适于高温热处理的磁性隧道结制造技术

本文中的实施方式提供用于在基板上形成磁性隧道结(MTJ)结构的膜堆叠，包含：缓冲层；种晶层，设置在所述缓冲层上；第一钉扎层，设置在所述种晶层上；合成亚铁磁体(SyF)耦合层，设置在所述第一钉扎层上；第二钉扎层，设置在所述SyF耦合层上；结构阻挡层，设置在所述第二钉扎层上；磁性参考层，设置在所述结构阻挡层上；隧道势垒层，设置在所述磁性参考层上；磁性存储层，设置在所述隧道势垒层上；覆盖层，设置在所述磁性存储层上，其中所述覆盖层包含一个或多个层；和硬掩模，设置在所述覆盖层上，其中所述覆盖层、所述缓冲层和所述SyF耦合层的至少一个不由Ru制造。

Magnetic tunnel junction suitable for high temperature heat treatment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】适于高温热处理的磁性隧道结
本公开内容的实施方式涉及用于制造在自旋转移力矩磁性随机存取存储器(spin-transfer-torquemagneticrandomaccessmemory；STT-MRAM)应用中使用的结构的方法。更特别地，本公开内容的实施方式涉及制造用于MRAM应用的磁性隧道结结构的方法。
技术介绍
磁性随机存取存储器(MRAM)是一种含有MRAM单元的阵列的存储器装置，所述MRAM单元使用其阻抗值替代电子电荷来存储数据。通常，每一MRAM单元包括磁性隧道结(magnetictunneljunction；MTJ)结构。MTJ结构典型地包括磁层的堆叠，所述磁层具有其中两个铁磁层由例如绝缘隧道层的薄非磁性电介质分离的配置。顶部电极和底部电极用于夹持MTJ结构，因此电流可在顶部电极与底部电极之间流动。一种类型的MRAM单元是自旋转移力矩磁性随机存取存储器(STT-MRAM)。在此种制造工艺流程中，需要稳定的磁性隧道结(MTJ)堆叠来保持高温后端热处理同时仍产生高的隧道磁阻(tunnelmagnetoresistance；TM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在基板上形成磁性隧道结(MTJ)结构的膜堆叠，所述膜堆叠包含：/n缓冲层；/n种晶层，设置在所述缓冲层上；/n第一钉扎层，设置在所述种晶层上；/n合成亚铁磁体(SyF)耦合层，设置在所述第一钉扎层上；/n第二钉扎层，设置在所述SyF耦合层上；/n结构阻挡层，设置在所述第二钉扎层上；/n磁性参考层，设置在所述结构阻挡层上；/n隧道势垒层，设置在所述磁性参考层上；/n磁性存储层，设置在所述隧道势垒层上；/n覆盖层，设置在所述磁性存储层上，其中所述覆盖层包含一个或多个层；和/n硬掩模，设置在所述覆盖层上，其中所述覆盖层、所述缓冲层和所述SyF耦合层的至少一个不由Ru制造。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170721 US 62/535,792;20180104 US 15/862,3011.一种用于在基板上形成磁性隧道结(MTJ)结构的膜堆叠，所述膜堆叠包含：
缓冲层；
种晶层，设置在所述缓冲层上；
第一钉扎层，设置在所述种晶层上；
合成亚铁磁体(SyF)耦合层，设置在所述第一钉扎层上；
第二钉扎层，设置在所述SyF耦合层上；
结构阻挡层，设置在所述第二钉扎层上；
磁性参考层，设置在所述结构阻挡层上；
隧道势垒层，设置在所述磁性参考层上；
磁性存储层，设置在所述隧道势垒层上；
覆盖层，设置在所述磁性存储层上，其中所述覆盖层包含一个或多个层；和
硬掩模，设置在所述覆盖层上，其中所述覆盖层、所述缓冲层和所述SyF耦合层的至少一个不由Ru制造。


2.如权利要求1所述的膜堆叠，其中所述覆盖层包含含Ir层、含Ru层、或含Ir层与含Ru层的组合的一个或多个。


3.如权利要求2所述的膜堆叠，其中所述覆盖层进一步包含：
含氧层。


4.如权利要求3所述的膜堆叠，其中所述覆盖层进一步包含：
含CoFeB层。


5.如权利要求3所述的膜堆叠，其中所述覆盖层进一步包含：
含Ta层。


6.如权利要求3所述的膜堆叠，其中所述覆盖层包含：
含Ir层、含Ru层、或含Ir层与含Ru层的组合作为顶层；和
含氧层，其中所述顶层直接地设置在所述含氧层上方。


7.如权利要求1所述的膜堆叠，其中所述覆盖层包含：
含Ir层，作为顶层；和
含W层、含氧层、直接地设置在所述含氧层上方的第二含Ir层、含CoFeB层、含Ta层和含Mo层的一个或多个。


8.如权利要求1所述的膜堆叠，其中所述SyF耦合层包含：
含Ir层。

【专利技术属性】
技术研发人员：薛林，慈航·清，安在洙，马亨德拉·帕卡拉，汪荣军，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US