形成磁隧道结的磁电极的方法及形成磁隧道结的方法与流程

本文中所揭示的实施例涉及磁隧道结、形成磁隧道结的磁电极的方法及形成磁隧道结的方法。

背景技术：

磁隧道结是具有由薄非磁隧道绝缘体材料(例如电介质材料)分离的两个导电磁电极的集成电路组件。绝缘体材料足够薄，使得电子可在适当条件下从一个磁电极通过绝缘体材料而穿隧到另一磁电极。磁电极中的至少一者可在正常操作写入或擦除电流/电压处使其总磁化方向在两个状态之间切换，且通常称为“自由”或“记录”电极。另一磁电极通常称为“参考”、“固定”或“钉扎”电极，且其总磁化方向不会在施加正常操作写入或擦除电流/电压之后切换。参考电极及记录电极电耦合到相应导电节点。通过参考电极、绝缘体材料及记录电极来流动于所述两个节点之间的电流的电阻取决于相对于参考电极的总磁化方向的记录电极的总磁化方向。因此，可将磁隧道结编程到至少两个状态中的一者中，且可通过测量通过所述磁隧道结的电流而感测所述状态。由于可将磁隧道结“编程”于两个导电状态之间，所以已提出将磁隧道结用于存储器集成电路中。另外，磁隧道结除用于存储器中之外，还可用于逻辑或其它电路中。

可由电流诱发的外部磁场或通过使用自旋极化电流而切换记录电极的总磁化方向以导致自旋转移扭矩(stt)效应。电荷载子(例如电子)具有称为“自旋”的性质，其为载子固有的小量角动量。电流一般为非极化的(具有约50％“向上自旋”电子及约50％“向下自旋”电子)。自旋极化电流是具有显著更多的任一自旋电子的电流。某人可通过使电流通过某一磁材料(有时也称为极化体材料)而产生自旋极化电流。如果将自旋极化电流导引到磁材料中，那么可将自旋角动量转移到所述材料，借此影响其磁化定向。这可用以在自旋极化电流具有足够量值时激发振荡或甚至翻转(即，切换)磁材料的定向/域方向。

co及fe的合金或其它混合物是提出用作极化体材料及/或用作磁隧道结中的记录电极的磁记录材料的至少部分的一种常见材料。更特定实例是coxfeybz(其中x及y各自为10到80且z是0到50)，且可缩写为cofe或cofeb。mgo是用于非磁隧道绝缘体的理想材料。理想地，此类材料各自为具有体心立方(bcc)001晶格的晶体。可使用任何合适技术(例如，通过物理气相沉积)来沉积此类材料。一种可用以最终产生此类材料中的bcc001晶格的技术包含：首先形成非晶体cofe，且将包括mgo的隧道绝缘体材料沉积于非晶体cofe上。在沉积期间及/或在沉积之后，mgo隧道绝缘体、cofe及隧道绝缘体理想地个别实现均匀bcc001晶格结构。

硼通常经沉积为cofe的部分以保证或提供cofe的最初非晶体沉积。在mgo的沉积期间或在mgo的沉积之后，可通过在至少约350℃的温度处使衬底退火而发生cofe的结晶。这将诱发b原子从经形成以允许结晶成bcc001cofe的cofe基体扩散出。在cofe的结晶期间，bcc001mgo充当模板。然而，完成磁隧道结构造中的b(明确来说，cofe/mgo接口处或mgo晶格内的b)非所要地减小磁隧道结的隧道磁阻(tmr)。

