[发明专利]具有增强稳定性的垂直自旋转移扭矩存储器（pSTTM）器件及其形成方法

权利要求书

1.一种用于pSTTM器件的材料层堆叠，所述材料层堆叠包括：

磁隧道结（MTJ），所述磁隧道结包括固定磁性层、设置在所述固定磁性层上方的隧道势垒和设置在所述隧道势垒上的自由磁性层；

设置在所述自由磁性层上的氧化物层；

设置在所述氧化物层上的保护层；以及

直接设置在所述保护层上的导电覆盖层，所述导电覆盖层具有低氧亲和力。

2.如权利要求1所述的材料层堆叠，其中所述导电覆盖层从由钼和钌组成的组中选择。

3.如权利要求1所述的材料层堆叠，其中所述导电覆盖层包括具有的氧亲和力低于钽的氧亲和力的金属。

4.如权利要求1所述的材料层堆叠，其中所述导电覆盖层从由锇、铱、铂、铼和金组成的高度亲铁的元素组中选择。

5.如权利要求1所述的材料层堆叠，其中所述导电覆盖层具有的厚度在1.5nm-5.0nm之间。

6.如权利要求1所述的材料层堆叠，其中所述保护层包括钴和铁。

7.如权利要求6所述的材料层堆叠，其中所述保护层还包括硼。

8.如权利要求1所述的材料层堆叠，其中所述保护层具有的厚度在0.3nm-1.5nm之间。

9.如权利要求1所述的材料层堆叠，其中所述保护层不是磁性的。

10.如权利要求1所述的材料层堆叠，其中所述氧化物层的导电性是所述隧道势垒的大约10-1000倍。

11.如权利要求1所述的材料层堆叠，其中所述氧化物层具有的厚度在0.3nm-1.5nm之间。

12.一种用于pSTTM器件的材料层堆叠，所述材料层堆叠包括：

磁隧道结（MTJ），所述MTJ包括：

固定磁性层；

设置在所述固定磁性层上方的隧道势垒；

设置在所述隧道势垒上的第一自由磁性层；

设置在所述第一自由磁性层上方的耦合层；

设置在所述耦合层上的第二自由磁性层；

设置在所述第二自由磁性层上的氧化物层；

设置在所述氧化物层上的保护层；

直接设置在所述保护层上的导电覆盖层，所述导电覆盖层具有低氧亲和力；

设置在所述MTJ下方的底部电极层；以及

设置在所述覆盖层上方的顶部电极层。

13.如权利要求12所述的材料层堆叠，其中所述导电覆盖层从由钼、钌组成的组中选择。

14.如权利要求12所述的材料层堆叠，其中所述导电覆盖层具有的厚度在1.5nm-5.0nm之间。

15.如权利要求12所述的材料层堆叠，其中所述保护层包括钴、硼和铁。

16.如权利要求12所述的材料层堆叠，其中所述保护层具有的厚度在0.3nm-1.5nm之间。

17.如权利要求12所述的材料层堆叠，其中所述氧化物层具有的厚度小于所述隧道势垒的厚度。

18.如权利要求12所述的材料层堆叠，其中所述顶部电极是与所述覆盖层的所述材料不同的材料。

19.如权利要求12所述的材料层堆叠，其中合成反铁磁性层设置在所述固定层与所述底部电极层之间。