[發明專利]磁存儲器件

有效

• 申請號: 201710983541.4
• 申請日: 2017-10-20
• 公開（公告）號: CN108023015B
• 公開（公告）日: 2021-07-20
• 發明（設計）人: 李成喆;金基雄;樸相奐;吳世忠
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L43/10;G11C11/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 王華芹;金擬粲

公開磁存儲器件。磁存儲器件包括參考磁結構、自由磁結構、以及在參考磁結構和自由磁結構之間的隧道勢壘圖案。參考磁結構包括第一被釘扎圖案、在第一被釘扎圖案和隧道勢壘圖案之間的第二被釘扎圖案、以及在第一和第二被釘扎圖案之間的交換耦合圖案。第二被釘扎圖案包括鄰近交換耦合圖案的第一磁圖案、鄰近隧道勢壘圖案的第二磁圖案、在第一和第二磁圖案之間的第三磁圖案、在第一和第三磁圖案之間的第一非磁圖案、以及在第二和第三磁圖案之間的第二非磁圖案。第一非磁圖案具有與第二非磁圖案不同的晶體結構，且第三磁圖案的至少一部分是非晶的。

對優先權申請的引用

本專利申請要求2016年10月31日提交的韓國專利申請No.10-2016-0143509的優先權，將其公開內容全部引入本文中作為參考。

技術領域

本發明構思的實施方式涉及半導體存儲器件，且更具體地，涉及磁存儲器件。

背景技術

由于對于具有高的速度和/或低的功耗的電子器件的日益增加的需要，半導體器件可需要更快的操作速度和/或更低的操作電壓。已提出磁存儲器件以滿足這樣的要求。例如，磁存儲器件可提供例如減少的等待時間和/或非易失性的技術優點。結果，磁存儲器件可用在下一代存儲器件中。

通常，磁存儲器件可包括磁隧道結(MTJ)圖案。磁隧道結圖案可包括兩個磁層和介于所述兩個磁層之間的絕緣層。磁隧道結圖案的電阻值可取決于所述兩個磁層的磁化(磁化強度，magnetization)方向而改變。例如，與當所述兩個磁層的磁化方向彼此平行時相比，當所述兩個磁層的磁化方向彼此反平行時，磁隧道結圖案的電阻值可更高。通過使用這些電阻值之間的差異，可將數據存儲到磁隧道結圖案中和/或從磁隧道結圖案讀出數據。

發明內容

根據本發明構思的一些實施方式，磁存儲器件可包括：在基底上的參考(基準)磁結構和自由磁結構、以及在參考磁結構和自由磁結構之間的隧道勢壘(tunnel barrier)圖案。參考磁結構包括第一被釘扎(釘扎，pinned)圖案、在第一被釘扎圖案和隧道勢壘圖案之間的第二被釘扎圖案、以及在第一被釘扎圖案和第二被釘扎圖案之間的交換耦合圖案。第二被釘扎圖案包括鄰近交換耦合圖案的第一磁圖案、鄰近隧道勢壘圖案的第二磁圖案、在第一磁圖案和第二磁圖案之間的第三磁圖案、在第一磁圖案和第三磁圖案之間的第一非磁圖案、以及在第二磁圖案和第三磁圖案之間的第二非磁圖案。第一非磁圖案具有與第二非磁圖案不同的晶體結構，且第三磁圖案的至少一部分是非晶的。

根據本發明構思的一些實施方式，磁存儲器件可包括：在基底上的參考磁結構和自由磁結構、以及在參考磁結構和自由磁結構之間的隧道勢壘圖案。參考磁結構包括第一被釘扎圖案、在第一被釘扎圖案和隧道勢壘圖案之間的第二被釘扎圖案、以及在第一被釘扎圖案和第二被釘扎圖案之間的交換耦合圖案。第二被釘扎圖案包括鄰近交換耦合圖案的第一磁圖案、鄰近隧道勢壘圖案的第二磁圖案、在第一磁圖案和第二磁圖案之間的第三磁圖案、在第一磁圖案和第三磁圖案之間的第一非磁圖案、以及在第二磁圖案和第三磁圖案之間的第二非磁圖案。第一非磁圖案包括與第二非磁圖案不同的材料，且第三磁圖案的至少一部分是非晶的。

根據本發明構思的一些實施方式，磁存儲器件可包括磁隧道結(MTJ)圖案，磁隧道結(MTJ)圖案可包括參考磁結構、自由磁結構、和在其間的隧道勢壘圖案。參考磁結構可包括第一和第二被釘扎圖案以及在其間的交換耦合圖案。第二被釘扎圖案可包括順序地堆疊在交換耦合圖案和隧道勢壘圖案之間的第一磁圖案、第一非磁圖案、第二非磁圖案、和第二磁圖案。第一非磁圖案和第一磁圖案可包括相同的晶體結構。第二非磁圖案可包括與第一非磁圖案不同的晶體結構。第二被釘扎圖案可進一步包括在第一和第二非磁圖案之間的可為至少部分地非晶的第三磁圖案。

附圖說明

將由結合附圖考慮的以下簡潔描述更清楚地理解實施方式。附圖代表本文中描述的非限制性實施方式。

圖1為說明根據本發明構思的實施方式的磁存儲器件的存儲單元陣列的電路圖。