專利名稱：磁阻設備的制造方法
技術領域：
本發(fā)明一般涉及磁阻存儲設備。尤其是，本發(fā)明涉及在磁隨機存取存儲器(MRAM)設備的磁存儲器單元內的高質量<111>晶體結構的改進。

發(fā)明內容
人們已經(jīng)認識到，改進具有貫穿連接的高質量的<111>晶體結構的磁存儲器單元是有利的。
本發(fā)明提供一種改進磁存儲器單元的至少一個組成層內的<111>晶體結構生長的方法，所述方法包括以足夠高的離子能量水平在存儲單元內施用至少一個組成層，所述足夠高的離子能量水平能使所述至少一個組成層的排列達到所述<111>晶體結構的高的質量等級。
從隨后結合附圖的詳細說明中可知，本發(fā)明附加的特征和優(yōu)點將是顯而易見的，這些附圖以舉例的方式一起說明了本發(fā)明的特征。


附圖1是示出用于改進上旋閥結構中的所述<111>晶體結構的方法的流程圖；附圖2是在附圖1中描述的上旋閥結構的橫截面圖；附圖3是說明所述離子能量水平是如何對TMR連接的磁滯回線進行影響的圖；附圖4是圖示用于確定所述足夠高的以使排列達到所述<111>晶體結構的高質量等級的離子能量水平的方法的流程圖；附圖5是合成的鐵氧磁材料的橫截面圖；附圖6是上旋閥結構的橫截面圖，在該結構中所述鐵磁體層已經(jīng)被替換為合成的鐵氧磁材料；附圖7是圖示用于改進下旋閥結構中的所述<111>晶體結構的方法的流程圖；附圖8是在附圖7中描述的下旋閥結構的橫截面圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參考在附圖中說明的示范性的實施方式，并且在這里將使用特定的語言來描述該實施方式。然而應當理解，這并不意味著是對本發(fā)明的范圍進行限定。在這里說明的創(chuàng)造性特征的改變和進一步的修改，以及這里所說明的本發(fā)明的原則的其他應用，將都被認為是在本。發(fā)明的范疇之內，其中該改變和進一步的修改是相關技術領域中的技術人員能夠做到的，并且屬于本公開所有。
根據(jù)本發(fā)明，公開了一種方法，該方法改進了在磁存儲器單元的至少一個組成層內的<111>晶體結構的高質量的生長。該方法包括，以足夠高的離子能量水平在所述存儲單元內施用至少一個組成層，該離子能量水平使該至少一個組成層的排列達到所述<111>晶體結構的高的質量等級。雖然這個方法尤其旨在改進磁存儲器單元內的<111>晶體結構的高的質量等級，但所公開的方法可以適用于各種其它磁性的傳感應用。例如，用于感應硬盤磁場的磁性讀出頭可以得益于使用所述公開的方法?，F(xiàn)在非常實際的是，許多磁性讀出頭使用TMR連接作為傳感器。
雖然上述方法適用于改進磁存儲器單元內的所有組成層中的<111>晶體結構的高的質量等級，但是所述方法尤其有利于用在隧道磁阻(TMR)連接(亦稱磁隧道連接，或MTJs)中。在TMR連接中，一個隧道效應阻擋層完全終止或者很大程度衰減了從下面到它上方的層的所述<111>晶體結構場的連續(xù)傳播。通過使用高的離子能量水平在所述隧道效應阻擋層上方施用所述組成層，盡管存在所述隧道效應阻擋層，但所述隧道效應阻擋層上面的層會形成所述<111>晶體結構。這樣，如果建造上旋閥結構，其中所述FM被釘扎層和釘扎層在所述氧化層的上方，那么所述FM被釘扎層和所述釘扎層將具有非常弱的<111>晶體結構。同樣地，如果建造下旋閥結構，其中所述感應層在所述氧化層的上方，那么所述FM感應層將具有非常弱的<111>晶體結構。
