磁性随机存储器的磁性隧道结结构制造技术

本申请提供一种磁性随机存储器的磁性隧道结结构，所述磁性隧道结结构设置反铁磁耦合层结合单/双铁磁层的双/三亚层的强合成反铁磁层，配合反铁磁耦合层和晶格隔断层，实现强合成反铁磁层到参考层之间的晶格转换和强铁磁耦合，有利于磁性隧道结单元在磁学，电学和良率的提升以及器件的缩微化。

【技术实现步骤摘要】
磁性随机存储器的磁性隧道结结构
本专利技术涉及存储器
，特别是关于一种磁性随机存储器的磁性隧道结结构。
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(DataRetention)或者是热稳定性(ThermalStability)，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，其数据保存能力要求是在125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、自由层、势垒层、参考层、晶格隔断层、强合成反铁磁层与种子层，其特征在于，所述强合成反铁磁层包括：/n第一铁磁层，由具有面心晶体结构的过渡金属结合铁磁材料形成；以及/n反铁磁耦合层，设置于所述第一铁磁层上，由可形成反铁磁耦合的过渡金属材料形成；/n其中，所述反铁磁耦合层结合所述晶格隔断层以进行第一铁磁层与所述参考层之间进行晶格转换和反铁磁耦合，以实现所述参考层的磁化矢量的钉扎；/n其中，所述第一铁磁层的总厚度为0.5nm～4.0nm，所述第一铁磁层的材料为[Co/AgPt]

【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、自由层、势垒层、参考层、晶格隔断层、强合成反铁磁层与种子层，其特征在于，所述强合成反铁磁层包括：
第一铁磁层，由具有面心晶体结构的过渡金属结合铁磁材料形成；以及
反铁磁耦合层，设置于所述第一铁磁层上，由可形成反铁磁耦合的过渡金属材料形成；
其中，所述反铁磁耦合层结合所述晶格隔断层以进行第一铁磁层与所述参考层之间进行晶格转换和反铁磁耦合，以实现所述参考层的磁化矢量的钉扎；
其中，所述第一铁磁层的总厚度为0.5nm～4.0nm，所述第一铁磁层的材料为[Co/AgPt]n/Co、[Co/AgPd]n/Co、[Co/AgNi]n/Co、[Co/AuPt]n/Co、[Co/AuPd]n/Co、[Co/AuNi]n/Co、[Co/CuPt]n/Co、[Co/CuPd]n/Co、[Co/CuNi]n/Co、[Co/Ag/Pt]n/Co、[Co/Ag/Pd]n/Co、[Co/Ag/Ni]n/Co、[Co/Au/Pt]n/Co、[Co/Au/Pd]n/Co、[Co/Au/Ni]n/Co、[Co/Cu/Pt]n/Co、[Co/Cu/Pd]n/Co、[Co/Cu/Ni]n/Co、[Fe/AgPt]n/Fe、[Fe/AgPd]n/Fe、[Fe/AgNi]n/Fe、[Fe/AuPt]n/Fe、[Fe/AuPd]n/Fe、[Fe/AuNi]n/Fe、[Fe/CuPt]n/Fe、[Fe/CuPd]n/Fe、[Fe/CuNi]n/Fe、[Fe/Ag/Pt]n/Fe、[Fe/Ag/Pd]n/Fe、[Fe/Ag/Ni]n/Fe、[Fe/Au/Pt]n/Fe、[Fe/Au/Pd]n/Fe、[Fe/Au/Ni]n/Fe、[Fe/Cu/Pt]n/Fe、[Fe/Cu/Pd]n/Fe、[Fe/Cu/Ni]n/Fe、[CoFe/AgPt]n/CoFe、[CoFe/AgPd]n/CoFe、[CoFe/AgNi]n/CoFe、[CoFe/AuPt]n/CoFe、[CoFe/AuPd]n/CoFe、[CoFe/AuNi]n/CoFe、[CoFe/CuPt]n/CoFe、[CoFe/CuPd]n/CoFe、[CoFe/CuNi]n/CoFe、[CoFe/Ag/Pt]n/CoFe、[CoFe/Ag/Pd]n/CoFe、[CoFe/Ag/Ni]n/CoFe、[CoFe/Au/Pt]n/CoFe、[CoFe/Au/Pd]n/CoFe、[CoFe/Au/Ni]n/CoFe、[CoFe/Cu/Pt]n/CoFe、[CoFe/Cu/Pd]n/CoFe、[CoFe/Cu/Ni]n/CoFe、CoAgPt、CoAgPd、CoAgNi、FeAgPt、FeAgPd、FeAgNi、CoFeAgPt、CoFeAgPd、CoFeAgNi、CoAuPt、CoAuPd、CoAuNi、FeAuPt、FeAuPd、FeAuNi、CoFeAuPt、CoFeAuPd、CoFeAuNi、CoCuPt、CoCuPd、CoCuNi、FeCuPt、FeCuPd、FeCuNi、CoFeCuPt、CoFeCuPd或CoFeCuNi，其中，n≥2。


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，在所述AgPt、AgPd、AgNi、AuPt、AuPd、AuNi、CuPt、CuPd、CuNi、CoAgPt、CoAgPd、CoAgNi、FeAgPt、FeAgPd、FeAgNi、CoFeAgPt、CoFeAgPd、CoFeAgNi、CoAuPt、CoAuPd、CoAuNi、FeAuPt、FeAuPd、FeAuNi、CoFeAuPt、CoFeAuPd、CoFeAuNi、CoCuPt、CoCuPd、CoCuNi、FeCuPt、FeCuPd、FeCuNi、CoFeCuPt、CoFeCuPd或CoFeCuNi中，Ag，Au和Cu的原子百分比不超过10％。


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，在沉积所述第一铁磁层时采用高温沉积，其温度不超过400℃；在沉积之后，可选择性的冷却到室温或者超低温。


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，所述反铁磁耦合层为Ru,Ir或Rh组成，其厚度为0.3nm～1.5nm。


5.如权利要求1所述磁性随机存储...

【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