TW201901684A - 磁性接合、磁性記憶體以及提供所述磁性接合的方法 - Google Patents

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Abstract

本發明闡述磁性接合以及提供所述磁性接合的方法。所述磁性接合存在於基底上且能夠用於磁性元件中。所述磁性接合包括被釘紮層、非磁性分隔層、自由層、氧化物層及至少一個氧阻擋層。當寫入電流通過所述磁性接合時，所述自由層能夠在多種穩定磁性狀態之間切換。所述非磁性分隔層位於所述被釘紮層與所述自由層之間。所述氧化物層鄰近所述自由層。所述自由層位於所述非磁性分隔層與所述氧化物層之間。所述氧阻擋層具有選自鄰近所述氧化物層與鄰近所述被釘紮層的位置。在一些方面中，磁性接合還可包括氧吸附層及/或微調層。

Description

提供利用氧阻隔之磁性接合的方法和系統、氧吸附層以及調整層
本申請主張在2017年5月30日提出申請的編號為62/512,653且名稱為垂直磁性接合中低氧化物頂部上的頂蓋層（CAPPING LAYER ON THE TOP OF SUB-OXIDE IN PERPENDICULAR MAGNETIC JUNCTIONS）的臨時專利申請的權利，所述臨時專利申請被轉讓給本申請的受讓人且併入本文供參考。
本發明概念涉及一種磁性接合、磁性記憶體及製作所述磁性接合的方法。
由於磁性記憶體（尤其是磁性隨機存取記憶體（magnetic random access memory，MRAM））在操作期間具有讀取/寫入速度高、耐用性優異、非揮發性及功耗低的潛力，因此它們得到越來越多的關注。磁性隨機存取記憶體可利用磁性材料作為資訊記錄媒體來存儲資訊。一種類型的磁性隨機存取記憶體是自旋轉移力矩隨機存取記憶體（spin transfer torque random access memory，STT-MRAM）。自旋轉移力矩磁性隨機存取記憶體利用磁性接合，所述磁性接合至少部分地由被驅動通過所述磁性接合的電流來寫入。被驅動通過磁性接合的自旋偏振電流（spin polarized current）在磁性接合中的磁矩（magnetic moment）上施加自旋力矩（spin torque）。因此，具有回應於自旋力矩的磁矩的層可被切換成期望狀態。
舉例來說，在傳統的自旋轉移力矩磁性隨機存取記憶體中可使用傳統的磁性穿隧接面（magnetic tunneling junction，MTJ）。傳統的磁性穿隧接面通常存在於基底上。磁性穿隧接面使用晶種層，可包括頂蓋層，且可包括反鐵磁（antiferromagnetic，AFM）層。傳統的磁性穿隧接面包括被釘紮層（pinned layer）、自由層以及位於被釘紮層與自由層之間的穿隧阻障層（tunneling barrier layer）。可使用位於磁性穿隧接面下方的底部接觸件及位於磁性穿隧接面上的頂部接觸件在垂直於平面電流（current-perpendicular-to-plane，CPP）方向上驅動電流通過磁性穿隧接面。
被釘紮層及自由層是磁性的。被釘紮層的磁化被固定或被釘紮在特定方向上。自由層具有能夠改變的磁化。自由層可為單個層或包括多個層。
為切換自由層的磁化，垂直於平面來驅動電流。當從頂部接觸件向底部接觸件驅動足夠的電流時，自由層的磁化可被切換成平行於底部被釘紮層的磁化。當從底部接觸件向頂部接觸件驅動足夠的電流時，自由層的磁化可被切換成與底部被釘紮層的磁化反平行。磁性配置的差異對應於不同的磁阻，且因此對應於傳統磁性穿隧接面的不同邏輯狀態（例如，邏輯「0」及邏輯「1」）。
由於磁性記憶體適用於各種應用中的潛力，因此正在進行對磁性記憶體的研究。需要用於改善自旋轉移力矩磁性隨機存取記憶體的性能的機制。舉例來說，為實現改善的切換及信號，可能需要低的切換電流、足夠的熱穩定性及高的磁阻。因此，需要一種可改善自旋轉移力矩式記憶體的性能的方法及系統。本文所述方法及系統滿足了這種需要。
本發明闡述一種磁性接合以及提供所述磁性接合的方法。所述磁性接合存在於基底上且可用於磁性元件中。所述磁性接合包括被釘紮層、非磁性分隔層、自由層、氧化物層及至少一個氧阻擋層。當寫入電流通過所述磁性接合時，所述自由層可在多種穩定磁性狀態之間切換。所述非磁性分隔層位於所述被釘紮層與所述自由層之間。所述氧化物層鄰近所述自由層。所述自由層位於所述非磁性分隔層與所述氧化物層之間。所述氧阻擋層具有選自鄰近所述氧化物層與鄰近所述被釘紮層的位置。在一些方面中，磁性接合還可包括氧吸附層及/或微調層。
磁性接合對於自由層而言及/或對於被釘紮層而言可具有改善的垂直磁各向異性。磁性接合還可具有減小的切換電流。因此，性能可得到改善。
示例性實施例涉及可用於例如磁性記憶體等磁性元件中的磁性接合以及使用這種磁性接合的元件。磁性記憶體可包括自旋轉移力矩磁性隨機存取記憶體（STT-MRAM）且可用於採用非揮發性記憶體的電子元件中。這種電子元件包括但不限於手機、智慧型電話、平板電腦、膝上型電腦及其他可攜式及非可攜式計算元件。提出以下說明是為了使所屬領域的普通技術人員能夠製作並使用本發明，且以下說明是在專利申請及其要求的上下文中提供。對在本文中闡述的示例性實施例以及一般性原則及特徵的各種修改將顯而易見。示例性實施例主要是針對在具體實施方式中提供的具體方法及系統進行闡述。然而，所述方法及系統在其他實施方式中也將有效地發揮作用。例如「示例性實施例」、「一個實施例」及「另一個實施例」等術語可指相同或不同的實施例以及多個實施例。實施例將相對於具有某些元件的系統及/或元件進行闡述。然而，系統及/或元件可包括比圖中所示元件更多或更少的元件，且元件的排列及類型可發生變化，而此並不背離本發明的範圍。示例性實施例還將在具有某些步驟的具體方法的上下文中進行闡述。然而，方法及系統對於具有不同的及/或附加的步驟以及處於不同次序的步驟的其他方法而言也會有效地發揮作用，所述其他方法不與示例性實施例相矛盾。因此，本發明並非旨在僅限於圖中所示實施例，而是符合與本文所述原則及特徵相一致的最廣範圍。
