[發明專利]磁存儲器件及其形成方法

在審

• 申請號: 202110476211.2
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113314666A
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 李乾銘;林世杰
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L43/04
• 分類號: H01L43/04;H01L43/08;H01L43/14
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種磁存儲器件，包括：

自旋霍爾電極，所述自旋霍爾電極包括自旋霍爾金屬；

磁隧道結堆疊件，設置在所述自旋霍爾電極上方，所述磁隧道結包括與所述自旋霍爾電極接合的合成反鐵磁自由層，所述合成反鐵磁自由層包括第一磁層、第二磁層和插入在所述第一磁層和所述第二磁層之間的間隔層；

第一導線，耦合至所述自旋霍爾電極的第一端；以及

第二導線，耦合至所述自旋霍爾電極的第二端。

2.根據權利要求1所述的磁存儲器件，其中，所述自旋霍爾電極包括鎢、鉑或鉭，并且所述間隔層包括厚度在4埃和8埃之間的鎢。

3.根據權利要求1所述的磁存儲器件，其中，所述第一磁層和所述第二磁層位于合成反鐵磁配置中。

4.根據權利要求1所述的磁存儲器件，其中，所述磁隧道結堆疊件的阻擋層的晶體結構與所述SHE的晶體結構匹配。

5.根據權利要求1所述的磁存儲器件，其中，所述間隔層被配置為阻止所述第一磁層的晶體結構傳播到所述第二磁層，其中，所述第一磁層的晶體結構不同于所述第二磁層的晶體結構。

6.根據權利要求1所述的磁存儲器件，其中，所述間隔層包括釕、鎢、鉭、鉬、或鉻。

7.根據權利要求6所述的磁存儲器件，其中，所述間隔層包括釕，并且所述第一磁層包括與所述間隔層接合的CoFe的第一子層和與所述自旋霍爾電極接合的CoFeB的第二子層。

8.根據權利要求1所述的磁存儲器件，其中，所述磁隧道結堆疊件在俯視圖中呈橢圓形，并且所述磁隧道結堆疊件的長軸平行于所述自旋霍爾電極的第一端與所述自旋霍爾電極的第二端之間的電流流動方向。

9.一種磁存儲器件，包括：

自旋霍爾電極；以及

頂部釘扎的磁隧道結堆疊件，設置在所述自旋霍爾電極上方，所述磁隧道結堆疊件包括：

間隔層，插入在所述磁隧道結堆疊件的第一自由層和所述磁隧道結堆疊件的第二自由層之間，所述第一自由層和第二自由層通過反鐵磁配置而磁耦合，

參考層結構，設置在所述第二自由層上方，以及

阻擋層，插入在所述第二自由層和所述參考層結構之間。

10.一種形成磁存儲器件的方法，包括：

在互連件的層間電介質上沉積自旋霍爾金屬層；

沉積磁隧道結膜堆疊件的一系列的層，所述沉積包括：

在所述自旋霍爾金屬層上方沉積合成反鐵磁的自由層結構，

在所述自由層結構上方沉積阻擋層，以及

在所述阻擋層上沉積參考層結構；

將所述磁隧道結膜堆疊件圖案化成至少一個磁隧道結柱；以及

對于所述至少一個磁隧道結柱中的每個，將所述自旋霍爾金屬層圖案化為自旋霍爾電極。