[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: 202010136585.5
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN113346007A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 張云森;郭一民;肖榮福;陳峻
• 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
• 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

1.一種磁性隧道結結構，設置于磁性隨機存儲單元的底電極與頂電極之間，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、反鐵磁層、種子層與緩沖層，其特征在于，所述反鐵磁層的結構為[X/Pt]_n/Y/Z,[X/Pd]_n/Y/Z,CoPt/Z，FePt/Z，NiPt/Z，CoFePt/Z，CoPd/Z，FePd/Z，NiPd/Z，CoFePt/Z，按其左右順序表示自下而上結構；其中，2≤n≤10；X、Y選自Co,Ni，Fe，CoFe，CoNi，NiFe，NiCo，CoNiFe，FeB，CoB，CoFeB中之一者或者其組成的雙層及其以上的多層結構，Z為復合反鐵磁耦合層。

2.如權利要求1所述磁性隧道結結構，其特征在于，所述參考層結構為Fe、FeB、FeCoB或者(Fe或FeB)/(CoB，CoFe，CoFeB，FeC，CoC或CoFeC)。

3.如權利要求2所述磁性隧道結結構，其特征在于，所述參考層的總厚度為0.5nm～1.5nm。

4.如權利要求1所述磁性隧道結結構，其特征在于，所述反鐵磁層的總厚度為0.5nm～5.0nm。

5.如權利要求1所述磁性隧道結結構，其特征在于，所述復合反鐵磁耦合層為(Ir，Ru，Rh，Cu或Re)/(Cr，Mo,V，W，Ta，Nb，Hf，Zr或它們的組合)，按其左右順序表示自下而上結構，其總厚度選為反鐵磁耦合峰值。

6.如權利要求5所述磁性隧道結結構，其特征在于，所述復合反鐵磁耦合層的材料為Ru/(Cr、CrMo、CrW、Mo或W)雙層結構，Ru的厚度為0.3nm～0.6nm，Cr、CrMo、CrW、Mo或W的厚度為0.05nm～0.5nm。

7.如權利要求5所述磁性隧道結結構，其特征在于，所述復合反鐵磁耦合層的材料為Ir/(Cr、CrMo、CrW、Mo或W)雙層結構，其中，Ir的厚度為0.2nm～0.6nm，Cr、CrMo、CrW、Mo或W的厚度為0.05nm～0.5nm。

8.如權利要求1所述磁性隧道結結構，其特征在于，所述反鐵磁層具有垂直磁性各向異性，且其磁矩為所述參考層磁矩的1.1-1.8倍。

9.一種磁性隨機存儲器，其特征在于，包括如權利要求1-8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。