[发明专利]磁存储器件及制造方法

权利要求书

1.一种存储器件，包括：

底部电极；

顶部电极；以及

在所述底部电极与所述顶部电极之间的磁隧道结(MTJ)，所述MTJ包括：

固定磁体；

自由磁体结构，包括：

第一自由磁体；以及

与所述第一自由磁体相邻的第二自由磁体，其中，所述第一自由磁体的靠近与所述第二自由磁体的界面的至少一部分包括过渡金属；以及

在所述固定磁体和所述自由磁体结构之间的隧道势垒。

2.根据权利要求1所述的存储器件，其中，所述过渡金属包括钨、铪、钽或钼中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的存储器件，还包括在所述第一自由磁体和所述第二自由磁体之间的耦合层，其中，所述耦合层是间断的，具有不大于0.1nm的厚度并且包括所述过渡金属。

4.根据权利要求1到3中的任一项所述的存储器件，其中，所述第一自由磁体的至少一部分在所述耦合层的至少一个间断中与所述第二自由磁体直接接触。

5.根据权利要求1所述的存储器件，其中，所述第一自由磁体具有第一垂直磁各向异性，并且所述第二自由磁体具有第二垂直磁各向异性。

6.根据权利要求5所述的存储器件，其中，所述第一垂直磁各向异性大于所述第二垂直磁各向异性。

7.根据权利要求1所述的存储器件，其中，所述第一自由磁体的厚度大于所述第二自由磁体的厚度，并且其中，所述自由磁体结构具有小于3nm的组合总厚度。

8.根据权利要求1所述的存储器件，其中，所述第一自由磁体包括钴、铁和硼，并且所述第二自由磁体包括钴、铁和硼。

9.根据权利要求1所述的存储器件，还包括在所述自由磁体结构和所述顶部电极之间的覆盖层，所述覆盖层包括金属和氧，并且其中，所述覆盖层位于所述自由磁体结构的与所述隧道势垒相对的侧上。

10.根据权利要求9所述的存储器件，其中，所述覆盖层具有至少1.5nm的厚度。

11.一种制造存储器件的方法，包括：

形成底部电极层；

在所述底部电极层上形成材料层叠体，所述形成包括：

在所述底部电极层上方形成固定磁性层；

在所述固定磁性层上形成隧道势垒层；

在所述隧道势垒层上形成第一自由磁性层；

在所述第一自由磁性层上形成耦合层，其中，所述耦合层包括过渡金属并且具有不大于0.1nm的厚度；以及

在所述耦合层上形成第二自由磁性层；

在所述材料层叠体上形成顶部电极；以及

蚀刻所述材料层叠体以形成存储器件。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，形成所述耦合层包括沉积钨、铪、钽或钼中的至少一种。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，沉积所述耦合层包括溅射沉积所述耦合层。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，溅射沉积所述耦合层将所述过渡金属与所述第一自由磁性层的至少上部中的组分混合。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，溅射沉积0.1nm耦合层在所述耦合层中形成间断。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，形成所述第二自由磁性层包括溅射沉积CoFeB。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，溅射沉积将所述CoFeB与耦合层的所述过渡金属混合。