，存储器器件1130还可以包括闪速存储器器件、相变存储器器件、动态随机存取存储器(DRAM)器件和静态随机存取存储器(SRAM)器件中的至少一种。接口单元1140可以发送电数据到通信网络和/或可以从通信网络接收电数据。接口单元1140可以无线地操作或通过电缆操作。例如，接口单元1140可以包括用于无线通信的天线或用于电缆通信的收发器。尽管在附图中没有示出，电子系统1100还可以包括快速DRAM器件和/或快速SRAM器件，其用作可改善控制器1110的操作的高速缓冲存储器。
[0199]电子系统1100可以应用于个人数字助理(PDA)、便携式计算机、上网本、无线电话、移动电话、数字音乐播放器、存储卡或其他电子产品。其他的电子产品可以无线地接收和/或发送信息数据。
[0200]图27是示出包括根据本发明构思实施例的磁存储器器件的存储卡的示例的示意方框图。
[0201]参照图27，根据发明构思的实施例的存储卡1200可以包括存储器器件1210。存储器器件1210可以包括根据如上所述的实施例的磁存储器器件中的至少一个。另外，存储器器件1210还可以包括不同于根据上面描述的实施例的磁存储器器件的其他类型的半导体存储器器件。例如，存储器器件1210还可以包括相变存储器器件、闪速存储器器件、DRAM器件和/或SRAM器件中的至少一个。存储卡1200可以包括控制主机和存储器器件1210之间的数据通信的存储器控制器1220。
[0202]存储器控制器1220可以包括控制存储卡1200的整个操作的中央处理单元(CPU) 1222。此外，存储器控制器1220可以包括用作CPU 1222的操作存储器的SRAM器件1221。此外，存储器控制器1220还可以包括主机接口单元1223和存储器接口单元1225。主机接口单元1223可以配置为提供用于存储卡1200和主机之间的通信的数据通信协议。存储器接口单元1225可以将存储器控制器1220连接到存储器器件1210。存储器控制器1220还可以包括错误检查和校正(ECC)块1224。ECC块1224可以检测并校正从存储器器件1210读出的数据的错误。尽管没有在附图中示出，但是存储卡1200还可以包括存储代码数据以与主机对接的只读存储器(ROM)器件。存储卡1200可以用作便携式数据存储卡。可选地，存储卡1200可以提供为用作计算机系统的硬盘的固态盘(SSD)。
[0203]如被本发明实体所理解的，根据这里描述的各种实施例的器件和形成器件的方法可以被包括在诸如集成电路的微电子器件中，其中根据这里描述的各种实施例的多个器件被集成在同一微电子器件中。因此，这里示出的截面图可以在微电子器件中在两个不同的方向(不需要是正交的)上重复。因此，基于微电子器件的功能性，包含根据这里描述的各个实施例的器件的微电子器件的平面图可以包括呈阵列和/或二维图案的多个器件。
[0204]根据这里描述的各种实施例的器件可以取决于微电子器件的功能性而散置于其他的器件当中。而且，根据这里描述的各种实施例。微电子器件可以在正交于所述两个不同的方向的第三方向上重复，以提供三维集成电路。
[0205]因此，这里示出的截面图提供对于根据这里描述的各个实施例的多个器件的支持，该多个器件在平面图中沿两个不同的方向延伸和/或在透视图中在三个不同的方向上延伸。例如，当单个有源区在器件/结构的截面图中示出时，该器件/结构可以包括多个有源区和其上的晶体管结构(或存储器单元结构、栅结构等，视情况而定)，如将通过器件/结构的平面图示出的。
[0206]根据本发明构思的实施例，交换耦合图案和隧道阻挡图案之间的第二被钉扎图案可以包括非磁性图案和中间磁图案以及极化增强磁图案。这里，非磁性图案可以在中间磁图案和非磁性图案之间的界面处引起界面垂直磁各向异性。换句话说，第二被钉扎图案的垂直磁各向异性可以通过非磁性图案和中间磁图案而改善。因此，可以改善MTJ图案的隧穿磁阻比，并可以减少或最小化由高温引起的MTJ图案的特性的恶化。因而，可以提供具有改善的可靠性的磁存储器器件。
