TW201631814A - 磁單元結構及其製造方法 - Google Patents
磁單元結構及其製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201631814A TW201631814A TW104139568A TW104139568A TW201631814A TW 201631814 A TW201631814 A TW 201631814A TW 104139568 A TW104139568 A TW 104139568A TW 104139568 A TW104139568 A TW 104139568A TW 201631814 A TW201631814 A TW 201631814A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- magnetic
- platinum
- seed material
- region
- seed
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/10—Magnetoresistive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/80—Constructional details
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/161—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect details concerning the memory cell structure, e.g. the layers of the ferromagnetic memory cell
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/01—Manufacture or treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/80—Constructional details
- H10N50/85—Magnetic active materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B61/00—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices
- H10B61/20—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having three or more electrodes, e.g. transistors
- H10B61/22—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having three or more electrodes, e.g. transistors of the field-effect transistor [FET] type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
本發明揭示一種磁單元結構,其包括包含鉭、鉑及釕之一晶種材料。該晶種材料包括上覆一鉭部分之一鉑部分及上覆該鉑部分之一釕部分。該磁單元結構包括上覆該晶種材料之一磁區、上覆該磁區之一絕緣材料及上覆該絕緣材料之另一磁區。本發明亦揭示包含該磁單元結構之半導體裝置、形成該磁單元結構及該等半導體裝置之方法。
Description
本申請案主張2014年12月2日申請之標題為「MAGNETIC CELL STRUCTURES,AND METHODS OF FABRICATION」之美國專利申請案第14/558,367號之申請日期之權利。
本文中揭示之實施例係關於包含磁區之磁單元結構。更特定言之,本文中揭示之實施例係關於包含展現改良磁性質之晶種材料及磁結構之半導體結構及磁單元結構、相關聯磁單元結構且係關於形成此等半導體結構及磁單元結構之方法。
磁性隨機存取記憶體(MRAM)係基於磁阻之一非揮發性電腦記憶體技術。一種類型之MRAM單元係自旋扭矩轉移MRAM(STT-MRAM)單元,其包含藉由一基板支撐之一磁單元核心。磁單元核心包含至少兩個磁區,例如,一「固定區」及一「自由區」,在該兩個磁區之間具有一非磁區。自由區及固定區可展現相對於該等區之寬度水平定向(「平面內」)或垂直定向(「平面外」)之磁定向。固定區包含具有一實質上固定磁定向(例如,正常操作期間的一不可切換磁定向)之一磁材料。另一方面,自由區包含具有可在單元之操作期間在一「平行」組態與一「反平行」組態之間切換之一磁定向之一磁材料。在平行組
態中,固定區及自由區之磁定向指向相同方向(例如,分別指向北方及北方、東方及東方、南方及南方或西方及西方)。在反平行組態中,固定區及自由區之磁定向指向相反方向(例如,分別指向北方及南方、東方及西方、南方及北方或西方及東方)。在平行組態中,STT-MRAM單元展現跨磁阻元件(例如,固定區及自由區)之一較低電阻。此低電阻狀態可定義為STT-MRAM單元之一「0」邏輯狀態。在反平行組態中,STT-MRAM單元展現跨磁阻元件之一較高電阻。此高電阻狀態可定義為STT-MRAM單元之一「1」邏輯狀態。
可藉由使一程式化電流通過磁單元核心及其中之固定區及自由區而完成自由區之磁定向之切換。固定區使程式化電流之電子自旋極化,且隨著自旋極化電流通過核心而產生扭矩。自旋極化電子電流將扭矩施加於自由區上。當通過核心之自旋極化電子電流之扭矩大於自由區之一臨界切換電流密度(Jc)時,切換自由區之磁定向之方向。因此,程式化電流可用於更改跨磁區之電阻。跨磁阻元件之所得高電阻或低電阻狀態實現STT-MRAM單元之讀取及寫入操作。在切換自由區之磁定向以達成與一所要邏輯狀態相關聯之平行組態或反平行組態之後,通常期望在一「儲存」階段期間維持自由區之磁定向直至STT-MRAM單元被重寫入至一不同組態(即,至一不同邏輯狀態)。
然而,自固定區發射之一磁偶極場之存在可損害在STT-MRAM單元之操作期間對稱地切換自由區之磁定向之能力。已致力於消除歸因於來自一雜散磁偶極場之干擾之切換之負面效應。舉例而言,包含一合成反鐵磁體(包含藉由一耦合材料分開之一上磁區及一下磁區)之磁材料可減小雜散磁偶極場之負面效應。上磁區及下磁區之各者可包含藉由一傳導材料彼此分開之磁材料。耦合材料經配製及定位以提供相鄰磁材料之一反平行耦合。目標係歸因於各自磁定向之相反方向而藉由由下區發射之一磁偶極抵消由上區發射之一磁偶極場。然而,上
區與下區之間的磁耦合可展現鐵磁耦合與反鐵磁耦合之間的振盪行為。此外,在習知合成反鐵磁體中,上磁區之生長可受限於耦合材料之類型及厚度,而可藉由可包含鉭及釕之一下伏習知晶種材料判定下磁區之磁特性(例如,PMA、磁滯等等)。舉例而言,定位成比其他磁區距晶種材料更遠之磁區(例如,遠離晶種材料之磁區)可展現不同於其他磁區及晶種材料之一結晶結構,此可導致包含磁區之磁單元結構展現結構缺陷及減小的PMA。
將耦合材料耦合至上磁材料及下磁材料之努力包含退火耦合材料及上磁材料及下磁材料。然而,雖然退火可改良磁材料之晶體結構且改良磁材料與耦合材料之間的黏著性,但退火可減小磁材料之磁性質(例如,磁異向性(「MA」)及垂直磁異向性(「PMA」))。退火亦可影響磁材料與耦合材料之間的耦合強度,此可影響反鐵磁性及/或經耦合磁結構之反鐵磁性。舉例而言,退火可更改磁材料之晶體定向且可產生可干擾記憶體單元之讀取及寫入操作之平面內或平面外磁矩。因此,退火可減小磁材料之PMA且可產生干擾併入磁材料之一磁單元結構之操作之平面外磁偶極矩。
100‧‧‧磁單元結構
101‧‧‧磁單元核心
101’‧‧‧磁單元核心
102‧‧‧基板
104‧‧‧下電極
105‧‧‧磁結構
106‧‧‧下中間區
108‧‧‧非晶材料
110‧‧‧晶種材料
112‧‧‧鉭部分
114‧‧‧鉑部分
116‧‧‧釕部分
117‧‧‧磁材料
119‧‧‧傳導材料
120‧‧‧人造超晶格(「ASL」)結構
120’‧‧‧人造超晶格結構
121‧‧‧箭頭
122‧‧‧耦合材料
122’‧‧‧耦合材料
124‧‧‧人造超晶格結構
124’‧‧‧人造超晶格結構
126‧‧‧覆蓋材料
126’‧‧‧覆蓋材料
128‧‧‧絕緣區
128’‧‧‧絕緣區
130‧‧‧固定區
130’‧‧‧固定區
132‧‧‧自由區
132’‧‧‧自由區
133‧‧‧箭頭
134‧‧‧上中間區
136‧‧‧上電極
150‧‧‧磁單元結構
200‧‧‧磁單元結構
201‧‧‧磁單元核心
202‧‧‧基板
204‧‧‧下電極材料
206‧‧‧下中間區材料
208‧‧‧非晶材料
210‧‧‧晶種材料
212‧‧‧鉭材料
214‧‧‧鉑材料
216‧‧‧釕材料
220‧‧‧人造超晶格結構材料
221‧‧‧箭頭
222‧‧‧耦合材料
224‧‧‧人造超晶格材料
226‧‧‧覆蓋材料
228‧‧‧絕緣材料
230‧‧‧固定區材料
232‧‧‧自由區材料
233‧‧‧箭頭
234‧‧‧上中間區材料
236‧‧‧上電極材料
500‧‧‧STT-MRAM系統
502‧‧‧磁單元核心
503‧‧‧存取電晶體
504‧‧‧資料/感測線
505‧‧‧存取線
506‧‧‧源極線
507‧‧‧讀取/寫入電路
508‧‧‧位元線參考
509‧‧‧感測放大器
512‧‧‧周邊裝置
514‧‧‧STT-MRAM單元
圖1A係形成於一晶種材料上方之一磁材料之一簡化橫截面視圖;圖1B係包含一磁材料與一傳導材料之交替部分之一磁材料之一簡化橫截面視圖;圖2係根據本發明之一實施例之包含晶種材料之一磁單元結構之一簡化橫截面視圖;圖3係根據本發明之另一實施例之包含晶種材料之一磁單元結構之一簡化橫截面視圖;圖4A至圖4D係圖解說明用於形成圖2之磁單元結構之一方法之一
實施例之不同程序階段之簡化橫截面視圖;圖5係根據本發明之一實施例之包含具有一磁單元結構之一記憶體單元之一STT-MRAM系統之一示意圖;圖6係比較包含含鉑晶種材料之一磁結構相較於包含一習知晶種材料之一磁結構之異向性場(即,Hk)之一平面內循環圖;圖7係在300℃退火圖2之磁單元結構及包含一習知晶種材料之一磁單元結構之各者之後比較該等結構之磁性質之一平面外循環圖;圖8A係在300℃退火圖2之磁單元結構及包含一習知晶種材料之一磁單元結構之各者接著在360℃退火該等結構之各者之後比較該等結構之磁性質之一平面外循環圖;圖8B係在300℃退火圖2之磁單元結構及包含一習知晶種材料之一磁單元結構之各者接著在360℃退火該等結構之各者之後比較該等結構之磁性質之一平面內循環圖;圖9A係比較生長在一結晶基板上方之一磁單元結構之磁性質與生長在一非晶基板上方之一磁單元結構之磁性質之一平面外循環圖;及圖9B係當生長在一結晶基板上方之一磁單元結構及生長在一非晶基板上方之一磁單元結構之各者包含基板與晶種材料之間的一非晶材料時比較該等磁單元結構之磁性質之一平面外循環圖。
包含於本文中之圖解不旨在係任何特定系統或半導體結構之實際視圖,而僅係經採用以描述在本文中描述之實施例之理想化表示。圖之間共同的元件及特徵可保持相同元件符號。
以下描述提供諸如材料類型、材料厚度及處理條件之特定細節,以便提供在本文中描述之實施例之一全面描述。然而,一般技術者將理解,可在不採用此等特定細節之情況下實踐本文中揭示之實施例。實際上,可結合在半導體行業中採用之習知製造技術實踐實施
例。另外,本文中提供之描述並不形成用於製造半導體結構、磁單元結構或記憶體單元之一完整程序流程,且下文描述之半導體結構、磁單元結構及記憶體單元並不形成一完整半導體結構、磁單元結構或記憶體單元。在下文僅詳細描述理解本文中描述之實施例所需之該等程序動作及結構。可藉由習知技術執行形成一完整半導體結構及包含半導體結構之一記憶體單元之額外動作。
根據一些實施例,一磁記憶體單元結構可包含一晶種材料上方之一或多個磁區。晶種材料可影響上覆晶種材料之磁區之一晶體結構及一磁定向。晶種材料可經配製及組態以展現類似於上覆晶種材料之磁區之一結晶結構。晶種材料可包含三種材料(諸如鉭、鉑及釕)且可在本文中被稱為一「含鉑晶種材料」。本發明之鉭、鉑及釕可形成晶種材料之相異部分。包含本發明之晶種材料之磁單元結構可展現相較於包含習知晶種材料之磁單元結構之一改良磁異向性(例如,一改良PMA)。包含含鉑晶種材料之磁單元結構亦可在高於約300℃之溫度下退火之後展現改良黏著性而不展現磁性質之一降級(例如,一減小PMA或一平面內磁矩之一增大)。磁單元結構及包含具有含鉑晶種材料之磁記憶體單元結構之記憶體單元可因此展現相較於具有僅包含兩種材料(例如,鉭及釕)之習知晶種材料之磁單元結構之改良磁性質及切換特性。
圖1A圖解說明一磁結構105,其包含上覆可形成一磁記憶體單元結構之一部分之一晶種材料110之一人造超晶格(「ASL」)結構120。晶種材料110可包含一鉭部分112、一鉑部分114及一釕部分116。人造超晶格結構120可直接上覆及接觸晶種材料110。釕部分116之晶體結構及定向可實質上類似於人造超晶格結構120之晶體結構。
晶種材料110可包含一個以上部分,諸如鉭部分112、鉑部分114及釕部分116。鉭部分112可上覆一磁記憶體單元之一基板(未展示)或
另一部分。鉑部分114可直接上覆及接觸鉭部分112且釕部分116可直接上覆及接觸鉑部分114。鉑部分114可安置於鉭部分112與釕部分116之間且可直接接觸鉭部分112及釕部分116之各者。鉭部分112、鉑部分114及釕部分116之各者可為相異材料且可與相鄰部分形成一界面。鉭部分112可包含介於約九十原子百分比與約一百原子百分比之間的鉭,鉑部分114可包含介於約九十原子百分比與約一百原子百分比之間的鉑,且釕部分116可包含介於約九十原子百分比與約一百原子百分比之間的釕。
鉭部分112可具有介於約20Å與約40Å之間(諸如介於約20Å與約25Å之間、介於約25Å與約35Å之間或介於約35Å與約40Å之間)的一厚度。在一些實施例中,鉭部分112具有約30Å之一厚度。鉑部分114可具有介於約10Å與約1,000Å之間(諸如介於約10Å與約50Å之間、介於約50Å與約100Å之間、介於約100Å與約200Å之間、介於約200Å與約300Å之間、介於約300Å與約500Å之間或介於約500Å與約1,000Å之間)的一厚度。在一些實施例中,鉑部分114具有約50Å之一厚度。釕部分116可具有介於約35Å與約65Å之間(諸如介於約35Å與約45Å之間、介於約45Å與約55Å之間或介於約55Å與約65Å之間)的一厚度。在一些實施例中,釕部分116具有約50Å之一厚度。在一些實施例中,鉭部分112之厚度可為約30Å,鉑部分114之厚度可為約50Å,且釕部分之厚度可為約50Å。
晶種材料110可由濺鍍沈積形成,諸如藉由磁控濺鍍(例如,高功率脈衝磁控濺鍍(HIPIMS)、DC磁控濺鍍等等)、離子束濺鍍或其他物理氣相沈積(PVD)方法。晶種材料110亦可由原子層沈積(ALD)、化學氣相沈積(CVD)、電漿增強化學氣相沈積(PECVD)、低壓化學氣相沈積(LPCVD)或其他膜沈積程序之至少一者形成。晶種材料110可藉由在一基底材料(未展示)上方形成鉭部分112而形成。鉑部分114可形成
於鉭部分112上方且與鉭部分112直接接觸。釕部分116可形成於鉑部分114上方且與鉑部分114直接接觸。可在室溫下形成晶種材料110之鉭部分112、鉑部分114及釕部分116之各者。
參考圖1B,人造超晶格結構120可包含一磁材料117與一傳導材料119之交替部分。傳導材料119可在相鄰磁材料117之間。傳導材料119可使磁材料117能夠展現一垂直異向性(即,一垂直磁定向)。磁材料117可包含鈷及鐵之至少一者。傳導材料119可包含鉑、鈀、銥及鎳之至少一者。在一些實施例中,磁材料117包含鈷且傳導材料119包含鉑、鈀、鎳及銥之至少一者。儘管圖1B描繪在人造超晶格結構120中磁材料117之六個區及傳導材料119之六個區,但人造超晶格結構120不限於此且可包含磁材料117與傳導材料119之任何數目個(例如,一個、兩個、三個、四個或五個)交替區。
磁材料117可具有約一個單層之一厚度。藉由實例且非限制性,磁材料117可具有介於約1.0Å與約6.0Å之間(諸如介於約1.0Å與約2.0Å之間、介於約2.0Å與約3.0Å之間、介於約3.0Å與約4.0Å之間或介於約4.0Å與約6.0Å之間)的一厚度。在一些實施例中,磁材料117具有約2.4Å之一厚度。傳導材料119可具有約一個單層之一厚度。藉由實例且非限制性,傳導材料119可具有介於約1.2Å與約2.0Å之間(諸如介於約1.2Å與約1.6Å之間或介於約1.6Å與約2.0Å之間)的一厚度。在一些實施例中,傳導材料119具有約1.6Å之一厚度。
在一些實施例中,人造超晶格結構120之傳導材料119之一區可直接上覆及接觸晶種材料110。舉例而言,傳導材料119之一區可直接上覆及接觸晶種材料110之釕部分116。在其他實施例中,磁材料117之一區可直接上覆及接觸晶種材料110。
可藉由將晶種材料110曝露至退火條件(例如,藉由移除晶種材料110之一晶粒結構中之缺陷)來改良晶種材料110之一晶體結構。退火
圖1A之磁結構105亦可增大人造超晶格結構120之磁材料117與傳導材料119之間的一耦合強度(例如,黏著性)。可藉由將晶種材料110及人造超晶格結構120曝露至介於約300℃與約500℃之間的一溫度達約1分鐘(1min.)至約一小時(1hr.)之間而不損壞人造超晶格結構120或相鄰於晶種材料110之任何其他材料來退火晶種材料110及人造超晶格結構120。在一些實施例中,可在大於約300℃之一溫度下退火晶種材料110及人造超晶格結構120達約一小時。在其他實施例中,在約400℃之一溫度下退火晶種材料110及人造超晶格結構120達約十五分鐘與約三十分鐘之間。在又其他實施例中,在300℃退火晶種材料110及人造超晶格結構120達約一小時或在約360℃之一溫度下退火達約一小時。可在一真空中執行退火。晶種材料110及人造超晶格結構120可展現相較於包含習知晶種材料(諸如僅包含鉭及釕之晶種材料)之記憶體單元之一改良PMA及MA。舉例而言,包含晶種材料110及人造超晶格結構120之圖1A之結構與形成於一習知晶種材料上方之一磁材料相比可較不易於更改其磁定向。
因此,本發明揭示一種磁單元結構。磁單元結構包括上覆一基板之一鉭部分、上覆鉭部分之一鉑部分及上覆鉑部分之一釕部分及晶種材料上方之一磁區。
因此,本發明揭示一種形成一磁單元結構之方法。該方法包括:在一基板上方形成包括鉭、鉑及釕之一晶種材料,形成晶種材料包括在基板上方形成鉭,在鉭上方形成鉑,在鉑上方形成釕;且進一步包括在晶種材料上方形成一磁材料。
參考圖2,圖解說明根據一些實施例之包含一晶種材料110之一磁單元結構100。磁單元結構100包含在一基板102上方之一磁單元核心101。磁單元核心101可安置於一上電極136與一下電極104之間。磁單元核心101可包含一磁區及另一磁區,例如,分別係一「固定區」130
及一「自由區」132。一絕緣區128可安置於固定區130與自由區132之間。
基板102可包含其上形成有諸如記憶體單元內之組件之組件之一基底材料或其他構造。基板102可為一半導體基板、一支撐基板上之一基底半導體材料、一金屬電極或其上形成有一或多個材料、結構或區之一半導體基板。基板102可為一習知矽基板或包含半導體材料之其他塊體基板。如在本文中使用,術語「塊體基板」不僅意謂且包含矽晶圓,而且意謂且包含絕緣體上矽(「SOI」)基板(諸如藍寶石上矽(「SOS」)基板或玻璃上矽(「SOG」)基板)、在一基底半導體基座上之矽磊晶層或其他半導體或光電材料,諸如矽鍺(Si1-xGex,其中x係(例如)介於0.2與0.8之間的一莫耳分率)、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)或磷化銦(InP)等等。此外,當在以下描述中參考一「基板」時,可已利用先前程序階段形成基底半導體結構或基座中之材料、區或接面。
下電極104可上覆基板102。下電極104可包含一金屬(諸如銅、鎢、鉑、鈀、鈦、鉭、鎳、氮化鈦(TiN)、氮化鉭(TaN)、氮化鎢(WN))、多晶矽、一金屬矽化物、一金屬合金或其等之組合。
視情況,一或多個下中間區106可安置於磁區(例如,固定區130及自由區132)下方。下中間區106(若包含)可經組態以抑制下電極104與上覆下電極104之材料之間的物種擴散。下中間區106可包含一傳導材料,諸如銅、鉭、鈦、鎢、釕、氮化鉭及氮化鈦之一或多者。
視情況,一非晶材料108可上覆下中間區106(若存在)且安置於下中間區106與晶種材料110之間。在一些實施例中,非晶材料108可直接上覆下電極104。在其他實施例中,諸如在圖2中圖解說明,非晶材料108可直接上覆下中間區106。非晶材料108可減少晶種材料110及磁單元結構100之一晶體結構中之缺陷數目。非晶材料108可提供一平滑
模板,其上形成上覆材料,諸如晶種材料110(例如,晶種材料110之鉭部分112(圖1A))。非晶材料108可增大磁單元結構100之PMA及磁耦合。
在一些實施例中,非晶材料108經配製及組態以實現晶種材料110之形成以展現一所要晶體結構。非晶材料108可導致磁單元結構100之各組件展現貫穿整個磁單元結構100之一類似磁定向。因此,磁單元結構100之固定區130可展現類似於非晶材料110之一晶體定向。
