[發明專利]磁性隧道結結構及其磁性隨機存儲器

在審

• 申請號: 201910972521.6
• 申請日: 2019-10-14
• 公開（公告）號: CN112736193A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 張云森;郭一民;陳峻;麻榆陽;肖榮福
• 申請（專利權）人: 上海磁宇信息科技有限公司
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L43/10;H01L27/22;G11C11/16
• 代理公司: 上海容慧專利代理事務所(普通合伙) 31287
• 代理人: 于曉菁

1.一種磁性存儲器的磁性隧道結結構，設置于磁性隨機存儲單元，所述磁性隧道結由上至下結構包括覆蓋層、自由層、勢壘層、參考層、晶格隔斷層、反鐵磁層與種子層，其特征在于，所述勢壘層為含摻雜導電材料的鎂金屬氧化物層形成。

2.如權利要求1所述磁性存儲器的磁性隧道結結構，其特征在于，所述含摻雜導電材料的鎂金屬氧化物層為均勻摻雜的鎂金屬氧化物層。

3.如權利要求2所述磁性存儲器的磁性隧道結結構，其特征在于，所述勢壘層為[氧化鎂]_1-aM_a的結構，所述M為鎂、鋁、硅、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金或其組合，0a≤20％。

4.如權利要求3所述磁性存儲器的磁性隧道結結構，其特征在于，所述勢壘層是采用對氧化鎂靶材摻M來進行濺射沉積，或對氧化鎂靶材，M靶進行共濺射沉積。

5.如權利要求1所述磁性存儲器的磁性隧道結結構，其特征在于，所述含摻雜導電材料的鎂金屬氧化物層為單次穿插或多次穿插摻雜鐵磁材料亞層的鎂金屬氧化物層。

6.如權利要求4所述磁性存儲器的磁性隧道結結構，其特征在于，所述勢壘層為[氧化鎂/M]_n氧化鎂的結構，1≤n≤3，優選的，單層氧化鎂的厚度為0.3奈米至1.0奈米之間，單層氧化鎂的厚度為相同或相異；優選的，所述M為鎂、鋁、硅、鈣、鈧、鈦、釩、鉻、錳、鐵、鈷、鎳、銅、鋅、鎵、鍶、釔、鋯、鈮、鉬、鎝、釕、銠、鈀、銀、鉿、鉭、鎢、錸、鋨、銥、鉑、金或其組合，單層M的厚度為b，0b≤0.1奈米，單層M的厚度可以相同也可以不相同。

7.如權利要求6所述磁性存儲器的磁性隧道結結構，其特征在于，每層氧化鎂的生成方式是采用對氧化鎂靶材進行濺射沉積的方式的實現，或者采用先對鎂靶材進行濺射沉積，然后再進行氧化以形成氧化鎂。

8.如權利要求1所述磁性存儲器的磁性隧道結結構，其特征在于，所述勢壘層的總厚度為0.5奈米至1.5奈米之間。

9.如權利要求1所述磁性隨機存儲器的磁性隧道結結構，其特征在于，所述覆蓋層包括第一覆蓋子層和第二覆蓋子層的雙層結構，所述第一覆蓋子層由非磁性金屬氧化物制成，所述第二覆蓋層為磁性與非磁性金屬或其組合所形成。

10.如權利要求9所述磁性隨機存儲器的磁性隧道結結構，其特征在于，所述第一覆蓋子層的厚度為0.6奈米至1.5奈米間，所述非磁性金屬氧化物包括氧化鎂、鎂鋅氧化物、氧化鋅、氧化鋁、氮化鎂、鎂硼氧化物或鎂鋁氧化物。

11.如權利要求9所述磁性隨機存儲器的磁性隧道結結構，其特征在于，所述第二覆蓋子層由鎢、鋅、鋁、銅、鈣、鈦、釩、鉻、鉬、鎂、鈮、釕、鉿、鉑或其組合的多層材料等制成，所述第二覆蓋子層的厚度為0.5奈米至3.0奈米間。

12.一種磁性存儲器，其特征在于，包括如權利要求1-11任一項所述的磁性隧道結結構，設置于所述磁性隧道結結構上方的頂電極，及設置于所述磁性隧道結結構下方的底電極。