[发明专利]双磁穿隧接面与其形成方法

权利要求书

1.一种双磁穿隧接面，包括：

(a)第一固定铁磁层，位于基板之上；

(b)第一穿隧阻障层，形成于所述第一固定铁磁层之上，且所述第一穿隧阻障层具有第一电阻与表面积乘积,所述第一穿隧阻障层具有多个导电通道；

(c)自由层，接触所述第一穿隧阻障层的顶面，且所述自由层具有磁化方向，所述磁化方向与所述基板正交排列；

(d)第二穿隧阻障层，邻接所述自由层的顶面，且所述第二穿隧阻障层具有第二电阻与表面积乘积，所述第二电阻与表面积乘积大于所述第一电阻与表面积乘积；

(e)第二固定铁磁层，形成于所述第二穿隧阻障层之上，其中所述第二固定铁磁层具有磁化方向，所述磁化方向与所述基板正交排列且反平行于所述第一固定铁磁层的磁化方向；以及

(f)氧化物覆盖层，接触所述第二固定铁磁层的顶面，且所述氧化物覆盖层具有电阻与表面积乘积，所述电阻与表面积乘积小于所述第二电阻与表面积乘积。

2.如权利要求1所述的双磁穿隧接面，其中所述第一穿隧阻障层和所述第二穿隧阻障层包括金属氧化物或金属氮氧化物，金属是选自Mg、Ti、Al、Zn、Zr、Hf和Ta中的一种或多种，或者所述第一穿隧阻障层和所述第二穿隧阻障层是两种或多种前述金属氧化物或金属氮氧化物的叠层。

3.如权利要求1所述的双磁穿隧接面，其中所述第一穿隧阻障层和所述氧化物覆盖层各自具有比所述第二穿隧阻障层更小的厚度和更低的氧化态的其中之一或其中之二。

4.如权利要求1所述的双磁穿隧接面，其中所述第一穿隧阻障层和所述氧化物覆盖层其中之一或其中之二包括金属氧化物或金属氮氧化物基质，所述金属氧化物或金属氮氧化物基质中形成多个导电通道。

5.如权利要求4所述的双磁穿隧接面，其中所述多个导电通道包括选自Pt、Au、Ag、Mg、Al、Ca、Sr、Ba、Sc、Y、La、Co、Fe、B、Mn、Ru、Rh、Ir、Ni、Pd、Zn、Cu、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、Os及W中的一种或多种的金属或合金。

6.如权利要求1所述的双磁穿隧接面，更包括形成于所述氧化物覆盖层的硬遮罩。

7.如权利要求1所述的双磁穿隧接面，其中所述氧化物覆盖层是掺杂的金属氧化物层，金属是Mg、Al、Ti、Ta、Fe、Co、B及Ru中的一种或多种，掺杂物是N、S、Se、P、C、Te、As、Sb、Bi、Si、Pt、Au、Ir、W或Mo中的一种，所述掺杂物含量为100ppm至20原子百分率，其在掺杂的所述氧化物覆盖层的能带间隙中产生导电状态。

8.如权利要求1所述的双磁穿隧接面，其中所述基板包括存储装置中的底电极，所述存储装置是磁性随机存取存储器或自旋转矩磁性随机存取存储器。

9.如权利要求1所述的双磁穿隧接面，还包括金属氧化物Hk增强层，所述金属氧化物Hk增强层邻接所述第一固定铁磁层的底面，并且具有小于所述第二电阻与表面积乘积的电阻与表面积乘积。

10.如权利要求1所述的双磁穿隧接面，其中所述第二固定铁磁层包括具有硼的下层，所述下层是Co、Fe和Ni中的一种或多种或其合金，其具有体心立方晶体结构以与所述第二穿隧阻障层形成晶格匹配。

11.如权利要求1所述的双磁穿隧接面，其中所述氧化物覆盖层包括金属氧化物或金属氮氧化物，金属是Mg、Al、Ta、Ti、Fe、Co、B及Ru中的一种或多种。