[發明專利]用于磁阻存儲器的間隔層

有效

• 申請號: 201610951918.3
• 申請日: 2016-11-02
• 公開（公告）號: CN107068855B
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: T·塔瑪塞比;V·B·耐克;K·李;C·S·西特;K·亞馬內
• 申請（專利權）人: 新加坡商格羅方德半導體私人有限公司
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L43/12;G11C11/16
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;王錦陽

本發明揭示用于磁阻存儲器的間隔層，其具有高TMR的底部釘扎垂直磁隧道結(pMTJ)，可耐受高溫后端工藝制程。該pMTJ包含在該pMTJ的固定磁層的SAF層和參考層之間的復合間隔層。該復合間隔層包含第一非磁(NM)間隔層，設于該第一NM間隔層上方的磁(M)間隔層，及設于該M層上方的第二NM間隔層。該M層為磁連續非晶層，其提供對于參考層的良好模板。

相關申請的交叉參考

本申請請求于2015年11月2日提交的名稱為“Magnetic Tunnel Junction withHigh Thermal Budget”的美國臨時申請號62/249,378，以及于2016年4月21日提交的名稱為“Perpendicular MTJ Stack with High TMR and High Thermal Endurance andMethod for Forming Thereof”的美國臨時申請號62/325,986的優先權，其整體通過參考包括于此。本申請也交叉參考于2016年2月29日提交的名稱為“Magnetic Memory withHigh Thermal Budget”的美國申請號15/057,109，于2016年3月4日提交的名稱為“Magnetic Memory with Tunneling Magnetoresistance Enhanced Spacer Layre”的美國申請號15/060,634，于2016年3月15日提交的名稱為“High Thermal Budget MagneticMemory”的美國申請號15/071,180，于2016年3月21日提交的名稱為“Bottom Electrodefor Magnetic Memory to Increase TMR and Thermal Budget”的美國申請號15/075,222，于2016年3月28日提交的名稱為“Storage Layer for Magnetic Memory with HighThermal Stability”的美國申請號15/081,971，于2016年3月4日提交的名稱為“MagneticMemory with Tunneling Magnetoresistance Enhanced Spacer Layer”的美國申請號15/060,647，于2016年2月29日提交的名稱為“Magnetic Memory with High Thermal Budget”的美國申請號15/057,107，其通過參考包括于此用于所有目的。

技術領域

本發明通常涉及半導體裝置以及形成半導體裝置的方法。

背景技術

磁存儲器單元或裝置通過改變磁隧道結（magnetic tunnel junction；MTJ）元件的電阻來儲存信息。該MTJ元件通常包括夾置于固定鐵磁層與自由鐵磁層之間的薄絕緣隧道阻擋層，從而形成磁隧道結。該MTJ元件的阻態對應該自由層相對該固定層的磁向的狀態而變化，該磁向的狀態可為平行（parallel；P）狀態或反平行（anti-parallel；AP）狀態。以R_P表示處于P狀態下的該自由層與該固定層之間的相應電阻，而以R_AP表示處于AP狀態下的該自由層與該固定層之間的相應電阻。MTJ元件的性能通常以其隧穿磁阻（tunnelingmagnetoresistance；TMR）為特征，該隧穿磁阻可通過由（R_AP-R_P）/R_P給定的公式來計算。例如，較大的TMR比促進磁存儲器單元中的讀操作。因此，增強的TMR對于實現下一代磁存儲器單元是必要的。

希望提供一種具有增強TMR比的可靠存儲器裝置，以及形成可靠存儲器裝置的方法，以消除對該MTJ元件的高溫顧慮。而且，也希望該制程符合成本效益，與邏輯處理兼容。

發明內容