本發明闡述一種磁性接合以及提供所述磁性接合的方法。所述磁性接合存在於基底上且可用於磁性元件中。所述磁性接合包括被釘紮層、非磁性分隔層、自由層、氧化物層及至少一個氧阻擋層。當寫入電流通過所述磁性接合時，所述自由層可在多種穩定磁性狀態之間切換。所述非磁性分隔層位於所述被釘紮層與所述自由層之間。所述氧化物層鄰近所述自由層。所述自由層位於所述非磁性分隔層與所述氧化物層之間。所述氧阻擋層具有選自鄰近所述氧化物層與鄰近所述被釘紮層的位置。在一些方面中，磁性接合還可包括氧吸附層及/或微調層。
示例性實施例是在具體方法、具有某些元件的磁性接合及磁性記憶體的上下文中進行闡述。所屬領域的普通技術人員將容易地認識到，本發明與具有不與本發明相矛盾的其他的及/或附加元件及/或其他特徵的磁性接合及磁性記憶體的使用相一致。所述方法及系統也在對自旋轉移現象、磁各向異性及其他物理現象的當前理解的上下文中進行了闡述。因此，所屬領域的普通技術人員將容易地認識到，對所述方法及系統的行為的理論解釋是基於對自旋轉移、磁各向異性及其他物理現象的當前理解作出的。然而，本文所述方法及系統不依賴於具體的物理解釋。所屬領域的普通技術人員還將容易地認識到，所述方法及系統是在與基底具有具體關係的結構的上下文中進行闡述。然而，所屬領域的普通技術人員將容易地認識到，所述方法及系統與其他結構相一致。另外，所述方法及系統是在某些層是合成的及/或單純的層的上下文中進行闡述。然而，所屬領域的普通技術人員將容易地認識到，所述層可具有另一種結構。另外，所述方法及系統是在磁性接合及/或具有特定層的子結構的上下文中進行闡述。然而，所屬領域的普通技術人員將容易地認識到，也可使用具有不與所述方法及系統相矛盾的附加的及/或不同的層的磁性接合及/或子結構。此外，某些元件被闡述成磁性的、鐵磁性的（ferromagnetic）及亞鐵磁性的（ferrimagnetic）。本文所用用語「磁性的」可包括鐵磁性的、亞鐵磁性的或類似結構。因此，本文所用用語「磁性的」或「鐵磁性的」包括但不限於鐵磁體及亞鐵磁體。本文所用用語「平面內（in-plane）」是實質上處於磁性接合的各個層中的一者或多者的平面內或平行於磁性接合的各個層中的一者或多者的平面。相反，「垂直（perpendicular）」及「垂直於平面（perpendicular-to-plane）」對應於實質上垂直於磁性接合的各個層中的一者或多者的方向。所述方法及系統也在某些合金的上下文中進行闡述。除非另外指明，否則如果未提及合金的具體濃度，則可使用不與所述方法及系統相矛盾的任何化學計量（stoichiometry）。
圖1A及圖1B繪示磁性接合100A及磁性接合100A'的示例性實施例，磁性接合100A及磁性接合100A'可用於磁性記憶體中，可使用自旋轉移力矩進行程式化且包括至少一個氧阻擋層。為清晰起見，圖1A及圖1B並非按比例繪示且可不示出所有組件。磁性接合100A及磁性接合100A'可用於例如自旋轉移力矩磁性隨機存取記憶體（STT-MRAM）等磁性元件中，且因此可用於各種電子元件中。參照圖1a，磁性接合100A可包括具有磁矩112的被釘紮層110、非磁性分隔層120、具有磁矩132的自由層130、氧化物層140、氧阻擋層150A及可選的附加氧阻擋層155A。圖中還示出可選的晶種層102及可選的頂蓋層104。上面形成有磁性接合100的基底101存在於晶種層下方且出於清晰的目的而被示出。圖中未示出底部接觸件及頂部接觸件，但可形成有底部接觸件及頂部接觸件。相似地，可存在其他層但為簡潔起見未在圖中示出。
如在圖1A中可看出，磁性接合100A是底部磁性接合。在另一個實施例中，可將被釘紮層110、附加氧阻擋層155、非磁性分隔層120、自由層130、氧化物層140及氧阻擋層150A反轉。在這種實施例中，磁性接合將成為頂部被釘紮磁性接合。圖1b繪示這種磁性接合100A'。磁性接合100A'的組件與圖1A中的元件類似，且因此不再單獨地對其進行論述。然而，由於磁性接合100A'是頂部被釘紮磁性接合，因此可選的晶種層102'及可選的頂蓋層104'可不同於晶種層102及頂蓋層104。返回參照圖1A，可使用可選的釘紮層（圖中未示出）來固定被釘紮層110的磁化。在一些實施例中，可選的釘紮層可為通過交換偏壓相互作用（exchange-bias interaction）來釘紮磁化的反鐵磁層或多層（multilayer）。然而，在其他實施例中，可省略可選的釘紮層或者可使用另一種結構。在圖中所示實施例中，被釘紮層110的磁矩110是通過被釘紮層110的磁各向異性來被釘紮。可存在其他層，例如偏振增強層（polarization enhancement layer，PEL）、耦接層及反鐵磁（AFM）層及/或其他層。然而，為簡潔起見，圖中未示出這些層。另外，被釘紮層110、非磁性分隔層120、自由層130、氧化物層140、氧阻擋層150A及附加氧阻擋層155中的一個或多個層可為多層。
自由層130及被釘紮層110各自具有高的垂直磁各向異性（perpendicular magnetic anisotropy，PMA）。換句話說，對於被釘紮層110及自由層130而言，垂直磁各向異性能超過平面外退磁能（out-of-plane demagnetization energy）。這種配置使被釘紮層110的磁矩112及自由層130的磁矩132能夠分別穩定地垂直於平面。換句話說，自由層130的磁矩及被釘紮層110的磁矩穩定地位於平面外。在其他實施例中，被釘紮層110及/或自由層130可不具有高的垂直磁各向異性。在這些實施例中，磁矩112及/或132可穩定地位於平面內。
磁性接合100A還被配置成當寫入電流通過磁性接合100A時使自由層磁矩132可在穩定的磁性狀態之間切換。因此，當在垂直於平面電流（CPP）方向上驅動寫入電流通過磁性接合100A時，自由層130可利用自旋轉移力矩進行切換。自由層108的磁矩132的方向可通過驅動讀取電流通過磁性接合100A來讀取。