[0207]另外，非磁性图案可以用作抵抗第一被钉扎图案的原子(例如，铂原子)的扩散阻挡，该原子在高温热处理工艺期间朝向极化增强磁图案扩散。因此，可以减少或最小化MTJ图案的可靠性的恶化。而且，可以改善在形成MTJ图案之后进行的随后工艺的工艺温度容限。
[0208]此外，非磁性图案可以具有与中间磁图案相同的晶体结构。因此，非磁性图案可以用作籽晶或成核层以使中间磁图案结晶为与非磁性图案相同的晶体结构。因此，第二被钉扎图案可以更容易地形成。
[0209]虽然已经参照示例实施例描述了本发明构思，但是对于本领域技术人员将明显的是，可以进行各种改变和修改而没有背离这里公开的本发明构思的精神和范围。因此，应当理解，以上实施例不是限制性的，而是说明性的。因此，本发明构思的范围将由以下权利要求及其等同物的最宽可允许解释来确定，而不应被以上描述限制或限定。
[0210]本申请要求于2013年12月9日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请N0.10-2013-0152430的优先权，其公开内容通过引用整体结合于此。
【主权项】
1.一种磁存储器器件，包括: 基板；以及 在所述基板上的磁隧道结存储器元件，其中所述磁隧道结存储器元件包括: 参考磁层，包括第一被钉扎层、交换耦合层和第二被钉扎层，其中所述交换耦合层在所述第一被钉扎层和第二被钉扎层之间，其中所述第二被钉扎层包括铁磁层和非磁性层， 隧道阻挡层，其中所述第二被钉扎层在所述第一被钉扎层和所述隧道阻挡层之间，和 自由磁层，其中所述隧道阻挡层在所述参考磁层和所述自由磁层之间。
2.如权利要求1所述的磁存储器器件，其中所述铁磁层包括钴(Co)、铁(Fe)、铁-硼(FeB)和钴铁硼(CoFeB)中的至少一个。
3.如权利要求1所述的磁存储器器件，其中所述非磁性层包括钨(W)和钽(Ta)中的至少一个。
4.如权利要求1所述的磁存储器器件，其中所述铁磁层是第一铁磁层，其中所述第二被钉扎层还包括第二铁磁层，其中所述非磁性层在所述第一铁磁层和第二铁磁层之间。
5.如权利要求4所述的磁存储器器件，其中所述第一铁磁层在所述非磁性层和所述交换耦合层之间，其中所述第一铁磁层包括钴(Co)，其中所述第二铁磁层包括铁(Fe)和铁硼(FeB)中的至少一个。
6.如权利要求4所述的磁存储器器件，其中所述第一铁磁层在所述非磁性层和所述交换耦合层之间，其中所述第一铁磁层包括铁(Fe)和铁硼(FeB)中的至少一个，其中所述第二铁磁层包括钴铁硼(CoFeB)。
7.如权利要求4所述的磁存储器器件，其中所述第一铁磁层在所述非磁性层和所述交换耦合层之间，其中所述第一铁磁层包括钴(Co)，其中所述第二铁磁层包括钴铁硼(CoFeB) ο
8.如权利要求1所述的磁存储器器件，其中所述非磁性层是第一非磁性层，其中所述第二被钉扎层还包括第二非磁性层，其中所述铁磁层在所述第一非磁性层和第二非磁性层之间。
9.如权利要求8所述的磁存储器器件，其中所述第一非磁性层包括钨(W)和钽(Ta)中的至少一个，其中所述铁磁层包括铁和/或铁硼。
10.如权利要求1所述的磁存储器器件，其中所述铁磁层是第一铁磁层，其中所述非磁性层是在所述第一铁磁层上的第一非磁性层，其中所述第二被钉扎层还包括在所述第一非磁性层上的第二铁磁层、在所述第二铁磁层上的第二非磁性层以及在所述第二非磁性层上的第三铁磁层。
11.如权利要求10所述的磁存储器器件，其中所述第一铁磁层包括钴(Co)，所述第一非磁性层包括钨(W)和钽(Ta)中的至少一个，其中所述第二铁磁层包括铁(Fe)和铁硼(FeB)中的至少一个，其中所述第二非磁性层包括钨(W)和钽(Ta)中的至少一个，其中所述第三铁磁层包括钴铁硼(CoFeB)。
