磁性材料及其制造方法
【專利摘要】一種磁性材料，包括在相對(duì)的鐵層之間的鈷層。所述鐵層包括鐵并且是體心立方(BCC)，所述鈷層包括鈷并且是BCC或非晶態(tài)，且所述磁性材料具有垂直磁各向異性(PMA)。
【專利說明】
磁性材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本公開總體上涉及磁性材料，更具體地，涉及磁性多層材料。
【背景技術(shù)】
[0002] 自旋扭矩磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)是一種類型的固態(tài)、非易失性存儲(chǔ)器，其利 用隧道磁阻(TMR或MR)來存儲(chǔ)信息。MRAM包括電連接的磁阻存儲(chǔ)元件陣列，被稱為磁隧道結(jié) (MTJs)。每個(gè)MJT包括自由層和固定/參考層，其每一個(gè)包括磁性材料層。自由層和固定/參 考層通過非磁性絕緣隧道勢(shì)皇(tunnel barrier)分隔開。自由層和參考層通過隧道勢(shì)皇磁 解親(de-coupled)。自由層具有可變磁化方向，而參考層具有不變磁化方向。
[0003] MTJ通過切換自由層的磁化狀態(tài)來存儲(chǔ)信息。當(dāng)自由層的磁化方向平行于參考層 的磁化方向時(shí)，MTJ處于低電阻狀態(tài)。相反的，當(dāng)自由層的磁化方向反平行于參考層的磁化 方向時(shí)，MTJ處于高電阻狀態(tài)。MTJ的電阻差異可以用于表示邏輯"?；?0"，由此存儲(chǔ)一些信 息。MTJ的TMR決定了高電阻狀態(tài)和低電阻狀態(tài)之間的電阻差異。高電阻狀態(tài)和低電阻狀態(tài) 之間的相對(duì)高的差異促進(jìn)MRAM中的讀操作。
[0004] 可以通過自旋扭矩切換（STT，spin torque switched)寫方法來改變自由層的磁 化方向，在該方法中在垂直于形成MTJ的磁性膜的膜平面的方向上施加寫電流。寫電流具有 隧道磁阻效應(yīng)從而改變(或反轉(zhuǎn)）自由層的磁化方向。在STT磁化反轉(zhuǎn)期間，用于磁化反轉(zhuǎn)的 寫電流由電流密度決定。隨著MTJ的表面面積變小，用于反轉(zhuǎn)自由層的磁化的寫電流也變 小。因此，如果使用固定的電流密度執(zhí)行寫，隨著MTJ尺寸變小，必需的寫入電流也變小。
[0005] 與具有面內(nèi)磁各向異性的MTJ相比，具有垂直磁各向異性(PMA)的層可以降低必需 的寫電流密度。由此，PMA降低了所使用的總寫電流。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在本公開的一個(gè)實(shí)施例中，一種磁性材料包括在相對(duì)的鐵層之間的鈷層。所述鐵 層包括鐵并且是體心立方(BCC)，所述鈷層包括鈷并且是BCC或非晶態(tài)，且所述磁性材料具 有垂直磁各向異性(PMA)。
[0007] 在另一實(shí)施例中，一種磁性材料包括鐵層和鈷層的交替層。所述鐵層包括鐵并且 是BCC，所述鈷層包括鈷并且是BCC或非晶態(tài)，且所述鈷層和所述鐵層中的每一個(gè)具有大約2 至大約10埃（A)的厚度。
[0008] 在又一實(shí)施例中，一種制造磁性材料的方法包括:在第一鐵層上形成鈷層，并在所 述鈷層上形成第二鐵層。所述第一鐵層和所述第二鐵層包括鐵并且是BCC，所述鈷層包括鈷 并且是BCC或非晶態(tài)，且所述磁性材料具有PMA。
【附圖說明】
[0009] 被視為本發(fā)明的主題在說明書的結(jié)論部分的權(quán)利要求中被特別的指出和明確的 要求。通過下述詳細(xì)說明并結(jié)合附圖，本發(fā)明的前述以及其它特征、優(yōu)點(diǎn)是明白易懂的，在 附圖中：
[0010] 圖1A是根據(jù)示例性實(shí)施例的多層磁性材料的截面圖；
[0011] 圖1B是根據(jù)示例性實(shí)施例的具有在第一表面上的氧化鎂隧道勢(shì)皇層的圖1A的多 層磁性材料的截面圖；
[0012] 圖1C是根據(jù)示例性實(shí)施例的具有在第二表面上的隧道勢(shì)皇層的圖1A的多層磁性 材料的截面圖；
[0013] 圖1D是根據(jù)示例性實(shí)施例的具有在兩個(gè)表面上的隧道勢(shì)皇層的圖1A的多層磁性 材料的截面圖；
[0014] 圖2A是根據(jù)示例性實(shí)施例的具有設(shè)置在隧道勢(shì)皇層和多層材料之間的粉層的圖 1B的多層磁性材料的截面圖；