非晶材料108可包含實質上非晶之一材料。非晶材料108可包含非晶鉭、非晶氧化鉭、包含鎳、鉻、其等之氧化物之一非晶材料、包含氧化鎳及氧化鉻之一非晶材料及其等之組合。可使非晶材料108之一上部氧化。舉例而言,非晶材料108可包含鉭,其中一上部包含氧化鉭,或非晶材料108可包含鎳及鉻,其中其之一上部包含氧化鎳及氧化鉻。在一些實施例中,非晶材料108可包含約四十原子百分比之鎳及約六十原子百分比之鉻(例如,Ni60Cr40)。
非晶材料108可具有介於約5Å與約15Å之間(諸如介於約5Å與約10Å之間或介於約10Å與約15Å之間)的一厚度。在一些實施例中,非晶材料108具有約10Å之一厚度。
晶種材料110可安置於下電極104上方。在一些實施例中,晶種材料110可與下電極104直接接觸。在其他實施例中,下中間區106可介入下電極104與晶種材料110之間,或晶種材料110可與非晶材料108(若存在)直接接觸。
晶種材料110可相同於上文參考圖1A描述之材料。舉例而言,晶種材料110可包含鉭部分112、鉑部分114及釕部分116。鉑部分114可直接安置於鉭部分112與釕部分116之間。釕部分116可與上覆人造超晶格結構120直接接觸。
固定區130可直接形成於晶種材料110上方。固定區130可包含人
造超晶格結構120、上覆人造超晶格結構120之一耦合材料122及上覆耦合材料122之另一人造超晶格結構124。人造超晶格結構120及另一人造超晶格結構124可相同於上文參考圖1B描述之結構。因此,人造超晶格結構120及另一人造超晶格結構124可包含磁材料117與傳導材料119之交替區。人造超晶格結構120及另一人造超晶格結構124可包含相同材料且可實質上相同。在一些實施例中,人造超晶格結構120及另一人造超晶格結構124之各者可包含一鈷磁材料與一鉑傳導材料之交替部分。
人造超晶格結構120可直接上覆晶種材料110。在一些實施例中,人造超晶格結構120之傳導材料119可與晶種材料110之釕部分116直接接觸。在其他實施例中,人造超晶格結構120之磁材料117可與晶種材料110直接接觸。
耦合材料122可直接上覆人造超晶格結構120。耦合材料122可包含釕、銠及其等之組合。耦合材料122可具有介於約1Å與約10Å之間的一厚度。在一些實施例中,耦合材料122具有介於約4Å與約5Å之間的一厚度。
另一人造超晶格結構124可直接上覆耦合材料122。如上文描述,另一人造超晶格結構124可包含相同材料且可實質上相同於人造超晶格結構120。
在其他實施例中,固定區130包含含有鈷及鐵(例如,CoxFey,其中x=10至80且y=10至80)且在一些實施例中亦含有硼(例如,CoxFeyBz,其中x=10至80,y=10至80且z=0至50)之一鐵磁材料。因此,固定區130可包含Co、Fe及B之至少一者(例如,CoFeB材料、FeB材料、CoB材料)。在其他實施例中,固定區130可替代性地或另外包含鎳(例如,NiB材料)。
如在圖2中展示,固定區130之人造超晶格結構120及另一人造超
晶格結構124可包含一固定磁定向,其由箭頭121指示。固定磁定向可為北方、南方、東方、西方等等。人造超晶格結構120及另一人造超晶格結構124之固定磁定向可相同。
一覆蓋材料126可上覆另一人造超晶格結構124。覆蓋材料126可包含CoFeB材料。如在本文中使用,術語「CoFeB材料」意謂且包含包括鈷(Co)、鐵(Fe)及硼(B)之一材料(例如,CoxFeyBz,其中x=10至80,y=10至80且z=0至50)。CoFeB材料可取決於其組態(例如,其厚度)展現或不展現磁性。覆蓋材料126可直接上覆及接觸另一人造超晶格結構124。覆蓋材料126可接觸人造超晶格結構124之磁材料117或傳導材料119。覆蓋材料126可具有介於約5Å與約15Å之間(諸如介於約5Å與約10Å之間或介於約10Å與約15Å之間)的一厚度。在一些實施例中,覆蓋材料126具有約10Å之一厚度。
一絕緣區128可上覆覆蓋材料126。在一些實施例中,絕緣區128直接上覆及接觸覆蓋材料126。絕緣區128可包含含有氧化物材料及氮化物材料(諸如氧化鎂(MgO)、氧化鋁(Al2O3)、二氧化鈦(TiO2)、氮化鈦(TiN)、氮化鋁(AlN)或習知磁穿隧接面(MTJ)區中之其他氧化物或氮化物材料)之一非磁(例如,磁絕緣)材料。絕緣區128可經組態以感應自由區132中之磁異向性且用作受到固定區130、絕緣區128及自由區132之相互作用影響之一MTJ之一穿隧區。在其他實施例中,絕緣區128可包含一導電、非磁材料,諸如在自旋閥結構中使用之材料。
磁單元核心101可進一步包含安置於絕緣區128上方之自由區132。自由區132可為均勻的或可包含一個以上子區。自由區132可包含在記憶體單元之使用及操作期間展現一可切換磁定向(藉由箭頭133指示)之一磁材料。可藉由施加一電流或施加場至磁單元結構100而使可切換磁定向在一平行組態與一反平行組態之間切換。
在一些實施例中,自由區132可為一習知自由區(即,包含與人造
超晶格結構120、另一人造超晶格結構124及耦合材料122不同之材料之一磁區)。在其他實施例中,自由區132可包含相同於固定區130之人造超晶格結構120及另一人造超晶格結構124之各者之材料。自由區132可包含一磁材料117與一傳導材料119之交替部分,類似於人造超晶格結構120及另一人造超晶格結構124。然而,自由區132不限於此且可包含展現一可切換磁定向之其他合適磁材料。
視情況,一或多個上中間區134可安置於自由區132上方。上中間區134(若包含)可經組態以在記憶體單元之操作期間抑制上電極136與下伏材料之間的物種擴散。上中間區134可包含可形成一傳導覆蓋區之一傳導材料(例如,諸如銅、鉭、鈦、鎢、釕、氮化鉭或氮化鈦之一或多個材料)。在其他實施例中,上中間區134亦可包含一絕緣材料,諸如MgO、Al2O3、TiO2及其等之組合。
上電極136可上覆上中間區134。上電極136可包含銅、鎢、鉑、鈀、鈦、鉭、鎳、氮化鈦、氮化鉭、氮化鎢、多晶矽、一金屬矽化物、一金屬合金或其等之組合。在一些實施例中,上電極136包含相同於下電極104之材料。
圖2之磁單元結構100經組態為一「底部釘紮」記憶體單元(即,其中固定區130安置於自由區132下方之一記憶體單元)。然而,在其他實施例中(諸如圖3之實施例),一固定區130’可上覆一自由區132’。因此,參考圖3,一磁單元結構150可經組態為一頂部釘紮記憶體單元。磁單元結構150可包含安置於下電極104與頂電極134之間的一磁單元核心101’。
磁單元結構150可包含上覆下電極104之一下中間區106。非晶材料108可上覆下中間區106(若存在)。晶種材料110可上覆非晶材料108(若存在)。在其他實施例中,晶種材料110可直接上覆下中間區106(若存在)或下電極104。晶種材料110可相同於上文參考圖1A及圖2描
述之材料。舉例而言,晶種材料110可包含鉭部分112、鉑部分114及釕部分116。鉑部分114可直接安置於鉭部分112與釕部分116之間。
自由區132’可直接上覆晶種材料110。舉例而言,自由區132’可直接上覆及接觸晶種材料110之釕部分116。自由區132’可包含相同於上文參考圖2描述之材料。自由區132’可包含藉由箭頭133指示之一可切換磁定向。
一絕緣區128’可上覆自由區132’。絕緣區128’可包含相同於上文參考圖2描述之材料。絕緣區128’可直接安置於自由區132’與固定區130’之間。
固定區130’可直接上覆絕緣區128’。固定區130’可包含藉由箭頭121指示之一固定磁定向。固定區130’可包含一人造超晶格結構120’、一耦合材料122’、另一人造超晶格結構124’及一覆蓋材料126’。人造超晶格結構120’、耦合材料122’、另一人造超晶格結構124’及覆蓋材料126’之各者可分別相同於人造超晶格結構120、耦合材料122、另一人造超晶格結構124及覆蓋材料126,如上文參考圖2所描述。然而,固定區130’可並不如在圖2中之磁單元結構100中般直接上覆晶種材料110。實情係,固定區130’之人造超晶格結構120’可直接接觸下伏絕緣區128’。
選用上中間區134可上覆覆蓋材料126’。上電極136可上覆上中間區134(若存在)。
本發明之實施例之記憶體單元可經組態為「平面外」STT-MRAM單元。「平面外」STT-MRAM單元可包含展現主要定向在一垂直方向上(例如,垂直於各自區之一寬度及長度之一方向或垂直於其STT-MRAM單元所處之基板之一主表面之一方向)之一磁定向之磁區。舉例而言,如在圖2及圖3中圖解說明,一STT-MRAM單元可經組態以展現在磁區(例如,固定區130及自由區132)之至少一者中之一垂
直磁定向。如在圖2及圖3中指示,固定區130及自由區132之各者可展現如藉由箭頭121及箭頭133指示之一垂直磁定向。貫穿STT-MRAM單元之使用及操作,固定區130之磁定向可保持指向本質上相同方向,例如,指向藉由箭頭121指示之方向。另一方面,在單元之使用及操作期間,自由區132之磁定向可在一平行組態與一反平行組態之間切換,如藉由箭頭133指示。
一半導體裝置可包含至少一個記憶體單元(其包含安置於一對電極之間的本發明之記憶體單元結構)。
因此,本發明揭示一種半導體裝置。半導體裝置包括上覆一基板上方之一電極之至少一個磁單元結構,該至少一個磁單元結構包括:上覆一基板上之一電極之包含鉭、鉑及釕之一晶種材料、上覆晶種材料之一磁區、上覆磁區之一絕緣材料、上覆絕緣材料之另一磁區及上覆另一磁區之另一電極。
參考圖4A至圖4D,展示形成圖2之磁單元結構100之一方法。方法可包含在一基板202上方形成一磁單元結構200。一下電極材料204可形成於基板202上方。下電極材料204可包含上文參考下電極104描述之材料之任一者。
視情況,一中間區材料206可形成於下電極材料204上方。下中間區材料206可由上文參考下中間區106描述之材料之任一者形成。在一些實施例中,下中間區材料206可與下電極材料204之傳導材料合併。舉例而言,下中間區材料206可為下電極材料204之一最上子區。
一非晶材料208可形成於下電極材料204或下中間區材料206(若存在)上方。非晶材料208可包含相同於上文參考非晶材料108描述之材料。非晶材料208可曝露至氧化條件以氧化非晶材料208之一上部。藉由非限制性實例,非晶材料208可在介於約20℃與約50℃之間的一溫度下曝露至一氧化氣氛達約一分鐘與約三十分鐘之間。
參考圖4B,一晶種材料210可形成於非晶材料208(若存在)、下中間區材料206(若存在)或下電極材料204上方。可如上文參考圖1A描述般形成晶種材料210。舉例而言,一鉭材料212可形成於非晶材料208上方。一鉑材料214可形成於鉭材料212上方且一釕材料216可形成於鉑材料214上方。鉑材料214可直接形成於鉭材料212與釕材料216之間。鉭材料212、鉑材料214及釕材料216之各者可由濺鍍沈積形成,諸如藉由磁控濺鍍(例如,高功率脈衝磁控濺鍍(HIPIMS)、dc磁控濺鍍等等)、離子束濺鍍或其他PVD方法形成。晶種材料110亦可由ALD、CVD、PECVD、LPCVD或其他膜沈積程序之至少一者形成。鉭材料212、鉑材料214及釕材料216之各者可形成為如上文參考晶種材料110描述之一厚度。
參考圖4C,一固定區材料230可形成於晶種材料210上方。固定區材料230可包含晶種材料210上方之一人造超晶格結構材料220、人造超晶格材料220上方之一耦合材料222、耦合材料222上方之另一人造超晶格材料224及另一人造超晶格材料224上方之一覆蓋材料226。固定區材料230可包含藉由箭頭221指示之一固定磁定向。
人造超晶格結構材料220可直接形成於晶種材料210之釕材料216上方。人造超晶格結構材料220可由一磁材料117與一傳導材料119之交替部分形成,如上文參考圖1B之人造超晶格結構120所描述。
耦合材料222可形成於人造超晶格結構材料220上方。耦合材料222可形成於人造超晶格結構材料220與另一人造超晶格結構材料224之間。耦合材料222可由相同於上文參考耦合材料122描述之材料形成。耦合材料222可由ALD、CVD、PVD、PECVD、LPCVD或其他膜沈積程序之至少一者形成。
另一人造超晶格材料224可直接形成於耦合材料222上方。另一人造超晶格材料224可以相同方式形成且由相同於人造超晶格材料220
之材料形成。
覆蓋材料226可直接形成於另一人造超晶格材料224上方。覆蓋材料226可由諸如CoFeB之一磁材料形成。覆蓋材料226可形成為介於約5Å與約15Å之間,諸如介於約5Å與約10Å之間或介於約10Å與約15Å之間的一厚度。在一些實施例中,覆蓋材料226形成為約10Å之一厚度。
參考圖4D,一絕緣材料228可形成於覆蓋材料226上方。絕緣材料228可形成於固定區材料230之覆蓋材料226與一自由區材料232之間。絕緣材料228可由如上文參考絕緣區128描述之相同材料形成。絕緣材料228可由ALD、CVD、PECVD、LPCVD、PVD或其他膜沈積程序之至少一者形成。
自由區材料232可直接形成於絕緣材料228上方。自由區材料232可由相同於固定區材料230之人造超晶格材料220及另一人造超晶格材料224之材料且由類似於固定區材料230之人造超晶格材料220及另一人造超晶格材料224之方法形成。自由區材料232可包含展現一可切換磁定向(藉由箭頭233指示)之一磁材料。
一上中間區材料234可視情況形成於自由區材料232上方且可包含相同於下中間區材料206之材料。因此,一磁單元核心201可包含下中間區材料206、非晶材料208、晶種材料210、固定區材料230、絕緣材料228、自由區材料232及上中間區材料234。
一上電極材料236可形成於上中間區材料234(若存在)上方或自由區材料232上方。上電極材料236可包含如上文參考上電極136描述之相同材料。
磁單元結構200可經處理以形成如在圖2中展示之磁單元結構100(圖2)。可藉由習知光微影、材料移除、蝕刻或未在本文中詳細描述之其他程序來處理磁單元結構200。
晶種材料210及磁單元結構100或磁單元結構200可曝露至退火條件以使磁單元結構100之不同部分結晶。舉例而言,磁單元結構100可曝露至介於約300℃與約500℃之間的一溫度(例如,約400℃)且可在退火溫度下保持約一分鐘(約1min.)至約一小時(約1hr)。在一些實施例中,在約300℃退火磁單元結構100達約一小時。可基於磁單元結構100之材料客製化退火溫度及時間。在一些實施例中,按階段退火磁單元結構100。舉例而言,可在300℃退火磁單元結構100達約一小時且接著在約360℃退火達約一小時。在其他實施例中,在約400℃退火磁單元結構100達約十五分鐘與約三十分鐘之間。
儘管參考圖4A至圖4D描述之磁單元結構200描述形成圖2之磁單元結構100,但圖3之磁單元結構150可由類似方法形成。然而,自由區132將形成於晶種材料110上方,絕緣材料228將形成於自由區132上方,且固定區130將形成於絕緣材料228上方,從而獲得圖3之磁單元結構150。
退火磁單元結構100可增大人造超晶格結構120及另一人造超晶格結構124至耦合材料122之PMA及耦合強度。磁單元結構100可經退火以反鐵磁地耦合人造超晶格結構120與另一人造超晶格結構124。具有介於約4Å與約5Å之間的一厚度之一耦合材料可展現人造超晶格結構120與另一人造超晶格結構124之間的一改良反鐵磁耦合且可不展現材料之鐵磁耦合。
晶種材料110之鉑部分114可增大磁單元結構100之熱穩定性。舉例而言,在一些實施例中,可在高達或超過約400℃之溫度下退火磁單元結構100而不使磁性質降級(例如,平面內磁偶極距之形成)。
參考圖5,圖解說明一STT-MRAM系統500,其包含與一STT-MRAM單元514可操作通信之周邊裝置512,周邊裝置512之一分組可經製造以形成呈包含數個列及行之一網格圖案或呈各種其他配置(取
決於系統要求及製造技術)之一記憶體單元陣列。STT-MRAM單元514可包含一磁單元核心502、一存取電晶體503、可用作一資料/感測線504(例如,一位元線)之一傳導材料、可用作一存取線505(例如,一字線)之一傳導材料及可用作一源極線506之一傳導材料。STT-MRAM系統之周邊裝置512可包含讀取/寫入電路507、一位元線參考508及一感測放大器509。磁單元核心502可為上文描述之磁單元核心101、101’之任一者。
記憶體單元陣列包含以一陣列配置在一基板上方之複數個磁單元結構100、150。磁單元結構100、150各可包含一磁單元核心101、101’,可已根據上文描述之一方法形成該等磁單元核心101、101’。記憶體單元陣列可包含配置成一網格圖案之複數個記憶體單元結構。記憶體單元陣列之各記憶體單元可安置於下電極104與上電極136之間,諸如在記憶體單元之一交叉點陣列中。
因此,本發明揭示一種半導體裝置。該半導體裝置包括自旋扭矩轉移磁性隨機存取記憶體(STT-MRAM)單元之一陣列,各STT-MRAM單元包括:上覆一基板上之一第一電極之一晶種材料,晶種材料包括鉭、鉑及釕;上覆晶種材料之一磁區;上覆磁區之一絕緣材料;及上覆絕緣材料之另一磁區;及上覆STT-MRAM單元之各者之一第二電極。
因此,本發明揭示一種形成一半導體裝置之方法。該方法包括:在一基板上之一電極上方形成一磁單元結構陣列,形成該磁單元結構陣列包括在一基板上之一電極上方形成包括鉭、鉑及釕之一晶種材料,在晶種材料上方形成一磁材料,在磁材料上方形成一絕緣材料,且在絕緣材料上方形成另一磁材料;且進一步包括在陣列之磁單元結構之各者之另一磁區上方形成另一電極。
在使用及操作中,當一STT-MRAM單元514被選擇為待程式化
時,一程式化電流經施加至STT-MRAM單元514,且電流藉由磁單元核心502之固定區自旋極化且在單元核心502之自由區上施加一扭矩,此切換自由區之磁化以「寫入」或「程式化」STT-MRAM單元514。在STT-MRAM單元514之一讀取操作中,使用一電流以偵測磁單元核心502之電阻狀態。
為起始STT-MRAM單元514之程式化,讀取/寫入電路507可產生一寫入電流(即,一程式化電流)至資料/感測線504及源極線506。資料/感測線504與源極線506之間的電壓之極性判定磁單元核心502中之自由區之磁定向之切換。藉由使用自旋極性改變自由區之磁定向,自由區根據程式化電流之自旋極性而磁化且將經程式化之邏輯狀態寫入至STT-MRAM單元514。
為讀取STT-MRAM單元514,讀取/寫入電路507產生一讀取電壓透過單元核心502及存取電晶體503至資料/感測線504及源極線506。STT-MRAM單元514之程式化狀態與可藉由資料/感測線504與源極線506之間的電壓差判定之跨單元核心502之電阻有關。在一些實施例中,電壓差可與位元線參考508比較且藉由感測放大器509放大。
圖5圖解說明包含至少一個記憶體單元之一STT-MRAM系統500之一個實例。然而,可預期,磁單元核心101、101’可併入且用於經組態以併入具有磁區之一磁單元核心之任何STT-MRAM系統內。亦預期,可在除STT-MRAM單元以外的其他磁記憶體單元中使用磁單元核心101、101’。
圖6係包含含鉑晶種材料之一磁結構相較於包含一習知晶種材料(例如,僅包含鉭及釕)之一磁結構之異向性場(即,Hk)之一圖示。包含鈷與鉑之交替區之一磁結構形成於含鉑晶種材料及習知晶種材料之
各者上方。含鉑晶種材料包含一基板上方之約30Å之鉭、鉭上方之約50Å之鉑及鉑上方之約50Å之釕。習知晶種材料包含一基板上方之約30Å之鉭及鉭正上方之約50Å之釕。包含含鉑晶種材料之磁結構之異向性場比包含習知晶種材料之磁結構之異向性大約百分之二十五(25%)。舉例而言,相較於具有習知晶種材料之磁結構之約12,000 Oe,平面內循環評估針對包含含鉑晶種材料之磁結構指示約15,000 Oe之一Hk值(MA強度之一指示)。平面內循環評估針對包含含鉑晶種材料之磁結構指示一改良PMA。與形成於習知晶種材料上方之磁結構相比,包含含鉑晶種材料之磁結構亦較不易於更改其磁定向。
圖7係比較包含一習知晶種材料之一磁單元結構之磁性質與包含含鉑晶種材料之一磁單元結構之磁性質之一平面外循環。於一含鉑晶種材料上方及一習知晶種材料上方形成類似於圖2之磁單元結構100之一磁單元結構。含鉑晶種材料包含一基板上方之約30Å之鉭、鉭上方之約50Å之鉑及鉑上方之約50Å之釕。習知晶種材料包含一基板上方之鉭及鉭上方之釕。使磁單元結構之各者曝露至約300℃之退火條件達約1小時。包含含鉑晶種材料之磁單元結構展現相較於包含習知晶種材料之磁單元結構之一改良交換耦合。具有含鉑晶種材料之磁單元結構展現針對固定區之上人造超晶格結構(例如,另一人造超晶格結構124)約8,255 Oe之一交換耦合場,而具有習知晶種材料之磁單元結構展現固定區之上人造超晶格結構與下人造超晶格結構之間(例如,人造超晶格結構120與另一人造超晶格結構124之間)約7,750 Oe之一交換耦合強度。因此,相較於其他磁單元結構,包含含鉑晶種材料之磁單元結構展現平面外磁場之一約百分之七(7%)之增大(例如,PMA之一增大)。
參考圖8A,展示在使參考圖7描述之磁單元結構曝露至約360℃