非磁性分隔層120可為穿隧阻障層。舉例來說，非磁性分隔120可為具有（100）取向的晶體MgO穿隧阻障。這種非磁性分隔層120可增強磁性接合100A的穿隧磁阻（tunneling magnetoresistance，TMR）。非磁性分隔層120也可被視為作為自由層130的晶種層。在替代實施例中，非磁性分隔層120可具有包括但不限於導電層的另一種結構。
被釘紮層110具有比被釘紮層平面外退磁能（pinned layer out-of-plane demagnetization energy）大的垂直磁各向異性能。因此，矩112穩定地垂直於平面。在替代實施例中，磁矩112可穩定地位於平面內。被釘紮層110被示出為簡單的單層。然而，在其他實施例中，被釘紮層110可為多層。舉例來說，被釘紮層110可以是包括兩個磁性耦接的鐵磁層的合成反鐵磁體（synthetic antiferromagnet，SAF），所述兩個鐵磁層被非磁性層（例如Ru）隔開且夾置所述非磁性層。作為另外一種選擇，被釘紮層110可包括一個或多個高垂直各向異性（Hk）多層。舉例來說，被釘紮層110可為Co/Pt多層。可使用具有其他結構的其他被釘紮層。
自由層130可具有高的垂直磁各向異性。因此，自由層130具有比被釘紮層平面外退磁能大的垂直磁各向異性能。因此，矩132穩定地垂直於平面。在替代實施例中，磁矩132可穩定地位於平面內。自由層被示出為簡單的單層。然而，在其他實施例中，自由層130可為多層。舉例來說，自由層130可能為合成反鐵磁體或其他多層。在一些實施例中，自由層可包括以下層或由以下層組成：CoFeB層、CoFeB/Fe雙層、CoFeB/FeMg雙層、CoFeB/CoFeBe雙層、CoFeB/CoFeBNb雙層、CoFeB/CoFeBMo雙層、CoFeBMo層及CoFeBNb層。在其他實施例中可使用其他的或附加合金及/或多層。如上所述，合金CoFeBX指的是包含Co、Fe、B及X的混合物，但在合金CoFeBX中，並未規定構成物之間的比率。CoFeBX可與[Cox Fey Bz ]u Xt 相同，其中下標指的是原子百分比，u + t =1及x + y + z =1。另外，u、t、x、y及t分別為非零。在一些實施例中，CoFeB包含至少十原子百分比且不多於六十原子百分比的B（即，z至少為0.1且不大於0.6）。在一些這種實施例中，CoFeB包含不大於四十原子百分比的B。另外，在自由層130中可使用其他的及/或不同的層及/或材料。稀釋劑X的濃度可低達零原子百分比且不大於三十原子百分比（0 ≤ t ≤ 0.3）。舉例來說，自由層可包含(Co0.45 Fe0.45 B0.1 )0.7 Nb0.3 。
環繞自由層130的層可被定制成幫助自由層130維持高的垂直磁各向異性及/或改善自由層的特性。舉例來說，非磁性分隔層120可為晶體鎂氧化物，如上所述。這種層可增強自由層130的垂直磁各向異性。
氧化物層140與自由層130共用界面或與自由層130鄰接。在其他實施例中，在自由層130與氧化物層140之間可存在另一個層（圖中未示出）。氧化物層140可改善自由層130的性能。舉例來說，氧化物層140可增大自由層140的垂直磁各向異性及/或減小自由層140的切換電流的量值。在一些實施例中，這種氧化物層140包含以下中的至少一者：氧化鎂、氧化鉭、氧化鎢、氧化鈦、氧化釩及由Ir/Mg雙層形成的氧化物。氧化物層140可通過沉積金屬層及執行氧化處理來形成。在一些這種實施例中，可在沉積金屬層之後及氧化處理之前執行電漿處理。氧化物層140可至少三埃厚且不大於十埃厚。在其他實施例中，可能為其他厚度。
由於氧化物層140位於氧阻擋層150A與自由層130之間，因此氧阻擋層150A距離自由層130不大於二十埃。在一些實施例中，氧阻擋層150A距離自由層130不大於十埃。在圖中所示實施例中，氧阻擋層150A鄰接頂蓋層104。在其他實施例中，在氧阻擋層150A與頂蓋層104或磁性接合100A的頂部之間可存在附加層（圖中未示出）。然而，在一些實施例中，在氧阻擋層150A與磁性接合100A的頂部之間不存在鐵磁層。
儘管氧阻擋層150A距離自由層130一定距離，然而氧阻擋層150A也可改善自由層130的性能。氧阻擋層150A是阻止氧通過層150A移動的阻障。儘管被稱為氧「阻擋」層，然而氧阻擋層150A可不完全阻止氧通過層150A的移動。氧阻擋層150A的所使用的材料及厚度使氧不太能通過氧阻擋層150A。舉例來說，氧阻擋層150A可至少三埃厚。在一些實施例中，氧阻擋層150A至少五埃厚且不大於二十埃厚。氧阻擋層150A也可包含Ir及Ru中的至少一者。處於以上厚度的Ir層、Ru層及/或由Ir及Ru形成的雙層可為阻止氧移動的可接受的阻障。使用氧阻擋層150A可導致自由層130的垂直磁各向異性增強。另外，自由層130的熱穩定係數（D）可增大。
與被釘紮層110鄰近的可選的氧阻擋層155A類似於氧阻擋層150A。因此，氧阻擋層155A的所使用的材料及厚度使氧不太能通過氧阻擋層155A。舉例來說，氧阻擋層155A可至少三埃厚。在一些實施例中，氧阻擋層155A至少五埃厚且不大於二十埃厚。氧阻擋層155A也包含Ir及Ru中的至少一者。氧阻擋層155A可改善被釘紮層110的垂直磁各向異性及熱穩定性。儘管被示出為與被釘紮層110鄰接/與被釘紮層110共用界面，然而在其他實施例中，氧阻擋層155A可與被釘紮層110隔開一個或多個其他層。在一些實施例中，磁性接合100A包括氧阻擋層150A及155A。在其他實施例中，磁性接合100A可僅包括氧阻擋層150A。在再一些實施例中，磁性接合100A可僅包括氧阻擋層155A。
具有氧化物層140以及氧阻擋層150A及155A中的一者或多者的磁性接合100A可具有改善的性能。氧化物層140可改善自由層130的切換特性。切換電流的這種減小也可改善其他方面的性能，例如切換速度。氧阻擋層150A及155A可分別增強自由層130的垂直磁各向異性及被釘紮層110的垂直磁各向異性。磁性接合100A'可共用磁性接合100A的有益效果。因此，磁性接合100A及/或100A'的性能以及採用這種磁性接合100A/100A'的磁性元件的性能可得到增強。
