磁性隧道结结构及磁性随机存储器制造技术

本申请提供一种磁性隧道结结构及磁性随机存储器，所述磁性隧道结结构包括垂直各向异性增强层，其是在氧化镁层中进行掺杂而形成矿盐晶体结构。本申请通过岩盐晶体结构的垂直各向异性增强层的设计，在不损伤自由层/垂直各向异性增强层的界面各向异性的前提条件下，降低了电阻面积积的同时保持稳定且足够的隧穿磁阻率，非常有利于MRAM电路读/写性能的提升与超小型MRAM电路的制作。

【技术实现步骤摘要】
磁性隧道结结构及磁性随机存储器
本专利技术涉及存储器
，特别是关于一种磁性隧道结结构及磁性随机存储器。
技术介绍
磁性随机存储器(Magneticrandomaccessmemory，MRAM)在具有垂直各向异性(PerpendicularMagneticAnisotropy；PMA)的磁性隧道结(Magnetictunneljunction；MTJ)中，作为存储信息的自由层，在垂直方向拥有两个磁化方向，即：向上和向下，分别对应二进制中的“0”和“1”或者“1”和“0”，在实际应用中，在读取信息或者空置的时候，自由层的磁化方向会保持不变；在写的过程中，如果与现有状态不相同的信号输入时，则自由层的磁化方向将会在垂直方向上发生一百八十度的翻转。磁随机存储器的自由层磁化方向保持不变的能力叫做数据保存能力或者是热稳定性，在不同的应用情况中要求不一样，对于一个典型的非易失存储器(Non-volatileMemory，NVM)而言，例如：应用于汽车电子领域，数据保存能力要求是在125℃或150℃的条件下可以保存数据至少十年，在外磁场翻转，热扰动，电流本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性随机存储器的磁性隧道结结构，设置于磁性随机存储单元，所述磁性隧道结由上至下结构包括覆盖层、垂直各向异性增强层、自由层、势垒层、参考层、晶格隔断层、反铁磁层与种子层，其特征在于，所述垂直各向异性增强层，为具有岩盐晶体(Rock-saltcrystal)结构的掺杂氧化镁层。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁性随机存储器的磁性隧道结结构，设置于磁性随机存储单元，所述磁性隧道结由上至下结构包括覆盖层、垂直各向异性增强层、自由层、势垒层、参考层、晶格隔断层、反铁磁层与种子层，其特征在于，所述垂直各向异性增强层，为具有岩盐晶体(Rock-saltcrystal)结构的掺杂氧化镁层。


2.如权利要求1所述磁性随机存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，所述掺杂氧化镁层是采用[镁1-xMx]氧靶材进行物理气相沉积、或采用[镁1-xMx]靶材进行物理气相沉积并氧化所形成，其中掺杂金属元素M为锌、铜、金、银、铝、镍、钴、铁、钨或其组合，3％≤x≤20％，所述掺杂氧化镁层的厚度为0.6奈米至1.3奈米之间。


3.如权利要求1所述磁性随机存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，所述掺杂氧化镁层是采用氧化镁/M/氧化镁的三叠层溅射镀膜的方式制作形成，其中掺杂金属元素层M是由锌、铜、金、银、铝、镍、钴、铁、钨或其组合所形成，掺杂金属元素层M的厚度为0.05奈米至0.2奈米之间，两层氧化镁层的厚度均为0.2奈米至0.8奈米之间。


4.如权利要求1所述磁性随机存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，在所述掺杂氧化镁层溅射镀膜后进行不间断真空度的高温退火，形成具有岩盐晶体结构的[镁1-xMx]氧，其中M原子代替部分镁原子在岩盐晶体结构中的位置，所述岩盐晶体结构的(001)晶向平行于薄膜平面。


5.如权利要求4所述磁性随机存储器的磁性隧道结结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云森，郭一民，陈峻，肖荣福，
申请(专利权)人：上海磁宇信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31