磁性隧道结结构及其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其磁性存储器，所述磁性隧道结结构包括含掺杂导电材料的镁金属氧化物层形成的势垒层。本申请通过势垒层的掺杂或更进一步的复合设计，在不降低其的厚度的条件下，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/写性能的提升与制作超小型MRAM电路的制作。

【技术实现步骤摘要】
磁性隧道结结构及其磁性随机存储器
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其磁性随机存储器。
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。磁性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，比如：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，热扰动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性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、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，所述势垒层为含掺杂导电材料的镁金属氧化物层形成。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁性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、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，所述势垒层为含掺杂导电材料的镁金属氧化物层形成。


2.如权利要求1所述磁性存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，所述含掺杂导电材料的镁金属氧化物层为均匀掺杂的镁金属氧化物层。


3.如权利要求2所述磁性存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，所述势垒层为[氧化镁]1-aMa的结构，所述M为镁、铝、硅、钙、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锶、钇、锆、铌、钼、鎝、钌、铑、钯、银、铪、钽、钨、铼、锇、铱、铂、金或其组合，0<a≤20％。


4.如权利要求3所述磁性存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，所述势垒层是采用对氧化镁靶材掺M来进行溅射沉积，或对氧化镁靶材，M靶进行共溅射沉积。


5.如权利要求1所述磁性存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，所述含掺杂导电材料的镁金属氧化物层为单次穿插或多次穿插掺杂铁磁材料亚层的镁金属氧化物层。


6.如权利要求4所述磁性存储器的磁性隧道结结构，其特征在于，所述势垒层为[氧化镁/M]n氧化镁的结构，1≤n≤3，优选的，单层氧化镁的厚度为0.3奈米至1.0奈米之间，单层氧化镁的厚度为相同或相异；优选的，所述M为镁、铝、硅、钙、钪、钛、钒、铬、锰、铁、钴、镍、铜、锌、镓、锶、钇、锆、铌、钼、鎝、钌、铑、钯、银、铪、钽...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云森，郭一民，陈峻，麻榆阳，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