电子设备及其制造方法技术

提供了一种电子设备及其制造方法。根据所公开技术的实施方式的电子设备为包括半导体存储器的电子设备，其中，半导体存储器包括磁性隧道结MTJ结构，MTJ结构包括：自由层，具有可改变的磁化方向；钉扎层，具有钉扎的磁化方向；以及隧道阻挡层，夹在自由层与钉扎层之间，其中，自由层包括CoFeAlB合金。

Electronic device and method of manufacturing the same

An electronic device and a method of manufacturing the same. The electronic equipment, including a semiconductor memory in which electronic devices according to embodiments of the disclosed technology, the semiconductor memory includes a magnetic tunnel junction MTJ structure, MTJ structure comprises a free layer having a magnetization direction can be changed; a pinned layer having a nail pierced to the magnetization direction; and the tunnel barrier layer sandwiched between. The free layer and the pinned layer which comprises a free layer of CoFeAlB alloy.

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2015年10月23日提交的申请号为10-2015-0148068、专利技术名称为“电子设备及其制造方法”的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
本专利文件涉及存储电路或者存储器件、以及它们在电子设备或系统中的应用。
技术介绍
近来，随着电子装置趋向于小型化、低功耗、高性能、多功能性等，本领域需要能够将信息存储在诸如计算机、便携式通信设备等的各种电子装置中的半导体器件，并且已经对半导体器件进行了研究。这种半导体器件包括如下的半导体器件，所述的半导体器件能够利用其根据施加的电压或电流而在不同的电阻状态之间切换的特性来存储数据，例如，RRAM(电阻式随机存取存储器)、PRAM(相变随机存取存储器)、FRAM(铁电随机存取存储器)、MRAM(磁性随机存取存储器)、电熔丝等。
技术实现思路
本专利文件中所公开的技术包括：存储电路或者存储器件、存储电路或者存储器件在电子设备或系统中的应用以及可变电阻元件的特性在其内能够被改善的电子设备的各种实施方式。在一个实施方式中，提供了包括半导体存储器的电子设备，其中，半导体存储器包括磁性隧道结(MTJ)结构，该结构包括：自由层，具有可改变的磁化方向；钉扎层，具有钉扎的磁化方向；以及隧道阻挡层，夹在自由层与钉扎层之间，其中，自由层包括CoFeAlB合金。以上电子设备的实施方式可以包括以下中的一个或多个。Al在CoFeAlB合金中的含量小于10％。Al在CoFeAlB合金中的含量为5％或更多。半导体存储器还包括底层，底层设置在MTJ结构之下，并且用于增加位于底层之上的层的垂直磁性晶体各向异性。底层包括AIN。半导体存储器还包括磁校正层，所述磁校正层减少由钉扎层产生的杂散磁场的影响。磁校正层设置在MTJ结构之上。半导体存储器还包括间隔件层，所述间隔件层夹在MTJ结构与磁校正层之间，并且包括贵金属。半导体存储器还包括一个或多个层，所述一个或多个层设置在MTJ结构之上或之下，并且具有与MTJ结构的侧壁对齐的侧壁。底层的侧壁不与MTJ结构的侧壁对齐。底层的上表面的宽度比MTJ结构的下表面的宽度大。在一个实施方式中，提供了包括半导体存储器的电子设备，其中，半导体存储器包括磁性隧道结(MTJ)结构，该结构包括：自由层，具有可改变的磁化方向；钉扎层，具有钉扎的磁化方向；以及隧道阻挡层，夹在自由层与钉扎层之间，其中，自由层包括CoFeXB合金，其中，CoFeXB合金中的X为金属，该金属具有增加自由层的垂直各向异性场的含量的同时降低自由层的阻尼常数。在该实施方式中，半导体存储器还包括底层，所述底层设置在MTJ结构之下，并且包括一种X的氮化物。