正如在附圖1和附圖2中所舉例說明的，給出了根據(jù)本發(fā)明的方法10，其用于制造上旋閥TMR連接20以便在所述TMR連接的組成層內建立<111>晶體結構的高的質量等級。首先，如11，施用種子層21和所述FM感應層22，所述種子層21建立了在<111>晶體結構取向上隨后的層的生長。所述FM感應層22可以采用由所述種子層21所建立的<111>晶體結構。所述FM感應層22的磁化矢量可自由地轉變方向，正如由附圖2中的虛線箭頭所表示的。所述FM感應層22也可以稱為數(shù)據(jù)層，因為它的磁化矢量的方向確定了存儲在所述TMR連接20中的數(shù)據(jù)位的值。
其次，如12，在所述FM感應層22上施用所述隧道效應阻擋層23。所述隧道效應阻擋層23允許量子力學隧道效應在FM感應層22和FM被釘扎層24之間產(chǎn)生。這個隧道效應現(xiàn)象是由電子自旋決定的，它使所述磁隧道連接的阻力成為所述FM被釘扎層24和所述FM感應層22的磁化矢量的所述相對取向的函數(shù)。所述隧道效應阻擋層23以元定形的方式生長，這使得在它上方生長的層的所述<111>晶體結構次于在它下面的層。
第三，如13，利用足夠高的離子能量水平將FM被釘扎層24施用于所述隧道效應阻擋層23上，以便所述FM被釘扎層24的排列達到所述<111>晶體結構的高的質量等級。
第四，如14，在所述FM被釘扎層24之上形成所述釘扎層25。所述FM釘扎層25也可以使用高的離子能量水平來施用。所述釘扎層25不具有其自身的磁化，而是代之以強迫所述FM被釘扎層24的磁化矢量固定在一個方向上。所述釘扎層25可以由反鐵磁性(AFM)材料形成。重要的是，所述FM被釘扎層和所述AFM釘扎層建立了高等級的<111>晶體結構，因為在所述釘扎層25和被釘扎層24中的所述<111>晶體結構中建立了用于所述釘扎層25和被釘扎層24的強大的交換偏磁。所述強大的交換偏磁是這樣的一種偏磁，它強迫所述FM被釘扎層24被固定在一個方向上。
如附圖3中所說明的，TMR連接的磁滯回線30可以根據(jù)用于沉積所述AFM釘扎層和所述FM被釘扎層的離子能量水平來改變。磁滯回線是對用于改變鐵磁材料的磁性取向所需的磁場強度所做的描述。在附圖3中，如31，使用54瓦的能量級來沉積TMR連接的所述AFM釘扎層和所述FM被釘扎層，同時如32，使用108瓦的能量級來沉積第二個TMR連接的所述AFM釘扎層和所述FM被釘扎層。結果，改變在108W沉積的FM被釘扎層的所述磁性取向所需的磁場超過用于在54W沉積的所述FM被釘扎層大約100Oe。這個增量的出現(xiàn)是因為當沉積它的FM被釘扎層時，在第二TMR連接中的所述AFM釘扎層和所述FM被釘扎層中由于使用更高的能量級而建立了所述更好的<111>晶體結構。所得到的<111>晶體結構建立了用于所述被釘扎層和釘扎層的強大的交換偏磁，其使得所述被釘扎層的磁性方向成為一個方向上的“推力”，或“固定”。因為這個“推力”在108W沉積的所述FM被釘扎層中比它在54W沉積的FM被釘扎層中要高，所以它需要一個更高的磁場來改變在108W沉積的所述FM被釘扎層的磁化矢量。這在被釘扎層中是非常理想的結果，因為它的目的是要固定在一個方向上以便它能被作為一個與所述FM感應層相關的參考層來使用。