之另一退火達約1小時之後比較該等磁單元結構之磁性質之平面外循環圖。在約360℃之額外退火之後,包含含鉑晶種材料之磁單元結構展現小於包含習知晶種材料之磁單元結構之磁降級。舉例而言,與具有習知晶種材料之磁單元結構相比,具有含鉑晶種材料之磁單元結構之一上磁區(例如,圖2之另一人造超晶格結構124)展現改良之PMA及至耦合材料(例如,圖2之耦合材料122)之一更強耦合。含鉑晶種材料最小化在退火之後磁單元結構之磁阻減小之量。舉例而言,退火具有習知晶種材料之磁單元結構使結構之磁阻減小約百分之四十六(46%),而退火具有含鉑晶種材料之磁單元結構使結構之磁阻減小約百分之二十七(27%)。
參考圖8B,具有含鉑晶種材料之磁單元展現具有最小磁降級之一改良平面外磁場(例如,PMA)。舉例而言,包含含鉑晶種材料之磁單元結構之平面內循環並不展現一平面內磁矩。另一方面,具有習知晶種材料之磁單元結構在360℃退火之後展現磁降級(例如,一減小PMA、平面內磁矩之一增大及降級切換特性)。
圖9A係展示與具有含鉑晶種材料之磁單元結構類似之磁單元結構之平面外磁場之一圖示,如上文參考圖7描述。圖9A之磁單元結構之一者中之含鉑晶種材料生長於一結晶基板上(左標度)且圖9A之其他磁單元結構生長於一非晶基板上(右標度)。生長於結晶基板上之磁單元結構之晶種材料之鉭部分亦係結晶的。形成於結晶鉭上方之鉑及釕展現多晶特性,其中晶粒具有不同晶體定向。形成於晶種材料上方之人造超晶格結構(例如,一固定區之Co/Pt人造超晶格結構)展現PMA之一減小及經由人造超晶格結構之間的釕耦合材料之一弱反鐵磁耦合。形成於非晶基板上方之鉭部分係非晶的。晶種材料之鉑及釕部分展現一均勻結晶結構且形成於晶種材料上方之人造超晶格結構展現一強
PMA及至釕耦合材料之反鐵磁耦合。如在圖中展示,相較於生長於結晶基板上之磁單元結構,生長於非晶基板上之磁單元結構展現敏銳切換特性。
參考圖9B,展示展示生長於一非晶基板上方之一磁單元結構及生長於一結晶基板上方之另一磁單元結構之平面外磁場之一圖示。磁單元結構之各者包含形成於基板與晶種材料(例如,晶種材料包含鉭、鉑及釕)之間的一非晶材料。基板上方之非晶材料係約10Å之Ni60Cr40材料。非晶材料之一曝露部分經氧化。磁單元結構之各者中之晶種材料之鉭部分係非晶的且磁單元結構之各者展現一高PMA及人造超晶格結構與耦合材料之間的一強反鐵磁耦合。
雖然已結合圖描述特定闡釋性實施例,但一般技術者將認知及瞭解,本發明涵蓋之實施例不限於在本文中明確展示及描述之該等實施例。實情係,可在不脫離本發明涵蓋之實施例之範疇(諸如在下文中主張之範疇,包含合法等效物)之情況下作出對本文中描述之實施例之許多添加、刪除及修改。另外,如由本發明者所預期,來自一個所揭示實施例之特徵可與另一所揭示實施例之特徵組合同時仍涵蓋於本發明之範疇內。
100‧‧‧磁單元結構
101‧‧‧磁單元核心
102‧‧‧基板
104‧‧‧下電極
106‧‧‧下中間區
108‧‧‧非晶材料
110‧‧‧晶種材料
112‧‧‧鉭部分
114‧‧‧鉑部分
116‧‧‧釕部分
120‧‧‧人造超晶格(「ASL」)結構
121‧‧‧箭頭
122‧‧‧耦合材料
124‧‧‧人造超晶格結構
126‧‧‧覆蓋材料
128‧‧‧絕緣區
130‧‧‧固定區
132‧‧‧自由區
133‧‧‧箭頭
134‧‧‧上中間區
136‧‧‧上電極
Claims (19)
- 一種半導體裝置,其包括:至少一磁單元結構,其上覆一基板上方之一電極,該至少一磁單元結構包括:一晶種材料,其包括上覆該電極之鉭、鉑及釕;一磁區,其上覆該晶種材料;一絕緣材料,其上覆該磁區;另一磁區,其上覆該絕緣材料;及另一電極,其上覆該另一磁區。
- 如請求項1之半導體裝置,其中該至少一磁單元結構包括磁單元結構之一陣列。
- 如請求項1或2中任一項之半導體裝置,其中該晶種材料之該鉑安置於該晶種材料包括該鉭之一區與該晶種材料包括該釕之另一區之間。
- 如請求項1或2中任一項之半導體裝置,其中該磁區直接上覆該晶種材料之該釕。
- 如請求項1或2中任一項之半導體裝置,其中該磁區包括鈷與鉑之交替部分。
- 如請求項5之半導體裝置,其中鈷之該交替部分包括介於約1.0Å與約6.0Å之間的鈷。
- 如請求項1或2中任一項之半導體裝置,其進一步包括下伏於該晶種材料之包括鎳及鈷之一非晶區。
- 如請求項7之半導體裝置,其中該晶種材料之該鉭接觸該非晶區。
- 如請求項1或2中任一項之半導體裝置,其中該另一磁區包括鈷 與鉑、鈀、鎳及銥之至少一者之交替部分。
- 如請求項1或2中任一項之半導體裝置,其中該磁區及該另一磁區展現一垂直磁定向。
- 如請求項1或2中任一項之半導體裝置,其中該磁區展現一固定磁定向。
- 如請求項1或2中任一項之半導體裝置,其中該晶種材料包括具有介於約10Å與約1,000Å之間的一厚度之一鉑部分。
- 如請求項12之半導體裝置,其中該鉑部分包括介於約九十原子百分比與約一百原子百分比之間的鉑。
- 如請求項1或2中任一項之半導體裝置,其中該晶種材料包括上覆該基板之一鉭部分、上覆該鉭部分之一鉑部分及上覆該鉑部分之一釕部分。
- 一種形成一半導體裝置之方法,該方法包括:在一基板上之一電極上方形成磁單元結構之一陣列,形成磁單元結構之該陣列包括:在該電極上方形成包括鉭、鉑及釕之一晶種材料;在該晶種材料上方形成一磁材料;在該磁材料上方形成一絕緣材料;及在該絕緣材料上方形成另一磁材料;及在該陣列之該等磁單元結構之各者之該另一磁材料上方形成另一電極。
- 如請求項15之方法,其進一步包括在約360℃之一溫度下退火該晶種材料及該磁材料達約一小時。
- 如請求項15或16中任一項之方法,其進一步包括在該基板與該晶種材料之間形成包括鎳及鉻之一非晶材料。
- 如請求項15或16中任一項之方法,其中在該晶種材料上方形成 一磁材料包括:在該晶種材料上方形成展現一固定磁定向之一磁材料。
- 如請求項15或16中任一項之方法,其中在該電極上方形成包括鉭、鉑及釕之一晶種材料包括:在該基板上方形成鉭;在該鉭上方形成釕;及在該鉭與該釕之間形成鉑。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/558,367 US9768377B2 (en) | 2014-12-02 | 2014-12-02 | Magnetic cell structures, and methods of fabrication |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201631814A true TW201631814A (zh) | 2016-09-01 |
TWI596808B TWI596808B (zh) | 2017-08-21 |
Family
ID=56079699
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW104139568A TWI596808B (zh) | 2014-12-02 | 2015-11-26 | 磁單元結構及其製造方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US9768377B2 (zh) |
EP (1) | EP3227931B1 (zh) |
JP (1) | JP6464516B2 (zh) |
KR (1) | KR102051194B1 (zh) |
CN (1) | CN107004764B (zh) |
TW (1) | TWI596808B (zh) |
WO (1) | WO2016089682A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI686797B (zh) * | 2018-03-19 | 2020-03-01 | 日商東芝記憶體股份有限公司 | 磁性記憶裝置 |
Families Citing this family (30)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9368714B2 (en) | 2013-07-01 | 2016-06-14 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, methods of operation and fabrication, semiconductor device structures, and memory systems |
US9461242B2 (en) | 2013-09-13 | 2016-10-04 | Micron Technology, Inc. | Magnetic memory cells, methods of fabrication, semiconductor devices, memory systems, and electronic systems |
US9608197B2 (en) | 2013-09-18 | 2017-03-28 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, methods of fabrication, and semiconductor devices |
US10454024B2 (en) | 2014-02-28 | 2019-10-22 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, methods of fabrication, and memory devices |
US9281466B2 (en) | 2014-04-09 | 2016-03-08 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, semiconductor structures, semiconductor devices, and methods of fabrication |
US9269888B2 (en) * | 2014-04-18 | 2016-02-23 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, methods of fabrication, and semiconductor devices |
US9349945B2 (en) | 2014-10-16 | 2016-05-24 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, semiconductor devices, and methods of fabrication |
US9768377B2 (en) | 2014-12-02 | 2017-09-19 | Micron Technology, Inc. | Magnetic cell structures, and methods of fabrication |
US10439131B2 (en) | 2015-01-15 | 2019-10-08 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming semiconductor devices including tunnel barrier materials |
JP6978000B2 (ja) * | 2016-02-19 | 2021-12-08 | 国立大学法人東北大学 | トンネル磁気抵抗素子の製造方法 |
US10103196B2 (en) | 2016-08-30 | 2018-10-16 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming magnetic memory cells, and methods of forming arrays of magnetic memory cells |
US10014345B1 (en) | 2017-01-05 | 2018-07-03 | Micron Technology, Inc. | Magnetic memory device with grid-shaped common source plate, system, and method of fabrication |
US10453895B2 (en) | 2017-01-05 | 2019-10-22 | Micron Technology, Inc. | Magnetic memory device with a common source having an array of openings, system, and method of fabrication |
US10727271B2 (en) | 2017-01-05 | 2020-07-28 | Micron Trechnology, Inc. | Memory device having source contacts located at intersections of linear portions of a common source, electronic systems, and associated methods |
US10446175B2 (en) * | 2017-05-16 | 2019-10-15 | Western Digital Technologies, Inc. | Spin transfer torque device with oxide layer beneath the seed layer |
US10734013B2 (en) | 2017-10-03 | 2020-08-04 | Western Digital Technologies, Inc. | Spin transfer torque (STT) device with multilayer seed layers for magnetic recording and memory |
US10388853B2 (en) * | 2017-12-29 | 2019-08-20 | Spin Memory, Inc. | Magnetic memory having a pinning synthetic antiferromagnetic structure (SAF) with cobalt over platinum (Pt/Co) bilayers |
US10957849B2 (en) * | 2018-05-24 | 2021-03-23 | Applied Materials, Inc. | Magnetic tunnel junctions with coupling-pinning layer lattice matching |
US11502188B2 (en) | 2018-06-14 | 2022-11-15 | Intel Corporation | Apparatus and method for boosting signal in magnetoelectric spin orbit logic |
US11411173B2 (en) * | 2018-06-15 | 2022-08-09 | Intel Corporation | Perpendicular spin transfer torque devices with improved retention and thermal stability |
US11476412B2 (en) | 2018-06-19 | 2022-10-18 | Intel Corporation | Perpendicular exchange bias with antiferromagnet for spin orbit coupling based memory |
US11616192B2 (en) | 2018-06-29 | 2023-03-28 | Intel Corporation | Magnetic memory devices with a transition metal dopant at an interface of free magnetic layers and methods of fabrication |
US11088201B2 (en) | 2018-06-29 | 2021-08-10 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Magnetic tunneling junction (MTJ) element with an amorphous buffer layer and its fabrication process |
US11770979B2 (en) * | 2018-06-29 | 2023-09-26 | Intel Corporation | Conductive alloy layer in magnetic memory devices and methods of fabrication |
US10468592B1 (en) * | 2018-07-09 | 2019-11-05 | Applied Materials, Inc. | Magnetic tunnel junctions and methods of fabrication thereof |
CN112703613A (zh) * | 2018-08-23 | 2021-04-23 | 艾沃思宾技术公司 | 磁阻叠堆器件的制造方法 |
CN113039658A (zh) * | 2018-11-19 | 2021-06-25 | 艾沃思宾技术公司 | 具有晶种区域的磁阻堆叠及其制造方法 |
JP2020155565A (ja) | 2019-03-20 | 2020-09-24 | キオクシア株式会社 | 磁気記憶装置 |
CN112652704A (zh) * | 2019-10-10 | 2021-04-13 | 上海磁宇信息科技有限公司 | 具有超薄合成反铁磁层的磁性隧道结单元 |
JP7518524B2 (ja) | 2020-03-13 | 2024-07-18 | 国立大学法人京都大学 | 磁気メモリ素子 |
Family Cites Families (335)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4760745A (en) | 1986-12-05 | 1988-08-02 | Mag Dev Inc. | Magnetoelastic torque transducer |
DE69117350T2 (de) * | 1990-05-29 | 1996-10-10 | Oki Electric Ind Co Ltd | Verfahren zur Herstellung magnetischer Aufzeichnungsträger |
US5565266A (en) * | 1993-06-14 | 1996-10-15 | Eastman Kodak Company | Multilayer magnetooptic recording media |
JP3260921B2 (ja) * | 1993-08-25 | 2002-02-25 | 株式会社デンソー | 可動体変位検出装置 |
US5563000A (en) * | 1994-03-11 | 1996-10-08 | Eastman Kodak Company | Multilayer magnetooptic recording media |
US5583725A (en) * | 1994-06-15 | 1996-12-10 | International Business Machines Corporation | Spin valve magnetoresistive sensor with self-pinned laminated layer and magnetic recording system using the sensor |
US5768069A (en) | 1996-11-27 | 1998-06-16 | International Business Machines Corporation | Self-biased dual spin valve sensor |
US6256224B1 (en) | 2000-05-03 | 2001-07-03 | Hewlett-Packard Co | Write circuit for large MRAM arrays |
US6468856B2 (en) | 1997-07-24 | 2002-10-22 | Texas Instruments Incorporated | High charge storage density integrated circuit capacitor |
US6258470B1 (en) | 1998-01-16 | 2001-07-10 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Exchange coupling film, magnetoresistance effect device, magnetoresistance effective head and method for producing exchange coupling film |