12.如权利要求10所述的磁存储器器件，其中所述交换耦合层和所述第一铁磁层具有第一晶体结构，其中所述第二铁磁层和所述第三铁磁层具有第二晶体结构，其中所述第一晶体结构和第二晶体结构是不同的。
13.如权利要求12所述的磁存储器器件，其中所述第一晶体结构是密排六方(HCP)晶体结构，其中所述第二晶体结构是体心立方(BCC)晶体结构。
14.如权利要求13所述的磁存储器器件，其中所述第一非磁性层和第二非磁性层具有体心立方(BCC)晶体结构。
15.如权利要求1所述的磁存储器器件，其中所述参考磁层和所述自由磁层的磁化方向相对于所述自由磁层和所述隧道阻挡层之间的界面基本上垂直。
16.如权利要求1所述的磁存储器器件，其中所述非磁性层在所述铁磁层和所述第一被钉扎层之间，其中所述第一被钉扎层和所述铁磁层具有不同的晶体结构。
17.如权利要求16所述的磁存储器器件，其中所述第一被钉扎层包括钴铂(CoPt)合金和/或[Co/Pt]n Ll1超晶格，其中η是自然数。
18.如权利要求1所述的磁存储器器件，其中所述参考磁层在所述隧道阻挡层和所述基板之间，其中所述第一被钉扎层在所述交换耦合层和所述基板之间，其中所述隧道阻挡层在所述自由磁层和所述基板之间。
19.如权利要求1所述的磁存储器器件，还包括: 在所述自由磁层上的覆盖氧化物层，其中所述磁隧道结存储器元件在所述覆盖氧化物层和所述基板之间。
20.如权利要求19所述的磁存储器器件，其中所述覆盖氧化物层配置为引起界面垂直磁各向异性。
21.如权利要求1所述的磁存储器器件，还包括: 在所述基板和所述第一被钉扎层之间的籽晶层；和 在所述自由磁层上的覆盖电极，其中所述磁隧道结存储器元件在所述籽晶层和所述覆盖电极之间。
22.如权利要求1所述的磁存储器器件，其中所述自由磁层在所述隧道阻挡层和所述基板之间，其中所述隧道阻挡层在所述第二被钉扎层和所述基板之间，其中所述第二被钉扎层在所述交换耦合层和所述基板之间，其中所述交换耦合层在所述第一被钉扎层和所述基板之间。
23.一种磁存储器器件，包括: 基板；和 在所述基板上的磁隧道结存储器元件，其中所述磁隧道结存储器元件包括: 参考磁层，包括第一被钉扎层、交换耦合层和第二被钉扎层，其中所述交换耦合层在所述第一被钉扎层和第二被钉扎层之间，其中所述第二被钉扎层包括第一铁磁层、非磁性层和第二铁磁层，其中所述非磁性层在所述第一铁磁层和第二铁磁层之间， 隧道阻挡层，其中所述第二被钉扎层在所述第一被钉扎层和所述隧道阻挡层之间， 自由磁层，其中所述隧道阻挡层在所述参考磁层和所述自由磁层之间。
24.如权利要求23所述的磁存储器器件，其中所述非磁性层包括钨(W)和钽(Ta)中的至少一个。
25.如权利要求23所述的磁存储器器件，其中所述第一铁磁层在所述非磁性层和所述交换耦合层之间，其中所述第一铁磁层包括钴(Co)，其中所述第二铁磁层包括铁(Fe)和铁硼(FeB)中的至少一个。
【专利摘要】本发明提供了存储器器件及其制造方法。磁存储器器件可以包括基板和在基板上的磁隧道结存储器元件。磁隧道结存储器元件可以包括参考磁层、隧道阻挡层和自由磁层。参考磁层可以包括第一被钉扎层、交换耦合层和第二被钉扎层。交换耦合层可以在第一被钉扎层和第二被钉扎层之间，第二被钉扎层可以包括铁磁层和非磁性层。第二被钉扎层可以在第一被钉扎层和隧道阻挡层之间，隧道阻挡层可以在参考磁层和自由磁层之间。
【IPC分类】G11C11-15
【公开号】CN104700882
【申请号】CN201410746475
【发明人】朴相奂, 朴淳五, 金相溶, 李俊明
【申请人】三星电子株式会社
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2014年12月9日
【公告号】US20150162525