[0015] 圖2B是根據(jù)示例性實(shí)施例的具有設(shè)置在隧道勢(shì)皇層和多層材料之間的粉層的圖 1C的多層磁性材料的截面圖；
[0016] 圖3A是根據(jù)示例性實(shí)施例的隧道結(jié)的截面圖，該隧道結(jié)包括作為自由層和作為參 考層的多層磁性材料；
[0017] 圖3B是根據(jù)示例性實(shí)施例的隧道結(jié)的截面圖，該隧道結(jié)包括作為自由層和作為參 考層的多層磁性材料，其中該自由層比該參考層薄；以及
[0018] 圖3C是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖3B的隧道結(jié)的截面圖，該隧道結(jié)包括間隔層和磁性 層。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下述定義和縮寫將用于權(quán)利要求和說明書的解釋。如本文所使用的，術(shù)語"包含"、 "包含有"、"包括"、"包括有"、"具有"或"含有"，或者它們的任何其它變型，意在涵蓋非排他 性的包括。例如，包括一系列元素的成分、混合物、工藝、方法、物品或裝置并不必然僅限定 于這些元素，而是可以包括沒有明確列出的或這些成分、混合物、工藝、方法、物品或裝置固 有的其它元素。
[0020] 如本文所使用的，在元素或部件之前的關(guān)于元素或部件的實(shí)例（即出現(xiàn))的數(shù)目的 冠詞"一"意為非限定性的。因此，"一"應(yīng)當(dāng)被理解為包括一個(gè)或至少一個(gè)，且元素或部件的 單數(shù)單詞形式也包括復(fù)數(shù)，除非該數(shù)目明確的表示單數(shù)。
[0021] 如本文所使用的，術(shù)語"發(fā)明"或"本發(fā)明"是非限定性的術(shù)語，且并非意在指特定 發(fā)明的任何單一方面，而是包含了如說明書和權(quán)利要求中所描述的所有可能的方面。
[0022]如本文所使用的，所采用的術(shù)語"大約"，其修正了發(fā)明采用的成分、組分或反應(yīng)物 的數(shù)量，是指可能發(fā)生的數(shù)值數(shù)量的變化，例如，通過用于制作濃縮液或溶液的典型的測(cè)量 和液體處理程序。此外，變化可能發(fā)生自測(cè)量程序中的疏忽錯(cuò)誤、制造中的差別、來源、或用 于制作合成物或執(zhí)行方法的成分的純度，以及諸如此類。在一方面，術(shù)語"大約"意味著在報(bào) 告的數(shù)值的10%之內(nèi)。在另一方面，術(shù)語"大約"意味著在報(bào)告的數(shù)值的5%之內(nèi)。在又一方 面，術(shù)語"大約"意味著在報(bào)告的數(shù)值的10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%或1%之 內(nèi)。
[0023]如本文所使用的，術(shù)語"原子百分比"、"原子％"和"at%"意味著純物質(zhì)的原子占 化合物或混合物的原子的總數(shù)的百分比，再乘以100。
[0024] 如本文所使用的，術(shù)語"體心立方"和"BCC"意味著在每個(gè)晶胞中立方晶格具有一 個(gè)中心晶格點(diǎn)和八個(gè)角晶格點(diǎn)。如本文所使用的，術(shù)語"面心立方"和"FCC"意味著在每個(gè)晶 胞中立方晶格具有在立方的中心面上的晶格點(diǎn)和八個(gè)角晶格點(diǎn)。通過透射電子顯微鏡法 (TEM)分析倒晶格空間（reciprocal space)中的電子衍射圖案來確定晶格結(jié)構(gòu)。結(jié)晶固體 (無論是BBC或FFC)的周期性結(jié)構(gòu)作為衍射光柵，以可預(yù)測(cè)的方式散射電子。通過觀測(cè)到的 衍射圖案的逆向工作，可以確定晶格結(jié)構(gòu)。
[0025] 如本文所使用的，術(shù)語"非晶態(tài)"意味著非晶體固體。非晶態(tài)材料可以具有小的晶 體區(qū)域。在非晶態(tài)材料中，至少95 %的材料是非晶態(tài)。
[0026] 如本文所使用的，術(shù)語"磁各向異性"意味著磁化傾向于定向在特定的方向。
[0027 ]如本文所使用的，術(shù)語"垂直磁各向異性"和"PMA"意味著磁化傾向于定向?yàn)榇怪?于xy平面?？梢酝ㄟ^測(cè)量面內(nèi)和面外方向中的磁滯回線來確定PMA。
