[發明專利]自旋軌道轉矩磁性裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201911036404.5
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN111129288B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 林世杰;宋明遠
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H10N50/10
• 分類號: H10N50/10;H10N52/00;H10N50/01;H10N52/01
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 徐金國

1.一種自旋軌道轉矩磁性裝置，其特征在于，該自旋軌道轉矩磁性裝置包含：

一底金屬層；

一第一磁性層，作為一自由磁性層，其中該第一磁性層是設置于該底金屬層上；

一間隙壁層，設置于該第一磁性層上；

一第二磁性層，設置于該間隙壁層上；以及

一中間金屬層，設置于該間隙壁層與該第二磁性層之間；其中該第一磁性層包含一下磁性層、由一非磁性層所制成的一中層、在該下磁性層與該中層間的一第一界面層、一上磁性層和在該中層與該上磁性層間的一第二界面層；

該第一界面層和該第二界面層的至少一者是由FeB所制成；

該中間金屬層是Mg含量多于99％的一鎂層；

該下磁性層的一磁場方向是垂直于一膜堆疊方向，且該上磁性層的一磁場方向是平行于該膜堆疊方向。

2.根據權利要求1所述的自旋軌道轉矩磁性裝置，其特征在于，其中該下磁性層包含鐵、鈷和硼的一合金。

3.根據權利要求2所述的自旋軌道轉矩磁性裝置，其特征在于，其中該上磁性層包含鐵、鈷和硼的一合金及鎳和鐵的一合金的至少一者。

4.根據權利要求3所述的自旋軌道轉矩磁性裝置，其特征在于，其中該下磁性層的一厚度是在實質自0.6nm至1.2nm的范圍中。

5.根據權利要求3所述的自旋軌道轉矩磁性裝置，其特征在于，其中：

該上磁性層包含該鐵、該鈷和該硼的該合金，以及

該鐵、該鈷和該硼的該合金的一厚度是在實質自1.0nm至3.0nm的范圍中。

6.根據權利要求3所述的自旋軌道轉矩磁性裝置，其特征在于，其中：

該上磁性層包含該鎳和該鐵的該合金，以及

該鎳和該鐵的該合金的一厚度是在實質自0.4nm至3.0nm的范圍中。

7.根據權利要求3所述的自旋軌道轉矩磁性裝置，其特征在于，其中該下磁性層為Fe_xCo_yB_1-x-y，其中0.50≤x≤0.70且0.10≤y≤0.30。

8.根據權利要求1所述的自旋軌道轉矩磁性裝置，其特征在于，其中該中層包含鎢、鉬、鉑、釕及前述的一合金的一或多層。

9.根據權利要求8所述的自旋軌道轉矩磁性裝置，其特征在于，其中該中層的一厚度是在實質自0.2nm至0.5nm的范圍中。

10.根據權利要求1所述的自旋軌道轉矩磁性裝置，其特征在于，其中該底金屬層是由鎢、鉬或鉭所制成。

11.根據權利要求1所述的自旋軌道轉矩磁性裝置，其特征在于，該間隙壁層是由氧化鎂所制成。

12.根據權利要求1所述的自旋軌道轉矩磁性裝置，其特征在于，該自旋軌道轉矩磁性裝置還包含一頂金屬層，其中該頂金屬層是設置于該第二磁性層之上。

13.根據權利要求12所述的自旋軌道轉矩磁性裝置，其特征在于，其中該頂金屬層是由釕所制成。

14.根據權利要求1所述的自旋軌道轉矩磁性裝置，其特征在于，其中該第二磁性層包含鐵、鈷和硼。

15.根據權利要求1所述的自旋軌道轉矩磁性裝置，其特征在于，其中該第一界面層和該第二界面層的至少一者具有范圍實質自0.5nm至2.0nm的一厚度。