本發(fā)明構(gòu)思涉及包括磁隧道結(jié)的磁存儲(chǔ)器件以及制造該磁存儲(chǔ)器件的方法。

背景技術(shù)：

1、隨著電子產(chǎn)品趨向于高速和/或低功耗，對于結(jié)合在電子產(chǎn)品中的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件越來越需要高速和低操作電壓。為了滿足上述需求，已經(jīng)開發(fā)了磁存儲(chǔ)器件作為半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件。因?yàn)榇糯鎯?chǔ)器件以高速操作并且具有非易失性特性，所以它們作為下一代半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件已經(jīng)吸引了相當(dāng)?shù)淖⒁饬Α?/p>

2、一般而言，磁存儲(chǔ)器件可以包括磁隧道結(jié)(magnetic?tunnel?junction，mtj)圖案。磁隧道結(jié)圖案可以包括兩個(gè)磁結(jié)構(gòu)和插入其間的電介質(zhì)層。磁隧道結(jié)圖案的電阻可以根據(jù)兩個(gè)磁結(jié)構(gòu)的磁化方向而變化。例如，當(dāng)兩個(gè)磁結(jié)構(gòu)的磁化方向反平行時(shí)，磁隧道結(jié)圖案可以具有高(較高)電阻，而當(dāng)兩個(gè)磁結(jié)構(gòu)的磁化方向平行時(shí)，磁隧道結(jié)圖案可以具有低(較低)電阻。磁存儲(chǔ)器件可以利用磁隧道結(jié)的高電阻和低電阻之間的差異來寫入和讀取數(shù)據(jù)。

3、隨著電子工業(yè)中的顯著進(jìn)步，對磁存儲(chǔ)器件的高集成度和/或低功耗的需求日益增加，并且此外，已經(jīng)進(jìn)行了許多研究來提高磁存儲(chǔ)器件的可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例提供了一種其可靠性增加的磁存儲(chǔ)器件以及一種制造該磁存儲(chǔ)器件的方法。

2、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例，一種存儲(chǔ)器件可以包括：參考磁圖案和自由磁圖案，所述參考磁圖案和所述自由磁圖案順序堆疊在襯底上；以及隧道勢壘圖案，所述隧道勢壘圖案位于所述參考磁圖案和所述自由磁圖案之間，其中，所述參考磁圖案包括：第一釘扎圖案；第二釘扎圖案，所述第二釘扎圖案位于所述第一釘扎圖案和所述隧道勢壘圖案之間；以及交換耦合圖案，所述交換耦合圖案位于所述第一釘扎圖案和所述第二釘扎圖案之間，所述交換耦合圖案將所述第一釘扎圖案和所述第二釘扎圖案彼此反鐵磁耦合，其中，所述第一釘扎圖案包括：第一磁圖案；以及第二磁圖案，所述第二磁圖案位于所述第一磁圖案和所述交換耦合圖案之間，其中，所述第一磁圖案是包括第一鐵磁元素和第一非磁性金屬元素的合金的單層，并且其中，所述第二磁圖案是包括第二鐵磁元素的單層。

3、根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施例，一種存儲(chǔ)器件可以包括：襯底；下層間電介質(zhì)層，所述下層間電介質(zhì)層位于所述襯底上；下布線線路，所述下布線線路位于所述下層間電介質(zhì)層中；數(shù)據(jù)存儲(chǔ)圖案，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)圖案位于所述下布線線路上；以及下接觸插塞，所述下接觸插塞在所述下布線線路和所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)圖案之間在第一方向上延伸，并將所述下布線線路和所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)圖案彼此電連接，其中所述第一方向垂直于所述襯底的上表面，其中，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)圖案包括：下電極，所述下電極電連接到所述下接觸插塞；以及晶種圖案、參考磁圖案、隧道勢壘圖案、自由磁圖案和上電極，所述晶種圖案、所述參考磁圖案、所述隧道勢壘圖案、所述自由磁圖案和所述上電極順序堆疊在所述下電極上，其中所述參考磁圖案包括：第一釘扎圖案；第二釘扎圖案，所述第二釘扎圖案位于所述第一釘扎圖案和所述隧道勢壘圖案之間；以及交換耦合圖案，所述交換耦合圖案位于所述第一釘扎圖案和所述第二釘扎圖案之間，所述交換耦合圖案將所述第一釘扎圖案和所述第二釘扎圖案彼此反鐵磁耦合，其中，所述第一釘扎圖案包括：第一磁圖案；以及第二磁圖案，所述第二磁圖案位于所述第一磁圖案和所述交換耦合圖案之間，其中所述第一磁圖案是包括第一鐵磁元素和第一非磁性金屬元素的合金的單層，并且其中，所述第二磁圖案是包括第二鐵磁元素的單層。

技術(shù)特征：

1.一種存儲(chǔ)器件，所述存儲(chǔ)器件包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器件，其中，所述第一磁圖案在第一方向上的第一厚度大于所述第二磁圖案在所述第一方向上的第二厚度，并且

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的存儲(chǔ)器件，其中，所述第一厚度為至并且

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器件，其中，所述第一鐵磁元素包括co、fe和/或ni，并且

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的存儲(chǔ)器件，其中，所述第一磁圖案包括fept、copt、nipt和/或cocrpt。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器件，其中，所述第二鐵磁元素包括co和/或fe。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的存儲(chǔ)器件，其中，所述第二磁圖案包括co、fe和/或cofe。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器件，其中，所述交換耦合圖案包括ir和/或ru。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器件，其中，所述交換耦合圖案在第一方向上的厚度為至并且

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器件，所述存儲(chǔ)器件還包括晶種圖案，所述晶種圖案位于所述襯底和所述參考磁圖案之間，

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的存儲(chǔ)器件，其中，所述晶種圖案包括：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的存儲(chǔ)器件，其中，所述第一晶種圖案包括金屬氮化物，并且

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的存儲(chǔ)器件，其中，所述金屬氮化物是tan，

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器件，其中，所述第二釘扎圖案包括第三鐵磁元素，并且還包括mo、w和/或b。

15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器件，其中，所述第一磁圖案包括密排六方晶格結(jié)構(gòu)。

16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器件，其中，

17.一種存儲(chǔ)器件，所述存儲(chǔ)器件包括：

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的存儲(chǔ)器件，其中，所述第一鐵磁元素包括co、fe和/或ni，

19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的存儲(chǔ)器件，其中，所述交換耦合圖案包括ir和/或ru，并且

20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的存儲(chǔ)器件，其中，所述晶種圖案包括：

技術(shù)總結(jié)
一種存儲(chǔ)器件包括：參考磁圖案和自由磁圖案，所述參考磁圖案和所述自由磁圖案順序堆疊在襯底上；以及隧道勢壘圖案，所述隧道勢壘圖案位于參考磁圖案和自由磁圖案之間，其中，參考磁圖案包括：第一釘扎圖案；第二釘扎圖案，所述第二釘扎圖案位于第一釘扎圖案和隧道勢壘圖案之間；以及交換耦合圖案，所述交換耦合圖案位于第一釘扎圖案和第二釘扎圖案之間，交換耦合圖案將第一釘扎圖案和第二釘扎圖案反鐵磁耦合，其中，第一釘扎圖案包括：第一磁圖案；以及第二磁圖案，所述第二磁圖案位于第一磁圖案和交換耦合圖案之間，第一磁圖案是包括第一鐵磁元素和第一非磁性金屬元素的合金的單層，并且其中，第二磁圖案是包括第二鐵磁元素的單層。

技術(shù)研發(fā)人員：金廷穆,金柱顯,吳世忠,鄭峻昊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三星電子株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19