JP2000020937A (ja) * | 1998-07-03 | 2000-01-21 | Hitachi Ltd | 磁気記録媒体およびこれを用いた磁気記憶装置 |
GB2343308B (en) | 1998-10-30 | 2000-10-11 | Nikolai Franz Gregor Schwabe | Magnetic storage device |
JP4568926B2 (ja) | 1999-07-14 | 2010-10-27 | ソニー株式会社 | 磁気機能素子及び磁気記録装置 |
US6275363B1 (en) | 1999-07-23 | 2001-08-14 | International Business Machines Corporation | Read head with dual tunnel junction sensor |
US6166948A (en) | 1999-09-03 | 2000-12-26 | International Business Machines Corporation | Magnetic memory array with magnetic tunnel junction memory cells having flux-closed free layers |
US6611405B1 (en) | 1999-09-16 | 2003-08-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive element and magnetic memory device |
JP2001084756A (ja) | 1999-09-17 | 2001-03-30 | Sony Corp | 磁化駆動方法、磁気機能素子および磁気装置 |
US6979586B2 (en) | 2000-10-06 | 2005-12-27 | Headway Technologies, Inc. | Magnetic random access memory array with coupled soft adjacent magnetic layer |
US6710987B2 (en) | 2000-11-17 | 2004-03-23 | Tdk Corporation | Magnetic tunnel junction read head devices having a tunneling barrier formed by multi-layer, multi-oxidation processes |
FR2817999B1 (fr) | 2000-12-07 | 2003-01-10 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif magnetique a polarisation de spin et a empilement(s) tri-couche(s) et memoire utilisant ce dispositif |
US6955857B2 (en) * | 2000-12-29 | 2005-10-18 | Seagate Technology Llc | Exchange decoupled cobalt/noble metal perpendicular recording media |
US6603678B2 (en) | 2001-01-11 | 2003-08-05 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Thermally-assisted switching of magnetic memory elements |
JP2002208682A (ja) | 2001-01-12 | 2002-07-26 | Hitachi Ltd | 磁気半導体記憶装置及びその製造方法 |
JP2002314164A (ja) | 2001-02-06 | 2002-10-25 | Sony Corp | 磁気トンネル素子及びその製造方法、薄膜磁気ヘッド、磁気メモリ、並びに磁気センサ |
JP2002314049A (ja) | 2001-04-18 | 2002-10-25 | Nec Corp | 磁性メモリ及びその製造方法 |
JP2004179668A (ja) | 2001-05-15 | 2004-06-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気抵抗素子 |
WO2002099905A1 (fr) | 2001-05-31 | 2002-12-12 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Element de magnetoresistance tunnel |
US6667861B2 (en) | 2001-07-16 | 2003-12-23 | International Business Machines Corporation | Dual/differential GMR head with a single AFM layer |
JP4189146B2 (ja) * | 2001-07-19 | 2008-12-03 | アルプス電気株式会社 | 交換結合膜及び前記交換結合膜を用いた磁気検出素子 |
JP4198900B2 (ja) * | 2001-07-19 | 2008-12-17 | アルプス電気株式会社 | 交換結合膜及び前記交換結合膜を用いた磁気検出素子 |
JP2003031870A (ja) * | 2001-07-19 | 2003-01-31 | Alps Electric Co Ltd | 交換結合膜及び前記交換結合膜を用いた磁気検出素子 |
US6347049B1 (en) | 2001-07-25 | 2002-02-12 | International Business Machines Corporation | Low resistance magnetic tunnel junction device with bilayer or multilayer tunnel barrier |
TW554398B (en) | 2001-08-10 | 2003-09-21 | Semiconductor Energy Lab | Method of peeling off and method of manufacturing semiconductor device |
US6805710B2 (en) | 2001-11-13 | 2004-10-19 | Edwards Lifesciences Corporation | Mitral valve annuloplasty ring for molding left ventricle geometry |
US6829157B2 (en) | 2001-12-05 | 2004-12-07 | Korea Institute Of Science And Technology | Method of controlling magnetization easy axis in ferromagnetic films using voltage, ultrahigh-density, low power, nonvolatile magnetic memory using the control method, and method of writing information on the magnetic memory |
US7095933B2 (en) | 2002-04-09 | 2006-08-22 | Barth Phillip W | Systems and methods for designing and fabricating multi-layer structures having thermal expansion properties |
US6866255B2 (en) | 2002-04-12 | 2005-03-15 | Xerox Corporation | Sputtered spring films with low stress anisotropy |
US6815248B2 (en) | 2002-04-18 | 2004-11-09 | Infineon Technologies Ag | Material combinations for tunnel junction cap layer, tunnel junction hard mask and tunnel junction stack seed layer in MRAM processing |
JP2003332649A (ja) * | 2002-05-14 | 2003-11-21 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
US6849464B2 (en) | 2002-06-10 | 2005-02-01 | Micron Technology, Inc. | Method of fabricating a multilayer dielectric tunnel barrier structure |
JP3678213B2 (ja) | 2002-06-20 | 2005-08-03 | ソニー株式会社 | 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ装置、磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ装置の製造方法 |
JP4252353B2 (ja) | 2002-07-16 | 2009-04-08 | 株式会社日立製作所 | 半導体レーザ素子の製造方法 |
US6653704B1 (en) * | 2002-09-24 | 2003-11-25 | International Business Machines Corporation | Magnetic memory with tunnel junction memory cells and phase transition material for controlling current to the cells |
JP2004128229A (ja) | 2002-10-02 | 2004-04-22 | Nec Corp | 磁性メモリ及びその製造方法 |
US6985338B2 (en) | 2002-10-21 | 2006-01-10 | International Business Machines Corporation | Insulative in-stack hard bias for GMR sensor stabilization |
US6980468B1 (en) | 2002-10-28 | 2005-12-27 | Silicon Magnetic Systems | High density MRAM using thermal writing |
US7394626B2 (en) | 2002-11-01 | 2008-07-01 | Nec Corporation | Magnetoresistance device with a diffusion barrier between a conductor and a magnetoresistance element and method of fabricating the same |
US6756128B2 (en) | 2002-11-07 | 2004-06-29 | International Business Machines Corporation | Low-resistance high-magnetoresistance magnetic tunnel junction device with improved tunnel barrier |
US6771534B2 (en) | 2002-11-15 | 2004-08-03 | International Business Machines Corporation | Thermally-assisted magnetic writing using an oxide layer and current-induced heating |
US6841395B2 (en) | 2002-11-25 | 2005-01-11 | International Business Machines Corporation | Method of forming a barrier layer of a tunneling magnetoresistive sensor |
JP2004200245A (ja) | 2002-12-16 | 2004-07-15 | Nec Corp | 磁気抵抗素子及び磁気抵抗素子の製造方法 |
US6845038B1 (en) | 2003-02-01 | 2005-01-18 | Alla Mikhailovna Shukh | Magnetic tunnel junction memory device |
US6952364B2 (en) | 2003-03-03 | 2005-10-04 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic tunnel junction structures and methods of fabrication |
US6998150B2 (en) | 2003-03-12 | 2006-02-14 | Headway Technologies, Inc. | Method of adjusting CoFe free layer magnetostriction |
KR100544690B1 (ko) | 2003-04-25 | 2006-01-24 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 비휘발성 자기 메모리 셀, 동작 방법 및 이를 이용한다진법 비휘발성 초고집적 자기 메모리 |
US6964819B1 (en) * | 2003-05-06 | 2005-11-15 | Seagate Technology Llc | Anti-ferromagnetically coupled recording media with enhanced RKKY coupling |
US20040224243A1 (en) | 2003-05-08 | 2004-11-11 | Sony Corporation | Mask, mask blank, and methods of producing these |
US6865109B2 (en) | 2003-06-06 | 2005-03-08 | Seagate Technology Llc | Magnetic random access memory having flux closure for the free layer and spin transfer write mechanism |
US6806096B1 (en) | 2003-06-18 | 2004-10-19 | Infineon Technologies Ag | Integration scheme for avoiding plasma damage in MRAM technology |
US7189583B2 (en) | 2003-07-02 | 2007-03-13 | Micron Technology, Inc. | Method for production of MRAM elements |
JP4169663B2 (ja) | 2003-07-25 | 2008-10-22 | Hoya株式会社 | 垂直磁気記録媒体 |
US7092220B2 (en) * | 2003-07-29 | 2006-08-15 | Hitachi Global Storage Technologies | Apparatus for enhancing thermal stability, improving biasing and reducing damage from electrostatic discharge in self-pinned abutted junction heads having a first self-pinned layer extending under the hard bias layers |
US7282277B2 (en) * | 2004-04-20 | 2007-10-16 | Seagate Technology Llc | Magnetic recording media with Cu-containing magnetic layers |
KR100548997B1 (ko) | 2003-08-12 | 2006-02-02 | 삼성전자주식회사 | 다층박막구조의 자유층을 갖는 자기터널 접합 구조체들 및이를 채택하는 자기 램 셀들 |
JP2005064050A (ja) | 2003-08-14 | 2005-03-10 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置及びそのデータ書き込み方法 |
US7274080B1 (en) | 2003-08-22 | 2007-09-25 | International Business Machines Corporation | MgO-based tunnel spin injectors |
US7298595B2 (en) | 2003-09-26 | 2007-11-20 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Differential GMR sensor with multi-layer bias structure between free layers of first and second self-pinned GMR sensors |
US7195927B2 (en) | 2003-10-22 | 2007-03-27 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Process for making magnetic memory structures having different-sized memory cell layers |
US7282755B2 (en) | 2003-11-14 | 2007-10-16 | Grandis, Inc. | Stress assisted current driven switching for magnetic memory applications |
US7105372B2 (en) | 2004-01-20 | 2006-09-12 | Headway Technologies, Inc. | Magnetic tunneling junction film structure with process determined in-plane magnetic anisotropy |
US7083988B2 (en) | 2004-01-26 | 2006-08-01 | Micron Technology, Inc. | Magnetic annealing sequences for patterned MRAM synthetic antiferromagnetic pinned layers |
US7564152B1 (en) | 2004-02-12 | 2009-07-21 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | High magnetostriction of positive magnetostrictive materials under tensile load |
US6992359B2 (en) | 2004-02-26 | 2006-01-31 | Grandis, Inc. | Spin transfer magnetic element with free layers having high perpendicular anisotropy and in-plane equilibrium magnetization |
US7130167B2 (en) | 2004-03-03 | 2006-10-31 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetoresistive sensor having improved synthetic free layer |
