[发明专利]一种新型的磁隧穿结器件及其制造方法

权利要求书

1.一种磁隧穿结器件，包括具有多层结构的磁隧穿结，其特征在于：

所述磁隧穿结具有多层结构的第一部分，位于所述第一部分上的多层结构的第二部分，以及位于所述第一部分的一部分和第二部分的一部分之间的间隔物。

2.根据权利要求1所述的磁隧穿结器件，进一步包括：

第一电介质层，在所述第一电介质层中具有开口；

所述磁隧穿结位于所述开口中，并且具有杯形形状；

所述间隔物在所述杯形的磁隧穿结的侧壁部分上位于所述第一部分和第二部分之间。

3.根据权利要求2所述的磁隧穿结器件，其中所述间隔物与磁隧穿结的隧穿绝缘层邻接，并且位于所述隧穿绝缘层与底部电极之间。

4.根据权利要求2所述的磁隧穿结器件，其中所述间隔物与磁隧穿结的隧穿绝缘层邻接，并且位于所述隧穿绝缘层与顶部电极之间。

5.根据权利要求2所述的磁隧穿结器件，其中所述磁隧穿结的第一部分包括底部电极、第一磁性材料层，所述磁隧穿结的第二部分包括隧穿绝缘层、第二磁性材料层和顶部电极。

6.根据权利要求2所述的磁隧穿结器件，其中所述磁隧穿结的第一部分包括底部电极、第一磁性材料层和隧穿绝缘层，所述磁隧穿结的第二部分包括第二磁性材料层和顶部电极。

7.根据权利要求5或6所述的磁隧穿结器件，进一步包括位于所述底部电极和第一磁性材料层之间的反铁磁钉扎层。

8.根据权利要求2所述的磁隧穿结器件，其中所述磁隧穿结与所述开口是共形的。

9.根据权利要求8所述的磁隧穿结器件，其中所述磁隧穿结具有位于所述开口侧壁上的侧壁部分和位于所述开口底部的底部部分。

10.根据权利要求2-9中任意一项所述的磁隧穿结器件，其中所述杯形的MTJ是通过大马士革工艺形成在所述开口中的。

11.根据权利要求1所述的磁隧穿结器件，其中所述间隔物的厚度为MTJ的隧穿绝缘层厚度的约10倍至30倍。

12.根据权利要求1所述的磁隧穿结器件，其中所述间隔物的厚度为MTJ的隧穿绝缘层厚度的约15倍至20倍。

13.根据权利要求5或6所述的磁隧穿结器件，其中所述第一磁性材料层和第二磁性材料层是合成的反铁磁材料层。

14.根据权利要求5或6所述的磁隧穿结器件，其中所述第一磁性材料层和第二磁性材料层是单层的磁性材料层。

15.根据权利要求2-14中任意一项所述的磁隧穿结器件，还包括：

填充所述杯形磁隧穿结的第二电介质层；

在所述杯形的磁隧穿结中与磁隧穿结的顶部电极接触的电接触；

位于所述磁隧穿结上的金属层，所述金属层与所述电接触电连接。

16.一种制造磁隧穿结器件的方法，包括：

在完成的半导体器件上形成具有开口的第一电介质层；

在所述开口中形成多层结构的磁隧穿结的第一部分；

在所述第一部分的一部分上形成间隔物；

形成磁隧穿结的第二部分。

17.根据权利要求16的方法，其中利用大马士革工艺形成所述磁隧穿结，所述利用大马士革工艺形成磁隧穿结的步骤进一步包括：

在所述开口中顺序地沉积底部电极、第一磁性材料层，所述底部电极和第一磁性材料层构成磁隧穿结的第一部分；

所述磁隧穿结的第一部分的侧壁上形成间隔物；

顺序地沉积隧穿绝缘层、第二磁性材料层、顶部电极，所述隧穿绝缘层、第二磁性材料层和顶部电极构成磁隧穿结的第二部分。

18.根据权利要求16的方法，其中利用大马士革工艺形成所述磁隧穿结，所述利用大马士革工艺形成磁隧穿结的步骤进一步包括：

在所述开口中顺序地沉积底部电极、第一磁性材料层、隧穿绝缘层，所述底部电极、第一磁性材料层和隧穿绝缘层构成磁隧穿结的第一部分；

所述磁隧穿结的第一部分的侧壁上形成间隔物；

顺序地沉积第二磁性材料层、顶部电极，所述第二磁性材料层和顶部电极构成磁隧穿结的第二部分。

19.根据权利要求17或18的方法，还包括在所述底部电极和第一磁性材料层之间形成反铁磁钉扎层。