磁性随机存储器的磁隧道结器件制造技术

本发明专利技术提供一种磁性随机存储器的磁隧道结器件，包括自下而上依次堆叠的参考层、隧穿介电层和记忆层，所述记忆层采用物理气相沉积法制作，其包括铁磁材料，以及通过沉积层插入方式和/或共溅射方式来掺入该铁磁材料的非磁材料。本发明专利技术的磁性随机存储器，其记忆层相比于现有技术采用更多的叠层和更薄的每层厚度，或者共溅射的方法，或两种结合的方法，以实现非磁材料更均匀的混合进入磁性材料，以此来渐变可控地调节记忆层的磁化强度、各向异性强度和居里温度，因此，通过记忆层的上述设计，可以降低在低温或极低温度下翻转记忆层磁矩的所需的电流和功耗，使得磁性随机存储器能够在室温、低温或极低温下以低功耗工作。

Magnetic Tunnel Junction Devices for Magnetic Random Memory

【技术实现步骤摘要】
磁性随机存储器的磁隧道结器件
本专利技术涉及集成电路芯片的存储器领域，尤其涉及一种可在低温和极低温下工作的磁性随机存取存储器。涉及一种降低磁性随机存储器动态功耗的方法。
技术介绍
随着材料科学、纳米科学的不断进步,一种新型高性能存储器磁性随机存储器(MRAM，MagneticRandomAccessMemory)正在吸引人们的目光。它拥有静态随机存储器(SRAM)的高速读取写入能力，以及动态随机存储器(DRAM)的高集成度，而且几乎可以无限次地重复写入。磁性随机存储器采用磁性多层材料构成的纳米柱状器件中的磁矩方向来记录信息，而维持磁矩和磁矩的方向并不需要外加电源(相较于DRAM断电后存储数据完全丢失)，因此这种磁性随机存储器还具有闪存(Flash)的非易失性。上述多重优点使得该类基于磁性存储位元的存储器被业界看作下一代通用性存储的主要候选，广泛适用于各类应用场景。与此同时，伴随摩尔定理逐渐接近极限，当前基于硅材料场效应管的集成电路功耗、速度等效能接近极限，业界亟待探索其新型的计算架构和元器件。包括基于约瑟夫森结的超导集成电路、通过量子比特操纵的量子计算机等。这些新型的计算机处理器都需本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性随机存储器的磁隧道结器件，包括自下而上依次堆叠的参考层(13)、隧穿介电层(14)和记忆层(15)，其特征在于，所述记忆层(15)采用物理气相沉积法制作，其包括铁磁材料，以及通过沉积层插入方式和/或溅射方式来掺入该铁磁材料的非磁材料。

【技术特征摘要】
1.一种磁性随机存储器的磁隧道结器件，包括自下而上依次堆叠的参考层(13)、隧穿介电层(14)和记忆层(15)，其特征在于，所述记忆层(15)采用物理气相沉积法制作，其包括铁磁材料，以及通过沉积层插入方式和/或溅射方式来掺入该铁磁材料的非磁材料。2.根据权利要求1所述的磁性随机存储器的磁隧道结器件，其特征在于，记忆层(15)包括铁磁稀释合金(151)，其通过采用铁磁材料和非磁材料的靶材共溅射或采用铁磁稀释合金的靶材溅射的方式沉积而成。3.根据权利要求2所述的磁性随机存储器的磁隧道结器件，其特征在于，记忆层(15)采用多层沉积，每一沉积层的厚度为0.1-2nm。4.根据权利要求2所述的磁性随机存储器的磁隧道结器件，其特征在于，所述非铁磁材料的组分优选为20％-80％。5.根据权利要求1所述的磁性随机存储器的磁隧道结器件，其特征在于，所述记忆层(15)包括N层彼此间隔的第一沉积层，和插设于其中的N-1层彼此间隔的第二沉积层，N至少为3；其中，第一沉积层全部采用铁磁稀释合金(151)、全部采用铁磁层(152)或部分采用铁磁稀释合金(151)部分采用铁磁层(152)，第二沉积层采用稀释辅助层(153)；或第一沉积层采用铁磁稀释合金(151)和铁磁层(152)中的一种，第二沉积层采用铁磁稀释合金(151)和铁磁层(152)中的另一种；所述铁磁稀释合金(151)通过采用铁磁材料和非磁材料的靶材共溅射或采用铁磁稀释合金的靶材溅射的方式沉积而成；所述铁磁层(152)的材料为铁磁材料，所述稀释辅助层(153)的材料为非铁磁材料。6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶力，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31