JP2005251990A (ja) | 2004-03-04 | 2005-09-15 | Nec Electronics Corp | 不揮発性半導体記憶装置 |
US20050211973A1 (en) | 2004-03-23 | 2005-09-29 | Kiyotaka Mori | Stressed organic semiconductor |
WO2005101373A1 (en) | 2004-04-02 | 2005-10-27 | Tdk Corporation | Laminated free layer for stabilizing magnetoresistive head having low magnetostriction |
US7190557B2 (en) | 2004-04-14 | 2007-03-13 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Current-in-the-plane spin valve magnetoresistive sensor with dual metal oxide capping layers |
JP3863536B2 (ja) | 2004-05-17 | 2006-12-27 | 株式会社東芝 | 磁気ランダムアクセスメモリ及びその磁気ランダムアクセスメモリのデータ書き込み方法 |
US7449345B2 (en) * | 2004-06-15 | 2008-11-11 | Headway Technologies, Inc. | Capping structure for enhancing dR/R of the MTJ device |
JP2006005286A (ja) * | 2004-06-21 | 2006-01-05 | Alps Electric Co Ltd | 磁気検出素子 |
JP4868198B2 (ja) | 2004-08-19 | 2012-02-01 | 日本電気株式会社 | 磁性メモリ |
US20060042930A1 (en) | 2004-08-26 | 2006-03-02 | Daniele Mauri | Method for reactive sputter deposition of a magnesium oxide (MgO) tunnel barrier in a magnetic tunnel junction |
US7355884B2 (en) | 2004-10-08 | 2008-04-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistive element |
US7351483B2 (en) | 2004-11-10 | 2008-04-01 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junctions using amorphous materials as reference and free layers |
WO2006054588A1 (ja) | 2004-11-16 | 2006-05-26 | Nec Corporation | 磁気メモリ及び,その製造方法 |
JP2006156608A (ja) | 2004-11-29 | 2006-06-15 | Hitachi Ltd | 磁気メモリおよびその製造方法 |
JP2006165059A (ja) | 2004-12-02 | 2006-06-22 | Sony Corp | 記憶素子及びメモリ |
JP2006165327A (ja) | 2004-12-08 | 2006-06-22 | Toshiba Corp | 磁気ランダムアクセスメモリ |
JP5077802B2 (ja) | 2005-02-16 | 2012-11-21 | 日本電気株式会社 | 積層強磁性構造体、及び、mtj素子 |
US7230265B2 (en) | 2005-05-16 | 2007-06-12 | International Business Machines Corporation | Spin-polarization devices using rare earth-transition metal alloys |
US7372674B2 (en) | 2005-07-22 | 2008-05-13 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic tunnel transistor with high magnetocurrent and stronger pinning |
US8068317B2 (en) | 2005-07-22 | 2011-11-29 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic tunnel transistor with high magnetocurrent |
JP2007035139A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-02-08 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 垂直磁気記録媒体及び磁気記録再生装置 |
US7862914B2 (en) * | 2005-07-26 | 2011-01-04 | Seagate Technology Llc | Heatsink films for magnetic recording media |
US7349187B2 (en) | 2005-09-07 | 2008-03-25 | International Business Machines Corporation | Tunnel barriers based on alkaline earth oxides |
FR2892231B1 (fr) | 2005-10-14 | 2008-06-27 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif magnetique a jonction tunnel magnetoresistive et memoire magnetique a acces aleatoire |
JP4444241B2 (ja) | 2005-10-19 | 2010-03-31 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子、磁気ランダムアクセスメモリ、電子カード及び電子装置 |
JP4768427B2 (ja) | 2005-12-12 | 2011-09-07 | 株式会社東芝 | 半導体記憶装置 |
US7791844B2 (en) | 2005-12-14 | 2010-09-07 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetoresistive sensor having a magnetically stable free layer with a positive magnetostriction |
JP4786331B2 (ja) | 2005-12-21 | 2011-10-05 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子の製造方法 |
US7479394B2 (en) | 2005-12-22 | 2009-01-20 | Magic Technologies, Inc. | MgO/NiFe MTJ for high performance MRAM application |
US8058696B2 (en) | 2006-02-25 | 2011-11-15 | Avalanche Technology, Inc. | High capacity low cost multi-state magnetic memory |
US8508984B2 (en) | 2006-02-25 | 2013-08-13 | Avalanche Technology, Inc. | Low resistance high-TMR magnetic tunnel junction and process for fabrication thereof |
US7732881B2 (en) | 2006-11-01 | 2010-06-08 | Avalanche Technology, Inc. | Current-confined effect of magnetic nano-current-channel (NCC) for magnetic random access memory (MRAM) |
CN101395732A (zh) | 2006-03-03 | 2009-03-25 | 佳能安内华股份有限公司 | 磁阻效应元件的制造方法以及制造设备 |
JP2007250094A (ja) | 2006-03-16 | 2007-09-27 | Fujitsu Ltd | 磁気記録媒体、磁気記録媒体の製造方法、及び磁気記録装置 |
JP2007273504A (ja) * | 2006-03-30 | 2007-10-18 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録装置、磁気ランダムアクセスメモリ |
TWI309411B (en) * | 2006-04-21 | 2009-05-01 | Nat Univ Tsing Hua | Perpendicular magnetic recording media |
US8120949B2 (en) | 2006-04-27 | 2012-02-21 | Avalanche Technology, Inc. | Low-cost non-volatile flash-RAM memory |
JP4731393B2 (ja) | 2006-04-28 | 2011-07-20 | 株式会社日立製作所 | 磁気再生ヘッド |
US7486550B2 (en) | 2006-06-06 | 2009-02-03 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor magnetic memory integrating a magnetic tunneling junction above a floating-gate memory cell |
US20070297220A1 (en) | 2006-06-22 | 2007-12-27 | Masatoshi Yoshikawa | Magnetoresistive element and magnetic memory |
JP2008010590A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Toshiba Corp | 磁気抵抗素子及び磁気メモリ |
US7595520B2 (en) | 2006-07-31 | 2009-09-29 | Magic Technologies, Inc. | Capping layer for a magnetic tunnel junction device to enhance dR/R and a method of making the same |
JP4496189B2 (ja) | 2006-09-28 | 2010-07-07 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果型素子および磁気抵抗効果型ランダムアクセスメモリ |
JP2008098523A (ja) | 2006-10-13 | 2008-04-24 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果素子および磁気メモリ |
US20080170329A1 (en) * | 2007-01-11 | 2008-07-17 | Seagate Technology Llc | Granular perpendicular magnetic recording media with improved corrosion resistance by SUL post-deposition heating |
JP4751344B2 (ja) | 2007-01-26 | 2011-08-17 | 株式会社東芝 | 垂直磁気記録媒体、及び磁気記録再生装置 |
US7598579B2 (en) | 2007-01-30 | 2009-10-06 | Magic Technologies, Inc. | Magnetic tunnel junction (MTJ) to reduce spin transfer magnetization switching current |
US20100035085A1 (en) * | 2007-02-03 | 2010-02-11 | Wd Media, Inc. | Perpendicular magnetic recording medium with improved magnetic anisotropy field |
JP2008192926A (ja) | 2007-02-06 | 2008-08-21 | Tdk Corp | トンネル型磁気検出素子及びその製造方法 |
US20090218645A1 (en) | 2007-02-12 | 2009-09-03 | Yadav Technology Inc. | multi-state spin-torque transfer magnetic random access memory |
US8593862B2 (en) | 2007-02-12 | 2013-11-26 | Avalanche Technology, Inc. | Spin-transfer torque magnetic random access memory having magnetic tunnel junction with perpendicular magnetic anisotropy |
US8623452B2 (en) | 2010-12-10 | 2014-01-07 | Avalanche Technology, Inc. | Magnetic random access memory (MRAM) with enhanced magnetic stiffness and method of making same |
JP5143444B2 (ja) | 2007-02-13 | 2013-02-13 | 株式会社日立製作所 | 磁気抵抗効果素子、それを用いた磁気メモリセル及び磁気ランダムアクセスメモリ |
JP2008204539A (ja) * | 2007-02-20 | 2008-09-04 | Fujitsu Ltd | 垂直磁気記録媒体およびその製造方法、磁気記録装置 |
US20080205130A1 (en) | 2007-02-28 | 2008-08-28 | Freescale Semiconductor, Inc. | Mram free layer synthetic antiferromagnet structure and methods |
JP4682998B2 (ja) | 2007-03-15 | 2011-05-11 | ソニー株式会社 | 記憶素子及びメモリ |
US20080242088A1 (en) | 2007-03-29 | 2008-10-02 | Tokyo Electron Limited | Method of forming low resistivity copper film structures |
JP2008263031A (ja) | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果素子とその製造方法、磁気抵抗効果素子を備えた磁気記憶装置とその製造方法 |
US8097175B2 (en) | 2008-10-28 | 2012-01-17 | Micron Technology, Inc. | Method for selectively permeating a self-assembled block copolymer, method for forming metal oxide structures, method for forming a metal oxide pattern, and method for patterning a semiconductor structure |
US7682841B2 (en) | 2007-05-02 | 2010-03-23 | Qimonda Ag | Method of forming integrated circuit having a magnetic tunnel junction device |
US7486552B2 (en) | 2007-05-21 | 2009-02-03 | Grandis, Inc. | Method and system for providing a spin transfer device with improved switching characteristics |
US7602033B2 (en) | 2007-05-29 | 2009-10-13 | Headway Technologies, Inc. | Low resistance tunneling magnetoresistive sensor with composite inner pinned layer |
EP2015307B8 (en) | 2007-07-13 | 2013-05-15 | Hitachi Ltd. | Magnetoresistive device |
US7750421B2 (en) | 2007-07-23 | 2010-07-06 | Magic Technologies, Inc. | High performance MTJ element for STT-RAM and method for making the same |
TW200907964A (en) | 2007-08-09 | 2009-02-16 | Ind Tech Res Inst | Structure of magnetic memory cell and magnetic memory device |
JP5397926B2 (ja) | 2007-08-31 | 2014-01-22 | 昭和電工株式会社 | 垂直磁気記録媒体、その製造方法および磁気記録再生装置 |
JP4649457B2 (ja) * | 2007-09-26 | 2011-03-09 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗素子及び磁気メモリ |
US8497559B2 (en) | 2007-10-10 | 2013-07-30 | Magic Technologies, Inc. | MRAM with means of controlling magnetic anisotropy |
US8372661B2 (en) | 2007-10-31 | 2013-02-12 | Magic Technologies, Inc. | High performance MTJ element for conventional MRAM and for STT-RAM and a method for making the same |
JP2009116930A (ja) * | 2007-11-02 | 2009-05-28 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 垂直磁気記録媒体およびそれを用いた磁気記録再生装置 |
US7488609B1 (en) | 2007-11-16 | 2009-02-10 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method for forming an MgO barrier layer in a tunneling magnetoresistive (TMR) device |
KR20090074396A (ko) * | 2008-01-02 | 2009-07-07 | 삼성전자주식회사 | 강유전체를 이용한 정보저장매체, 그 제조방법, 및 이를채용한 정보저장장치 |