本發(fā)明公開了在磁存儲器單元的所述組成層中獲得的<111>晶體結構的等級是在那些在層沉積期間所使用的離子能量水平的函數(shù)。當沉積在所述隧道效應阻擋層以上的層時這是尤其重要的，因為所述隧道效應阻擋層或者完全終止或者很大程度地衰減所述<111>晶體結構場從下面向它上方的層的連續(xù)的傳播。一般的原理是，在磁存儲器單元內的層沉積期間所使用的離子能量水平越高，在那些層中所得到的<111>晶體結構將會越好。這個一般原理一直有效，直到所述離子能量水平是如此的高以致于用于新的層的原子碰撞到在以前的層中偏離位置而不是移動到所述位置的原子。換句話說，當所述處理停止沉積新的層時使用的離子能量水平太高，并且開始侵蝕以前的層。
為獲得有效的<111>晶體結構所需要的離子能量水平將隨每一個沉積系統(tǒng)而改變。定義所述組成“高的離子能量水平”的具體功率水平是可能的，但是這對于每一個沉積系統(tǒng)來說將是非常特殊的。可能影響最佳的離子能量水平的因素可以包括所述沉積系統(tǒng)的尺寸，所述目標的尺寸，以及在所述沉積系統(tǒng)和所述目標之間的距離。然而，不管正在使用什么類型的沉積系統(tǒng)，較高的離子能量水平產(chǎn)生較好的<111>晶體結構的普通原理都是適用的。
如附圖4中所說明的，示出了根據(jù)本發(fā)明的一種方法40，其用于獲得足夠高的離子能量水平來使至少一個組成層的排列達到所述<111>晶體的高的質量等級。首先，在41，將用來沉積所述組成的層的離子能量水平設定為預先確定的最小水平。其次，在42，使用在步驟一中設定的離子能量水平將至少一個組成層施用在所述存儲單元中。所述的組成層可由FM層組成。在使用離子能量水平施用所述至少一個組成層之前，可以將至少一個隧道效應阻擋層沉積在所述存儲單元中。第三，在44，測量質量等級，該質量等級用于所述<111>晶體結構，其由使用離子能量水平來施用所述至少一個組成層而產(chǎn)生。第四，在45，將所述離子能量水平增加到預先確定的數(shù)量的更高的離子能量水平。在46，從第二步驟開始重復所述處理，直到達到理想的離子能量水平。最后，在47，當已經(jīng)達到所述預先確定的最高級的離子能量水平時，將所述離子能量水平設定到大約為所述更高的離子能量水平，該更高的離子能量水平可用于產(chǎn)生在所述磁存儲器單元的至少一個組成層內的所述<111>晶體結構的高的質量等級。所述足夠高的離子能量水平可以是能產(chǎn)生所述<111>晶體結構的高的質量等級的水平，或者可以是產(chǎn)生為所述<111>晶體結構所測量的最高的質量等級的水平，這取決于廠商的需要。也可以稍微改變這個處理，并且是同樣有效的，并且可適用于上旋閥TMR結構和下旋閥TMR結構，在下面會詳細地討論。
利用上旋閥結構使所述FM感應層22能夠直接地在所述種子層21之上生長。因此，所述結構與其在下旋閥結構中時相比要平滑的多，在下旋閥結構中所述感應層22在所述隧道效應阻擋層23上方生長。這個結果可以提供更大的均勻性和更大的可控制的磁性性質。當所述感應層表面的壓力或粗糙程度減少時，磁致伸縮和磁各向異性也減少了。進一步的，所述感應層22現(xiàn)在可以被放置在接近于底電極的底部導體字線處，改善其對所述底部導體字線中的電脈沖的響應。這為更有效的比特交換作準備并且減少了轉換磁場的要求。這都是通過以高離子能量在所述隧道效應阻擋層的上方沉積FM層的磁層而實現(xiàn)的。
所述使用高離子能量水平沉積磁存儲器單元內的層的技術也有利于當FM層被替換為合成的鐵氧磁材料(SF)時的情況。如附圖5中所說明的，最基本的SF層50由兩個FM層51和53組成。第一個FM層51是與第二個FM層53通過薄的無磁性的隔離層52分離的。所述隔離層52具有多種特性以便所述兩個FM層51和53彼此進行強的交換耦合。正如由所述在每一層中有方向性的箭頭所注釋的，這個耦合使它們在相反的方向上排列以產(chǎn)生純粹的零磁化或接近于零磁化。這個三層結構是SF層的最簡單的形式，超過兩個的FM層，每一個FM層由隔離物分離，也可以建立SF結構。在這種情況下，所述磁化定向為相鄰層中的相反的方向+然后-然后+......，如此重復。
然而，在沒有有效的<111>晶體結構的情況下，很難實現(xiàn)強的交換耦合。當SF層50被沉積在所述隧道效應阻擋層53上方時，所述<111>晶體結構被衰減或被完全地消除，由此減少SF層50中的兩個FM層51和53之間的交換耦合。通過以高離子能量水平沉積所述SF層50，所述<111>晶體結構在所述SF層50中得以改進。這樣，在所述兩個FM層51和53之間的強的交換耦合就得到了促進。
用SF層狀結構50替換FM層的好處是它減少了強的退磁磁場，該退磁磁場典型地是當所述MRAM棧被制成矩形的、橢圓形的、或其它幾何學上有用的比特形狀時，在所述比特邊緣處產(chǎn)生的。因為所述兩個層51和53的磁化矢量指向相反的方向，所以在所述邊緣處其凈退磁磁場接近于零。值得注意的是，因為所述FM感應層22的磁滯回線對來自于所述退磁磁場的各向異性貢獻更為敏感，所以利用SF層50作為所述FM感應層22在所述邊界處提供了退磁磁場有利的縮減。當所述FM被釘扎層24和所述FM感應層22兩個層用SF層50代替時，這些好處得到最大化。附圖6是上旋閥結構TMR連接的橫截面圖，其中FM被釘扎層24和FM感應層22都已經(jīng)被替換為SF層50。
兩個FM層51和53與所述無磁性的隔離層52的厚度在厚度或組成方面不必相同，而且事實上可以故意做得不同以產(chǎn)生稍微不平衡的SF層50。這個不平衡的SF層50當被用作FM被釘扎層24或FM感應層22時具有很多好處。因為不平衡的程度可以被控制，所以在所述磁滯回線方面的變化，其被稱作R-H特性，可以被計算和處理。通過處理所述R-H特性，所述FM層51和53的磁化矢量的轉換行為可以被控制。這就允許對用于轉換FM感應層22的磁化矢量的電流進行更好地控制。
如附圖7和附圖8中所說明的，示出了根據(jù)本發(fā)明的一種方法70，該方法用于制造下旋閥TMR連接80以便在所述TMR連接的組成層內建立高質量等級的<111>晶體結構。首先，在71，使用一離子能量水平將反鐵磁性的釘扎層25和鐵磁性的被釘扎層24施用于種子層21，所述離子能量水平足夠地高，以利于使所述反鐵磁性的釘扎層和所述鐵磁性的被釘扎層的排列達到<111>晶體結構的高的質量等級。其次，在72，所述隧道效應阻擋層23在所述FM被釘扎層24上生長。如上所述，所述隧道效應阻擋層23一般使得在它上方的層的<111>晶體結構的生長次于在它下面的層。第三，在73，所述FM感應層22在所述隧道效應阻擋層23上沉積。所述感應層22也可以使用高的離子能量水平進行沉積。然而，往往希望所述感應層不具有<111>晶體結構。在此情況下，所述感應層將使用與所述高水平相反的正常的離子能量水平來應用。
所述下旋閥結構也可以受益于用SF層30替換所述FM感應層22和所述FM被釘扎層24。通過用SF層替換這些層，它們在所述邊緣之處的凈退磁磁場接近于零。然而，如在本發(fā)明中所公開的，如果在它的沉積期間不使用高的離子能量水平，在所述隧道效應阻擋層23上面的SF層50的兩個FM層51和53之間改進必要的交換耦合將是很困難的。