圖2繪示例如可使用自旋轉移力矩進行程式化的磁性記憶體等磁性元件中的磁性接合100B的另一個示例性實施例。為清晰起見，圖2並非按比例繪示且可不示出所有組件。磁性接合100B類似於磁性接合100A。因此，相似的元件具有類似的標記。磁性接合100B是底部被釘紮磁性接合，其包括具有磁矩112的被釘紮層110、非磁性分隔層120、具有磁矩132的自由層130、氧化物層140及氧阻擋層150B，所述各層分別類似於具有磁矩112的被釘紮層110、非磁性分隔層120、自由層130、氧化物層140及氧阻擋層150A。圖中還示出可選的晶種層102及可選的頂蓋層104以及基底101。儘管在磁性接合100B中被省略，然而在其他實施例中，可包括氧阻擋層155A。在另一個實施例中，可將被釘紮層110、非磁性分隔層120、自由層130、氧化物層140、氧阻擋層150B及氧吸附層160B的次序反轉以使磁性接合100B成為頂部被釘紮磁性接合。
磁性接合100B中的被釘紮層110、非磁性分隔層120、自由層130及氧化物層140所使用的結構、功能及材料類似於磁性接合100A中所使用的結構、功能及材料。舉例來說，氧化物層140可包含以下中的至少一者：氧化鎂、氧化鉭、氧化鎢、氧化鈦、氧化釩及由Ir/Mg雙層形成的氧化物。氧化物層140可至少三埃厚且不大於十埃厚。氧阻擋層140B類似於氧阻擋層150A。儘管在圖2中示出，然而在其他實施例中，氧阻擋層150B可被省略。
氧阻擋層150B也具有與氧阻擋層150A類似的結構及功能。舉例來說，氧阻擋層150B可至少三埃厚。在一些實施例中，氧阻擋層150B至少五埃厚且不大於二十埃厚。氧阻擋層150B也可包含Ir及Ru中的至少一者。處於以上厚度的Ir層、Ru層及/或由Ir及Ru形成的雙層可為阻止氧移動的可接受的阻障。使用氧阻擋層150B可導致自由層130的垂直磁各向異性增強。
另外，磁性接合100B包括氧吸附層160B。在所示出的實施例中，氧吸附層160B與氧化物層140共用界面且存在於氧阻擋層150B與氧化物層140之間。氧吸附層160B與氧阻擋層160B共用另一個界面。其他位置也是可能的。在一些實施例中，在氧吸附層160B與頂蓋層104及/或磁性接合100B的頂部之間不存在磁性層。
氧吸附層160B可用於改善自由層130的性能。氧吸附層160B的對於氧的親和力可大於或等於鄰近的層對於氧的親和力。舉例來說，氧吸附層160B可包含Mg及/或Ti。在一些實施例中，氧吸附層160B為至少三埃厚且不大於十埃厚。據認為，氧趨向於朝氧吸附層160B擴散。
氧吸附層160B可改善自由層130的切換特性。氧吸附層160B可減小磁性接合的一部分的電阻面積乘積（resistance area product，RA）。由於氧吸附層160B的吸引氧的能力，因此氧吸附層160B也可用於微調（例如，減小）自由層130的氧含量。另外，已示出在存在氧吸附層160B時，切換電流可減小。切換電流的這種減小也可改善其他方面的性能，例如切換速度。因此，磁性接合的性能以及採用這種自由層的磁性元件的性能可得到增強。
磁性接合100B可共用磁性接合100A的有益效果。自由層130及/或被釘紮層110可具有增大的垂直磁各向異性。另外，切換電流可因氧化物層140以及氧吸附層160B的存在而減小。自由層130的切換特性可增強。因此，磁性接合100B可具有改善的性能。
圖3繪示例如可使用自旋轉移力矩進行程式化的磁性記憶體等磁性元件中的磁性接合100C的另一個示例性實施例。為清晰起見，圖3並非按比例繪示且可不示出所有組件。磁性接合100C類似於磁性接合100A及100B。因此，相似的元件具有類似的標記。磁性接合100C是底部被釘紮磁性接合，包括具有磁矩112的被釘紮層110、非磁性分隔層120、具有磁矩132的自由層130、氧化物層140、氧阻擋層150C及氧吸附層160C，所述各層分別類似於具有磁矩112的被釘紮層110、非磁性分隔層120、自由層130、氧化物層140、氧阻擋層150A及150B以及氧吸附層160B。圖中還示出可選的晶種層102及可選的頂蓋層104以及基底101。儘管在磁性接合100C中被省略，然而在另一個實施例中可包括氧阻擋層155A。在另一個實施例中，可將被釘紮層110、非磁性分隔層120、自由層130、氧化物層140、氧阻擋層150C及氧吸附層160C的次序反轉以使磁性接合100C成為頂部被釘紮磁性接合。
磁性接合100B中的被釘紮層110、非磁性分隔層120、自由層130及氧化物層140所使用的結構、功能及材料類似於磁性接合100A中所使用的結構、功能及材料。舉例來說，氧化物層140可包含以下中的至少一者：氧化鎂、氧化鉭、氧化鎢、氧化鈦、氧化釩及由Ir/Mg雙層形成的氧化物。氧化物層140可至少三埃厚且不大於十埃厚。氧阻擋層150B類似於氧阻擋層150A。儘管在圖2中示出，然而在其他實施例中，氧阻擋層150B可被省略。
氧阻擋層150C及氧吸附層160C分別類似於氧阻擋層150A及150B以及氧吸附層160B。舉例來說，氧阻擋層150C可包含可處於上述厚度範圍內的Ir及Ru中的至少一者。相似地，氧吸附層160C可包含處於上述厚度範圍內的Mg及/或Ti。因此，磁性接合100C非常類似於磁性接合160B。然而，氧吸附層160C的位置與氧阻擋層150C的位置已互換。
磁性接合100C可共用磁性接合100A及/或100B的有益效果。氧吸附層160C可改善自由層130的切換特性。更具體來說，氧吸附層160C可減小電阻面積乘積，減小切換電流並對自由層130的氧含量進行微調。氧阻擋層150C可改善自由層130的垂直磁各向異性。氧化物層140也可改善垂直磁各向異性並減小自由層130的切換電流。因此，磁性接合100C的性能以及採用磁性接合100C的磁性元件的性能可得到增強。
