂直磁性隧道結(jié)，其特征在于，所述非晶間隔體層包括所述SAF耦合層的經(jīng)處理表面。