[0028] 如本文所使用的，術(shù)語"磁阻"或"MR"是指磁隧道結(jié)在外部磁場(chǎng)的存在下改變其電 阻的性質(zhì)?？梢酝ㄟ^在一個(gè)方向上施加磁場(chǎng)并測(cè)量電阻，隨后在不同的方向上施加磁場(chǎng)并 測(cè)量電阻來測(cè)量MR。
[0029] 自旋扭矩MRAM具有必須在其可以制造之前要克服的缺點(diǎn)。第一，MR必須被增加從 而能夠進(jìn)行較少位讀取。對(duì)于具有氧化鎂(MgO)隧道勢(shì)皇的高M(jìn)R，下述特征是最佳的：1)材 料應(yīng)當(dāng)具有與MgO的二維(2D)界面，其具有正方晶格網(wǎng)；2)材料應(yīng)當(dāng)晶格充分匹配于MgO;以 及3)在界面處的材料應(yīng)當(dāng)具有Δ1能帶(band)的自旋極化。盡管可以使用BBC鐵基合金(例 如CoFe或CoFeB)，但制作具有PMA的BBC材料是有挑戰(zhàn)性的。
[0030] 薄膜磁化通常位于膜的平面中（面內(nèi)磁各向異性）以最小化靜磁能。然而，PMA軸對(duì) 于有效的自旋扭矩切換是必要的。多層系統(tǒng)，例如Co | Ni、Co | Pd、和Co | Pt，當(dāng)它們具有足夠 的面心立方(FCC) (111)晶體取向時(shí)，具有強(qiáng)PMA。然而，F(xiàn)CC結(jié)構(gòu)不能提供具有MgO隧道勢(shì)皇 的足夠高的MR，這需要BCC結(jié)構(gòu)。開發(fā)能同時(shí)提供高M(jìn)R和大PMA的磁性材料系統(tǒng)是有挑戰(zhàn)性 的。
[0031] 本公開通過提供具有高M(jìn)R和大PMA的多層磁性材料解決了上述問題。所述磁性材 料包括任意組合的BCC材料和非晶材料的多層。例如，多層材料包括重復(fù)的BCC | BCC層、BCC 非晶層、非晶|BCC層、或它們的任意組合。PMA來源于每個(gè)界面處的各向異性，或可能來源于 應(yīng)變（strain) 〇
[0032] 參考圖1A，示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的多層磁性材料100的截面圖。多層磁性材料 100包括重復(fù)的（或交替的）鐵層110和鈷層120。鐵層110和鈷層120都是磁性的。鐵層110包 括鐵并且是BCC。鐵層110可以包括鐵合金。用于鐵層的合適的材料的非限定性示例包括鐵、 鈷、硼、鋁、鎳、硅、氧、碳或它們的任意組合。鐵層110包括至少50at. %的量的鐵。在一些實(shí) 施例中，鐵以至少50、55、60、65、70、75、80、85、90、或95at. %的量存在。多層磁性材料具有 PMA。
[0033] 鈷層120包括鈷并且是BCC或非晶。鈷層120包括BCC或非晶鈷材料。鈷層120可以包 括鈷合金。用于鈷層120的合適的材料的非限定性示例包括鈷、鋅、鈹、釩、硼、鎂、鋁、硅、氧、 碳、或它們的任意組合。例如，BCC鈷合金的非限定性示例包括鈷鋅、鈷鈹和鈷釩。非晶鈷合 金的非限定性示例包括鈷硼、鈷鎂、鈷鋁、鈷硅、鈷鈹和鈷碳。鈷層120包括至少30at. %的量 的鈷。在一些實(shí)施例中，鈷以至少30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90或95&1%的 量存在。
[0034]鐵層110和鈷層120是薄的以最大化界面各向異性。鐵層110和鈷層120中的每個(gè)的 厚度為大約2埃至大約10埃（A )之間。鐵層11〇和鈷層120中的每個(gè)的厚度可以相同或不同。 每個(gè)鐵層110和鈷層120具有大約或在大約2、3、4、5、6、7、8、9和丨〇人之間的任意范圍內(nèi)的 厚度。
[0035]多層材料包括任意數(shù)目的交替的鐵層110和鈷層120。多層材料包括至少三層，例 如夾在兩個(gè)鐵層110之間的鈷層120(Fe I Co I Fe)。多層材料包括至少3層。多層磁性材料包括 任意數(shù)目的鐵層110和鈷層120的重復(fù)，其中單個(gè)重復(fù)由Fe| Co或Co |Fe來表示。例如，1.5個(gè) 重復(fù)由Fe | Co | Fe來表示，而3個(gè)重復(fù)由Fe | Co | Fe | Co | Fe | Co來表示?？梢圆捎迷诖蠹s3至100 之間的重復(fù)。