圖4繪示例如可使用自旋轉移力矩進行程式化的磁性記憶體等磁性元件中的磁性接合100D的另一個示例性實施例。為清晰起見，圖4並非按比例繪示且可不示出所有組件。磁性接合100D類似於磁性接合100A、100B及/或100C。因此，相似的元件具有類似的標記。磁性接合100D是底部被釘紮磁性接合，其包括具有磁矩112的被釘紮層110、非磁性分隔層120、具有磁矩132的自由層130、氧化物層140及氧阻擋層150D，所述各層分別類似於具有磁矩112的被釘紮層110、非磁性分隔層120、自由層130、氧化物層140及氧阻擋層150A、150B及150C。圖中還示出可選的晶種層102及可選的頂蓋層104以及基底101。儘管在磁性接合100D中被省略，然而在另一個實施例中可包括氧阻擋層155A。在另一個實施例中，可將被釘紮層110、非磁性分隔層120、自由層130、氧化物層140、氧阻擋層150D及微調層170D的次序反轉以使磁性接合100C成為頂部被釘紮磁性接合。
磁性接合100D中的被釘紮層110、非磁性分隔層120、自由層130及氧化物層140所使用的結構、功能及材料類似於磁性接合100A、100B及/或100C中所使用的結構、功能及材料。舉例來說，氧化物層140可包含以下中的至少一者：氧化鎂、氧化鉭、氧化鎢、氧化鈦、氧化釩及由Ir/Mg雙層形成的氧化物。氧化物層140可至少三埃厚且不大於十埃厚。
氧阻擋層150D也具有與氧阻擋層150A、150B及/或150C類似的結構及功能。舉例來說，氧阻擋層150D可至少三埃厚。在一些實施例中，氧阻擋層150D至少五埃厚且不大於二十埃厚。氧阻擋層150D還包含Ir及Ru中的至少一者。處於以上厚度的Ir層、Ru層及/或由Ir及Ru形成的雙層可為阻止氧移動的可接受的阻障。使用氧阻擋層150D可導致自由層130的垂直磁各向異性增強。
另外，磁性接合100D包括微調層170D。微調層170D與氧阻擋層150D共用界面。也可存在其他位置。在一些實施例中，在微調層170D與頂蓋層104及/或磁性接合100D的頂部之間不存在磁性層。微調層170D可包含Mo、W、Ir、Ru及Ta中的至少一者。微調層170D可為至少五埃厚。在一些這種實施例中，微調層170D可為至少十埃厚且不大於三十埃厚。
微調層170D可用於改善自由層130的性能。已確定，如果存在微調層170D，則切換電流可減小且自由層130的垂直磁各向異性可增大。據認為，存在微調層170D可對自由層130施加額外的應力及/或可改善自由層130的結晶度。然而，無論在所述改善中是否涉及物理機制，微調層170D均可用於磁性接合100D中。
磁性接合100D可共用磁性接合100A、100B及/或100C的有益效果。自由層130及/或被釘紮層110可具有增大的垂直磁各向異性。另外，自由層130的切換電流可減小。在一些情形中，切換時間也可得到縮減。因此，磁性接合100D可具有改善的性能。
圖5繪示例如可使用自旋轉移力矩進行程式化的磁性記憶體等磁性元件中的磁性接合100E的另一個示例性實施例。為清晰起見，圖5並非按比例繪示且可不示出所有組件。磁性接合100E類似於磁性接合100A、100B、100C及/或100D。因此，相似的元件具有類似的標記。磁性接合100E是底部被釘紮磁性接合，其包括具有磁矩112的被釘紮層110、非磁性分隔層120、具有磁矩132的自由層130、氧化物層140、氧阻擋層150E、氧吸附層160E及微調層170E，所述各層類似於具有磁矩112的被釘紮層110、非磁性分隔層120、自由層130、氧化物層140、氧阻擋層150A、150B、150C及150D、氧吸附層160B及160C以及微調層170D。儘管圖中未示出，然而在另一個實施例中可存在氧阻擋層155A。在另一個實施例中，可將被釘紮層110、非磁性分隔層120、自由層130、氧化物層140、氧阻擋層150E、氧吸附層160E及微調層170E的次序反轉以使磁性接合100C成為頂部被釘紮磁性接合。
磁性接合100E中的被釘紮層110、非磁性分隔層120、自由層130及氧化物層140所使用的結構、功能及材料類似於磁性接合100A、100B、100C及/或100D中所使用的結構、功能及材料。舉例來說，氧化物層140可包含以下中的至少一者：氧化鎂、氧化鉭、氧化鎢、氧化鈦、氧化釩及由Ir/Mg雙層形成的氧化物。氧化物層140可至少三埃厚且不大於十埃厚。
氧阻擋層150E、氧吸附層160E及微調層170E類似於氧阻擋層150A、150B、150C及/或150D、氧吸附層160B及/或160C及微調層170D。舉例來說，氧阻擋層150E可包含可處於上述厚度範圍內的Ir及Ru中的至少一者。相似地，氧吸附層160E可包含處於上述厚度範圍內的Mg及/或Ti。微調層170E可包含處於上述厚度範圍內的Mo、Ru、W、Ir及Ta中的至少一種。因此，磁性接合100E非常類似於磁性接合100C及100D。因此，除了氧阻擋層150E之外還存在氧吸附層160E及微調層170E兩者。氧阻擋層150E位於氧吸附層160E及微調層170E與氧化物層140之間。在替代實施例中，可省略氧阻擋層150E。
磁性接合100E可共用磁性接合100A、100B、100C及/或100D的有益效果。自由層130及/或被釘紮層110可具有增大的垂直磁各向異性。另外，自由層130的切換特性可增強。因此，磁性接合100E可具有改善的性能。
圖6繪示例如可使用自旋轉移力矩進行程式化的磁性記憶體等磁性元件中的磁性接合100F的另一個示例性實施例。為清晰起見，圖6並非按比例繪示且可不示出所有組件。磁性接合100F類似於磁性接合100A、100B、100C、100D及/或100E。因此，相似的元件具有類似的標記。磁性接合100F是底部被釘紮磁性接合，其包括具有磁矩112的被釘紮層110、非磁性分隔層120、具有磁矩132的自由層130、氧化物層140、氧阻擋層150F、氧吸附層160F及微調層170F，所述各層類似於具有磁矩112的被釘紮層110、非磁性分隔層120、自由層130、氧化物層140、氧阻擋層150A、150B、150C、150D及150E、氧吸附層160B、160C及160E以及微調層170D及170E。儘管圖中未示出，然而在另一個實施例中可存在氧阻擋層155A。在另一個實施例中，可將被釘紮層110、非磁性分隔層120、自由層130、氧化物層140、氧吸附層160F、氧阻擋層150F及微調層170F的次序反轉以使磁性接合100C成為頂部被釘紮磁性接合。