用于制造TMR結構的處理可以包括各種類型的化學氣相沉積、原子層沉積、分子束外延、電子束氣化、激光燒蝕、等離子體輔助沉積和其它適用于高離子能量的方法。所述FM層的厚度可以被改變以控制所需要的退磁效應。當FM層被沉積時，從預制的具有正確組成的目標，或者通過以控制的比率從多于一的目標中的若干材料的共沉積，可以進行合金沉積。典型地，使用磁控管噴射或離子束沉積來施用第一層。如上所述的處理技術可以被用于下旋閥和上旋閥結構中。
現(xiàn)在將詳細描述可以被用于所述各層的材料。使用若干不同類型的材料來制造或組合所述FM被釘扎層和FM感應層。所述FM被釘扎層24和所述FM感應層22由FM材料，一般為鎳、鐵和/或鈷的二元或三元合金組成。所述層24和22可以由相同的或不同的材料制成。其它可能的FM層材料包括摻雜的無定形鐵磁性合金和透磁合金(PERMALLOYTMTM)，以及摻雜的無定形的FM材料，它們是以各種程度摻有如鈮、硼、鉿、硅和氮的無定形制劑的鎳/鐵/鈷合金。
當SF層30作為FM被釘扎層24或FM感應層22時，所述SF層30可包括NiFe、NiFeCo、CoFe，或其它鎳、鐵和鈷的軟磁合金的第一層，釕、錸、銠或銅的隔離層，以及與第一層相似的第三層。也可以使用摻雜的無定形FM合金。
AFM釘扎層25典型地用FeMn、NiMn、PtMn、IrMn制造。
所述種子層21實際上可用作兩個目的。除了作為種子層，它也可以作為所述底部導體以提供用于在特別的操作期間的電流流動的路徑。用于建造所述種子層21的首選材料是銅、鉭、鉭/釕、鉭、TaN、鈦、TiN，或鉭/NiFe、鉭/銅、鉭/釕、銅/釕、鉭/釕、鉭/銅/釕、鉭/釕/FM、鉭/釕/SF等的多層組合。鉭/NiFe、或鉭/銅/NiFe多層結構具有所希望的特性，但是它們應該被避免。這樣，鉭/SF或鉭/銅/SF被推薦為可行的和有用的替代但是不一定是優(yōu)選的。因為釕是完全無磁性的，當它用作種子層時所有的退磁磁場問題都消除了。使用釕的另一個好處是它阻止了在所述鉭和所述FM或SF層之間的任何交互作用。一般地，交互作用發(fā)生在所述鉭和鄰近的磁層之間，并且導致所述磁層的磁矩的損失，以及減少了所述設備的熱穩(wěn)定性(從制造中的特性的均勻以及從長期使用的可靠性兩方面考慮都是不希望有的)。
選擇所述種子層材料是因為它們促進薄膜在后生長的能力，其中所述薄膜具有<111>晶體結構，該晶體結構提供了NiFe FM層中的有效的各向異性或來自于所述AFM釘扎層的高的釘扎場。這允許在所述種子層上在后沉積NiFe層或SF層，以使它的晶體結構具有較高的<111>取向。需要這種生長方向以實現(xiàn)在所述AFM釘扎層中的釘扎效果。當SF層用在MRAM棧中時，所述<111>晶體結構也改善了所述交換耦合。在當前的MRAM制造過程中并沒有使用所述磁性的種子層，因為僅僅使用無磁性的釕/銅/鉭層更為容易。
所述隧道效應阻擋層23可以由氧化鋁(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)、氧化鉭(Ta2O5)、氮化硅(SiN4)、氮化鋁(AlNx)或氧化鎂(MgO)制成。其它的介電材料和某些半導體材料也可用于所述隧道效應阻擋層。所述隧道效應阻擋層23的厚度可以是從大約0.5毫微米到大約3毫微米的范圍。
可以理解，上述所參考的配置是為了說明本發(fā)明的原理的示例性的應用。當已經(jīng)在所述附圖中示出本發(fā)明并且已經(jīng)對其連同本發(fā)明的(多個)示范性的實施例一起作了以上描述時，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下可以作出很多的修改和可替換的配置。例如，所述旋轉閥結構不僅僅局限于存儲器應用。所述嚴格相同的結構可以用于場傳感器和磁性讀出頭。當然每一個應用將需要在隧道連接特性(TMR值、絕對阻抗、矯頑力、轉換場等等)方面重新設計，但是這樣的重新設計在僅具有一般經(jīng)驗的本領域技術人員的能力范圍內是容易做到的。對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離如權利要求中所提出的本發(fā)明的原理和構思的情況下，可以作出很多的修改是顯而易見的。
權利要求
1.一種在磁存儲器單元的至少一個組成層內改進<111>晶體結構的生長的方法，所述方法包括以足夠高的離子能量水平向所述存儲單元(至少20，80)中施用至少一個組成層(至少21-25)，其中足夠高的離子能量水平使得所述至少一個組成層的排列達到所述<111>晶體結構的高的質量等級。
2.如權利要求1所述的方法，其中所述使所述至少一個組成層的排列達到所述<111>晶體結構的高的質量等級的足夠高的離子能量水平通過下述步驟來確定(a)設定(41)所述離子能量水平為預先確定的最小值；(c)使用所述離子能量水平將至少一個組成層施用(42)到所述存儲單元中；(d)測量(44)所述晶體結構的質量等級，其中晶體結構通過使用所述離子能量水平來施用所述至少一個組成層而產(chǎn)生；(e)將所述離子能量水平增加(45)預先確定的數(shù)量，使其達到更高的離子能量水平，并且從上面的(b)進行重復直到得出想要的離子能量水平；和(f)將所述離子能量水平設定(47)到大約為所述更高的離子能量水平，以用于在所述磁存儲器單元的至少一個組成層內產(chǎn)生所述<111>晶體結構的高的質量等級。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述磁存儲器單元是隧道效應磁阻連接(20，80)。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述至少一個組成層是合成的鐵磁材料(50)，至少由下列組成第一鐵磁材料(51)；在第一鐵磁材料(51)之上建造的無磁性的隔離層(52)；以及建造在所述無磁性的隔離層之上并且具有與第一鐵磁材料(51)相反的磁場方向的第二鐵磁材料(53)。
5.一種制造上旋閥TMR連接(20)以便在所述TMR連接(20)的組成層內建立<111>晶體結構的高的質量等級的方法，所述方法包括將鐵磁性的感應層(22)施用(11)于種子層(21)上；在所述鐵磁性的感應層(22)上施用(12)所述隧道效應阻擋層(23)；使用(13)離子能量水平在所述隧道效應阻擋層(23)上施用鐵磁性的被釘扎層(24)，其中所述離子能量水平足夠的高以促進所述鐵磁性的被釘扎層(24)的排列達到所述<111>晶體結構的高的質量等級；以及由于所述反鐵磁性的釘扎層(25)和所述鐵磁性的被釘扎層(24)的接近性，并且由于它們類似的金屬特性，在所述鐵磁性的被釘扎層(24)上施用(14)反鐵磁性的釘扎層(25)，在所述反鐵磁性的釘扎層(25)內改進所述<111>晶體結構。
6.如權利要求5所述的方法，其中所述足夠高的以在所述TMR連接(20)的組成層內建立所述<111>晶體結構的高的質量等級的離子能量水平通過下述步驟來確定(a)設定(41)所述離子能量水平為預先確定的最小值；(b)提供至少所述種子層(21)，所述鐵磁性的感應層(22)，和所述隧道效應阻擋層(23)；(c)利用所述離子能量水平在所述隧道效應阻擋層(23)之上施用(42)至少所述鐵磁性的被釘扎層(24)；(d)測量(44)所述晶體結構的質量等級，所述晶體結構通過利用所述離子能量水平在所述隧道效應阻擋層(23)之上施用至少所述鐵磁性的被釘扎層(24)來產(chǎn)生；(e)將所述離子能量水平增加(45)預先確定的數(shù)量到較高的離子能量水平并且從上面的(b)進行重復直到得出想要的離子能量水平；以及(f)將所述離子能量水平設定(47)到大約為所述較高的離子能量水平，以用于在所述隧道效應阻擋層(23)之上的所述晶體結構上產(chǎn)生高的質量等級。
7.如權利要求5所述的方法，其中所述鐵磁性的感應層(22)和/或所述鐵磁性的被釘扎層(24)被用合成的鐵氧磁材料(50)代替，其至少包括第一鐵磁材料(51)；在第一鐵磁材料(51)之上建造的無磁性的隔離層(52)；以及建造在所述無磁性的隔離層(52)之上的并且具有與第一鐵磁材料(51)相反的磁場方向的第二鐵磁材料(53)。
8.一種制造下旋閥TMR連接(80)以便在所述TMR連接(80)的組成層內建立<111>晶體結構的高的質量等級的方法，所述方法包括使用離子能量水平，在種子層(21)上施用反鐵磁性的釘扎層(25)和鐵磁性的被釘扎層(24)，其中所述離子能量水平足夠的高以促進所述反鐵磁性的釘扎層(25)的排列達到所述<111>晶體結構的高的質量等級；在所述鐵磁性的被釘扎層(24)上施用所述隧道效應阻擋層(23)；以及在所述隧道效應阻擋層(23)上施用鐵磁性的感應層(22)。
9.如權利要求8所述的方法，其中所述足夠高的以使得所述TMR連接(80)的組成層的排列達到所述<111>晶體結構的高的質量等級的離子能量水平通過下述步驟來確定(a)設定(41)離子能量水平為預先確定的最小值；(b)提供種子層(21)，其中所述種子層已經(jīng)建立了所述<111>晶體結構；(c)利用所述離子能量水平施用(42)所述反鐵磁性的釘扎層(25)和所述鐵磁性的被釘扎層(24)；(d)在所述鐵磁性的被釘扎層(25)上施用所述隧道效應阻擋層(23)和所述鐵磁性的感應層(22)；(e)測量(44)所述<111>晶體結構的質量等級，所述晶體結構通過利用所述離子能量水平施用所述反鐵磁性的釘扎層(25)和所述鐵磁性的被釘扎層(24)來產(chǎn)生；(f)將所述離子能量水平增加(45)預先確定的數(shù)量到更高的離子能量水平并且從上面的(b)進行重復直到得出想要的離子能量水平；以及(g)將所述足夠高的離子能量水平設定(47)為所述更高的離子能量水平，以用于產(chǎn)生在所述TMR連接(80)的組成層內所述<111>的高的質量等級。
10.如權利要求8所述的方法，其中所述鐵磁性的感應層(22)和/或所述鐵磁性的被釘扎層(24)可用合成的鐵氧磁材料(50)來代替，其至少包括第一鐵磁材料(51)；在第一鐵磁材料(51)之上制造的無磁性的隔離層(52)；以及建造在所述無磁性的隔離層(52)之上的并且具有與第一鐵磁材料(51)方向相反的磁場方向的第二鐵磁材料(53)。
全文摘要
一種改進在磁存儲器單元(至少20，80)的至少一個組成層(至少21－25)內<111>晶體結構生長的方法。所述方法包括下列步驟，以足夠高的離子能量水平施用所述至少一個組成層，以使得至少一個組成層的排列達到所述<111>晶體結構的高的質量等級。
文檔編號H01L43/08GK1577860SQ200410055298
公開日2005年2月9日 申請日期2004年7月16日 優(yōu)先權日2003年7月16日
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