电子设备还可以包括微处理器，微处理器包括：控制单元，被配置成从微处理器的外部接收包括命令的信号，并且执行命令的提取、解码或者控制微处理器的信号的输入或输出；操作单元，被配置成基于控制单元对命令解码的结果而执行运算；以及存储单元，被配置成存储用于执行运算的数据、与执行运算的结果相对应的数据或者用于执行运算的数据的地址，其中，半导体存储器是微处理器中的存储单元的部件。电子设备还可以包括处理器，处理器包括：核心单元，被配置成基于从处理器的外部输入的命令，通过使用数据而执行与命令相对应的操作；高速缓冲存储单元，被配置成存储用于执行运算的数据、与执行运算的结果相对应的数据或者用于执行运算的数据的地址；以及总线接口，连接在核心单元与高速缓冲存储单元之间，并且被配置成在核心单元与高速缓冲存储单元之间传送数据，其中，半导体存储器是处理器中的高速缓冲存储单元的部件。电子设备还可以包括处理系统，处理系统包括：处理器，被配置成将由处理器接收的命令解码，并且基于对命令解码的结果而控制对信息的操作；辅助存储器件，被配置成存储用于将命令和信息解码的程序；主存储器件，被配置成调用和存储来自辅助存储器件的程序和信息，使得处理器在执行程序时能够使用程序和信息而执行操作；以及接口器件，被配置成在处理器、辅助存储器件和主存储器件中的至少一个与外部之间执行通信，其中，半导体存储器是处理系统中的辅助存储器件或者主存储器件的部件。电子设备还可以包括数据存储系统，数据存储系统包括：存储器件，被配置成存储数据并且无论电源供给与否均保存存储的数据；控制器，被配置成根据从外部输入的命令而控制输入数据至存储器件和从存储器件输出数据；暂时存储器件，被配置成暂时地存储在存储器件与外部之间交换的数据；以及接口，被配置成在存储器件、控制器和暂时存储器件中的至少一个与外部之间执行通信，其中，半导体存储器是数据存储系统中的存储器件或者暂时存储器件的部件。电子设备还可以包括存储系统，存储系统包括：存储器，被配置成存储数据并且无论电源供给与否均保存存储的数据；存储器控制器，被配置成根据从外部输入的命令而控制输入数据至存储器和从存储器输出数据；缓冲存储器，被配置成缓冲在存储器与外部之间交换的数据；以及接口，被配置成在存储器、存储器控制器和缓冲存储器中的至少一个与外部之间执行通信，其中，半导体存储器是存储系统中的存储器或者缓冲存储器的部件。在一个实施方式中，一种用于制造包括半导体存储器的电子设备的方法包括在衬底之上形成磁性隧道结(MTJ)结构，该步骤包括：提供衬底；以及在衬底之上形成磁性隧道结(MTJ)结构，所述磁性隧道结结构包括：自由层，具有可改变的磁化方向并且包括CoFeAlB合金；钉扎层，具有钉扎的磁化方向；以及隧道阻挡层，夹在自由层与钉扎层之间。以上方法的实施方式可以包括以下中的一个或多个。为了提供包括CoFeAlB合金的自由层，MTJ结构的形成包括：在衬底之上沉积CoFeB层；沉积Al层；以及执行热处理。Al层的厚度与CoFeB层的厚度之比小于1/9。在CoFeB层的沉积之前或之后执行Al层的沉积。该方法还包括重复Al层的沉积和CoFeB层的沉积。MTJ结构的形成包括：使用CoFeAlB合金靶而执行物理沉积，以提供包括CoFeAlB合金的自由层。MTJ结构的形成包括：使用CoFeB靶和Al靶二者而执行物理沉积，以提供包括CoFeAlB合金的自由层。在附图、说明书和权利要求中更加详细地描述这些和其他的方面、实施方式和相关的优点。附图说明图1为图示了根据所公开技术的实施方式的可变电阻元件的截面图。图2A为示出了根据可比较的示例的包括磁性隧道结(MTJ)结构的可变电阻元件的磁滞回线的示图，而图2B为示出根据所公开技术的实施方式的包括MTJ结构的可变电阻元件的磁滞回线的示图。图3为示出了根据可比较示例和所公开技术的实施方式的自由层的阻尼常数的曲线图。图4为示出了根据所公开技术的实施方式的自由层的垂直各向异性场(Hk)和阻尼常数值的曲线图。图5A为图示了制造图1所示的自由层的方法的一个示例的截面图。图5B为图示了制造图1所示的自由层的方法的另一个示例的截面图。图6A为图示了根据所公开技术的实施方式的存储器件及其制造方法的截面图。图6B为图示了根据所公开技术的实施方式的存储器件及其制造方法的截面图。图7为实施基于所公开技术的存储电路的微处理器的配置图的示例。图8为实施基于所公开技术的存储电路的处理器的配置图的示例。图9为实施基于所公本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括半导体存储器的电子设备，其中，半导体存储器包括磁性隧道结MTJ结构，MTJ结构包括：自由层，具有可改变的磁化方向；钉扎层，具有钉扎的磁化方向；以及隧道阻挡层，夹在自由层与钉扎层之间，其中，自由层包括CoFeAlB合金。