[0036] 圖1B是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖1A的多層磁性材料101的截面圖，具有在第一表面 104上的隧道勢(shì)皇層130。如圖所示，隧道勢(shì)皇層130與鐵層110接觸。然而，在其它的實(shí)施例 中（未示出），隧道勢(shì)皇層130可以接觸鈷層120。當(dāng)多層磁性材料101被并入MTJ中時(shí)，使鐵層 110接觸隧道勢(shì)皇層130是有益的，這是由于對(duì)于Fe來說，del丨 &1能帶的極化較高。鈷層120 或鐵層110中的任意一個(gè)可以接觸隧道勢(shì)皇層130。
[0037] 隧道勢(shì)皇層130為多層結(jié)構(gòu)增加了各向異性。隧道勢(shì)皇層130是非磁性的絕緣材 料。用于隧道勢(shì)皇層130的合適材料的非限定性示例包括氧化鎂(MgO)。在一些實(shí)施例中，通 過射頻(RF)濺射來形成隧道勢(shì)皇層130。可替代的，通過鎂(Mg)層的氧化(例如自然氧化或 自由基氧化)來形成隧道勢(shì)皇層130。在氧化后，MgO層可以覆蓋第二層Mg。在一些實(shí)施例中， 第二層Mg可以具有大約51或更小的厚度。隧道勢(shì)皇層130的總厚度是非限定性的。隧道勢(shì) 皇層可以具有例如大約5至大約3:0 A的范圍內(nèi)的厚度。Mg〇隧道勢(shì)皇層可以具有巖鹽晶體 結(jié)構(gòu)。
[0038] 圖1C是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖1A的多層磁性材料103的截面圖，具有在第二表面 102上的隧道勢(shì)皇層130。圖1D是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖1A的多層磁性材料103的截面圖，具 有在第一表面104和第二表面105上的隧道勢(shì)皇層130。在第一表面104和第二表面105上的 隧道勢(shì)皇層130的厚度可以相同或不同。
[0039] 圖2A是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖1B的多層磁性材料201的截面圖，具有設(shè)置在隧道 勢(shì)皇層130和多層結(jié)構(gòu)部分220之間的粉層(dusting layer)210。圖2B是根據(jù)另一示例性實(shí) 施例的圖1C的多層磁性材料202的截面圖，具有設(shè)置在隧道勢(shì)皇層130和多層結(jié)構(gòu)部分220 之間的粉層210。粉層210可以包括鐵、硼、或它們的任意組合。當(dāng)粉層210包括鐵時(shí)，鐵以至 少大約20at.%的量存在。
[0040] 粉層210可以插入在多層結(jié)構(gòu)部分220和隧道勢(shì)皇層130之間，以進(jìn)一步增加 MR。粉 層210可以具有比多層結(jié)構(gòu)部分220小的PMA但是更高的自旋極化。合適的粉層210可以是富 鐵 CoFeB 或 CoFe，例如 C〇4〇Fe6〇B2〇〇
[0041] 粉層210的厚度是非限定性的，并且可以是任何合適的厚度。粉層210可以具有從 大約5至大約2〇 A厚的范圍內(nèi)的厚度。粉層210可以具有大約或在大約5、10、15、20、或 25 A的任意范圍內(nèi)的厚度。
[0042]可以通過使用如上所述的兩個(gè)多層部分來形成整個(gè)MTJ，隧道勢(shì)皇層的每側(cè)上各 一個(gè)。粉層可以使用在兩個(gè)隧道勢(shì)皇層界面上?？商娲模鄬硬糠挚梢詢H使用在隧道勢(shì)皇 層130的一側(cè)上，且不同的磁性材料可以使用在另一側(cè)上。
[0043]圖3A是根據(jù)示例性實(shí)施例的MTJ 301的截面圖，其包括作為自由層330和參考層 331的多層磁性材料。任選的，粉層210形成在形成自由層330的多層磁性材料的頂部之上。 自由層330具有可變磁化方向。隧道勢(shì)皇層130形成在可選的粉層210的頂部之上。備選地， 隧道勢(shì)皇層130直接形成在形成自由層330的多層結(jié)構(gòu)之上?？蛇x的，另一粉層210形成在隧 道勢(shì)皇層130之上。當(dāng)采用多于一個(gè)粉層時(shí)，多個(gè)粉層可以是相同的或不同的（例如，不同的 厚度和/或材料）。多層磁性材料隨后作為參考層331設(shè)置在粉層210或隧道勢(shì)皇層130的頂 部之上。參考層331具有不變磁化方向。參考層331可以包括相同數(shù)量或不同數(shù)量的鐵層110 和鈷層120。參考層331也可以包括不同厚度的鐵層110和鈷層120。自由層330和參考層331 具有PMA，并且通過隧道勢(shì)皇層130磁性耦合。
[0044]圖3B是根據(jù)示例性實(shí)施例的MTJ 302的截面圖。如圖所示，參考層331比自由層330 厚。多層磁性材料形成自由層330和參考層331二者。在其它實(shí)施例中，參考層331具有與自 由層330(未示出）相比相同、相似或更薄的厚度。與圖3A中相似，可選的粉層210形成在形成 自由層330的多層磁性材料上。隧道勢(shì)皇層130形成在可選的粉層210上。另一可選的粉層 210形成在隧道勢(shì)皇層130上。形成參考層331的多層磁性材料形成在粉層210或隧道勢(shì)皇層 130上。自由層330和參考層331具有PMA。
[0045]圖3C是根據(jù)示例性實(shí)施例的圖3B的MTJ 303的截面圖，MTJ 303包括間隔層310和 磁性層320?？蛇x的粉層210形成在形成自由層330的多層磁性材料上。隧道勢(shì)皇層130形成 在可選的粉層210上。另一可選的粉層210形成在隧道勢(shì)皇層130上。形成參考層331的多層 磁性材料形成在可選的粉層210或隧道勢(shì)皇層130上。間隔層310形成在形成參考層331的多 層磁性材料上。間隔層310是任意非磁性材料。磁性層320形成在間隔層320上且可以包括任 意磁性材料。自由層330和參考層331具有PMA。間隔層310包括，例如，鉻、釕、氮化鈦、鈦、釩、 鉭、氮化鉭、鋁、鎂、諸如MgO的氧化物、或它們的任意組合。間隔層310的厚度是非限定性的。 間隔層310可以具有例如小于10、小于5、小于3、小于2、或小于1 i的厚度。
[0046]磁性層320包括磁性材料。合適的磁性材料的非限定性示例包括鈷/鉑多層、鈷/鈀 多層、或它們的任意組合。磁性層320的厚度是非限定性的。磁性層可以具有大約 2QA-200 A的厚度。
[0047] MTJ 301、MTJ 302、MTJ 303中的任意一個(gè)可以按照任意順序生長(zhǎng)。例如，MTJ可以 生長(zhǎng)為自由層330在參考層331的頂部之上（未示出）。多層磁性材料可以用作如MTJ 301、 MTJ 302和MTJ 303中所示的自由層330和參考層331。多層磁性材料也可以僅用作自由層 330或參考層331中的一個(gè)。
[0048] 應(yīng)當(dāng)理解的是，圖1A-D、圖2A-B和圖3A-C中所示以及上述討論的示例性實(shí)施例僅 為示例性目的而示出。因此可以預(yù)想可形成其它合適的多層磁性材料和隧道結(jié)。
[0049]本文所使用的術(shù)語僅為描述特定實(shí)施例的目的，且不意在限定本發(fā)明。如本文所 使用的，單數(shù)形式"一"和"該"意在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外明確表示。還應(yīng)當(dāng)理解的 是，術(shù)語"包含"和/或"包括"，當(dāng)在說明書中使用時(shí)，列舉了所述特征、整體、步驟、操作、元 素、和/或部件的存在，但是并不排除一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元素、部件、 和/或它們的組的存在或增加。
[0050] 下述權(quán)利要求中的所有裝置或步驟加功能的元件的相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)、材料、動(dòng)作和 等同物意在包括與如具體要求的其它要求的元件相結(jié)合的用于執(zhí)行該功能的任意結(jié)構(gòu)、材 料或動(dòng)作。已為示例和說明的目的呈現(xiàn)了本發(fā)明的說明，但并不意在窮盡或限定本發(fā)明為 公開的形式。在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，許多修飾和變型對(duì)于本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員將是顯而易見的。實(shí)施例被選擇和描述以最佳的解釋本發(fā)明的構(gòu)思和實(shí)際應(yīng)用，并 使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明，用于各種實(shí)施例以及適用于預(yù)想的特定用途的多種 修飾。
[0051] 本文所繪示的流程圖僅是一個(gè)示例。在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，對(duì)于其中 描述的圖或步驟(或操作)可以有多種變型。例如，可以按照不同的順序執(zhí)行步驟，或可以增 加、減少或修改步驟。所有這些變型可以視為所要求保護(hù)的發(fā)明的一部分。
[0052]已為示例目的呈現(xiàn)了本發(fā)明的各種實(shí)施例的說明，但并不意在窮盡或限定本發(fā)明 為公開的實(shí)施例。本文使用的術(shù)語被選擇以最佳的解釋實(shí)施例的構(gòu)思、實(shí)際應(yīng)用或在市場(chǎng) 上所找到的技術(shù)上的技術(shù)改進(jìn)，或者使得本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本文公開的實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種磁性材料，包括： 鈷層，在相對(duì)的鐵層之間； 其中所述鐵層包括鐵并且是體心立方，所述鈷層包括鈷并且是體心立方或非晶態(tài)，且 所述磁性材料具有垂直磁各向異性。2. 如權(quán)利要求1所述的磁性材料，其中所述鐵層包括鐵合金。3. 如權(quán)利要求1所述的磁性材料，其中所述鈷層包括鈷合金。4. 如權(quán)利要求1所述的磁性材料，其中鐵以至少50原子百分比的量存在。5. 如權(quán)利要求1所述的磁性材料，其中鈷以至少30原子百分比的量存在。6. -種磁隧道結(jié)，包括如權(quán)利要求1所述的磁性材料。7. 如權(quán)利要求6所述的磁隧道結(jié)，其中所述磁性材料是具有可變磁化方向的磁自由層。8. 如權(quán)利要求7所述的磁隧道結(jié)，其中所述磁性材料是具有不變磁化方向的磁固定層。9. 如權(quán)利要求8所述的磁隧道結(jié)，其中絕緣隧道勢(shì)皇層設(shè)置在所述磁自由層和所述磁 固定層之間。10. -種自旋扭矩磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器芯片，包括如權(quán)利要求6所述的磁隧道結(jié)。11. 一種磁性材料，包括： 鐵層和鈷層的交替層； 其中所述鐵層包括鐵并且是體心立方，所述鈷層包括鈷并且是體心立方或非晶態(tài)，且 所述鈷層和所述鐵層中的每個(gè)具有大約2埃至大約10埃的厚度。12. 如權(quán)利要求11所述的磁性材料，其中所述磁性材料包括至少三層。13. 如權(quán)利要求11所述的磁性材料，其中所述磁性材料還包括在所述磁性材料的表面 上的氧化鎂層。14. 如權(quán)利要求11所述的磁性材料，其中所述氧化鎂層接觸所述鐵層。15. 如權(quán)利要求14所述的磁性材料，還包括在所述氧化鎂層和所述鐵層之間的粉層。16. 如權(quán)利要求15所述的磁性材料，其中所述粉層包括鐵。17. -種制造磁性材料的方法，所述方法包括： 在第一鐵層上形成鈷層；以及 在所述鈷層上形成第二鐵層； 其中所述第一鐵層和所述第二鐵層包括鐵并且是體心立方，所述鈷層包括鈷并且是體 心立方或非晶態(tài)，且所述磁性材料具有垂直磁各向異性。18. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在所述第一鐵層或所述第二鐵層上形成隧道勢(shì) 皇層。19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述隧道勢(shì)皇層包括氧化鎂。20. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中所述隧道勢(shì)皇層形成在富鐵粉層上。
【文檔編號(hào)】H01L43/12GK106025064SQ201610169066
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年3月23日
【發(fā)明人】胡國(guó)菡, D.C.沃利奇
【申請(qǐng)人】國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司