[发明专利]磁性存储装置

说明书

本发明一些实施例提供磁性存储装置。磁性存储装置包括底电极，与第一合成反铁磁层，其包括第一钉扎层与第二钉扎层位于底电极上。第一钉扎层与第二钉扎层具有相反的磁化方向且隔有第一间隔物层。磁性存储装置亦包括参考层，位于第一对钉扎层上；以及自由层，位于参考层上并与参考层隔有穿隧阻障层。磁性存储装置还包括第二合成反铁磁层，其包括第三钉扎层与第四钉扎层于自由层上，且第三钉扎层与第四钉扎层具有相反的磁化方向且隔有第二间隔物层。

技术领域

本发明实施例关于半导体装置，更特别关于磁性存储装置。

背景技术

许多现今的电子中置含有电子存储器，比如硬盘或随机存取存储器。电子存储器可为挥发性存储器或非易失性存储器。非易失性存储器在无电源的情况下可存储数据，而挥发性存储器在电源关闭时会失去其数据存储器的内容。包括穿隧接面的磁性存储装置可用于硬盘及/或随机存取存储器，其为下一世代存储器解决方案的有力候选。

发明内容

本发明一实施例提供的磁性存储装置，包括：底电极；第一合成反铁磁层，包括第一钉扎层与第二钉扎层位于底电极上，第一钉扎层与第二钉扎层具有相反的磁化方向且隔有第一间隔物层，且第二钉扎层比第一钉扎层靠近底电极；参考层，位于第一合成反铁磁层上；自由层，位于参考层上，并与参考层隔有穿隧阻障层；以及第二合成反铁磁层，包括第三钉扎层与第四钉扎层于自由层上，第三钉扎层与第四钉扎层具有相反的磁化方向且隔有第二间隔物层，且第三钉扎层比第四钉扎层靠近该自由层。

本发明一实施例提供的磁性存储装置，包括：自由层；参考层，位于自由层的第一侧上，并与自由层隔有穿隧阻障层；以及平衡的合成反铁磁层，位于与第一侧相对的自由层的第二侧上，且平衡的合成反铁磁层包括磁化方向相反且隔有间隔物层的一对钉扎层。

本发明一实施例提供的集成电路，包括：半导体基板；内连线结构，位于半导体基板上并包括彼此堆叠的多个介电层与金属层，其中金属层包括下侧金属层与位于下侧金属层上的上侧金属层；磁阻随机存取存储器，配置于上侧金属层上并包括：底电极，位于下侧金属层上并电性接触下侧金属层；顶电极，位于上侧金属层下并电性接触上侧金属层；自由层与参考层，堆叠于底电极与顶电极之间并隔有穿隧阻障层；第一钉扎层，位于与自由层相对的参考层的一侧上；以及平衡的合成反铁磁层，位于与参考层相对的自由层的第二侧上，且平衡的合成反铁磁层包括磁化方向相反且隔有间隔物层的一对钉扎层。

附图说明

图1是一些实施例中，含有磁穿隧接面堆叠的磁性存储装置的剖视图，且磁穿隧接面堆叠包括平衡的合成反铁磁层。

图2是一些实施例中，图1的磁穿隧接面堆叠的细节剖视图。

图3是一些其他实施例中，包括平衡的合成反铁磁层的磁穿隧接面堆叠的剖视图。

图4A是一些其他实施例中，包括平衡的合成反铁磁层的磁穿隧接面堆叠的剖视图。

图4B是一些其他实施例中，包括平衡的合成反铁磁层的磁穿隧接面堆叠的剖视图。

图5A是一些其他实施例中，包括平衡的合成反铁磁层的磁穿隧接面堆叠的剖视图。

图5B是一些其他实施例中，包括平衡的合成反铁磁层的磁穿隧接面堆叠的剖视图。

图6是一些实施例中，包括磁穿隧接面堆叠的磁阻随机存取存储器的剖视图，且磁穿隧接面堆叠具有平衡的合成反铁磁层。

图7是图6的磁阻随机存取存储器沿着图6中的切线的上视图。

图8是一些实施例中，形成含有平衡的合成反铁磁层的磁穿隧接面堆叠的方法的流程图。

图9是磁穿隧接面堆叠的平衡的合成反铁磁层的厚度设计的等高线图。

其中，附图标记说明如下：

BL 位元线