US7919794B2 (en) | 2008-01-08 | 2011-04-05 | Qualcomm, Incorporated | Memory cell and method of forming a magnetic tunnel junction (MTJ) of a memory cell |
JP4703660B2 (ja) | 2008-01-11 | 2011-06-15 | 株式会社東芝 | スピンmos電界効果トランジスタ |
JP5150284B2 (ja) | 2008-01-30 | 2013-02-20 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子およびその製造方法 |
US7727834B2 (en) | 2008-02-14 | 2010-06-01 | Toshiba America Electronic Components, Inc. | Contact configuration and method in dual-stress liner semiconductor device |
JP2009194210A (ja) | 2008-02-15 | 2009-08-27 | Renesas Technology Corp | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
US8545999B1 (en) | 2008-02-21 | 2013-10-01 | Western Digital (Fremont), Llc | Method and system for providing a magnetoresistive structure |
CN101960631B (zh) | 2008-03-07 | 2013-05-01 | 佳能安内华股份有限公司 | 制造磁阻元件的制造方法和磁阻元件的制造设备 |
US9021685B2 (en) | 2008-03-12 | 2015-05-05 | Headway Technologies, Inc. | Two step annealing process for TMR device with amorphous free layer |
US7885105B2 (en) | 2008-03-25 | 2011-02-08 | Qualcomm Incorporated | Magnetic tunnel junction cell including multiple vertical magnetic domains |
JP4724196B2 (ja) | 2008-03-25 | 2011-07-13 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子及び磁気ランダムアクセスメモリ |
US8057925B2 (en) | 2008-03-27 | 2011-11-15 | Magic Technologies, Inc. | Low switching current dual spin filter (DSF) element for STT-RAM and a method for making the same |
US8164862B2 (en) | 2008-04-02 | 2012-04-24 | Headway Technologies, Inc. | Seed layer for TMR or CPP-GMR sensor |
JP2009252878A (ja) | 2008-04-03 | 2009-10-29 | Renesas Technology Corp | 磁気記憶装置 |
US7948044B2 (en) * | 2008-04-09 | 2011-05-24 | Magic Technologies, Inc. | Low switching current MTJ element for ultra-high STT-RAM and a method for making the same |
FR2931011B1 (fr) * | 2008-05-06 | 2010-05-28 | Commissariat Energie Atomique | Element magnetique a ecriture assistee thermiquement |
JP4774082B2 (ja) | 2008-06-23 | 2011-09-14 | キヤノンアネルバ株式会社 | 磁気抵抗効果素子の製造方法 |
US8274818B2 (en) | 2008-08-05 | 2012-09-25 | Tohoku University | Magnetoresistive element, magnetic memory cell and magnetic random access memory using the same |
JP5182631B2 (ja) | 2008-09-02 | 2013-04-17 | 富士電機株式会社 | 垂直磁気記録媒体 |
JPWO2010026831A1 (ja) | 2008-09-03 | 2012-02-02 | 富士電機株式会社 | 磁気メモリ素子およびそれを用いる記憶装置 |
KR101004506B1 (ko) | 2008-09-09 | 2010-12-31 | 주식회사 하이닉스반도체 | 공통 소스라인을 갖는 수직 자기형 비휘발성 메모리 장치 및 그 제조 방법 |
US8138561B2 (en) | 2008-09-18 | 2012-03-20 | Magic Technologies, Inc. | Structure and method to fabricate high performance MTJ devices for spin-transfer torque (STT)-RAM |
US7940551B2 (en) | 2008-09-29 | 2011-05-10 | Seagate Technology, Llc | STRAM with electronically reflective insulative spacer |
US8310861B2 (en) | 2008-09-30 | 2012-11-13 | Micron Technology, Inc. | STT-MRAM cell structure incorporating piezoelectric stress material |
US8102700B2 (en) | 2008-09-30 | 2012-01-24 | Micron Technology, Inc. | Unidirectional spin torque transfer magnetic memory cell structure |
JP2010087355A (ja) | 2008-10-01 | 2010-04-15 | Fujitsu Ltd | トンネル磁気抵抗効果膜の製造方法及びトンネル磁気抵抗効果膜 |
US8487390B2 (en) | 2008-10-08 | 2013-07-16 | Seagate Technology Llc | Memory cell with stress-induced anisotropy |
JP2010093157A (ja) | 2008-10-10 | 2010-04-22 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果素子、磁気再生ヘッド、磁気抵抗デバイスおよび情報記憶装置 |
US7939188B2 (en) | 2008-10-27 | 2011-05-10 | Seagate Technology Llc | Magnetic stack design |
KR101178767B1 (ko) | 2008-10-30 | 2012-09-07 | 한국과학기술연구원 | 이중 자기 이방성 자유층을 갖는 자기 터널 접합 구조 |
US9165625B2 (en) | 2008-10-30 | 2015-10-20 | Seagate Technology Llc | ST-RAM cells with perpendicular anisotropy |
US7835173B2 (en) | 2008-10-31 | 2010-11-16 | Micron Technology, Inc. | Resistive memory |
US7944738B2 (en) | 2008-11-05 | 2011-05-17 | Micron Technology, Inc. | Spin torque transfer cell structure utilizing field-induced antiferromagnetic or ferromagnetic coupling |
US8043732B2 (en) | 2008-11-11 | 2011-10-25 | Seagate Technology Llc | Memory cell with radial barrier |
US7929370B2 (en) | 2008-11-24 | 2011-04-19 | Magic Technologies, Inc. | Spin momentum transfer MRAM design |
US8378438B2 (en) | 2008-12-04 | 2013-02-19 | Grandis, Inc. | Method and system for providing magnetic elements having enhanced magnetic anisotropy and memories using such magnetic elements |
CN102246327B (zh) | 2008-12-10 | 2013-11-27 | 株式会社日立制作所 | 磁阻效应元件、使用其的磁存储单元及磁随机存取存储器 |
FR2939955B1 (fr) | 2008-12-11 | 2011-03-11 | Commissariat Energie Atomique | Procede pour la realisation d'une jonction tunnel magnetique et jonction tunnel magnetique ainsi obtenue. |
US20100148167A1 (en) | 2008-12-12 | 2010-06-17 | Everspin Technologies, Inc. | Magnetic tunnel junction stack |
US8089137B2 (en) | 2009-01-07 | 2012-01-03 | Macronix International Co., Ltd. | Integrated circuit memory with single crystal silicon on silicide driver and manufacturing method |
US8553449B2 (en) | 2009-01-09 | 2013-10-08 | Micron Technology, Inc. | STT-MRAM cell structures |
US7957182B2 (en) | 2009-01-12 | 2011-06-07 | Micron Technology, Inc. | Memory cell having nonmagnetic filament contact and methods of operating and fabricating the same |
JP4952725B2 (ja) | 2009-01-14 | 2012-06-13 | ソニー株式会社 | 不揮発性磁気メモリ装置 |
JP4738499B2 (ja) | 2009-02-10 | 2011-08-03 | 株式会社東芝 | スピントランジスタの製造方法 |
US8120126B2 (en) | 2009-03-02 | 2012-02-21 | Qualcomm Incorporated | Magnetic tunnel junction device and fabrication |
US8587993B2 (en) | 2009-03-02 | 2013-11-19 | Qualcomm Incorporated | Reducing source loading effect in spin torque transfer magnetoresisitive random access memory (STT-MRAM) |
JP5150531B2 (ja) | 2009-03-03 | 2013-02-20 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 磁気抵抗素子、磁気ランダムアクセスメモリ、及びそれらの製造方法 |
US7969774B2 (en) | 2009-03-10 | 2011-06-28 | Micron Technology, Inc. | Electronic devices formed of two or more substrates bonded together, electronic systems comprising electronic devices and methods of making electronic devices |
US7863060B2 (en) | 2009-03-23 | 2011-01-04 | Magic Technologies, Inc. | Method of double patterning and etching magnetic tunnel junction structures for spin-transfer torque MRAM devices |
US8362482B2 (en) | 2009-04-14 | 2013-01-29 | Monolithic 3D Inc. | Semiconductor device and structure |
US7936598B2 (en) | 2009-04-28 | 2011-05-03 | Seagate Technology | Magnetic stack having assist layer |
EP2249350B1 (en) | 2009-05-08 | 2012-02-01 | Crocus Technology | Magnetic memory with a thermally assisted spin transfer torque writing procedure using a low writing current |
WO2010134378A1 (ja) | 2009-05-19 | 2010-11-25 | 富士電機ホールディングス株式会社 | 磁気メモリ素子およびそれを用いる記憶装置 |
JP5579175B2 (ja) * | 2009-05-28 | 2014-08-27 | 株式会社日立製作所 | 磁気抵抗効果素子及びそれを用いたランダムアクセスメモリ |
US8381391B2 (en) | 2009-06-26 | 2013-02-26 | Western Digital (Fremont), Llc | Method for providing a magnetic recording transducer |
US20100327248A1 (en) | 2009-06-29 | 2010-12-30 | Seagate Technology Llc | Cell patterning with multiple hard masks |
US8750028B2 (en) | 2009-07-03 | 2014-06-10 | Fuji Electric Co., Ltd. | Magnetic memory element and driving method for same |
US8159856B2 (en) | 2009-07-07 | 2012-04-17 | Seagate Technology Llc | Bipolar select device for resistive sense memory |
US8273582B2 (en) | 2009-07-09 | 2012-09-25 | Crocus Technologies | Method for use in making electronic devices having thin-film magnetic components |
US7999338B2 (en) | 2009-07-13 | 2011-08-16 | Seagate Technology Llc | Magnetic stack having reference layers with orthogonal magnetization orientation directions |
US8125746B2 (en) | 2009-07-13 | 2012-02-28 | Seagate Technology Llc | Magnetic sensor with perpendicular anisotrophy free layer and side shields |
US8609262B2 (en) | 2009-07-17 | 2013-12-17 | Magic Technologies, Inc. | Structure and method to fabricate high performance MTJ devices for spin-transfer torque (STT)-RAM application |
US8779538B2 (en) | 2009-08-10 | 2014-07-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic tunneling junction seed, capping, and spacer layer materials |
US10446209B2 (en) | 2009-08-10 | 2019-10-15 | Samsung Semiconductor Inc. | Method and system for providing magnetic tunneling junction elements having improved performance through capping layer induced perpendicular anisotropy and memories using such magnetic elements |
US20110031569A1 (en) | 2009-08-10 | 2011-02-10 | Grandis, Inc. | Method and system for providing magnetic tunneling junction elements having improved performance through capping layer induced perpendicular anisotropy and memories using such magnetic elements |
JP5527649B2 (ja) | 2009-08-28 | 2014-06-18 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
US8284594B2 (en) | 2009-09-03 | 2012-10-09 | International Business Machines Corporation | Magnetic devices and structures |
US8445979B2 (en) | 2009-09-11 | 2013-05-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic memory devices including magnetic layers separated by tunnel barriers |
US9082534B2 (en) * | 2009-09-15 | 2015-07-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic element having perpendicular anisotropy with enhanced efficiency |
US8072800B2 (en) * | 2009-09-15 | 2011-12-06 | Grandis Inc. | Magnetic element having perpendicular anisotropy with enhanced efficiency |
