底部自由层磁隧道结和制造其的方法技术

提供了底部自由层磁隧道结(BMTJ)和制造其的方法。该BMTJ包括复合金属氧化物籽晶层和在复合金属氧化物籽晶层上的包含硼(B)的自由层。复合金属氧化物籽晶层包括第一金属层、在第一金属层上的金属氧化物层以及在金属氧化物层上的第二金属层。第二金属层已被氧处理。

【技术实现步骤摘要】
底部自由层磁隧道结和制造其的方法
本公开总体上涉及半导体器件，具体地，涉及具有复合金属氧化物籽晶层的垂直底部自由层自旋转移矩磁性随机存取存储器(STT-MRAM)单元以及制造该垂直底部自由层STT-MRAM单元的方法。
技术介绍
磁性存储器，特别是磁性随机存取存储器(MRAM)，具有高读/写速度、高耐久性、非易失性(例如持久性)和低功耗的潜力。MRAM可以利用磁性材料作为信息记录介质来存储信息。一种类型的MRAM是自旋转移矩磁性随机存取存储器(STT-MRAM)。STT-MRAM利用磁隧道结(MTJ)，磁隧道结至少部分地由通过磁性结驱动的电流写入并具有堆叠在自由磁性层和被钉扎(或被固定)磁性层之间的隧穿势垒。电流影响自由层的磁矩以使其与被钉扎层(其不受电流影响)的磁矩对齐或反对齐。由于磁矩的对齐在没有充电电流的情况下保持不变，因此MTJ堆叠表现为适合于存储器存储的双稳态系统。根据自由层的位置，MTJ包括顶部自由层MTJ(TMTJ)和底部自由层MTJ(BMTJ)。图1绘出了比较性底部自由层(或顶部被钉扎层)磁隧道结(BMTJ)10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种底部自由层磁隧道结，包括：/n复合金属氧化物籽晶层，以及/n在所述复合金属氧化物籽晶层上的包含硼(B)的自由层，/n其中所述复合金属氧化物籽晶层包括：/n第一金属层；/n在所述第一金属层上的金属氧化物层；以及/n在所述金属氧化物层上的第二金属层，其中所述第二金属层已被氧处理。/n

【技术特征摘要】
20190610 US 62/859,598;20190808 US 16/535,9331.一种底部自由层磁隧道结，包括：
复合金属氧化物籽晶层，以及
在所述复合金属氧化物籽晶层上的包含硼(B)的自由层，
其中所述复合金属氧化物籽晶层包括：
第一金属层；
在所述第一金属层上的金属氧化物层；以及
在所述金属氧化物层上的第二金属层，其中所述第二金属层已被氧处理。


2.根据权利要求1所述的底部自由层磁隧道结，其中所述金属氧化物层包括MgO、MgAlO、MgAl2O4和/或(MgAl)3O4。


3.根据权利要求1所述的底部自由层磁隧道结，其中所述第二金属层包括Nb、Ta、Hf、Zr或Zr-X，其中X是Nb、Ta或Hf。


4.根据权利要求1所述的底部自由层磁隧道结，
其中所述第二金属层包括金属-Ox，
其中x表示所述第二金属层中氧原子与金属原子之间的摩尔比，并且x小于值Y，Y通过将所述金属原子的化合价除以2而获得。


5.根据权利要求4所述的底部自由层磁隧道结，其中x大于0且小于Y。


6.根据权利要求4所述的底部自由层磁隧道结，其中x是Y的80％或更小。


7.根据权利要求1所述的底部自由层磁隧道结，其中所述第二金属层包括金属，并且所述第二金属层的所述金属被部分氧化。


8.根据权利要求1所述的底部自由层磁隧道结，其中所述金属氧化物层包括MgO，并且所述第二金属层包括Nb、Ta或Hf。


9.根据权利要求1所述的底部自由层磁隧道结，其中所述金属氧化物层包括MgAl2O4，并且所述第二金属层包括Ta、Zr或Zr-X，其中X是Nb、Ta或Hf。


10.根据权利要求1所述的底部自由层磁隧道结，其中所述第二金属层的厚度为或更小。


11.根据权利要求1所述的底部自由层磁隧道结，其中所述自由层包括选自FeB、FeB-X、FeCoB、FeCoB-X、Fe、Fe-X...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑洪植，唐学体，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR