磁存储装置制造方法及图纸

根据一实施例，磁存储装置具备层叠构造，该层叠构造包括：第1磁性层，具有固定的磁化方向；第2磁性层，具有可变的磁化方向；非磁性层，设置于所述第1磁性层与所述第2磁性层之间；钼层即Mo层，相对于所述第2磁性层设置于所述非磁性层的相反侧；及氧化物层，设置于所述第2磁性层与所述钼层即Mo层之间，含有从稀土类元素、硅即Si及铝即Al中选择出的预定元素。硅即Si及铝即Al中选择出的预定元素。硅即Si及铝即Al中选择出的预定元素。

【技术实现步骤摘要】
磁存储装置
[0001]本申请基于2021年3月17日提交的日本专利申请2021
‑
43141号的优先权的利益，且追求该利益，该申请的全部内容通过参照而引用于此。


[0002]这里叙述的实施例总的来说涉及磁存储装置(magnetic memorydevice)。

技术介绍

[0003]提出了在半导体基板上集成了多个非易失性(nonvolatile)的磁阻效应元件(magnetoresistance effect element)的磁存储装置。

技术实现思路

[0004]一般来说，根据一实施例，磁存储装置具备层叠构造，该层叠构造包括：第1磁性层，具有固定的磁化方向；第2磁性层，具有可变的磁化方向；非磁性层，设置于所述第1磁性层与所述第2磁性层之间；钼(Mo) 层，相对于所述第2磁性层设置于所述非磁性层的相反侧；及氧化物层，设置于所述第2磁性层与所述钼(Mo)层之间，含有选自稀土类元素、硅 (Si)及铝(Al)的预定元素。
附图说明
[0005]图1是示意性地示出了第1实施方式的磁存储装置中包含的磁阻效应元件的层叠构造的结构的剖视图。
[0006]图2是示意性地示出了第2实施方式的磁存储装置中包含的磁阻效应元件的层叠构造的结构的剖视图。
[0007]图3是示意性地示出了应用第1实施方式及第2实施方式所示的磁阻效应元件的磁存储装置的结构的立体图。
具体实施方式
[0008]以下，参照附图来说明实施方式。
[0009](实施方式1)
[0010]图1是示意性地示出了第1实施方式的磁存储装置中包含的磁阻效应元件的层叠构造(stacked structure)的结构的剖视图。作为磁阻效应元件，使用磁隧道结(MTJ：Magnetic Tunnel Junction)元件。
[0011]在半导体基板10的上方设置有层叠构造100。层叠构造100具有从下层侧(半导体基板10侧)朝向上层侧依次层叠有(stacked)缓冲层11、硅硼(SiB)层12、位移消除层(第3磁性层)13、间隔层14、参照层(referencelayer)(第1磁性层)15、隧道势垒层(非磁性层(nonmagnetic layer)) 16、存储层(storage layer)(第2磁性层)17、氧化物层18、钼(Mo) 层19及上部盖层20的构造。
[0012]具体而言，层叠构造100包括参照层15、存储层17、设置于参照层 15与存储层17之间的隧道势垒层16、相对于存储层17设置于隧道势垒层 16的相反侧的钼(Mo)层19、设置于存储层17与钼(Mo)层19之间的氧化物层18、相对于参照层15设置于隧道势垒层16的相反侧的位移消除层13、相对于位移消除层13设置于参照层15的相反侧的缓冲层11、设置于位移消除层13与缓冲层11之间的硅硼(SiB)层12、设置于参照层15 与位移消除层13之间的间隔层14及相对于钼(Mo)层19设置于氧化物层18的相反侧的上部盖层20。
[0013]参照层(第1磁性层)15是设置于位移消除层13上且具有固定的磁化方向(fixed magnetization direction)的铁磁性层(ferromagnetic layer)。此外，固定的磁化方向意味着相对于预定的写入电流而磁化方向不变。参照层15包括第1层部分15a及第2层部分15b，在第2层部分15b上设置有第1层部分15a。第1层部分15a由含有铁(Fe)、钴(Co)及硼(B) 的FeCoB层形成。第2层部分15b含有从钴(Co)、铂(Pt)、镍(Ni) 及钯(Pd)中选择出的至少一种以上的元素。
[0014]隧道势垒层(非磁性层)16是设置于参照层15上的绝缘层。隧道势垒层16由含有镁(Mg)及氧(O)的MgO层形成。
[0015]存储层(第2磁性层)17是设置于隧道势垒层16上且具有可变的磁化方向(variable magnetization direction)的铁磁性层。此外，可变的磁化方向意味着相对于预定的写入电流而磁化方向改变。存储层11由含有铁 (Fe)、钴(Co)及硼(B)的FeCoB层形成。
[0016]位移消除层(第3磁性层)13隔着硅硼(SiB)层12而设置于缓冲层 11上。位移消除层13是具有相对于参照层15的磁化方向反平行 (antiparallel)的固定的磁化方向的强磁性层，具有消除从参照层15向存储层17施加的磁场的功能。位移消除层13含有从钴(Co)、铂(Pt)、镍 (Ni)及钯(Pd)中选择出的至少一种以上的元素。
[0017]在本实施方式中，位移消除层13具有Co层和Pt层交替层叠的超晶格构造(superlattice structure)。另外，位移消除层13具有FCC(facecentered cubic：面心立方)晶体构造或HCP(hexagonal close
‑
packed：密排六方)晶体构造。在FCC晶体构造的情况下，位移消除层13在相对于层叠构造100的层叠方向垂直的方向上具有(111)面。在HCP晶体构造的情况下，位移消除层13在相对于层叠构造100的层叠方向垂直的方向上具有(0001)面。
[0018]间隔层14设置于参照层15与位移消除层13之间，通过间隔层14，参照层15和位移消除层13反铁磁性耦合(antiferromagnetic coupling)。即，由参照层15、位移消除层13及间隔层14形成了SAF(SyntheticAnti
‑
Ferromagnetic：合成反铁磁)构造。间隔层14由钌(Ru)层或铱(Ir) 层形成。
[0019]硅硼(SiB)层12是含有硅(Si)及硼(B)的层，设置于位移消除层 13的下层侧。通过设置SiB层12，能够使位移消除层13的垂直磁各向异性(perpendicular magnetic anisotropy)等提高。另外，通过使用SiB层12，能够抑制热扩散，能够得到耐热性优异的磁阻效应元件。此外，在图 1所示的例子中，在位移消除层13的下表面设置有SiB层12，但也可以在位移消除层13的上表面设置有SiB层12，还可以在位移消除层13的层内设置有SiB层12。
[0020]缓冲层11设置于SiB层12及位移消除层13的下层侧。即，在缓冲层 11上设置有SiB
层12及位移消除层13。缓冲层11包括第1层部分11a和设置于第1层部分11a上的第2层部分11b。
[0021]第1层部分11a具有非晶构造，由铪(Hf)或铪硼(HfB)形成。
[0022]第2层部分11b由从钼(Mo)、钨(W)及钽(Ta)中选择出的至少一种元素形成。即，第2层部分11b可以是钼(Mo)层，也可以是钨(W) 层，还可以是钽(Ta)。另外，第2层部分11b也可以是从钼(Mo)、钨 (W)及钽(Ta)中选择出的两种以上的元素的合金层。第2层部分11b 具有BCC(body cent本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁存储装置，具备层叠构造，该层叠构造包括：第1磁性层，具有固定的磁化方向；第2磁性层，具有可变的磁化方向；非磁性层，设置于所述第1磁性层与所述第2磁性层之间；钼层即Mo层，相对于所述第2磁性层设置于所述非磁性层的相反侧；及氧化物层，设置于所述第2磁性层与所述钼层即Mo层之间，含有选自稀土类元素、硅即Si及铝即Al的预定元素。2.根据权利要求1所述的磁存储装置，所述层叠构造还包括相对于所述钼层即Mo层设置于所述氧化物层的相反侧的钌层即Ru层。3.根据权利要求1所述的磁存储装置，所述第2磁性层含有铁即Fe。4.根据权利要求1所述的磁存储装置，所述第2磁性层含有铁即Fe、钴即Co及硼即B。5.根据权利要求1所述的磁存储装置，所述第1磁性层及所述第2磁性层具有垂直磁化。6.根据权利要求1所述的磁存储装置，所述层叠构造还包括第3磁性层，该第3磁性层相对于所述第1磁性层设置于所述非磁性层的相反侧并且消除从所述第1磁性层向所述第2磁性层施加的磁场。7.根据权利要求6所述的磁存储装置，所述第1磁性层和所述第3磁性层反铁磁性耦合。8.根据权利要求6所述的磁存储装置，所述层叠构造还包括缓冲层，该缓冲层相对于所述第3磁性层...

【专利技术属性】
技术研发人员：及川忠昭，李永珉，北川英二，矶田大河，郑求烈，郑镇源，
申请(专利权)人：SK海力士公司，
类型：发明
国别省市：