[发明专利]磁器件

说明书

磁器件包括自由层；钉扎层；隧道势垒，设置在自由层和钉扎层之间；极化增强层，设置在隧道势垒和钉扎层之间；以及阻挡层，设置在极化增强层和钉扎层之间，其中阻挡层包括第一扩散陷阱层和设置在第一扩散陷阱层上的第二扩散陷阱层。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年7月12日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0088052的优先权，该申请的公开内容通过引用全部并入本文中。

技术领域

本发明构思涉及一种磁器件，并且更具体地，涉及一种包括具有垂直磁各向异性(PMA)的磁隧道结(MTJ)的磁器件。

背景技术

已经对使用磁隧道结(MTJ)的磁阻性质的电子设备进行了大量研究。特别地，由于高度集成的磁随机存取存储器(MRAM)器件具有精细大小的MTJ单元，所以自旋转移力矩(STT)-MRAM已经受到关注，因为电流被直接施加到MTJ单元，这引起磁化反转并通过STT的物理现象来存储信息。高度集成的STT-MRAM器件提供了快速切换和低电流操作，但是需要在包括MTJ结构的磁层中具有足够的垂直磁各向异性 (PMA)水平。

发明内容

本发明构思提供了一种磁器件，其可以基于优异的耐热特性在高温下保持稳定的垂直磁各向异性(PMA)，可以执行低电流操作的读和写操作，并且可以确保高隧穿磁阻比(TMR)。

根据本发明构思的一个方面，磁器件可以包括自由层；钉扎层；隧道势垒，设置在自由层和钉扎层之间；极化增强层，设置在隧道势垒和钉扎层之间；以及阻挡层，设置在极化增强层和钉扎层之间，其中阻挡层可以包括第一扩散陷阱层和设置在第一扩散陷阱层上的第二扩散陷阱层。

根据本发明构思的另一方面，一种磁器件可以包括：自由层；钉扎层；隧道势垒，设置在自由层和钉扎层之间；极化增强层，设置在隧道势垒和钉扎层之间；以及阻挡层，设置在极化增强层和钉扎层之间，其中阻挡层可以包括过渡金属和磁性材料的混合物。

根据本发明构思的一个方面，磁存储器件可以包括具有第一表面和第二表面的钉扎磁层；阻挡层，位于钉扎磁层的第一表面上，其中阻挡层可以包括第一扩散陷阱层和设置在第一扩散陷阱层上的第二扩散陷阱层；极化增强层，位于阻挡层上；以及隧道势垒层，位于极化增强层上。

附图说明

根据以下结合附图进行的详细描述，将更清楚地理解本发明构思的实施例，在附图中：

图1描绘了根据本发明构思的实施例的磁器件的示意图示；

图2A至图2D描绘了根据本发明构思的示例性实施例的可被包含在MTJ结构中的磁结的横截面图；

图3描绘了根据本发明构思的实施例的可被包括在MTJ结构中的磁结的横截面图；

图4描绘了根据本发明构思的实施例的可被包括在MTJ结构中的磁结的横截面图；

图5A至图5K描绘了用于顺序地描述根据本发明构思的实施例的制造磁器件的方法的横截面图。

具体实施方式

图1描绘了根据本发明构思的实施例的磁器件10的示意图示。更具体地，图1描绘了形成为自旋转移力矩磁阻随机存取存储器 (STT-MRAM)器件的磁器件10的存储器单元20。

存储器单元20可以包括磁隧道结(MTJ)结构30和单元晶体管 CT。单元晶体管CT的栅极可以连接到字线WL。单元晶体管CT的一个电极可以通过MTJ结构30连接到位线BL。单元晶体管CT的另一电极可以连接到源极线SL。