磁性接合100F中的被釘紮層110、非磁性分隔層120、自由層130及氧化物層140所使用的結構、功能及材料類似於磁性接合100A、100B、100C、100D及/或100E中所使用的結構、功能及材料。舉例來說，氧化物層140可包含以下中的至少一者：氧化鎂、氧化鉭、氧化鎢、氧化鈦、氧化釩及由Ir/Mg雙層形成的氧化物。氧化物層140可至少三埃厚且不大於十埃厚。
氧阻擋層150F、氧吸附層160F及微調層170F類似於氧阻擋層150A、150B、150C、150D及/或150E、氧吸附層160B、160C及/或160E及微調層170D及/或170E。舉例來說，氧阻擋層150F可包含可處於上述厚度範圍內的Ir及Ru中的至少一者。相似地，氧吸附層160F可包含處於上述厚度範圍內的Mg及/或Ti。微調層170F可包含處於上述厚度範圍內的Mo、Ru、W、Ir及Ta中的至少一者。因此，磁性接合100F非常類似於磁性接合100B及100D。因此，除了氧化物層150F之外還存在氧吸附層160F及微調層170F兩者。氧吸附層160E位於層150E及微調層170E與氧化物層140之間。在替代實施例中，可省略氧阻擋層150E。
磁性接合100F可共用磁性接合100A、100B、100C、100D及/或100E的有益效果。自由層130及/或被釘紮層110可具有增大的垂直磁各向異性。另外，自由層130的切換特性可增強。因此，磁性接合100F可具有改善的性能。
圖7繪示可使用磁性接合100A、100A'、100B、100C、100D、100E、及/或100F及/或其他磁性接合中的一者或多者的記憶體200的示例性實施例。磁性記憶體200包括讀取/寫入列選擇驅動器202及206以及字線選擇驅動器204。應注意，可提供其他的及/或不同的元件。記憶體200的存儲區包括磁性存儲單元210。每一個磁性存儲單元包括至少一個磁性接合212及至少一個選擇元件214。在一些實施例中，選擇元件214是電晶體。磁性接合212可為100A、100A'、100B、100C、100D、100E、100F及/或其他類似的磁性接合中的一者。儘管每個磁性存儲單元210示出一個磁性接合212，然而在其他實施例中，可每個單元提供另一數目的磁性接合212。由於磁性記憶體200包括磁性接合100A、100A'、100B、100C、100D、100E、100F及/或類似的磁性接合中的一者或多者，磁性記憶體200可共用上述有益效果。
已相對於磁性接合100A、100A'、100B、100C、100D、100E及100F以及磁性記憶體200闡述了各種特徵。所屬領域的普通技術人員將認識到，這些特徵可按圖中未示出的方式進行組合且不與本文所述的元件及方法相矛盾。
圖8繪示用於製作可用於例如自旋轉移力矩隨機存取記憶體（spin transfer torque random access memory，STT-RAM）等磁性元件中且因此可用於各種電子元件中的磁性接合的方法300的示例性實施例。為簡潔起見，一些步驟可被省略、以另一種次序執行及/或進行組合。另外，方法300可在已執行用於形成磁性記憶體的其他步驟之後開始。方法300也在形成單個磁性接合的上下文中進行闡述。然而，可實質上同時形成多個磁性接合。方法300也在磁性接合100E的上下文中進行闡述。然而，可形成另一個磁性接合，例如磁性接合100A、100A'、100B、100C、100D及/或100F。
通過步驟302，提供被釘紮層110。被釘紮層是磁性的且其磁化在磁性接合的操作的至少一部分期間可被釘紮在或固定在特定方向上。被釘紮層可因此在操作溫度下保持熱穩定。在步驟302中形成的被釘紮層可為單層或多層。舉例來說，在步驟302中形成的被釘紮層可為合成反鐵磁體。在這種合成反鐵磁體中，每一個磁性層還可包括多個層。被釘紮層還可為另一個多層。在步驟302中形成的被釘紮層可具有超過平面外退磁能的垂直各向異性能。因此，被釘紮層的磁矩可垂直於平面進行取向。被釘紮層的磁化也可能為其他取向。
步驟302可包括在晶種層102上沉積被釘紮層。可出於各種目的來選擇晶種層102，所述各種目的包括但不限於被釘紮層的期望的結晶結構、被釘紮層的磁各向異性及/或其他磁性特性。舉例來說，可在例如促進被釘紮層中的垂直磁各向異性的（100）晶體MgO層等晶種層上提供被釘紮層。
另外，作為在步驟302中提供被釘紮層的一部分或除在步驟302中提供被釘紮層之外，可提供一個或多個偏振增強層（polarization enhancement layer，PEL）。偏振增強層包含高自旋偏振材料。舉例來說，可在步驟302中形成被釘紮層之前及緊接在步驟302中形成被釘紮層之後提供CoFeB偏振增強層。在其他實施例中，可省略這些偏振增強層中的一者或兩者。
通過步驟304，可哥選地提供氧阻擋層155A。然而，在其他實施例中，可省略步驟304。通過步驟306，提供非磁性分隔層120。在步驟306中形成的非磁性分隔層120可鄰接被釘紮層或者可通過例如偏振增強層等其他層來與被釘紮層隔開。在一些實施例中，可形成晶體MgO穿隧阻障層。步驟306可包括沉積MgO，此會形成穿隧阻障層。在一些實施例中，步驟306可包括使用例如射頻（radio frequency，RF）濺鍍來沉積MgO。可沉積金屬Mg，接著在步驟306中對金屬Mg進行氧化以提供Mg的天然氧化物。MgO阻障層/非磁性分隔層也可通過另一種方式形成。步驟306可包括對磁性接合的已形成的部分進行退火以提供具有用於增強磁性接合的穿隧磁阻（TMR）的（100）取向的晶體MgO穿隧阻障。
通過步驟308，提供自由層130。步驟308包括沉積自由層的材料。可期望在步驟308中提供的自由層130具有超過退磁能的垂直磁各向異性。自由層的磁矩可因此穩定地位於平面外，包括垂直於平面。另外，作為自由層130的一部分或除自由層130之外，可提供偏振增強層。當寫入電流通過磁性接合時，在步驟308中提供的自由層130還被配置成在穩定的磁性狀態之間切換。因此，自由層130可利用自旋轉移力矩來切換。在步驟308中提供的自由層130在操作溫度下是磁性的且熱穩定的。
通過步驟310，可提供氧化物層140。步驟310包括沉積氧化物層140的金屬以及將金屬層暴露至氧化處理。舉例來說，步驟310可通過沉積Mg層、Ta層、V層、Zr層、Mo層及/或Mg/Ir雙層來執行。接著執行氧化步驟。在一些實施例中，在氧化處理之前還可執行電漿處理。舉例來說，Mg/Ir雙層在氧化之前可經歷電漿處理。在其他實施例中，氧化物層140可通過不同的方式形成。
通過步驟312，可提供氧阻擋層150E。步驟312包括沉積Ir層、Ru及/或由Ru及Ir形成的雙層。通過步驟314，可哥選地提供氧吸附層160E。步驟314可包括沉積Mg層。通過步驟316，可選地提供微調層170E。步驟316可包括沉積Ru層、Ir層、W層、Ta層及Mo層中的一者或多者。可按各種次序來執行步驟312、314及316，且可省略步驟314及步驟316中的一者或多者。舉例來說，如果是形成磁性接合100A，則省略步驟314及316。如果是形成磁性接合100B，則可省略步驟316且在步驟312之前施行步驟314。如果是製作磁性接合100E，則以圖8中所指示的次序來執行所有步驟。
接著可完成磁性接合的製作。舉例來說，可沉積頂蓋層104，並且例如通過在已沉積的層上提供罩幕以及對所述層的暴露出的部分進行離子研磨（ion milling）來界定磁性接合的邊緣。對於其中使用磁性接合的元件而言，也可形成額外的結構，例如接觸件及導電線。
使用方法300，可提供具有高垂直磁各向異性被釘紮層及/或自由層及/或改善的切換特性的磁性接合。因此，方法300可使得能夠製作具有期望的切換特性的高垂直磁各向異性。
圖9是繪示提供磁性接合的一部分的方法320的示例性實施例的流程圖，所述磁性接合可用於磁性元件中且包括至少一個間質玻璃促進層（interstitial glass-promoting layer）及至少一個吸附件。為簡潔起見，一些步驟可被省略、以另一種次序執行、包括子步驟及/或進行組合。另外，方法320在已執行用於形成磁性記憶體的其他步驟之後開始。儘管已針對單個磁性接合進行了闡述，然而可製作多個磁性接合。為簡潔起見，所述方法在磁性接合100F的上下文中進行闡述。然而，方法320可用於磁性接合100A、100B、100C、100D、100E及/或100F中的任意磁性接合中。
通過步驟322，沉積氧化物層140的金屬層。舉例來說，步驟322可通過沉積Mg層、Ta層、V層、Zr層、Mo層及/或Mg/Ir雙層來執行。通過步驟324，可可選地執行電漿處理。舉例來說，Mg/Ir雙層可經歷電漿處理。通過步驟326，接著執行氧化步驟。可在氧化步驟326之前執行電漿處理步驟324。因此，在步驟322中沉積的層被暴露到氧環境，且可選地對磁性接合進行加熱。
通過步驟328，可哥選地提供氧吸附層160F。步驟328可包括沉積Mg層。通過步驟330，可提供氧阻擋層150F。步驟330可包括沉積Ir層、Ru及/或由Ru及Ir形成的雙層。通過步驟330，可選地提供微調層170F。步驟330可包括沉積Ru層、Ir層、W層、Ta層及Mo層中的一者或多者。對於其他的磁性接合100A、100A'、100B、100C、100D及100E而言，可按各種次序來執行步驟328、330及332，且可省略步驟328及步驟332中的一者或多者。
接著可完成磁性接合的製作。舉例來說，可沉積頂蓋層104，並且例如通過在已沉積的層上提供罩幕以及對所述層的暴露出的部分進行離子研磨來界定磁性接合的邊緣。對於其中使用磁性接合的元件而言，也可形成額外的結構，例如接觸件及導電線。
使用方法320，可提供具有高垂直磁各向異性的被釘紮層及/或自由層及/或改善的切換特性的磁性接合。因此，方法320可使得能夠製作具有期望的切換特性的高垂直磁各向異性。
已闡述了提供磁性接合以及使用磁性接合製作的記憶體的方法及系統。所述方法及系統已根據所示出的示例性實施例進行了闡述，且所屬領域的普通技術人員將容易地認識到可存在實施例的變化，且任何變化均將處於所述方法及系統的精神及範圍內。因此，在不背離所附申請專利範圍的精神及範圍的條件下，所屬領域的普通技術人員可作出許多修改。
100A、100A'、100B、100C、100D、100E、100F、212‧‧‧磁性接合
101‧‧‧基底
102、102'‧‧‧晶種層
104、104'‧‧‧頂蓋層
110‧‧‧被釘紮層/層
112‧‧‧磁矩
120‧‧‧非磁性分隔層
130‧‧‧自由層
132‧‧‧磁矩
140‧‧‧氧化物層
150A、150B、150C、150D、150E、150F‧‧‧氧氣阻擋層
155A‧‧‧附加氧氣阻擋層
160B、160C、160E、160F‧‧‧氧氣吸附層
170D、170E、170F‧‧‧微調層
202、206‧‧‧讀取/寫入列選擇驅動器
204‧‧‧字線選擇驅動器
210‧‧‧磁性存儲單元
214‧‧‧選擇元件
300、320‧‧‧方法
302、304、306、308、310、312、314、316、322、324、326、328、330、332‧‧‧步驟
圖1A至圖1B繪示磁性接合的示例性實施例，所述磁性接合可用於磁性記憶體中、可使用自旋轉移力矩進行程式化且包括至少一個氧阻擋層。 圖2繪示磁性接合的另一個示例性實施例，所述磁性接合可用於磁性記憶體中、可使用自旋轉移力矩進行程式化且包括至少一個氧阻擋層。 圖3繪示磁性接合的另一個示例性實施例，所述磁性接合可用於磁性記憶體中、可使用自旋轉移力矩進行程式化且包括至少一個氧阻擋層。 圖4繪示磁性接合的另一個示例性實施例，所述磁性接合可用於磁性記憶體中、可使用自旋轉移力矩進行程式化且包括至少一個氧阻擋層。 圖5繪示磁性接合的另一個示例性實施例，所述磁性接合可用於磁性記憶體中、可使用自旋轉移力矩進行程式化且包括至少一個氧阻擋層。 圖6繪示磁性接合的另一個示例性實施例，所述磁性接合可用於磁性記憶體中、可使用自旋轉移力矩進行程式化且包括至少一個氧阻擋層。 圖7繪示在存儲單元的記憶體元件中利用磁性接合的記憶體的示例性實施例。 圖8是繪示提供磁性接合的方法的示例性實施例的流程圖，所述磁性接合可用於磁性記憶體中、可使用自旋轉移力矩進行程式化且包括至少一個氧阻擋層。 圖9是繪示提供磁性接合的方法的另一個示例性實施例的流程圖，所述磁性接合可用於磁性記憶體中、可使用自旋轉移力矩進行程式化且包括至少一個氧阻擋層。

Claims (20)

  1. 一種磁性接合，存在於基底上且能夠用於磁性元件中，所述磁性接合包括： 被釘紮層； 非磁性分隔層； 自由層，當寫入電流通過所述磁性接合時，所述自由層能夠在多種穩定磁性狀態之間切換，所述非磁性分隔層存在於所述被釘紮層與所述自由層之間； 氧化物層，鄰近所述自由層，所述自由層位於所述非磁性分隔層與所述氧化物層之間；以及 具有至少一個位置的至少一個氧阻擋層，所述至少一個位置是選自鄰近所述氧化物層與鄰近所述被釘紮層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的磁性接合，其中所述至少一個氧阻擋鄰近所述氧化物層，所述氧化物層位於所述氧阻擋層與所述自由層之間。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的磁性接合，其中所述至少一個氧阻擋層距離所述自由層不大於二十埃，且所述氧化物層與所述自由層共用界面。
  4. 如申請專利範圍第2項所述的磁性接合，還包括： 至少一個氧吸附層，與所述至少一個氧阻擋層共用第一界面，所述至少一個氧吸附層具有選自第一位置及第二位置的位置，所述第一位置位於所述至少一個氧阻擋層與所述氧化物層之間，所述第二位置使所述至少一個氧阻擋層位於所述氧吸附層與所述氧化物層之間。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的磁性接合，還包括： 至少一個微調層，所述至少一個氧阻擋層位於所述至少一個微調層與所述自由層之間。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的磁性接合，其中所述至少一個氧吸附層包含Mg及Ti中的至少一者。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的磁性接合，還包括： 至少一個微調層，所述至少一個氧阻擋層位於所述至少一個微調層與所述氧化物層之間。
  8. 如申請專利範圍第7項所述的磁性接合，其中所述至少一個微調層包含Mo、W、Ir、Ru及Ta中的至少一者。
  9. 如申請專利範圍第2項所述的磁性接合，其中所述至少一個氧阻擋層包含Ir及Ru中的至少一者。
  10. 如申請專利範圍第9項所述的磁性接合，其中所述至少一個氧阻擋層選自Ir層、Ru層、Ir/Ru雙層及Ru/Ir雙層。
  11. 如申請專利範圍第2項所述的磁性接合，其中所述氧化物層包含氧化鎂、氧化鉭、氧化鎢、氧化鈦、氧化釩及雙層氧化物層中的至少一者，所述雙層包含Ir及Mg。
  12. 一種磁性記憶體，存在於基底上，所述磁性記憶體包括： 多個磁性存儲單元，所述多個磁性存儲單元中的每一者包括被釘紮層、非磁性分隔層、自由層、氧化物層及至少一個氧阻擋層，當寫入電流通過磁性接合時，所述自由層能夠在多種穩定磁性狀態之間切換，所述非磁性分隔層存在於所述被釘紮層與所述自由層之間，所述氧化物層鄰近所述自由層，所述自由層位於所述非磁性分隔層與所述氧化物層之間，所述至少一個氧阻擋層具有至少一個位置，所述至少一個位置是選自鄰近所述氧化物層與鄰近所述被釘紮層；以及 多條位元線，與所述多個磁性存儲單元耦接。
  13. 一種提供能夠用於磁性元件中的磁性接合的方法，包括： 提供被釘紮層； 提供非磁性分隔層； 提供自由層，當寫入電流通過所述磁性接合時，所述自由層能夠在多種穩定磁性狀態之間切換，所述非磁性分隔層存在於所述被釘紮層與所述自由層之間； 提供鄰近所述自由層的氧化物層，所述自由層位於所述非磁性分隔層與所述氧化物層之間；以及 提供具有至少一個位置的至少一個氧阻擋層，所述至少一個位置是選自鄰近所述氧化物層與鄰近所述被釘紮層。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的提供能夠用於磁性元件中的磁性接合的方法，其中所述至少一個氧阻擋層鄰近所述氧化物層，所述氧化物層位於所述氧阻擋層與所述自由層之間。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的提供能夠用於磁性元件中的磁性接合的方法，其中提供所述氧化物層的步驟還包括： 沉積至少層，所述至少一個層包含Mg、Ta、W、Ti、V、Zr、Mg及Ir中的至少一者；以及 對所述至少一個層執行氧化處理。
  16. 如申請專利範圍第15項所述的提供能夠用於磁性元件中的磁性接合的方法，其中移除所述吸附層的步驟還包括： 在所述氧化處理之前執行電漿處理。
  17. 如申請專利範圍第14項所述的提供能夠用於磁性元件中的磁性接合的方法，還包括： 執行與所述氧阻擋層共用第一界面的氧吸附層，所述氧吸附層具有選自第一位置及第二位置的位置，所述第一位置位於所述氧阻擋層與所述氧化物層之間，所述第二位置使所述氧阻擋層位於所述氧吸附層與所述氧化物層之間。
  18. 如申請專利範圍第17項所述的提供能夠用於磁性元件中的磁性接合的方法接面，還包括： 提供至少一個微調層，所述氧阻擋層位於所述至少一個微調層與所述自由層之間。
  19. 如申請專利範圍第14項所述的提供能夠用於磁性元件中的磁性接合的方法，還包括： 提供至少一個微調層，所述氧阻擋層位於所述至少一個微調層與所述氧化物層之間。
  20. 如申請專利範圍第14項所述的提供能夠用於磁性元件中的磁性接合的方法，其中所述氧阻擋層包含Ir及Ru中的至少一者。
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