[發(fā)明專利]磁存儲(chǔ)裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910064055.1
• 申請(qǐng)日: 2019-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN110890396A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吉川將壽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東芝存儲(chǔ)器株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L27/22
• 分類號(hào): H01L27/22;H01L43/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 張軼楠;段承恩

本公開主要涉及磁存儲(chǔ)裝置。實(shí)施方式的磁存儲(chǔ)裝置具備：具有可變的磁化方向的第1磁性層、具有固定的磁化方向的第2磁性層以及設(shè)置于所述第1磁性層與所述第2磁性層之間的非磁性層，所述第1磁性層包含多晶態(tài)的第1子磁性層和非晶態(tài)的第2子磁性層。

本申請(qǐng)主張以日本專利申請(qǐng)2018-168867號(hào)(申請(qǐng)日：2018年9月10日)為在先申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。本申請(qǐng)通過參照該在先申請(qǐng)而包含在先申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容。

技術(shù)領(lǐng)域

實(shí)施方式主要涉及磁存儲(chǔ)裝置。

背景技術(shù)

已提出了在半導(dǎo)體基板上集成了磁阻效應(yīng)元件(magnetoresistive element)以及晶體管的磁存儲(chǔ)裝置(半導(dǎo)體集成電路裝置)。

在磁存儲(chǔ)裝置中，重要的是減少寫入錯(cuò)誤率(write error rate)(WER)。為此，需要減少寫入電流的偏差等特性的偏差。

然而，至今為止，不一定能夠說已經(jīng)獲得了減少了寫入特性的偏差的磁存儲(chǔ)裝置。

發(fā)明內(nèi)容

實(shí)施方式提供一種能夠減少特性的偏差的磁存儲(chǔ)裝置。

實(shí)施方式的磁存儲(chǔ)裝置具備：具有可變的磁化方向的第1磁性層、具有固定的磁化方向的第2磁性層、以及設(shè)置于所述第1磁性層與所述第2磁性層之間的非磁性層，所述第1磁性層包含多晶態(tài)的第1子磁性層和非晶態(tài)的第2子磁性層。

附圖說明

圖1是將實(shí)施方式所涉及的磁存儲(chǔ)裝置中的磁阻效應(yīng)元件的基本結(jié)構(gòu)示意性地示出的截面圖。

圖2是將實(shí)施方式所涉及的磁存儲(chǔ)裝置中的第1磁性層的第1結(jié)構(gòu)例示意性地示出的截面圖。

圖3是將實(shí)施方式所涉及的磁存儲(chǔ)裝置中的第1磁性層的第2結(jié)構(gòu)例示意性地示出的截面圖。

圖4是將實(shí)施方式所涉及的磁存儲(chǔ)裝置中的第1磁性層的第3結(jié)構(gòu)例示意性地示出的截面圖。

圖5是將實(shí)施方式所涉及的磁存儲(chǔ)裝置中的第1磁性層的第4結(jié)構(gòu)例示意性地示出的截面圖。

圖6是將實(shí)施方式所涉及的磁存儲(chǔ)裝置中的第1磁性層的第5結(jié)構(gòu)例示意性地示出的截面圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說明。

圖1是將實(shí)施方式所涉及的磁存儲(chǔ)裝置中的磁阻效應(yīng)元件的基本結(jié)構(gòu)示意性地示出的截面圖。應(yīng)予說明，磁阻效應(yīng)元件也被稱為MTJ(magnetic tunnel junction，磁隧道結(jié))元件。

圖1所示的磁阻效應(yīng)元件是具有垂直磁化(perpendicular magnetization)的STT(spin transfer torque，自旋轉(zhuǎn)移矩)型的磁阻效應(yīng)元件，包括：第1磁性層10、第2磁性層20、夾于第1磁性層10與第2磁性層20之間的非磁性層(nonmagnetic layer)30、第3磁性層40、襯底層(under layer)50以及蓋層(cap layer)60。

圖1所示的磁阻效應(yīng)元件，從制備器件的基板側(cè)起依次層疊(stack)有第1磁性層10、非磁性層30以及第2磁性層20。將具有這樣的層疊結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)元件稱為底部存儲(chǔ)層型磁阻效應(yīng)元件。如下所述，第1磁性層10這樣的磁化方向(magnetization direction)可變的磁性層被稱為存儲(chǔ)層(storage layer)，第2磁性層20這樣的具有固定的磁化方向的磁性層被稱為參考層(reference layer)。相反地，具有從基板側(cè)起依次層疊有第2磁性層20、非磁性層30和第1磁性層10的結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)元件被稱為頂部存儲(chǔ)層型磁阻效應(yīng)元件。本實(shí)施方式的磁阻效應(yīng)元件并不局限于圖1所示的底部存儲(chǔ)層型磁阻效應(yīng)元件，也能夠應(yīng)用于頂部存儲(chǔ)層型磁阻效應(yīng)元件。