[发明专利]在自旋轨道矩电极和自由层之间具有用于改进性能的插入层的自旋轨道矩器件在审
| 申请号： | 201910451081.X | 申请日： | 2019-05-28 |
| 公开（公告）号： | CN110660901A | 公开（公告）日： | 2020-01-07 |
| 发明（设计）人： | A·史密斯;I·扬;K·奥乌兹;S·马尼帕特鲁尼;C·维甘德;K·奥布莱恩;T·拉赫曼;N·萨托;B·布福德;T·戈萨维 | 申请（专利权）人： | 英特尔公司 |
| 主分类号： | H01L43/06 | 分类号： | H01L43/06;H01L43/08;H01L43/10;H01L43/14;H01L43/04;H01L27/22 |
| 代理公司： | 72002 永新专利商标代理有限公司 | 代理人： | 林金朝;王英 |
| 地址： | 美国加*** | 国省代码： | 美国;US |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 插入层 自由磁性层 存储器件 垂直磁各向异性 计算平台 热稳定性 电极 自旋 垂直 轨道 | ||
1.一种垂直自旋轨道矩(pSOT)器件，包括：
第一电极层；
在所述第一电极层上的主要为钨的层；
磁性结，包括在所述主要为钨的层上的自由磁性材料层；以及
在所述自由磁性材料层上方的第二电极层。
2.根据权利要求1所述的pSOT器件，其中，所述主要为钨的层的钨按重量计不小于99％，并且所述主要为钨的层具有不小于0.05nm的膜厚度。
3.根据权利要求2所述的pSOT器件，其中，所述膜厚度不大于2nm。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的pSOT器件，其中，所述主要为钨的层在所述第一电极层和所述自由磁性材料层之间具有第一膜厚度，并且在所述第一电极层上方且在所述自由磁性材料层外部具有第二膜厚度，其中，所述第一膜厚度大于所述第二膜厚度。
5.根据权利要求4所述的pSOT器件，其中，所述第一膜厚度不小于0.5nm，并且第二膜厚度小于0.5nm。
6.根据权利要求1所述的pSOT器件，其中，所述主要为钨的层位于所述第一电极层和所述自由磁性材料层之间，并且不存在于所述自由磁性材料层外部的所述第一电极层上方。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的pSOT器件，其中，所述第一电极层包括Ta、Pt、Hf、O、Co、Ir或Mn中的至少一种。
8.根据权利要求1-6中任一项所述的pSOT器件，其中，所述第一电极层包括β相钽，并且所述主要为钨的层在所述电极层和所述自由磁性材料层之间具有不小于0.05nm且不大于1nm的膜厚度。
9.根据权利要求1所述的pSOT器件，其中，所述磁性结还包括固定磁性材料层以及在所述自由磁性材料层和所述固定磁性材料层之间的隧道势垒层，所述自由磁性材料层和所述固定磁性材料层各自包括Co、Fe和B，所述隧道势垒层包含Mg和O，并且所述主要为钨的层所包括的钨按重量计不小于99％，并且所述主要为钨的层在所述第一电极层和所述自由磁性材料层之间具有不小于0.05nm且不大于2nm的膜厚度。
10.根据权利要求9所述的pSOT器件，还包括：
在所述固定磁性材料层和所述第二电极层之间的合成反铁磁(SAF)结构。
11.一种装置，包括：
衬底上方的晶体管，所述晶体管包括漏极触点、源极触点和栅极触点；以及
垂直自旋轨道矩(pSOT)器件，耦合到所述漏极触点，所述pSOT器件包括：
第一电极层；
在所述第一电极层上的主要为钨的层；
磁性结，包括在所述主要为钨的层上的自由磁性材料层；以及
第二电极层，在所述自由磁性材料层上方，其中，所述第二电极层与所述漏极触点电耦合。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述主要为钨的层的钨按重量计不小于99％，并且所述主要为钨的层在所述第一电极层和所述自由磁性材料层之间具有不小于0.05nm且不大于1nm的膜厚度。
13.根据权利要求11或12所述的装置，其中，所述主要为钨的层在所述第一电极层和所述自由磁性材料层之间具有第一膜厚度，并且在所述第一电极层上方且在所述自由磁性材料层外部具有第二膜厚度，其中，所述第一膜厚度大于所述第二膜厚度。
14.根据权利要求11或12所述的装置，其中，所述主要为钨的层位于所述第一电极层和所述自由磁性材料层之间，并且不存在于所述自由磁性材料层外部的所述第一电极层上方。
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