【技术特征摘要】
2015.10.23 KR 10-2015-01480681.一种包括半导体存储器的电子设备，其中，半导体存储器包括磁性隧道结MTJ结构，MTJ结构包括：自由层，具有可改变的磁化方向；钉扎层，具有钉扎的磁化方向；以及隧道阻挡层，夹在自由层与钉扎层之间，其中，自由层包括CoFeAlB合金。2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，Al在CoFeAlB合金中的含量小于10％。3.根据权利要求2所述的电子设备，其中，Al在CoFeAlB合金中的含量为5％或者更大。4.根据权利要求1所述的电子设备，其中，半导体存储器还包括底层，底层设置在MTJ结构之下，并且用于增加位于底层之上的层的垂直磁性晶体各向异性。5.根据权利要求4所述的电子设备，其中，底层包括AlN。6.根据权利要求1所述的电子设备，其中，半导体存储器还包括磁校正层，磁校正层减少由钉扎层产生的杂散磁场的影响。7.根据权利要求6所述的电子设备，其中，磁校正层设置在MTJ结构之上。8.根据权利要求7所述的电子设备，其中，半导体存储器还包括间隔件层，间隔件层夹在MTJ结构与磁校正层之间，并且包括贵金属。9.根据权利要求1所述的电子设备，其中，半导体存储器还包括一个或多个层，一个或多个层设置在MTJ结构之上或之下，并且具有与MTJ结构的侧壁对齐的侧壁。10.根据权利要求4所述的电子设备，其中，底层的侧壁不与MTJ结构的侧壁对齐。11.根据权利要求10所述的电子设备，其中，底层的上表面的宽度比MTJ结构的下表面的宽度大。12.一种包括半导体存储器的电子设备，其中，半导体存储器包括磁性隧道结MTJ结构，MTJ结构包括：自由层，具有可改变的磁化方向；钉扎层，具有钉扎的磁化方向；以及隧道阻挡层，夹在自由层与钉扎层之间，其中，自由层包括CoFeXB合金，其中，CoFeXB合金中的X为在具有增加自由层的垂直各向异性场的含量的同时降低自由层的阻尼常数的金属。13.根据权利要求12所述的方法，其中，半导体存储器还包括底层，底层设置在MTJ结构之下，并且包括一种X的氮化物。14.根据权利要求1所述的电子设备，还包括微处理器，微处理器包括：控制单元，被配置成从微处理器的外部接收包括命令的信号，并且执行命令的提取、解码、或者控制微处理器的信号的输入或...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢承模，金亮坤，郑求烈，李宝美，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR