KR102361086B1 - 스핀 전달 토크 응용에 이용 가능한 희석된 자유막 자기 접합을 제공하는 시스템 및 그 방법 - Google Patents

스핀 전달 토크 응용에 이용 가능한 희석된 자유막 자기 접합을 제공하는 시스템 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

스핀 전달 토크 응용에 이용 가능한 희석된 자유막 자기 접합을 제공하는 시스템 및 그 방법이 제공된다. 상기 자기 접합은, 고정막(pinned layer), 비자성(nonmagnetic) 스페이서막, 및 자유막을 포함하되, 상기 자유막은 쓰기 전류가 자기 접합을 통해 흐를 때 복수의 안정적인 자기 상태(magnetic state) 사이에서 전환될 수 있고(switchable), 상기 비자성 스페이서막은 상기 고정막과 상기 자유막 사이에 배치되고, 상기 자유막은 자유막 평면 외 소자 에너지(free layer out-of-plane demagnetization energy) 보다 큰 자유막 수직 자기 이방성 에너지(free layer perpendicular magnetic anisotropy energy)를 갖고, 상기 자유막은 희석된 자기막(diluted magnetic layer)을 포함하되, 상기 희석된 자기막은 수직 자기 이방성 에너지와 평면 외 소자 에너지를 갖고, 상기 수직 자기 이방성 에너지는 상기 평면 외 소자 에너지보다 크고, 상기 희석된 자기막은 적어도 하나의 자성 물질과 적어도 하나의 비자성 물질을 포함하고, 상기 희석된 자기막은 상기 적어도 하나의 자성 물질에 대하여 적어도 80%의 교환 경도(exchange stiffness)를 갖는다.

Description

스핀 전달 토크 응용에 이용 가능한 희석된 자유막 자기 접합을 제공하는 시스템 및 그 방법{METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A DILUTED FREE LAYER MAGNETIC JUNCTION USABLE IN SPIN TRANSFER TORQUE APPLICATIONS}
본 발명은 스핀 전달 토크 응용에 이용 가능한 희석된 자유막 자기 접합을 제공하는 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
자기 메모리들, 특히 자기 랜덤 액세스 메모리(Magnetic Random Access Memory; MRAM)는 빠른 읽기/쓰기 속도, 탁월한 내구성, 비휘발성 및 동작 시 저소비전력으로 인해 관심이 증가되고 있다. MRAM은 자기 물질을 정보 저장 매체로 사용함으로써 정보를 저장할 수 있다. MRAM의 한 종류로 자기 전달 토크 랜덤 액세스 메모리(Spin Transfer Torque Random Access Memory; STT-MRAM)가 있다. STT-MRAM은 적어도 부분적으로 자기 접합을 통해 구동되는 전류에 의하여 기록되는 자기 접합을 이용한다. 자기 정션을 통해 스핀 편극 전류(spin polarized current)는 자기 접합의 자기 모멘트 상에 스핀 토크를 가한다. 결과적으로, 스핀 토크에 반응하는 자기 모멘트를 갖는 레이어는 원하는 상태로 전환될 수 있다.
예를 들어, 종래의 자기 터널링 접합(Magnetic Tunneling Junction, MTJ)은 종래의 STT-MRAM에 이용될 수 있다. 종래의 MTJ는 기판 상에 존재한다. 종래의 MTJ는 캡핑막과 종래의 반강자성(antiferromagnetic)을 포함할 수 있는 시드막을 이용한다. 종래의 MTJ는 종래의 고정막, 종래의 자유막 및 종래의 고정막과 자유막 사이에 배치되는 종래의 터널링 방지막을 포함한다. 종래의 MTJ 하부의 하부 컨택과 종래의 MTJ 상의 상부 컨택은 평면 수직 전류(Current-Perpendicular-to-Plane; CPP) 방향으로 종래의 MTJ를 흐르는 전류를 구동하는 것에 이용될 수 있다.
종래의 고정막과 종래의 자유막은 자성이다. 종래의 고정막의 자화(magnetization)은 특정한 방향으로 변하지 않거나, 고정된다. 종래의 자유막은 단일막이거나 다중막을 포함할 수 있다.
종래의 자유막의 자화를 전환하기 위하여, 전류가 MTJ를 통해 평면에 수직 방향으로 구동된다. 상부 컨택으로부터 하부 컨택으로 충분한 전류가 흐르면, 종래의 자유막의 자화는 종래의 고정막의 자화에 평행한 방향으로 전환될 수 있다. 하부 컨택으로부터 상부 컨택으로 충분한 전류가 흐르면, 자유막의 자화는 하부 고정막의 자화는 역평행(antiparallel)하도록 전환될 수 있다. 자기 구성(magnetic configuration)의 차이는 서로 다른 자기 저항(magnetoresistance)에 대응하고 따라서 종래의 MTJ의 서로 다른 논리적 상태(예를 들어 논리 “0”과 논리 “1”)에 대응한다.
다양한 응용 분야에서의 잠재성으로 인하여, 자기 메모리에 관한 연구가 진행되고 있다. STT-MRAM의 성능을 향상시키기 위한 메커니즘이 요구된다. 예를 들어, 스위칭 전류를 낮추면 더 쉽고 빠르게 스위칭을 가능하게 한다. 따라서, 스핀 전달 토크 기반 메모리의 성능을 향상시킬 수 있는 방법 및 시스템이 요구된다. 이하 기술되는 방법 및 시스템은 그러한 요구에 대하여 다룬다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 기판 상에 배치되고 자기 장치에 사용될 수 있는 자기 접합을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 기판 상에 배치되고 자기 장치에 사용될 수 있는 자기 접합을 포함하는 자기 메모리를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 기판 상에 배치되고 자기 장치에 사용될 수 있는 자기 접합의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 상에 배치되고 자기 장치에 사용될 수 있는 자기 접합은, 고정막(pinned layer), 비자성(nonmagnetic) 스페이서막, 및 자유막을 포함하되, 상기 자유막은 쓰기 전류가 자기 접합을 통해 흐를 때 복수의 안정적인 자기 상태(magnetic state) 사이에서 전환될 수 있고(switchable), 상기 비자성 스페이서막은 상기 고정막과 상기 자유막 사이에 배치되고, 상기 자유막은 자유막 평면 외 소자 에너지(free layer out-of-plane demagnetization energy) 보다 큰 자유막 수직 자기 이방성 에너지(free layer perpendicular magnetic anisotropy energy)를 갖고, 상기 자유막은 희석된 자기막(diluted magnetic layer)을 포함하되, 상기 희석된 자기막은 수직 자기 이방성 에너지와 평면 외 소자 에너지를 갖고, 상기 수직 자기 이방성 에너지는 상기 평면 외 소자 에너지보다 크고, 상기 희석된 자기막은 적어도 하나의 자성 물질과 적어도 하나의 비자성 물질을 포함하고, 상기 희석된 자기막은 상기 적어도 하나의 자성 물질에 대하여 적어도 80%의 교환 경도(exchange stiffness)를 갖는다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 적어도 하나의 자성 물질은 Fe를 포함하고, 상기 적어도 하나의 비자성 물질은 V, Mo Cr, Al, Ga, W, Sb, Ge 및 Sn 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 희석된 자기막은 Fe와, 10 원자 퍼센트 이상 25 원자 퍼센트 이하의 V, 0 원자 퍼센트 초과 5 원자 퍼센트 이하의 Mo, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Cr, 0 원자 퍼센트 초과 20 원자 퍼센트 이하의 Al, 0 원자 퍼센트 초과 20 원자 퍼센트 이하의 Ga, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 W, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Sb, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Ge, 및 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Sn 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 희석된 자기막은 Fe-X를 포함하되, 상기 X는 10 원자 퍼센트 이상 25 원자 퍼센트 이하의 V, 0 원자 퍼센트 초과 5 원자 퍼센트 이하의 Mo, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Cr, 0 원자 퍼센트 초과 20 원자 퍼센트 이하의 Al, 0 원자 퍼센트 초과 20 원자 퍼센트 이하의 Ga, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 W, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Sb, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Ge, 및 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Sn 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 자유막은 상기 희석된 자기막에 인접하는 적어도 하나의 CoFeB막과 적어도 하나의 Fe막 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 희석된 자기막은 Fe1 - tVt이고 상기 t는 0.1 이상 0.25 이하일 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 교환 경도는 Fe의 교환 경도의 적어도 90%일 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 자유막은 20 옹스트롬 이상 35 옹스트롬 이하일 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 희석된 자기막은 12 옹스트롬 이상 20 옹스트롬 이하의 두께의 희석된 자기막을 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 비자성 스페이서막은 MgO를 포함하고, 상기 자유막에 인접할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 부가적인 비자성 스페이서막으로, 상기 자유막은 상기 부가적인 비자성 스페이서막과 상기 비자성 스페이서막 사이에 배치되는 비자성 스페이서막, 및 부가적인 고정막으로, 상기 부가적인 비자성 스페이서막은 상기 부가적인 고정막과 상기 자유막 사이에 배치되는 부가적인 고정막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 상기 자유막은, 상기 희석된 자기막에 인접하는 적어도 하나의 확산 방지막을 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 상에 배치되는 자기 메모리는, 복수의 자기 스토리지 셀로, 상기 복수의 자기 스토리지 셀 각각은, 고정막, 비자성 스페이서막, 및 자유막을 포함하되, 상기 자유막은 쓰기 전류가 자기 접합을 통해 흐를 때 복수의 안정적인 자기 상태 사이에서 전환될 수 있고, 상기 비자성 스페이서막은 상기 고정막과 상기 자유막 사이에 배치되고, 상기 자유막은 자유막 수직 자기 이방성 에너지가 자유막 평면 외 소자 에너지보다 크고, 상기 자유막은 희석된 자기막을 포함하되, 상기 희석된 자기막은 수직 자기 이방성 에너지와 평면 외 소자 에너지를 갖고, 상기 수직 자기 이방성 에너지는 상기 평면 외 소자 에너지보다 크고, 상기 희석된 자기막은 적어도 하나의 자성 물질과 적어도 하나의 비자성 물질을 포함하고, 상기 희석된 자기막은 상기 적어도 하나의 자성 물질에 대하여 적어도 80%의 교환 경도를 갖는 적어도 하나의 자기 접합을 포함하는, 복수의 자기 스토리지 셀 및 상기 복수의 자기 스토리지 셀과 연결된 복수의 비트라인을 포함한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 기판 상에 배치되고 자기 장치에 사용 가능한 자기 접합의 제조 방법은 고정막을 제공하고, 비자서 스페이서막을 제공하고, 자유막을 제공하는 것을 포함하되, 상기 자유막은 쓰기 전류가 자기 접합을 통해 흐를 때 안정적인 자기 상태들 사이에서 전환될 수 있고, 상기 비자성 스페이서막은 상기 고정막과 상기 자유막 사이에 배치되고, 상기 자유막은 자유막 평면 외 소자 에너지보다 큰 자유막 수직 자기 이방성 에너지를 갖고, 상기 자유막은 희석된 자기막을 포함하되, 상기 희석된 자기막은 수직 자기 이방성 에너지와 평면 외 소자 에너지를 갖고, 상기 자유막을 제공하는 것은, 희석된 자기막을 제공하는 것을 포함하되, 상기 희석된 자기막은 수직 자기 이방성 에너지와 평면 외 소자 에너지를 갖고, 상기 수직 자기 이방성 에너지는 상기 평면 외 소자 에너지보다 크고, 상기 희석된 자기막은 적어도 하나의 자성 물질과 적어도 하나의 비자성 물질을 포함하고, 상기 희석된 자기막은 상기 적어도 하나의 자성 물질에 대하여 적어도 80%의 교환 경도를 갖는다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스핀 전달 토크를 이용하여 프로그램 가능하고 희석된(diluted) 자기막을 포함하는 자유막을 포함하는 자기 메모리와 같은 자기 장치에 사용될 수 있는 자기 접합을 도시한다
도 2는 스핀 전달 토크를 이용하여 프로그램 가능한 자기 메모리와 같은 자기 장치에서 사용 가능한 자유막의 예시적인 실시예를 도시한다.
도 3은 스핀 전달 토크를 이용하여 프로그램 가능한 자기 메모리와 같은 자기 장치에서 사용될 수 있는 자유막의 다른 예시적인 실시예를 도시한다.
도 4는 스핀 전달 토크를 이용하여 프로그램 가능한 자기 메모리와 같은 자기 장치에서 사용될 수 있는 자기 접합의 다른 예시적인 실시예를 도시한다.
도 5는 스핀 전달 토크를 이용하여 프로그램 가능한 자기 메모리와 같은 자기 장치에서 사용될 수 있는 자기 접합의 다른 예시적인 실시예를 도시한다.
도 6은 자기 장치에 사용 가능하고 자유막 내에 희석된 자기막을 포함하는 자기 접합을 위한 막(layer)을 제공하는 방법의 예시적인 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 7은 자기 장치에 사용될 수 있는 자기 접합을 위한 자유막을 제공하는 방법의 예시적인 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 8은 메모리 소자의 스토리지 셀에서 자기 접합을 이용하는 메모리의 예시적인 실시예를 설명한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 도면에서 표시된 구성요소의 크기 및 상대적인 크기는 설명의 명료성을 위해 과장된 것일 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자가 "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않은 것을 나타낸다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)" 또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자나 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자나 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자나 구성요소를 다른 소자나 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자나 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자나 구성요소 일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 발명의 실시예들은 자기 메모리와 같은 자기 장치에 이용될 수 있는 자기 접합 및 이러한 자기 접합을 사용하는 장치에 관한 것이다. 자기 메모리는 스핀 전달 토크 자기 랜덤 액세스 메모리(STT-MRAM)를 포함할 수 있고 비휘발성 메모리를 사용하는 전자 장치에 이용될 수 있다. 이러한 장치들은 셀룰러 폰, 스마트 폰, 테블릿, 랩탑 및 기타 포터블 또는 고정식 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 실시예들은 특정한 구성 요소를 갖는 특정한 자기 접합 및 자기 메모리의 맥락 속에서 설명된다. 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 실시예들이 일관되어 본 발명의 실시예와 일관되지 않는 다른 및/또는 추가적인 구성 요소 및/또는 다른 특징들을 포함하는 자기 접합과 자기 메모리를 이용하는 것을 쉽게 이해할 것이다.
본 발명의 방법 및 시스템은 또한 스핀 궤도 상호작용, 스핀 전달 현상, 자기 이방성(magnetic anisotropy) 및 다른 물리적 현상에 대한 현재의 이해를 맥락으로 설명되었다. 결과적으로, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 방법 및 시스템의 동작에 대한 이론적인 설명은 이러한 스핀 궤도 상호작용, 스핀 전달, 자기 이방성 및 다른 물리적 현상에 대한 현재 이해를 기초로 기술된다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 그러나, 본 명세서에서 기재된 방법 및 시스템은 특정한 물리적 설명에 의존적이지 않다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 기판과 특정한 관계를 갖는 구조를 맥락으로 본 발명의 방법 및 시스템이 설명된다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 그러나, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 방법 및 시스템이 다른 구조들과도 일관된다는 것을 쉽게 이해할 것이다. 또한, 본 발명의 방법 및 시스템은 합성 및/또는 단일의 특정한 막들의 맥락 속에서 설명된다. 그러나, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 막들이 다른 구조를 가질 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다.
게다가, 본 발명의 방법 및 시스템은 특정한 층들을 포함하는 자기 접합, 스핀 궤도 상호작용 액티브층 및/또는 다른 구조를 맥락으로 설명된다. 그러나, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 방법 및 시스템과 일관되지 않는 추가적인 및/또는 다른 층들을 포함하는 자기 접합, 스핀 궤도 상호작용 액티브층 및/또는 다른 구조가 이용될 수 있음을 쉽게 이해할 것이다.
또한, 특정한 구성 요소는 자성, 강자성(ferromagnetic) 또는 페리 자성(ferrimagnetic)으로 설명된다. 본 명세서에서 사용된 것과 같이, 자성(magnetic)은 강자성, 페리 자성 또는 기타 구조를 포함할 수 있다. 그러므로, 본 명세서에서 사용된 것과 같이, “자성”과 “강자성”은 강자성체(ferromagnet)와 페리 자성체(ferrimagnet)를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 본 발명의 방법 및 시스템은 단일 자기 접합의 맥락 속에서 설명된다. 그러나, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 방법 및 시스템이 복수의 자기 접합을 갖는 자기 메모리를 사용할 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용된 것과 같이, “평면 내(in-plane)”는 실질적으로 자기 접합의 하나 이상의 막들의 평면 내부에 있거나 평면과 평행한 것이다. 반대로, “수직(perpendicular)” 및 “평면에 수직(perpendicular-to-plane)”은 자기 접합의 하나 이상의 막에 실질적으로 수직인 방향에 해당한다.
본 발명의 실시예에 따른 방법 및 시스템은 또한 특정한 합금의 맥락 속에서 설명된다. 달리 명시되지 않는 한, 합금의 특정한 농도가 언급되지 않은 경우, 본 발명의 방법 및 시스템에서 벗어나지 않는 임의의 화학량론(stoichiometry)이 사용될 수 있다. 예를 들어, CoFeB 및 FeV는 본 발명에 기재된 화학량론적 범위 내에 있을 수 있는 코발트-철 보론 합금 및 철-바나듐 합금을 각각 지칭한다. 따라서 CoFeB 및 FeV의 사용은 합금이 등원자(equiatomic) 임을 나타내는 것을 의도하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 몇몇 실시예에 따른 스핀 전달 토크를 이용하여 프로그램 가능하고 희석된(diluted) 자기막을 포함하는 자유막을 포함하는 자기 메모리와 같은 자기 장치에 사용될 수 있는 자기 접합(100)을 도시한다. 명확성을 위하여, 도 1은 일정한 축척으로 도시되지 않았다. 자기 접합(100)은 자기 전달 토크 자기 랜덤 액세스 메모리(Spin Transfer Torque Magnetic Random Access Memory)와 같은 자기 장치에 사용될 수 있고, 따라서 다양한 전자 장치에 사용될 수 있다.
자기 접합(100)은 자기 모멘트(105)를 갖는 고정막(104), 비자성 스페이서막(106), 자기 모멘트(109)를 갖는 자유막(108), 임의의 부가적인 비자성 스페이서막(110), 및 자기 모멘트(113)를 갖는 임의의 부가적인 고정막(112)을 포함할 수 있다. 자기 접합(100)은 또한 하나 이상의 분극 향상막(Polarization Enhancement Layers; PELs, 103, 107, 111)을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 몇몇 실시예에서, 분극 향상막들(103, 107, 111)들의 일부 또는 전부는 생략되거나, 부가적인 분극 향상막이 사용될 수 있다. 임의의 시드막(102)과 캡핑막(114) 또한 도시된다. 하부 컨택 및 상부 컨택은 도시되지 않았으나 형성될 수 있다. 이와 유사하게, 다른 막들이 존재하나 간략함을 위해 도시되지 않을 수 있다.
도 1에서 도시된 것과 같이, 자기 접합(100)은 이중 자기 접합이다. 본 발명의 다른 몇몇 실시예에서, 비자성 스페이서막(110) 및 고정막(112)은 생략될 수 있다. 그러한 실시예에서, 자기 접합(100)은 하부 고정 자기 접합이다. 선택적으로, 고정막(104)과 비자성 스페이서막(106)이 생락될 수도 있다. 그러한 실시예에서, 자기 접합(100)은 상부 고정 자기 접합이다. 임의의 고정막(들)(미도시)은 고정막(104 및/또는 112)의 자화를 고정하기 위해 사용될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 임의의 고정막은 반강자성막 또는 교환-바이어스 상호작용(exchange-bias interaction)을 통해 자화를 고정시키는 다중막일 수 있다. 그러나, 본 발명의 다른 몇몇 실시예에서, 임의의 고정막이 생략되거나 다른 구조가 사용될 수도 있다.
도시된 실시예에서, 고정막(104, 112)의 각각의 자기 모멘트(105, 113)는 고정막(104, 112)의 자기 이방성에 의해 각각 고정된다. 자유막(108)과 고정막(104, 112)은 높은 수직 자기 이방성을 갖는다. 달리 말하면, 수직 자기 이방성 에너지는 막들(104, 108, 112)에 대한 평면 외(out-of-plane) 소자(demagnetization) 에너지를 초과한다. 이러한 구성은 각각 막들(104, 108, 112)의 자기 모멘트들(105, 109, 113)이 각각 높은 수직 자기 이방성을 가져 평면에 수직으로 안정적이도록 한다. 달리 말하면, 자유막(108)과 고정막(104, 112)의 자기 모멘트는 평면 외에서 안정하다.
자기 접합(100)은 또한 쓰기 전류가 자기 접합(100)을 통해 흐를 때 안정적인 자기 상태들 사이에서 전환되도록 구성된다. 그러므로, 자유막(109)은 쓰기 전류가 자기 접합(100)을 통해 평면 수직 전류 방향으로 구동될 때 스핀 전달 토크를 이용하여 전환 가능하다. 자유막(108)의 자기 모멘트(109)의 방향은 자기 접합(100)을 통해 읽기 전류가 흐를 때 읽어질 수 있다.
비자성 스페이서막(106, 110)은 터널링 배리어 막일 수 있다. 예를 들어, 비자성 스페이서막(106, 및/또는 110)은 결정질 MgO 터널링 방지막일 수 있다. 이러한 비자성 스페이서막(106, 110)은 자기 접합(100)의 터널 자기저항(Tunnel Magnetoresistance; TMR)을 향상시킬 수 있다. 비자성 스페이서막(106, 110)은 자유막(108)에 대한 시드막 및 캡핑막으로 작용하는 것으로 고려될 수 있다.
고정막(104 및/또는 112)은 고정막의 평면 외 소자 에너지보다 큰 수직 자기 이방성 에너지를 갖는다. 그러므로, 자기 모멘트(105, 113)는 평면에 수직으로 안정적이다. 본 발명의 다른 몇몇 실시예에서, 자기 모멘트(105 및/또는 113)은 평면 내 (in-plane)에서 안정적일 수 있다.
고정막(104, 112)은 단순한 단일막으로 도시된다. 그러나, 본 발명의 다른 몇몇 실시예에서, 고정막(104 및/또는 112)은 개재되는 비자성막에 의하여 서로 이격되는 Ru와 같은 합성 반강자성체(Synthetic Antiferromagnet; SAF) 일 수 있다. 또는, 고정막(104, 및/는 112)는 높은 수직 이방성(Hk) 다중막일 수 있다. 예를 들어, 고정막(104)은 Co/Pt 다중막일 수 있다. 다른 구조를 갖는 다른 고정막들이 사용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 다른 몇몇 실시예에서, 고정막(104, 및/또는 112)은 평면 내 자기 모멘트(105, 및/또는 113)를 가질 수 있다.
자유막(108)은 적어도 하나의 희석된(diluted) 자기막을 포함한다. 희석된 자기막은 하나 이상의 비자성 물질과 합금된 하나 이상의 자성 물질을 포함한다. 자성 물질은 비자성 물질에 의해 희석된다. 자성 물질이 비자성 물질과 합금되기 때문에, 희석된 자기막의 포화 자화(saturation magnetization)는 자성 물질의 포화 자화보다 작다. 이러한 자화 감소는 하나 이상의 요인에 기인할 수 있다. 자기 치환(substitutuional) 효과는 비자성 원자가 격자 내 자성 원자를 대체할 때 발생한다. 주어진 양의 물질에 소량의 자성 원자가 존재하기 때문에, 포화 자기 모멘트는 감소한다. 주어진 양의 물질의 부피는 합금 내에서 증가하거나 감소할 수 있다. 예를 들어, 큰 비자성 원자가 합금에 사용되면, 단위 셀 당 물질의 부피는 증가할 수 있다. 이는 포화 자화를 감소시킬 수 있다. 또한, 자성 원자의 유도된 자기 모멘트는 전자 상호 작용의 변화로 인해 감소할 수 있다. 그러므로, 다양한 이유로, 희석된 자기막의 포화 자화는 감소한다.
일반적으로, 이러한 자성 물질의 희석 및 포화 자화의 감소는 또한 자기막의 교환 경도(exchange stiffness)를 극적으로 감소시킨다. 그러나, 자유막(108)에서, 희석된 자기막의 교환 경도는 실질적으로 유지된다. 더욱 구체적으로, 희석된 자기막의 교환 경도는 자성 물질의 교환 경도의 적어도 80%이다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 희석된 자기막의 교환 경도는 자성 물질의 교환 경도의 적어도 90%이다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 희석된 자기막의 교환 경도는 자성 물질의 교환 경도의 적어도 95%이다. 비자성 물질의 일부 농도에서, 희석된 자기막의 교환 경도는 포화 자화의 감소에도 불구하고 자기 물질의 그것에 비하여 다르지 않거나 또는 증가한다.
일반적으로, 희석된 자기막의 퀴리 온도(Curie temperature)는 자성 물질의 퀴리 온도에 적어도 80%일 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 희석된 자기막의 퀴리 온도(Curie temperature)는 자성 물질의 퀴리 온도에 적어도 90%이다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 희석된 자기막의 퀴리 온도(Curie temperature)는 자성 물질의 퀴리 온도에 적어도 95%일 수 있다. 비자성 물질의 일부 농도에서, 희석된 자기막의 퀴리 온도는 자성 물질의 퀴리 온도와 다르지 않거나 또는 증가한다.
희석된 자기막은 그 평면 외 소자 에너지보다 더 큰 수직 자기 이방성 에너지를 갖는다. 그러므로, 희석된 자기막의 자화는 평면에 수직일 수 있다. 희석된 자기막의 포화 자화가 감소되므로, 희석된 자기막의 소자장(demagnetization field) 또한 감소된다. 결과적으로, 평면에 수직인 자기 모멘트를 유지하면서 희석된 자기막은 또한 더 두껍게 형성될 수 있다. 자유막(108)은 동일한 이유로 더 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들어, 자유막(108)은 20 옹스트롬 이상 35 옹스트롬 이하의 두께를 가질 수 있다. 이러한 자유막(108)의 경우에서, 희석된 자기막은 12 옹스트롬 이상 22 옹스트롬 이하의 두께를 가질 수 있다. 본 발명의 다른 몇몇 실시예에서, 희석된 자기막은 20 옹스트롬 이상 35 옹소트롬 이하의 두께를 가질 수 있다.
희석된 자기막에 사용될 수 있는 물질들의 예는, 합금 내 자성 물질로 Fe를 포함하고, 비자성 물질로 V, Mo, Cr, Al, Ga, W, Sb, Sn 중 적어도 하나를 포함한다. Fe와 이러한 비자성 물질의 합금은 Fe의 자기 모멘트의 희석을 야기하고, 따라서 감소된 포화 자화를 야기한다. 또한, 희석된 자기막은 일부 농도에 대하여 실질적으로 감소되지 않은 교환 경도를 가질 수 있다.
예를 들어, Fe를 포함하는 희석된 자기막은, 10 원자 퍼센트 이상 25 원자 퍼센트 이하의 V를 포함하고, 0 원자 퍼센트 초과 5 원자 퍼센트 이하의 Mo를 포함하고, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Cr를 포함하고, 0 원자 퍼센트 초과 20 원자 퍼센트 이하의 Al를 포함하고, 0 원자 퍼센트 초과 20 원자 퍼센트 이하의 Ga를 포함하고, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 W를 포함하고, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Sb를 포함하고, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Ge를 포함하고, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Sn을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 몇몇 실시예에서, 희석된 자기막은 FeX를 포함하되 X는 10 원자 퍼센트 이상 25 원자 퍼센트 이하의 V이고, 0 원자 퍼센트 초과 5 원자 퍼센트 이하의 Mo이고, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Cr이고, 0 원자 퍼센트 초과 20 원자 퍼센트 이하의 Al이고, 0 원자 퍼센트 초과 20 원자 퍼센트 이하의 Ga이고, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 W이고, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Sb이고, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Ge이거나, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Sn이다. 예를 들어, 희석된 자기막은 Fe1-tVt이고 t는 0.1 내지 0.25이다.
자유막(108)은 다른 막들을 포함하는 다중막일 수 있다. 예를 들어, 자유막(108)은 또한 희석된 자유막에 인접하는 CoFeB막 및/또는 Fe막을 포함할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, CoFeB는 10 원자 퍼센트 내지 60원자 퍼센트의 B(즉, CoxFeyBz, 여기서 x + y + z = 1 이고 z는 0.1 이상 0.6 이하)를 포함한다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, CoFeB는 15 원자 퍼센트 내지 45 원자 퍼센트의 B를 포함한다. 자유막(108)은 또한 복수의 희석된 자기막을 포함할 수 있다.
자유막(108)을 둘러싸는 막들은 자유막(108)과 희석된 자기막이 높은 수직 자기 이방성을 유지하는 것을 보조하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 시드막 및/또는 캡핑막은 수직 자기 이방성 에너지를 향상시키도록 한 벌의 물질로부터 선택된다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 이러한 시드막은 산화 마그네슘을 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 캡핑막은 산화 마그네슘막일 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 이중 자기 접합(100)에서, 비자성 스페이서막(106, 110)은 각각 결정질 MgO 터널링 방지막일 수 있다. 그러므로, 시드막 및 캡핑막은 각각 비자성 스페이서막(106, 110)에 각각 대응할 수 있고 MgO를 포함할 수 있다.
이러한 비자성 스페이서막(106, 110)은 터널링 자기 저항을 향상시킬 뿐만 아니라 자유막(108)의 수직 자기 이방성을 향상시키는 것에 도움을 줄 수 있다. 만약 막들(110, 112)이 생략된다면, 캡핑막(114)이 산화 마그네슘막을 포함할 수 있다. 만약 막들(104, 106)이 생략된다면, 시드막(102)이 산화 마그네슘을 포함할 수 있다. 시드막(102) 및 캡핑막(114)에 대하여 다른 물질들이 사용되어 자유막(108)의 수직 자기 이방성을 향상시킬 수 있다. 그러므로, 자유막 자기 모멘트(109)는 평면에 실질적으로 수직인 안정된 상태를 가질 수 있다.
희석된 자기막을 포함하는 자유막(108)을 포함하는 자기 접합(100)은 향상된 성능을 가질 수 있다. 자유막(108)은 희석된 자기 모멘트로 인하여 감소된 포화 자화를 가질 수 있다. 예를 들어, 1000 emu/cc 미만의 포화 자화(벌크 Fe의 포화 자화가 약 1800 emu/cc인 것과 비교할 때)가 얻어질 수 있다. V과 같은 몇몇 물질에서, 상술한 범위의 농도에서 현저하게 낮은 포화 자화가 얻어질 수 있다. 그러나, 교환 경도는 유지될 수 있다. 결과적으로 더욱 두꺼운 자유막(108)이 얻어질 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, Fe와 함께 V, Mo, Cr, Al, Ga, Sb, Ge 및/또는 Sn의 비자성 물질을 이용하는 것과 같이, 낮은 댐핑(damping)이 얻어질 수 있다. 결과적으로, 스위칭 전류가 감소될 수 있다. 스위칭 전류의 감소는 스위칭 속도와 같능 성능의 다른 요소들을 또한 향상시킬 수 있다. 따라서, 이러한 자유막(108)을 포함하는 자기 접합(100) 및 자기 장치의 성능이 개선될 수 있다.
도 2는 스핀 전달 토크를 이용하여 프로그램 가능한 자기 메모리와 같은 자기 장치에서 사용 가능한 자유막(120)의 예시적인 실시예를 도시한다. 명확성을 위하여, 도 2는 일정한 축척으로 도시되지 않는다. 자유막(120)은 자기 접합(100)의 자유막(108)으로 이용될 수 있다. 자유막(120)은 CoFeB 또는 Fe막(122), 희석된 자기막(124) 및 부가적인 Fe 또는 CoFeB막(126)을 포함한다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 막들(122 및/또는 126)은 생략될 수 있다. 그러나, 몇몇 경우에서는, 자유막(120)의 계면과 일치하는 희석된 자기막(1240)의 계면이 자유막(120)의 수직 자기 이방성을 감소시킬 수 있다. 이러한 경우에, 희석된 자기막(124)은 다른 자기막(122, 126)들에 의해 둘러싸이는 것이 요구된다. 시드막(131) 및 캡핑막(132) 또한 도시된다. 그러나, 이러한 막들(131, 132)은 자유막(120)의 일부로 간주되지 않는다.
희석된 자기막(124)은 상술한 것과 유사하다. 결과적으로, 희석된 자기막(124)은 낮은 포화 자화와, 실질적으로 보존된(preserved) 교환 경도를 가질 수 있고 더욱 두꺼울 수 있다. 그러므로, 희석된 자기막(124)의 교환 경도는 자성 물질(들)의 교환 경도의 적어도 80%이다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 희석된 자기막(124)의 교환 경도는 자성 물질(들)의 교환 경도의 적어도 90%이다. 비자성 물질의 일부 농도에 대하여, 희석된 자기막의 교환 경도는 자성 물질의 그것과 다르지 않거나 증가한다. 예를 들어, 희석된 자기막(124)이 Fe1 - 6Vt 막이고, t는 0.1 내지 0.1 이상 0.25 이하라면, 희석된 자기막(124)의 교환 경도는 적어도 Fe의 교환 경도와 같을 수 있다. 희석된 자기막(124)의 퀴리 온도는 이와 유사한 방식으로 변할 수 있다.
희석된 자기막(124)과 자유막(120) 각각은 평면 외 소자 에너지를 초과하는 수직 자기 이방성을 갖는다. 그러므로, 자유막 자기 모멘트(121)는 실질적으로 평면에 수직인 안정된 상태를 가질 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 자유막(120)의 높은 수직 자기 이방성은 적어도 부분적으로 막들(122, 126)에 기인할 수 있다. 이는 몇몇 희석된 자기막(124)은 MgO 터널링 방지막과 같은 특정한 다른 막과의 계면에서 감소된 수직 자기 이방성을 가질 수 있기 때문이다.
예를 들어, FeV의 희석된 자기막은 MgO와의 계면으로 인하여 감소된 수직 자기 이방성을 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 막들(122 및/또는 126)은 존재하는 것이 바람직한다. 이러한 막들은 희석된 자기막(124)의 수직 자기 이방성을 유지하는 것에 도움을 주고, 따라서 자유막(120)의 수작 자기 이방성을 유지하는 것에도 도움을 준다.
자유막(120)과 희석된 자기막(124)은 상술한 것과 같은 두께를 가질 수 있다. 그러므로, 본 발명의 몇몇 실시예에서, 희석된 자기막(124)의 두께는 평면에 수직인 자기 모멘트를 유지하면서 20 옹스트롬 이상 32옹스트롬 이하일 수 있다. 이와 유사하게, 자유막(120)은 평면에 수직인 자기 모멘트(121)를 유지하면서 20 옹스트롬 이상 35 옹스트롬 이하의 두께를 갖는다.
하부막(122)은 CoFeB 또는 Fe일 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시, 하부막(122)은 상술한 화학 양론을 갖는 CoFeB이다. 하부막(122)은 얇은 것이 바람직할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, CoFeB막 또는 Fe막(124)은 두께가 3옹스트롬 이상 10옹스트롬 이하이다. 이와 유사하게, 상부막(126)은 상술한 화학 양론을 갖는 Fe 또는 CoFeB일 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 상부막(126)이 Fe막인 반면 하부막(122)은 CoFeB막이다. 상부막(126) 또한 얇은 것이 바람직하다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 상부막(126)은 두께가 5옹스트롬 이하이다.
또한, 자유막(120)을 둘러싸는 막들은 막들(122, 124 및 126)과 자유막(120)이 높은 수직 자기 이방성을 유지하는 것을 돕도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 시드막(131)은 산화 마그네슘막을 포함할 수 있다. 이와 유사하게, 캡핑막(132)은 산화 마그네슘막을 포함할 수 있다. 다른 물질들이 자유막(120)의 수직 자기 이방성을 향상시키기 위해 사용될 수 있다. 선택된 물질들은 자기 접합의 형태(이중, 하부 고정(bottom pinned) 또는 상부 고정(top pinned))와 자유막(120)의 위치에 의존할 수 있다.
자유막(120)을 포함하는 자기 접합은 향상된 성능을 가질 수 있다. 자유막(120)은 희석된 자기막(124)의 낮은 자기 모멘트로 인한 감소된 포화 자화를 가질 수 있다. 그러나, 높은 수직 자기 이방성과 교환 경도는 유지될 수 있다. 희석된 자기막(124)은 또한 낮은 댐핑을 가질 수 있다. 결과적으로, 스위칭 전류가 감소될 수 있다. 수직 자기 이방성은 높게 유지될 수 있다. 그러므로, 이러한 자유막(120)을 포함하는 자기 접합 및 자기 장치가 개선될 수 있다.
도 3은 스핀 전달 토크를 이용하여 프로그램 가능한 자기 메모리와 같은 자기 장치에서 사용될 수 있는 자유막(120')의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 명확성을 위해, 도 3은 일정한 축척으로 도시되지 않는다. 자유막(120')은 자기 접합(100)의 자유막(108)으로 이용될 수 있다. 자유막(120')은 자유막(120)과 유사하다. 결과적으로, 유사한 구성 요소는 유사한 도면 부호로 도시된다. 자유막(120')은 임의의 CoFeB 또는 Fe막(122), 희석된 자기막(124) 및 임의의 Fe 또는 CoFeB막(126)을 포함한다. 시드막(131)과 캡핑막(132)과 각각 유사한 시드막(131')과 캡핑막(132')이 도시된다. 그러나, 이 막들(131', 132')은 자유막(120')의 일부로 간주되지는 않는다.
또한, 자유막(120')은 하나 이상의 임의의 확산 방지막(123 및/또는 125)을 포함할 수 있다. 확산 방지막(123, 125)은 희석된 자기막(124) 내에서 비자성 물질의 확산을 방지하는 것에 사용될 수 있다. 예를 들어, 확산 방지막(123, 125)은 FeV 희석된 자기막(124)으로부터 V의 확산을 감소 또는 방지하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 두 막들(123, 125) 모두가 사용된다. 예를 들어, 확산 방지막(123, 125)은 Si, Cr, Nb, Re, Ti, Mo, As, Ru, W, Pd 및 Ta 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 스핀 전달 토크를 이용하여 기록될 수 있는 능력인 수직 자기 이방성과 자유막(120')을 포함하는 자기 접합의 자기 저항이, 장치에서 사용될 때 충분한 수준으로 유지되도록 확산 방지막(123, 125)은 충분히 얇을 수 있다. 확산 방지막(123, 125)은 또한 희석된 자기막(124)의 비자성 물질이 자유막(120') 및 자기 접합의 나머지 부분에 악영향을 미치는 것을 방지하는데 효과적일 만큼 충분히 두껍다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 각각의 확산 방지막(123, 125)의 두께는 1 옹스트롬 이상 4 옹스트롬 이하일 수 있다.
자유막(120')을 포함하는 자기 접합은 향상된 성능을 가질 수 있다. 자유막(120')은 희석된 자기막(124)의 낮은 자기 모멘트로 인한 감소된 포화 자화를 가질 수 있다. 그러나, 높은 수직 자기 이방성과 교환 경도는 유지될 수 있다. 희석된 자기막(124)은 또한 낮은 댐핑을 가질 수 있다. 결과적으로, 자유막(120')을 포함하는 자기 접합과 자기 장치의 전류 스위칭 성능이 향상될 수 있다.
도 4는 스핀 전달 토크를 이용하여 프로그램 가능한 자기 메모리와 같은 자기 장치에서 사용될 수 있는 자기 접합(100')의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 명확성을 위해, 도 4는 일정한 축척으로 도시되지 않는다. 자기 접합(100')은 자기 접합(100)과 유사하다. 결과적으로, 유사한 구성 요소는 유사한 도면 부호로 도시된다. 자기 접합(100')은, 임의의 분극 향상막(103), 고정막(104), 임의의 분극 향상막(107), 비자성 스페이서막(106) 및 자유막(108)과 각각 유사한, 임의의 분극 향상막(103), 고정막(104), 임의의 분극 향상막(107), 비자성 스페이서막(106) 및 자유막(108')을 포함하는 하부 고정 자기 접합이다. 임의의 시드막(102) 및 캡핑막(114') 또한 도시된다.
자유막(108')은 희석된 자기막을 포함한다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 자유막(108')은 자유막(120 또는 120')일 수 있다. 자유막(108')의 수직 자기 이방성을 향상시키기 위하여, 비자성 스페이서막(106)은 결정질 MgO막인 것이 바람직하다. 그러므로, 비자성 스페이서막(106)은 또한 시드막(131/131')으로 기능한다. 이러한 결정질 MgO 터널링 방지막(106)은 또한 터널링 자기저항을 향상시킬 수 있고, 따라서 자기 접합(100')으로부터의 신호를 향상시킬 수 있다. 캡핑막(114')은 막들(132 및/또는 132')과 유사한 것이 바람직하다. 따라서, 캡핑막(114')은 산화 마그네슘막을 포함할 수 있다.
자기 접합(100')은 향상된 성능을 가질 수 있다. 자유막(108')은 희석된 자기막(124)의 낮은 자기 모멘트로 인한 감소된 포화 자화를 가질 수 있다. 그러나, 높은 수직 자기 이방성, 교환 경도 및 평면 외 자기 모멘트(109)는 유지될 수 있다. 자유막(108')은 또한 낮은 댐핑을 가질 수 있고 증가된 두께를 가질 수 있다. 결과적으로, 자기 접합(100')과 자기 접합(100')을 포함하는 자기 장치의 스위칭 성능이 향상될 수 있다.
도 5는 스핀 전달 토크를 이용하여 프로그램 가능한 자기 메모리와 같은 자기 장치에서 사용될 수 있는 자기 접합(100'')의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 명확성을 위해, 도 5는 일정한 축척으로 도시되지 않는다. 자기 접합(100'')은 자기 접합(100 및/또는 100')과 유사하다. 결과적으로, 유사한 구성 요소는 유사한 도면 부호로 도시된다. 자기 접합(100'')은, 자유막(108/108'), 비자성 스페이서막(110), 임의의 분극 향상막(111) 및 고정막(104)과 각각 유사한, 자유막(108'), 비자성 스페이서막(110), 임의의 분극 향상막(111) 및 고정막(112)을 포함하는 상부 고정 자기 접합이다. 임의의 시드막(102)과 캡핑막(114) 또한 도시된다.
자유막(108')은 희석된 자기막을 포함한다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 자유막(108')은 자유막(120 또는 120')일 수 있다. 자유막(108')의 수직 자기 이방성을 향상시키기 위하여, 비자성 스페이서막(110)은 결정질 MgO막인 것이 바람직하다. 그러므로, 비자성 스페이서막(110)은 또한 캡핑막(132/132')으로 기능한다. 이러한 결정질 MgO 터널링 방지막(110)은 또한 터널링 자기저항을 향상시킬 수 있고, 따라서 자기 접합(100'')으로부터의 신호를 향상시킬 수 있다. 시드막(102')은 막들(131 및/또는 131')과 유사할 필요가 있다. 따라서, 시드막(102')은 산화 마그네슘막을 포함할 수 있다.
자기 접합(100'')은 향상된 성능을 가질 수 있다. 자유막(108')은 희석된 자기막의 낮은 자기 모멘트로 인한 감소된 포화 자화를 가질 수 있다. 그러나, 높은 수직 자기 이방성, 교환 경도 및 평면 외 자기 모멘트(109)는 유지될 수 있다. 자유막(108')은 또한 낮은 댐핑을 가질 수 있고 증가된 두께를 가질 수 있다. 결과적으로, 자기 접합(100'')과 자기 접합(100'')을 포함하는 자기 장치의 스위칭 전류 성능이 향상될 수 있다.
다양한 특징들이 자기 접합(100, 100', 100'') 및 자유막(108, 108', 120, 120')에 관련하여 설명되었다. 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자는 이들 특징들이 도시되지는 않았지만 본 명세서에 설명된 장치 및 방법들과 모순되지 않는 방식으로 결합될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
도 6은 자기 장치에 사용 가능하고 자유막 내에 희석된 자기막을 포함하는 자기 접합을 위한 막(layer)을 제공하는 방법(200)의 예시적인 실시예를 설명하기 위한 순서도이다. 단순함을 위해, 몇몇의 단계는 생략되거나, 다른 순서로 수행되거나, 하부 단계를 포함하고/포함하거나 조합될 수 있다. 또한, 방법(200)은 자기 메모리를 형성하는 다른 단계가 수행된 이후에 시작한다. 방법(200)은 자기 접합(100, 100', 100'')과 관련하여 설명된다. 그러나, 방법(200)은 다른 자기 접합과 자유막들(120, 120' 및/또는 120'')을 형성하는 것에 사용될 수 있다. 또한, 복수의 자기 접합이 동시에 제조될 수 있다.
시드막(102)이 단계(202)를 통해 기판 상에 제공된다. 단계(202)는 고정막(104) 또는 자유막(108)을 위해 적절한 시드막을 증착하는 것을 포함할 수 있다. 만약 자기 접합(100 또는 100')이 형성된다면, 고정막(104)을 위한 시드막이 단계(202)에서 제공된다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 단계(203)를 통해 분극 향상막이 고정막(104)에 대하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 단계(203)는 CoFeB막을 증착하는 것을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 몇몇 실시예에서, 단계(203)는 생략될 수 있다.
고정막(104)이 단계(204)를 통하여 제공될 수 있다. 단계(204)는 이중 자기 접합(100) 전체가 형성되어야 하거나 또는 막들(102, 104)을 생략한 하부 고정 이중 접합(100')이 형성되어야 하는 경우 수행된다. 단계(204)는 높은 수직 자기 이방성을 갖는 다중막 구조를 제공할 수 있다. 따라서, 단계(204)에서 형성된 고정막(104)은 단순(단일)막이거나, 또는 다중막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 단계(204)에서 형성된 고정막은 Ru와 같은 비자성 박막이 반강자성적으로(antiferromagnetically) 또는 강자성적으로(ferromagnetically) 결합된 자기막을 포함하는 합성 반강자성체일 수 있다. 각각의 자기막은 또한 다중막을 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 단계(205)를 통해 또 다른 분극 향상막이 고정막(104) 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 단계(205)는 CoFeB막을 증착하는 것을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 몇몇 실시예에서, 단계(205)는 생략될 수 있다.
비자성 스페이서막(106)이 단계(206)를 통해 제공될 수 있다. 단계(206)는 이중 접합(100) 또는 하부 고정 자기 접합(100')이 형성되어야 하는 경우에 수행된다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 자기 접합에 대하여 결정질 MgO 터널링 방지막이 바람직할 수 있다. 단계(206)는예를 들어, RF(Radio Frequency) 스퍼터링을 이용한 MgO 증착을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 몇몇 실시예에서, 단계(206)에서 금속 Mg가 증착되고 산화되어 Mg의 천연 산화물을 제공할 수 있다. MgO 방지막/비자성 스페이서막(106)은 다른 방식으로 형성될 수 있다. 단계(206)는 이미 형성된 자기 접합의 일부를 어닐링하여 자기 접합의 향상된 TMR을 위하한 결정질 MgO 터널링 방지막을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 비자성 스페이서막(106)이 자유막(108/108')에 대하여 시드막으로 보여질 수 있기 대문에, 단계(206)는 시드막(131 및/또는 131')을 형성하는 것으로 보여질 수도 있다.
자유막(108/108')이 단계(208)를 통하여 제공된다. 단계(208)는 자유막(108)에 대하여 물질을 증착하는 것을 포함한다. 만약 단계(204) 및 단계(206)가 생략된다면, 자유막은 단계(208)에서 시드막 상에 증착될 수 있다. 이러한 몇몇 실시예에서, 상부 고정 자기 접합이 제조된다. 시드막은 자유막(108/108') 바람직한 결정 구조 및 자기 성질을 포함하는 다양한 목적을 위해 선택될 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들어, 자유막(108')은 결정질 MgO막과 같은 시드막(102') 상에 제공되어 자유막(108/108') 내의 수직 자기 이방성을 향상시킬 수 있다.
만약 이중 자기 접합 또는 하부 고정 자기 접합이 제조되는 경우, 자유막은 단계(206)에서 제공된 비자성 스페이서막 상에 형성될 수 있다. 단계(208)는 자유막(120, 120')을 제공하는 것으로도 보여질 수 있다. 따라서, 단계(208)는 막(124)과 같은 희석된 자기막을 포함하는 하나 이상의 막을 증착하는 것을 포함할 수 있다. 복수의 희석된 자기막 또한 형성될 수 있다. 막들(122 및/또는 126)과 같은 CoFeB막 및/또는 Fe막이 또한 제공될 수 있다.
단계(208)는 또한 제공된 막들을 자유막 물질을 증착하기 전에 냉각시키는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 증착된 자기 접합(100)의 일부가 단계(206) 이후 단계(208) 도중에 냉각될 수 있다. 이러한 냉각 단계는 증착된 자기 접합(100)의 일부를 상온 미만의 온도(섭씨 약 23도)의 냉각 챔버에 배치하는 것을 포함할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 냉각 챔버는 80K 이상 300K 이하의 온도를 가질 수 있다.
부가적인 비자성 스페이서막(110)이 단계(210)를 통해 제공될 수 있다. 단계(210)는 이중 자기 접합(100) 또는 상부 고정 자기 접합(100'')이 형성되는 것이 바람직한 경우에 수행된다. 만약 하부 고정 자기 접합이 바람직한 경우에는 단계(210)는 생략된다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 부가적인 결정질 MgO 터널링 방지막이 자기 접합에 바람직할 수 있다. 단계(210)는 따라서 단계(206)와 관련하여 상술한 것과 같이 수행될 수 있다. 이중 자기 접합에 대하여, 비자성 스페이서막(110)은 주(main) 터널링 방지막으로 간주될 수 있다. 따라서, 막(110)의 두께 및 결정성은 단계(210)에서 최적화될 수 있다
본 발명의 몇몇 실시예에서, 단계(211)에서 분극 향상막이 고정막(112)에 대하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 단계(211)는 CoFeB막을 증착하는 것을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 몇몇 실시예에서 단계(211)는 생략될 수 있다. 부가적인 고정막(112)이 단계(212)를 통하여 선택적으로 제공될 수 있다. 단계(212)는 자기 접합(100) 또는 상부 고정 자기 접합(100'')이 제조되는 것이 바람직한 경우에 수행될 수 있다. 만약 하부 고정 자기 접합(100')이 바람직한 경우에, 단계(212)는 생략될 수 있다. 단계(212)에서 형성된 고정막(112)은 단순(단일)막 또는 다중막을 포함할 수 있다. 예를 들어, 단계(212)에서 형성된 고정막은 합성 반강자성체(SAF)일 수 있다.
캡핑막(114)이 단계(214)를 통하여 제공될 수 있다. 하부 고정 자기 접합(100'')이 형성되는 경우에, 단계(214)는 산화 마그네슘막을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 단계(214)는 캡핑막(132, 132')을 제공하는 것으로 보여질 수 있다.
이어서 자기 접합(100)의 제조는 완료될 수 있다. 예를 들어, 자기 접합(100)의 가장자리가 정의될 수 있다. 이는 증착된 막들 상에 마스크를 제공하고 말들의 노출된 부분을 이온 밀링(ion milling)하는 것으로 달성될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 이온 밀링이 수행될 수 있다. 그러므로, 자기 접합(100)의 가장자리는 단계(202) 내지 단계(214)가 수행된 이후에 정의될 수 있다. 또는, 다양한 막들의 가장자리는 다른 때에 형성될 수 있다. 컨택 및 도전 라인과 같은 부가적인 구조 또한 자기 접합이 이용되는 장치를 위해 형성될 수 있다.
방법(200)을 이용하여, 자기 접합(100, 100' 및/또는 100'')이 형성될 수 있다. 자유막들(108, 108', 120, 120')이 형성될 수 있다. 결과적으로, 자유막을 포함하고 향상된 스위칭 특성을 갖는 자기 접합이 얻어질 수 있다.
도 7은 자기 장치에 사용될 수 있는 자기 접합을 위한 자유막을 제공하는 방법(220)의 예시적인 실시예를 설명하기 위한 순서도이다. 방법(220)은 자유막(120 및/또는 120')을 형성하는 것에 사용될 수 있다. 단순함을 위해, 몇몇의 단계는 생략되거나, 다른 순서로 수행되거나, 하부 단계를 포함하고/포함하거나 조합될 수 있다. 또한, 방법(220)은 자기 메모리를 형성하는 다른 단계가 수행된 이후에 시작한다. 방법(220)은 자유막(120, 120')과 관련하여 설명된다. 그러나, 방법(220)은 다른 자유막을 형성하는 것에 사용될 수 있다. 또한, 복수의 자유막이 동시에 제조될 수 있다.
단계(222)를 통해, 시드막(131/131')이 자유막(120)에 인접하거나 또는 자유막(120)과 계면을 공유하도록 제공된다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 단계(222)는 산화 마그네슘을 증착하는 것을 포함한다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 단계(222)에서 제공된 시드막은 형성되는 자기 접합의 비자성 스페이서막을 형성할 수 있다. 그러므로, 단계(222)는 엄밀하게는 자유막 형성의 일부가 아니다.
시드막은 단계(224)를 통해 상온 이하로 냉각될 수 있다. 단계(224)는 선택적이며 본 발명의 몇몇 실시예에서 생략될 수 있다. 단계(224)가 수행될 때, 자유막을 형성하게 되는 물질의 증착 이전에 완료된다.
CoFeB 또는 Fe 막(122)이 단계(226)를 통해 제공될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 단계(226)에서 형성된 막은 CoFeB이다. 단계(228)를 통해 확산 방지막(123)이 선택적으로 제공될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 단계(228)는 생략될 수 있다.
희석된 자기막(124)이 단계(230)를 통해 제공된다. 확산 방지막(125)은 단계(232)를 통해 선택적으로 제공될 수 있다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 단계(232)는 생략될 수 있다. 단계(228) 및/또는 단계(232)가 생략되면, 몇몇 희석된 자기 합금막(124)에 대하여, 후속 어닐링이 감소된 온도에서 수행될 수 있다. 예를 들어, FeV 희석된 자기막이 단계(230)에서 제공될 수 있다. 이러한 실시예에서, V의 확산을 감소 또는 방지하기 위하여 임의의 후속 어닐링이 V이 섭씨 300도에서 수행될 수 있다.
Fe 또는 CoFeB막(126)이 단계(234)를 통해 제공될 수 있다. 단계들(226, 228, 230, 232, 234) 모두는 자유막(120, 120') 중 적어도 하나를 제공하는 것으로 간주될 수 있다.
캡핑막(132, 132')이 단계(236)를 통해 제공된다. 단계(236)는 산화 마그네슘막을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 따라서 단계(236)는 엄밀하게는 자유막을 형성하는 단계가 아니다. 자유막(120, 12')의 제조는 단계(238)를 통하여 완료될 수 있다. 예를 들어, 자유막(120, 120')의 가장자리가 정의될 수 있다.
방법(220)을 이용하여, 자유막들(108, 108', 120 및/또는 120')이 제조될 수 있다. 결과적으로, 향상된 스위칭 특성을 갖는 자유막을 포함하는 자기 접합이 얻어질 수 있다.
도 8은 하나 이상의 자기 접합들(100, 100’, 및/또는 100’’) 및/또는 자유막(120 및/또는 120’)과 같은 자유막을 포함하는 다른 자기 접합을 이용할 수 있는 메모리(300)의 예시적인 실시예를 도시한다. 자기 메모리(300)는 읽기/쓰기 컬럼 선택 드라이버(column select driver)(302, 306)뿐만 아니라 워드 라인 선택 드라이버(word line select driver)(304)도 포함한다. 다른 구성 요소들도 제공될 수 있다는 것에 주목한다. 메모리(300)의 저장 영역은 자기 스토리지 셀들(310)을 포함한다. 각각의 자기 스토리지 셀(310)은 적어도 하나의 자기 접합(312), 적어도 하나의 선택 장치(314)를 포함한다. 본 발명의 몇몇 실시예에서, 선택 장치(314)는 트랜지스터이다. 자기 접합(312)은 자기 접합(100, 100’, 100’’) 및/또는 자유막 내에 희석된 자기막을 포함하는 다른 자기 접합 중 어느 하나일 수 있다. 비록 하나의 셀(310) 당 하나의 자기 접합(312)이 도시되었지만, 다른 실시예에서, 하나의 셀(310) 당 이와 다른 개수의 자기 접합(312)이 제공될 수도 있다. 그리하여, 자기 메모리(300)는 상술한 이점들을 얻을 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100, 100', 100'': 자기 접합 108, 108', 120, 120': 자유막
104, 112: 고정막 103, 107, 111: 분극 향상막
105, 109, 113: 자기 모멘트 106, 110: 비자성 스페이서막
114: 캡핑막 102, 131, 131': 시드막
124: 희석된 자기막

Claims (10)

  1. 고정막(pinned layer);
    비자성(nonmagnetic) 스페이서막; 및
    자유막을 포함하되,
    상기 자유막은 쓰기 전류가 자기 접합을 통해 흐를 때 복수의 안정적인 자기 상태(magnetic state) 사이에서 전환될 수 있고(switchable),
    상기 비자성 스페이서막은 상기 고정막과 상기 자유막 사이에 배치되고,
    상기 자유막은 자유막 평면 외 소자 에너지(free layer out-of-plane demagnetization energy) 보다 큰 자유막 수직 자기 이방성 에너지(free layer perpendicular magnetic anisotropy energy)를 갖고,
    상기 자유막은 희석된 자기막(diluted magnetic layer)을 포함하되, 상기 희석된 자기막은 수직 자기 이방성 에너지와 평면 외 소자 에너지를 갖고, 상기 수직 자기 이방성 에너지는 상기 평면 외 소자 에너지보다 크고,
    상기 희석된 자기막은 적어도 하나의 자성 물질과 적어도 하나의 비자성 물질을 포함하고,
    상기 희석된 자기막은 상기 적어도 하나의 자성 물질에 대하여 적어도 80%의 교환 경도(exchange stiffness)를 갖는, 기판 상에 배치되고 자기 장치에 사용될 수 있는 자기 접합.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 자성 물질은 Fe를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 비자성 물질은 V, Mo Cr, Al, Ga, W, Sb, Ge 및 Sn 중 적어도 하나를 포함하는, 기판 상에 배치되고 자기 장치에 사용될 수 있는 자기 접합.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 희석된 자기막은 Fe와,
    10 원자 퍼센트 이상 25 원자 퍼센트 이하의 V, 0 원자 퍼센트 초과 5 원자 퍼센트 이하의 Mo, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Cr, 0 원자 퍼센트 초과 20 원자 퍼센트 이하의 Al, 0 원자 퍼센트 초과 20 원자 퍼센트 이하의 Ga, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 W, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Sb, 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Ge, 및 0 원자 퍼센트 초과 10 원자 퍼센트 이하의 Sn 중 적어도 하나를 포함하는, 기판 상에 배치되고 자기 장치에 사용될 수 있는 자기 접합.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 희석된 자기막은 Fe1 - tVt이고 상기 t는 0.1 이상 0.25 이하인, 기판 상에 배치되고 자기 장치에 사용될 수 있는 자기 접합.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 교환 경도는 Fe의 교환 경도의 적어도 90%인, 기판 상에 배치되고 자기 장치에 사용될 수 있는 자기 접합.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 자유막은 20 옹스트롬 이상 35 옹스트롬 이하인, 기판 상에 배치되고 자기 장치에 사용될 수 있는 자기 접합.
  7. 제 1항에 있어서,
    부가적인 비자성 스페이서막으로, 상기 자유막은 상기 부가적인 비자성 스페이서막과 상기 비자성 스페이서막 사이에 배치되고; 및
    부가적인 고정막으로, 상기 부가적인 비자성 스페이서막은 상기 부가적인 고정막과 상기 자유막 사이에 배치되는 부가적인 고정막을 더 포함하는, 기판 상에 배치되고 자기 장치에 사용될 수 있는 자기 접합.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 자유막은, 상기 희석된 자기막에 인접하는 적어도 하나의 확산 방지막을 더 포함하는, 기판 상에 배치되고 자기 장치에 사용될 수 있는 자기 접합.
  9. 복수의 자기 스토리지 셀로, 상기 복수의 자기 스토리지 셀 각각은,
    고정막, 비자성 스페이서막, 및 자유막을 포함하되, 상기 자유막은 쓰기 전류가 자기 접합을 통해 흐를 때 복수의 안정적인 자기 상태 사이에서 전환될 수 있고, 상기 비자성 스페이서막은 상기 고정막과 상기 자유막 사이에 배치되고, 상기 자유막은 자유막 수직 자기 이방성 에너지가 자유막 평면 외 소자 에너지보다 크고, 상기 자유막은 희석된 자기막을 포함하되, 상기 희석된 자기막은 수직 자기 이방성 에너지와 평면 외 소자 에너지를 갖고, 상기 수직 자기 이방성 에너지는 상기 평면 외 소자 에너지보다 크고, 상기 희석된 자기막은 적어도 하나의 자성 물질과 적어도 하나의 비자성 물질을 포함하고, 상기 희석된 자기막은 상기 적어도 하나의 자성 물질에 대하여 적어도 80%의 교환 경도를 갖는 적어도 하나의 자기 접합을 포함하는, 복수의 자기 스토리지 셀; 및
    상기 복수의 자기 스토리지 셀과 연결된 복수의 비트라인을 포함하는, 기판 상에 배치되는 자기 메모리.
  10. 고정막을 제공하고,
    비자성 스페이서막을 제공하고,
    자유막을 제공하는 것을 포함하되, 상기 자유막은 쓰기 전류가 자기 접합을 통해 흐를 때 안정적인 자기 상태들 사이에서 전환될 수 있고, 상기 비자성 스페이서막은 상기 고정막과 상기 자유막 사이에 배치되고, 상기 자유막은 자유막 평면 외 소자 에너지보다 큰 자유막 수직 자기 이방성 에너지를 갖고,
    상기 자유막을 제공하는 것은,
    희석된 자기막을 제공하는 것을 더 포함하되, 상기 희석된 자기막은 수직 자기 이방성 에너지와 평면 외 소자 에너지를 갖고, 상기 수직 자기 이방성 에너지는 상기 평면 외 소자 에너지보다 크고, 상기 희석된 자기막은 적어도 하나의 자성 물질과 적어도 하나의 비자성 물질을 포함하고, 상기 희석된 자기막은 상기 적어도 하나의 자성 물질에 대하여 적어도 80%의 교환 경도를 갖는, 기판 상에 배치되고 자기 장치에 사용 가능한 자기 접합의 제조 방법.
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