[发明专利]磁性存储器件

说明书

公开了一种磁性存储器件，其包括依次堆叠在衬底上的被钉扎磁性图案和自由磁性图案、在被钉扎磁性图案和自由磁性图案之间的隧道势垒图案、在自由磁性图案上的顶电极、以及在自由磁性图案和顶电极之间的盖图案。盖图案包括下盖图案、在下盖图案和顶电极之间的上盖图案、在下盖图案和上盖图案之间的第一非磁性图案、以及在第一非磁性图案和上盖图案之间的第二非磁性图案。下盖图案和上盖图案中的每个包括非磁性金属。第一非磁性图案和第二非磁性图案包括彼此不同的金属。

技术领域

本发明构思涉及包括磁隧道结的磁性存储器件。

背景技术

随着电子产品趋向于高速和/或低功耗，对于结合在电子产品中的半导体存储器件，越来越需要高速和低操作电压。为了满足上述需要，已开发了磁性存储器件作为半导体存储器件。因为磁性存储器件以高速操作并具有非易失性特性，所以它们作为下一代半导体存储器件已引起了相当大的关注。

一般，磁性存储器件可以包括磁隧道结(MTJ)图案。磁隧道结图案包括两个磁性结构和插置在其间的绝缘层。磁隧道结图案的电阻取决于两个磁性结构的磁化方向而变化。例如，当两个磁性结构的磁化方向反平行时，磁隧道结图案具有高电阻，当两个磁性结构的磁化方向平行时，磁隧道结图案具有低电阻。磁性存储器件可以使用磁隧道结的高电阻和低电阻之间的电阻差异来写入和读取数据。

随着电子工业的显著进步，对磁性存储器件的高集成和/或低功耗的需求不断增加。因此，已经进行了许多研究来满足这些需求。

发明内容

本发明构思的一些示例实施方式提供了具有改善的电特性的磁性存储器件。

本发明构思的一些示例实施方式提供了具有改善的磁特性的磁性存储器件。

根据本发明构思的一些示例实施方式，一种磁性存储器件可以包括：依次堆叠在衬底上的被钉扎磁性图案和自由磁性图案；在被钉扎磁性图案和自由磁性图案之间的隧道势垒图案；在自由磁性图案上的顶电极；以及在自由磁性图案和顶电极之间的盖图案。盖图案可以包括：下盖图案；在下盖图案和顶电极之间的上盖图案；在下盖图案和上盖图案之间的第一非磁性图案；以及在第一非磁性图案和上盖图案之间的第二非磁性图案。下盖图案和上盖图案中的每个可以包括非磁性金属。第一非磁性图案和第二非磁性图案可以包括彼此不同的金属。

根据本发明构思的一些示例实施方式，一种磁性存储器件可以包括：在衬底上的顶电极；在衬底和顶电极之间的磁隧道结图案；在衬底和磁隧道结图案之间的底电极；以及在磁隧道结图案的侧表面上的保护层。磁隧道结图案可以包括：隧道势垒图案；在隧道势垒图案和顶电极之间的自由磁性图案；以及在自由磁性图案和顶电极之间的盖图案。盖图案可以包括：第一非磁性图案；以及在第一非磁性图案和顶电极之间的第二非磁性图案。第一非磁性图案可以包括第一金属。第二非磁性图案可以包括不同于第一金属的第二金属。保护层可以包括金属氧化物，该金属氧化物包含选自第一金属和第二金属的至少一种。

附图说明

图1示出了显示根据本发明构思的一些示例实施方式的磁性存储器件的单位存储单元的电路图。

图2示出了显示根据本发明构思的一些示例实施方式的磁性存储器件的截面图。

图3示出了显示图2的部分A的放大图。

图4示出了显示根据本发明构思的一些示例实施方式的磁性存储器件的截面图。

图5示出了显示根据本发明构思的一些示例实施方式的磁性存储器件的平面图。

图6示出了沿着图5的线I-I'截取的截面图。

图7示出了显示图6的部分B的放大图。

图8、图9和图11示出了沿着图5的线I-I'截取的截面图，其显示了根据本发明构思的一些示例实施方式的制造磁性存储器件的方法。

图10示出了显示图9的部分C的放大图。