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具有磁性接觸部的自旋轉(zhuǎn)移矩存儲(chǔ)器(STTM)器件的制作方法

文檔序號(hào):12288515閱讀:來(lái)源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種自旋轉(zhuǎn)移矩存儲(chǔ)器(STTM)器件,包括:

磁性隧道結(jié)(MTJ),所述磁性隧道結(jié)包括:

固定磁性層;

自由磁性層;以及

遂穿阻擋層,所述遂穿阻擋層被設(shè)置在所述固定磁性層與所述自由磁性層之間;

接觸部,所述接觸部位于所述MTJ的任一側(cè)上,其中,至少一個(gè)接觸部是磁性的;以及

附加磁性層,所述附加磁性層反鐵磁地耦合到所述至少一個(gè)磁性接觸部。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其中,所述至少一個(gè)磁性接觸部和/或?qū)?yīng)的附加磁性層包括至少一種鐵磁材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其中,所述至少一個(gè)磁性接觸部和/或?qū)?yīng)的附加磁性層包括CoFeB。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其中,非磁性間隔體層被設(shè)置在每個(gè)磁性接觸部與對(duì)應(yīng)的附加磁性層之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的器件,其中,每個(gè)非磁性間隔體層具有介于0.7nm與1.0nm之間的厚度。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的器件,其中,每個(gè)非磁性間隔體層包括釕(Ru)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其中,每個(gè)磁性接觸部和對(duì)應(yīng)的附加磁性層具有共線磁矩。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其中,每個(gè)磁性接觸部和對(duì)應(yīng)的附加磁性層具有共面磁矩。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,還包括非磁性包覆層,所述非磁性包覆層位于至少一個(gè)磁性接觸部和/或?qū)?yīng)的附加磁性層的任一側(cè)上,其中,所述非磁性包覆層有助于防止磁性材料擴(kuò)散到周圍的材料中。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的器件,其中,所述非磁性包覆層包括氮化鈦(TiN)或鉭(Ta)。

11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的器件,其中,所述非磁性包覆層具有從2nm到10nm的范圍的厚度。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其中,兩個(gè)接觸部都是磁性的,并且反鐵磁地耦合到對(duì)應(yīng)的附加磁性層。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的器件,其中,每個(gè)附加磁性層有助于防止來(lái)自所述對(duì)應(yīng)的磁性接觸部的邊緣場(chǎng)侵入所述MTJ。

14.一種計(jì)算系統(tǒng),所述計(jì)算系統(tǒng)包括根據(jù)權(quán)利要求1-13中的任一項(xiàng)所述的STTM器件。

15.一種集成電路,包括:

磁性隧道結(jié)(MTJ),所述磁性隧道結(jié)包括:

固定磁性層;

自由磁性層;以及

遂穿阻擋層,所述遂穿阻擋層被設(shè)置在所述固定磁性層與所述自由磁性層之間;

磁性接觸層,所述磁性接觸層電連接到所述MTJ的至少一側(cè);以及

附加磁性層,所述附加磁性層憑借間隔體層與所述磁性接觸層間隔開;

其中,所述磁性接觸層的磁矩與所述附加磁性層的磁矩是大體上反平行的。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的集成電路,其中,所述間隔體層具有介于0.7nm與1.0nm之間的厚度。

17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的集成電路,其中,所述磁性接觸層和所述附加磁性層創(chuàng)建合成的反鐵磁體(SAF)。

18.一種嵌入式存儲(chǔ)器器件,所述嵌入式存儲(chǔ)器器件包括根據(jù)權(quán)利要求15-17中的任一項(xiàng)所述的集成電路。

19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的嵌入式存儲(chǔ)器器件,其中,所述嵌入式存儲(chǔ)器器件是自旋轉(zhuǎn)移矩存儲(chǔ)器(STTM)器件。

20.一種用于形成自旋轉(zhuǎn)移矩存儲(chǔ)器(STTM)器件的方法,所述方法包括:

提供包括磁性下部過(guò)孔的襯底;以及

在所述襯底上形成多層疊置體,所述疊置體包括:

間隔體層;

磁性接觸層;

磁性隧道結(jié)(MTJ)層;以及

上部過(guò)孔層。

21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,其中,所述MTJ層包括固定磁性層、自由磁性層、以及遂穿阻擋層。

22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法,還包括:

在所述MTJ層上形成附加磁性接觸層;以及

在所述附加磁性接觸層與所述上部過(guò)孔層之間形成間隔體層。

23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法,其中,所述上部過(guò)孔的材料是鐵磁的。

24.根據(jù)權(quán)利要求20-23中的任一項(xiàng)所述的方法,其中,所述多層疊置體通過(guò)以下步驟來(lái)形成:

在所述襯底上沉積包括所述疊置體的所述層中的所有層;以及

將包括所述疊置體的所述層中的所有層蝕刻到期望寬度。

25.根據(jù)權(quán)利要求20-23中的任一項(xiàng)所述的方法,其中,所述多層疊置體通過(guò)以下步驟來(lái)形成:

在所述襯底上沉積所述間隔體層、所述磁性接觸層、以及所述MTJ層;

將所沉積的間隔體層、磁性接觸層、以及MTJ層蝕刻到期望的寬度;

沉積層間電介質(zhì)(ILD)材料;

蝕刻所述ILD以在所述MTJ層上方創(chuàng)建空間;以及

在所述MTJ層上方的空間中形成所述上部過(guò)孔層。

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