[發明專利]具有增強的垂直各向異性的垂直自旋轉移矩存儲器(pSTTM)器件及其形成方法

在審

• 申請號: 201680091261.6
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN110024148A
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: M·T·拉赫曼;C·J·維甘德;K·奧烏茲;D·G·韋萊特;B·梅茨;K·P·奧布萊恩;M·L·多齊;B·S·多伊爾;O·戈隆茨卡;T·加尼
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L43/02
• 分類號: H01L43/02;H01L43/08;H01L43/10
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 舒雄文;蹇煒

1.一種用于pSTTM器件的材料層堆疊體，所述材料層堆疊體包括：

固定磁性層；

設置在所述固定磁性層上方的隧道勢壘；以及

設置在所述隧道勢壘上的自由層，其中，所述自由層包括雙層的堆疊體，其中，最上面的雙層由磁性層覆蓋，其中，每一個所述雙層包括設置在磁性層上的非磁性層，并且其中，所述雙層的堆疊體中的所述非磁性層具有的組合厚度小于所述雙層的堆疊體中的所述磁性層的組合厚度的15％。

2.如權利要求1所述的材料層堆疊體，其中，雙層的數量為至少2。

3.如權利要求1所述的材料層堆疊體，其中，雙層的堆疊體的數量在2-12之間。

4.如權利要求1所述的材料層堆疊體，其中，所述雙層的堆疊體中的所述非磁性層具有的組合厚度小于所述雙層的堆疊體中的每一個所述磁性層的所述組合厚度的5％。

5.如權利要求1所述的材料層堆疊體，其中，最下面的雙層中的所述磁性層與所述隧道勢壘接觸并且具有的厚度大于所述雙層的堆疊體中的不與所述隧道勢壘接觸的每一個所述磁性層的厚度。

6.如權利要求5所述的材料層堆疊體，其中，與所述隧道勢壘接觸的所述磁性層具有至少0.45nm的厚度。

7.如權利要求1所述的材料層堆疊體，其中，所述自由層中的所述磁性層的所述組合厚度為至少1.0nm。

8.如權利要求1所述的材料層堆疊體，其中，所述雙層的堆疊體中的每一個所述非磁性層是亞單層。

9.如權利要求1所述的材料層堆疊體，其中，所述雙層的堆疊體中的所述非磁性層的所述組合厚度為至少0.05nm。

10.如權利要求1所述的材料層堆疊體，其中，所述磁性層包括鈷、硼和鐵。

11.如權利要求1所述的材料層堆疊體，其中，所述非磁性層包括選自由鉬、釕、鎢、鉭、鋁和鉿構成，但不限于由鉬、釕、鎢、鉭、鋁和鉿構成，的組的金屬。

12.如權利要求1所述的材料層堆疊體，其中，所述材料層堆疊體還包括：

設置在所述自由層上的氧化物層；

設置在所述氧化物層上的保護層；以及

包括親鐵層的導電覆蓋層，所述親鐵層直接設置在所述保護層上。

13.一種用于pSTTM器件的材料層堆疊體，所述材料層堆疊體包括：

固定磁性層；

設置在所述固定磁性層上方的隧道勢壘；

設置在所述隧道勢壘上的存儲層，其中，所述存儲層包括設置在所述隧道勢壘上的第一自由層、設置在所述第一自由層上的耦合層、設置在所述耦合層上的第二自由層，其中，所述第一自由層或所述第二自由層中的一個包括雙層的堆疊體，其中，最上面的雙層的堆疊體由磁性層覆蓋，其中，每一個所述雙層包括設置在磁性層上的非磁性層，并且其中，所述雙層的堆疊體中的所述非磁性層具有的組合厚度小于所述雙層的堆疊體中的所述磁性層的組合厚度的15％。

14.如權利要求13所述的材料層堆疊體，其中，所述第一自由層包括所述雙層的堆疊體，并且所述第二自由層包括單個磁性層。

15.如權利要求14所述的材料層堆疊體，其中，所述第二自由層包括由磁性層覆蓋的雙層的第二堆疊體，其中，所述雙層的第二堆疊體中的每一個雙層包括設置在磁性層上的非磁性層，并且其中，所述雙層的堆疊體的第二堆疊體中的所述磁性層具有的組合厚度小于所述第一磁性層中的所述雙層的堆疊體中的所述磁性層的所述組合厚度的那個。