US8766341B2 (en) | 2009-10-20 | 2014-07-01 | The Regents Of The University Of California | Epitaxial growth of single crystalline MgO on germanium |
US8169821B1 (en) | 2009-10-20 | 2012-05-01 | Avalanche Technology, Inc. | Low-crystallization temperature MTJ for spin-transfer torque magnetic random access memory (SSTTMRAM) |
US8184411B2 (en) | 2009-10-26 | 2012-05-22 | Headway Technologies, Inc. | MTJ incorporating CoFe/Ni multilayer film with perpendicular magnetic anisotropy for MRAM application |
US8334148B2 (en) | 2009-11-11 | 2012-12-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming pattern structures |
KR101740040B1 (ko) | 2010-07-16 | 2017-06-09 | 삼성전자주식회사 | 패턴 구조물, 패턴 구조물 형성 방법 및 이를 이용한 반도체 소자의 제조 방법 |
JP2011123923A (ja) | 2009-12-08 | 2011-06-23 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気抵抗効果ヘッド、磁気記録再生装置 |
KR101658394B1 (ko) | 2009-12-15 | 2016-09-22 | 삼성전자 주식회사 | 자기터널접합 소자 및 그 제조방법과 자기터널접합 소자를 포함하는 전자소자 |
KR101608671B1 (ko) | 2009-12-16 | 2016-04-05 | 삼성전자주식회사 | 휴대 단말기의 프로세서 간 데이터 통신 방법 및 장치 |
US8238151B2 (en) | 2009-12-18 | 2012-08-07 | Micron Technology, Inc. | Transient heat assisted STTRAM cell for lower programming current |
KR20110071702A (ko) | 2009-12-21 | 2011-06-29 | 삼성전자주식회사 | 그라핀을 이용한 스핀밸브소자 및 그 제조방법과 스핀밸브소자를 포함하는 자성소자 |
KR20110071710A (ko) | 2009-12-21 | 2011-06-29 | 삼성전자주식회사 | 수직 자기터널접합과 이를 포함하는 자성소자 및 그 제조방법 |
US8254162B2 (en) | 2010-01-11 | 2012-08-28 | Grandis, Inc. | Method and system for providing magnetic tunneling junctions usable in spin transfer torque magnetic memories |
US9093163B2 (en) | 2010-01-14 | 2015-07-28 | Hitachi, Ltd. | Magnetoresistive device |
US8223539B2 (en) | 2010-01-26 | 2012-07-17 | Micron Technology, Inc. | GCIB-treated resistive device |
JP4903277B2 (ja) | 2010-01-26 | 2012-03-28 | 株式会社日立製作所 | 磁気抵抗効果素子、それを用いた磁気メモリセル及びランダムアクセスメモリ |
JP5732827B2 (ja) * | 2010-02-09 | 2015-06-10 | ソニー株式会社 | 記憶素子および記憶装置、並びに記憶装置の動作方法 |
US8149614B2 (en) | 2010-03-31 | 2012-04-03 | Nanya Technology Corp. | Magnetoresistive random access memory element and fabrication method thereof |
SG175482A1 (en) * | 2010-05-04 | 2011-11-28 | Agency Science Tech & Res | Multi-bit cell magnetic memory with perpendicular magnetization and spin torque switching |
US9287321B2 (en) | 2010-05-26 | 2016-03-15 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic tunnel junction device having amorphous buffer layers that are magnetically connected together and that have perpendicular magnetic anisotropy |
US8920947B2 (en) | 2010-05-28 | 2014-12-30 | Headway Technologies, Inc. | Multilayer structure with high perpendicular anisotropy for device applications |
US8922956B2 (en) | 2010-06-04 | 2014-12-30 | Seagate Technology Llc | Tunneling magneto-resistive sensors with buffer layers |
US8604572B2 (en) | 2010-06-14 | 2013-12-10 | Regents Of The University Of Minnesota | Magnetic tunnel junction device |
US8324697B2 (en) | 2010-06-15 | 2012-12-04 | International Business Machines Corporation | Seed layer and free magnetic layer for perpendicular anisotropy in a spin-torque magnetic random access memory |
JP5502627B2 (ja) | 2010-07-09 | 2014-05-28 | 株式会社東芝 | 磁気ランダムアクセスメモリ及びその製造方法 |
US20120015099A1 (en) | 2010-07-15 | 2012-01-19 | Everspin Technologies, Inc. | Structure and method for fabricating a magnetic thin film memory having a high field anisotropy |
US8564080B2 (en) | 2010-07-16 | 2013-10-22 | Qualcomm Incorporated | Magnetic storage element utilizing improved pinned layer stack |
US8546896B2 (en) | 2010-07-16 | 2013-10-01 | Grandis, Inc. | Magnetic tunneling junction elements having magnetic substructures(s) with a perpendicular anisotropy and memories using such magnetic elements |
KR101652006B1 (ko) | 2010-07-20 | 2016-08-30 | 삼성전자주식회사 | 자기 기억 소자 및 그 제조 방법 |
KR101746615B1 (ko) * | 2010-07-22 | 2017-06-14 | 삼성전자 주식회사 | 자기 메모리 소자 및 이를 포함하는 메모리 카드 및 시스템 |
US8772886B2 (en) | 2010-07-26 | 2014-07-08 | Avalanche Technology, Inc. | Spin transfer torque magnetic random access memory (STTMRAM) having graded synthetic free layer |
KR101684915B1 (ko) | 2010-07-26 | 2016-12-12 | 삼성전자주식회사 | 자기 기억 소자 |
JP5652075B2 (ja) | 2010-09-13 | 2015-01-14 | ソニー株式会社 | 記憶素子及びメモリ |
JP2012064624A (ja) | 2010-09-14 | 2012-03-29 | Sony Corp | 記憶素子、メモリ装置 |
US9024398B2 (en) | 2010-12-10 | 2015-05-05 | Avalanche Technology, Inc. | Perpendicular STTMRAM device with balanced reference layer |
JP5123365B2 (ja) | 2010-09-16 | 2013-01-23 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗素子及び磁気メモリ |
JP5214691B2 (ja) | 2010-09-17 | 2013-06-19 | 株式会社東芝 | 磁気メモリ及びその製造方法 |
US8310868B2 (en) | 2010-09-17 | 2012-11-13 | Micron Technology, Inc. | Spin torque transfer memory cell structures and methods |
US8374020B2 (en) | 2010-10-29 | 2013-02-12 | Honeywell International Inc. | Reduced switching-energy magnetic elements |
JP2012099741A (ja) * | 2010-11-04 | 2012-05-24 | Toshiba Corp | 磁気ランダムアクセスメモリ及びその製造方法 |
US8470462B2 (en) | 2010-11-30 | 2013-06-25 | Magic Technologies, Inc. | Structure and method for enhancing interfacial perpendicular anisotropy in CoFe(B)/MgO/CoFe(B) magnetic tunnel junctions |
US8675317B2 (en) * | 2010-12-22 | 2014-03-18 | HGST Netherlands B.V. | Current-perpendicular-to-plane (CPP) read sensor with dual seed and cap layers |
JP5609652B2 (ja) | 2011-01-05 | 2014-10-22 | 富士通株式会社 | 磁気トンネル接合素子、その製造方法、及びmram |
JP2012151213A (ja) | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Sony Corp | 記憶素子、メモリ装置 |
US8786036B2 (en) * | 2011-01-19 | 2014-07-22 | Headway Technologies, Inc. | Magnetic tunnel junction for MRAM applications |
JP5367739B2 (ja) | 2011-02-03 | 2013-12-11 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子およびそれを用いた磁気ランダムアクセスメモリ |
US9006704B2 (en) | 2011-02-11 | 2015-04-14 | Headway Technologies, Inc. | Magnetic element with improved out-of-plane anisotropy for spintronic applications |
KR101739952B1 (ko) | 2011-02-25 | 2017-05-26 | 삼성전자주식회사 | 자기 메모리 장치 |
JP2012182219A (ja) | 2011-02-28 | 2012-09-20 | Toshiba Corp | 磁気ランダムアクセスメモリ |
US8947914B2 (en) | 2011-03-18 | 2015-02-03 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Magnetic tunneling junction devices, memories, electronic systems, and memory systems, and methods of fabricating the same |
US20120241878A1 (en) | 2011-03-24 | 2012-09-27 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction with iron dusting layer between free layer and tunnel barrier |
JP2012204432A (ja) | 2011-03-24 | 2012-10-22 | Toshiba Corp | 磁気ランダムアクセスメモリ及びその製造方法 |
US8790798B2 (en) | 2011-04-18 | 2014-07-29 | Alexander Mikhailovich Shukh | Magnetoresistive element and method of manufacturing the same |
US20120267733A1 (en) | 2011-04-25 | 2012-10-25 | International Business Machines Corporation | Magnetic stacks with perpendicular magnetic anisotropy for spin momentum transfer magnetoresistive random access memory |
US8592927B2 (en) | 2011-05-04 | 2013-11-26 | Magic Technologies, Inc. | Multilayers having reduced perpendicular demagnetizing field using moment dilution for spintronic applications |
US8541855B2 (en) | 2011-05-10 | 2013-09-24 | Magic Technologies, Inc. | Co/Ni multilayers with improved out-of-plane anisotropy for magnetic device applications |
US8508006B2 (en) * | 2011-05-10 | 2013-08-13 | Magic Technologies, Inc. | Co/Ni multilayers with improved out-of-plane anisotropy for magnetic device applications |
CN103534757B (zh) * | 2011-05-17 | 2016-08-17 | 昭和电工株式会社 | 磁记录介质及其制造方法以及磁记录再生装置 |
JP6029020B2 (ja) | 2011-05-20 | 2016-11-24 | 国立大学法人東北大学 | 磁気メモリ素子および磁気メモリ |
JP5768498B2 (ja) | 2011-05-23 | 2015-08-26 | ソニー株式会社 | 記憶素子、記憶装置 |
JP5177256B2 (ja) * | 2011-06-03 | 2013-04-03 | 富士電機株式会社 | 垂直磁気記録媒体およびその製造方法 |
JP2013008868A (ja) | 2011-06-24 | 2013-01-10 | Toshiba Corp | 半導体記憶装置 |
EP2541554B1 (en) | 2011-06-30 | 2015-12-30 | Hitachi, Ltd. | Magnetic functional device |
KR20130008929A (ko) | 2011-07-13 | 2013-01-23 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 개선된 자성층의 두께 마진을 갖는 자기 메모리 디바이스 |
KR20130015929A (ko) | 2011-08-05 | 2013-02-14 | 에스케이하이닉스 주식회사 | 자기 메모리 소자 및 그 제조 방법 |
KR101831931B1 (ko) | 2011-08-10 | 2018-02-26 | 삼성전자주식회사 | 외인성 수직 자화 구조를 구비하는 자기 메모리 장치 |
US8492169B2 (en) * | 2011-08-15 | 2013-07-23 | Magic Technologies, Inc. | Magnetic tunnel junction for MRAM applications |
US20130059168A1 (en) | 2011-08-31 | 2013-03-07 | Agency Fo Science, Technology And Research | Magnetoresistance Device |
US8704320B2 (en) | 2011-09-12 | 2014-04-22 | Qualcomm Incorporated | Strain induced reduction of switching current in spin-transfer torque switching devices |
JP5767925B2 (ja) | 2011-09-21 | 2015-08-26 | 株式会社東芝 | 磁気記憶素子及び不揮発性記憶装置 |
US8878318B2 (en) | 2011-09-24 | 2014-11-04 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Structure and method for a MRAM device with an oxygen absorbing cap layer |
JP5971927B2 (ja) * | 2011-11-29 | 2016-08-17 | デクセリアルズ株式会社 | 光学体、窓材、建具、日射遮蔽装置および建築物 |
JP5867030B2 (ja) | 2011-12-01 | 2016-02-24 | ソニー株式会社 | 記憶素子、記憶装置 |
US9058885B2 (en) | 2011-12-07 | 2015-06-16 | Agency For Science, Technology And Research | Magnetoresistive device and a writing method for a magnetoresistive device |
US8823117B2 (en) | 2011-12-08 | 2014-09-02 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Magnetic device fabrication |
US8823118B2 (en) | 2012-01-05 | 2014-09-02 | Headway Technologies, Inc. | Spin torque transfer magnetic tunnel junction fabricated with a composite tunneling barrier layer |
JP5999543B2 (ja) | 2012-01-16 | 2016-09-28 | 株式会社アルバック | トンネル磁気抵抗素子の製造方法 |
JP5923999B2 (ja) | 2012-01-30 | 2016-05-25 | 富士通株式会社 | ストレージ管理方法およびストレージ管理装置 |
US9679664B2 (en) * | 2012-02-11 | 2017-06-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and system for providing a smart memory architecture |
US8871365B2 (en) * | 2012-02-28 | 2014-10-28 | Headway Technologies, Inc. | High thermal stability reference structure with out-of-plane aniotropy to magnetic device applications |
US8710603B2 (en) | 2012-02-29 | 2014-04-29 | Headway Technologies, Inc. | Engineered magnetic layer with improved perpendicular anisotropy using glassing agents for spintronic applications |
US8617644B2 (en) | 2012-03-08 | 2013-12-31 | HGST Netherlands B.V. | Method for making a current-perpendicular-to-the-plane (CPP) magnetoresistive sensor containing a ferromagnetic alloy requiring post-deposition annealing |
JP5956793B2 (ja) | 2012-03-16 | 2016-07-27 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ、磁気記録再生装置及び磁気メモリ |
US9007818B2 (en) | 2012-03-22 | 2015-04-14 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, semiconductor device structures, systems including such cells, and methods of fabrication |
KR101287370B1 (ko) * | 2012-05-22 | 2013-07-19 | 고려대학교 산학협력단 | 반전구조를 갖는 코발트(Co) 및 플래티늄(Pt) 기반의 다층박막 및 이의 제조방법 |
US8941950B2 (en) * | 2012-05-23 | 2015-01-27 | WD Media, LLC | Underlayers for heat assisted magnetic recording (HAMR) media |
US8923038B2 (en) | 2012-06-19 | 2014-12-30 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, semiconductor device structures, memory systems, and methods of fabrication |
US9054030B2 (en) | 2012-06-19 | 2015-06-09 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, semiconductor device structures, memory systems, and methods of fabrication |
KR101446338B1 (ko) * | 2012-07-17 | 2014-10-01 | 삼성전자주식회사 | 자기 소자 및 그 제조 방법 |
US9214624B2 (en) | 2012-07-27 | 2015-12-15 | Qualcomm Incorporated | Amorphous spacerlattice spacer for perpendicular MTJs |
JP5961490B2 (ja) * | 2012-08-29 | 2016-08-02 | 昭和電工株式会社 | 磁気記録媒体及び磁気記録再生装置 |
US8860156B2 (en) | 2012-09-11 | 2014-10-14 | Headway Technologies, Inc. | Minimal thickness synthetic antiferromagnetic (SAF) structure with perpendicular magnetic anisotropy for STT-MRAM |
US8836056B2 (en) | 2012-09-26 | 2014-09-16 | Intel Corporation | Perpendicular MTJ stacks with magnetic anisotropy enhancing layer and crystallization barrier layer |
US8865008B2 (en) | 2012-10-25 | 2014-10-21 | Headway Technologies, Inc. | Two step method to fabricate small dimension devices for magnetic recording applications |
WO2014097520A1 (ja) | 2012-12-20 | 2014-06-26 | キヤノンアネルバ株式会社 | 酸化処理装置、酸化方法、および電子デバイスの製造方法 |
US9287323B2 (en) | 2013-01-08 | 2016-03-15 | Yimin Guo | Perpendicular magnetoresistive elements |
US20140242419A1 (en) * | 2013-02-28 | 2014-08-28 | Showa Denko Hd Singapore Pte Ltd. | Perpendicular recording medium for hard disk drives |
US9379315B2 (en) | 2013-03-12 | 2016-06-28 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, methods of fabrication, semiconductor device structures, and memory systems |
KR102131812B1 (ko) * | 2013-03-13 | 2020-08-05 | 삼성전자주식회사 | 소스라인 플로팅 회로, 이를 포함하는 메모리 장치 및 메모리 장치의 독출 방법 |
US9206078B2 (en) * | 2013-03-13 | 2015-12-08 | Intermolecular, Inc. | Barrier layers for silver reflective coatings and HPC workflows for rapid screening of materials for such barrier layers |
US9499899B2 (en) * | 2013-03-13 | 2016-11-22 | Intermolecular, Inc. | Systems, methods, and apparatus for production coatings of low-emissivity glass including a ternary alloy |
JP6199618B2 (ja) * | 2013-04-12 | 2017-09-20 | 昭和電工株式会社 | 磁気記録媒体、磁気記憶装置 |
KR102099879B1 (ko) | 2013-05-03 | 2020-04-10 | 삼성전자 주식회사 | 자기 소자 |
US9341685B2 (en) * | 2013-05-13 | 2016-05-17 | HGST Netherlands B.V. | Antiferromagnetic (AFM) grain growth controlled random telegraph noise (RTN) suppressed magnetic head |
KR20140135002A (ko) | 2013-05-15 | 2014-11-25 | 삼성전자주식회사 | 자기 기억 소자 및 그 제조방법 |
JP6182993B2 (ja) | 2013-06-17 | 2017-08-23 | ソニー株式会社 | 記憶素子、記憶装置、記憶素子の製造方法、磁気ヘッド |
US9466787B2 (en) | 2013-07-23 | 2016-10-11 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, methods of fabrication, semiconductor device structures, memory systems, and electronic systems |
US20150041933A1 (en) | 2013-08-08 | 2015-02-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method and system for providing magnetic junctions using bcc cobalt and suitable for use in spin transfer torque memories |
US20150069556A1 (en) | 2013-09-11 | 2015-03-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic memory and method for manufacturing the same |
US9461242B2 (en) | 2013-09-13 | 2016-10-04 | Micron Technology, Inc. | Magnetic memory cells, methods of fabrication, semiconductor devices, memory systems, and electronic systems |
US9608197B2 (en) | 2013-09-18 | 2017-03-28 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, methods of fabrication, and semiconductor devices |
US9082927B1 (en) | 2013-12-20 | 2015-07-14 | Intermolecular, Inc. | Catalytic growth of Josephson junction tunnel barrier |
US10454024B2 (en) | 2014-02-28 | 2019-10-22 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, methods of fabrication, and memory devices |
US9214625B2 (en) | 2014-03-18 | 2015-12-15 | International Business Machines Corporation | Thermally assisted MRAM with increased breakdown voltage using a double tunnel barrier |
US9269893B2 (en) | 2014-04-02 | 2016-02-23 | Qualcomm Incorporated | Replacement conductive hard mask for multi-step magnetic tunnel junction (MTJ) etch |
US9281466B2 (en) | 2014-04-09 | 2016-03-08 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, semiconductor structures, semiconductor devices, and methods of fabrication |
US9269888B2 (en) * | 2014-04-18 | 2016-02-23 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, methods of fabrication, and semiconductor devices |
US9496489B2 (en) | 2014-05-21 | 2016-11-15 | Avalanche Technology, Inc. | Magnetic random access memory with multilayered seed structure |
US9559296B2 (en) | 2014-07-03 | 2017-01-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for providing a perpendicular magnetic anisotropy magnetic junction usable in spin transfer torque magnetic devices using a sacrificial insertion layer |
US9799382B2 (en) | 2014-09-21 | 2017-10-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method for providing a magnetic junction on a substrate and usable in a magnetic device |
US9349945B2 (en) | 2014-10-16 | 2016-05-24 | Micron Technology, Inc. | Memory cells, semiconductor devices, and methods of fabrication |
US9768377B2 (en) | 2014-12-02 | 2017-09-19 | Micron Technology, Inc. | Magnetic cell structures, and methods of fabrication |
-
2014
- 2014-12-02 US US14/558,367 patent/US9768377B2/en active Active
-
2015
- 2015-11-24 KR KR1020177017984A patent/KR102051194B1/ko active IP Right Grant
- 2015-11-24 WO PCT/US2015/062453 patent/WO2016089682A1/en active Application Filing
- 2015-11-24 CN CN201580065688.4A patent/CN107004764B/zh active Active
- 2015-11-24 EP EP15864457.5A patent/EP3227931B1/en active Active
- 2015-11-24 JP JP2017528872A patent/JP6464516B2/ja active Active
- 2015-11-26 TW TW104139568A patent/TWI596808B/zh active
-
2017
- 2017-08-02 US US15/667,364 patent/US10134978B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI686797B (zh) * | 2018-03-19 | 2020-03-01 | 日商東芝記憶體股份有限公司 | 磁性記憶裝置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2016089682A1 (en) | 2016-06-09 |
US20160155932A1 (en) | 2016-06-02 |
KR20170091691A (ko) | 2017-08-09 |
EP3227931A4 (en) | 2018-08-15 |
EP3227931B1 (en) | 2020-05-20 |
TWI596808B (zh) | 2017-08-21 |
CN107004764B (zh) | 2020-04-24 |
US10134978B2 (en) | 2018-11-20 |
CN107004764A (zh) | 2017-08-01 |
JP2018501647A (ja) | 2018-01-18 |
EP3227931A1 (en) | 2017-10-11 |
JP6464516B2 (ja) | 2019-02-06 |
US9768377B2 (en) | 2017-09-19 |
US20170358737A1 (en) | 2017-12-14 |
KR102051194B1 (ko) | 2020-01-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI596808B (zh) | 磁單元結構及其製造方法 | |
TWI583034B (zh) | 半導體裝置、磁穿隧接面及其製造方法 | |
US10347689B2 (en) | Magnetic devices with magnetic and getter regions and methods of formation | |
EP3130014B1 (en) | Memory cells, semiconductor structures, semiconductor devices, and methods of fabrication | |
US9466787B2 (en) | Memory cells, methods of fabrication, semiconductor device structures, memory systems, and electronic systems | |
US10090459B2 (en) | Magnetoresistive element | |
US10454024B2 (en) | Memory cells, methods of fabrication, and memory devices | |
TW201521249A (zh) | 記憶體單元、製造方法及半導體裝置 | |
US10355045B1 (en) | Three dimensional perpendicular magnetic junction with thin-film transistor | |
US10629649B2 (en) | Method of making a three dimensional perpendicular magnetic tunnel junction with thin-film transistor | |
US10867651B2 (en) | Initialization process for magnetic random access memory (MRAM) production |