附图说明

图1是衬底片段的示意性截面图。

图2是衬底片段的示意性截面图。

图3是根据本发明的实施例的磁隧道结的制造过程中的衬底片段的示意性截面图。

图4是由图3展示的处理步骤之后的处理步骤中的图3衬底片段的视图。

图5是由图4展示的处理步骤之后的处理步骤中的图4衬底片段的视图。

具体实施方式

本发明的实施例涵盖形成磁隧道结的磁电极的方法及形成磁隧道结的方法。另外，本发明的实施例涵盖与制造方法无关的磁隧道结。首先，参考关于衬底片段10的图1来描述根据本发明的一些实施例的实例方法，且衬底片段10可包括半导体衬底。在本发明的上下文中，术语“半导体衬底”或“半导电衬底”经定义为表示包括半导电材料的任何构造，其包含(但不限于)例如半导电晶片的块状半导电材料(单独或位于包括其上的其它材料的组合件中)及半导电材料层(单独或位于包括其它材料的组合件中)。术语“衬底”是指任何支撑结构，其包含(但不限于)上文所描述的半导电衬底。衬底片段10包括基底或衬底11，其展示已在其上方形成为竖向堆叠的各种材料。材料可位于图1所描绘的材料旁边，从图1所描绘的材料竖向向内，或从图1所描绘的材料竖向向外。例如，集成电路的其它部分或全部制造组件可大致设置于片段10周围或片段10内。衬底11可包括导电、半导电、或绝缘/绝缘体(即，本文中的电绝缘/电绝缘体)材料中的任何一或多者。无论如何，本文中所描述的材料、区域及结构中的任何者可为均质的或非均质的，且无论如何，可在其上覆的任何材料上方连续或不连续。进一步来说，除非另有说明，否则可使用任何合适或待开发的技术(例如原子层沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、外延生长、扩散掺杂及离子植入)来形成每一材料。

使所形成的磁(即，本文中的亚铁磁或铁磁)电极材料的导电材料12形成于衬底11上方。可使用任何导电材料，例如一或多个元素金属、两个或两个以上元素金属的合金、导电掺杂半导电材料及导电金属化合物。在一个实施例中，导电材料12是非磁性的。一个特定实例材料12是元素钽。导电材料12的实例最大厚度是约5埃到约500埃。在本发明中，“厚度”本身(前面未加方向性形容词)经定义为从不同组合物的直接相邻材料或直接相邻区域的最接近表面垂直穿过给定材料或区域的平均直线距离。另外，本文中所描述的各种材料或区域可具有大体上恒定厚度或可变厚度。如果具有可变厚度，那么除非另有说明，否则厚度是指平均厚度。如本文中所使用，“不同组合物”仅需要可彼此直接抵靠的两个所述材料或区域的部分具有不同化学性及/或物理性，例如，此类材料或区域是非均质的。如果两个所述材料或区域彼此不直接抵靠，那么“不同组合物”仅需要彼此最接近的两个所述材料或区域的部分具有不同化学性及/或物理性，例如，此类材料或区域是非均质的。在本发明中，当材料、区域或结构相对于另一材料、区域或结构存在至少一些物理触碰接触时，所述材料、区域或结构彼此“直接抵靠”。相比来说，前面未加“直接”的“上方”、“上”及“抵靠”涵盖“直接抵靠”以及其中介入材料、区域或结构导致所述材料、区域或结构彼此不物理触碰接触的构造。

使包括co、fe及b的材料14形成于导电材料12上方。在一个实施例中，材料14包括co及fe的合金，例如非晶体co40fe40b20。如本发明中所使用，将材料或区域特性化为“非晶体的”需要所述材料按体积计至少90％为非晶体的。所使用的材料14的实例最大厚度是约2埃到约6埃。

使包括mgo的非磁材料16形成于导电材料12上方(无论是否存在材料14)。材料16可包括mgo，基本上由mgo组成，或由mgo组成。包括mgo的材料16的实例最大厚度是约3埃到约10埃。包含材料14的目的是在其沉积期间促进形成bcc001mgo。包含材料16的目的是促进所形成的导电磁电极的磁材料的垂直磁异向性(其为一些磁隧道结的所要操作特性)。

使非晶体金属18形成于包括mgo的材料16上方，且在一个实施例中，如图中所展示，直接抵靠包括mgo的材料16而形成非晶体金属18。在一个实施例中，非晶体金属18包括过渡金属的合金，且在一个实施例中，基本上由过渡金属的合金组成或由过渡金属的合金组成。在一个实施例中，非晶体金属18包括合金，其包括fe、co及另一过渡金属。在一个实施例中，非晶体金属18包括hf、zr、w、mo、al、cr及ta中的至少一者及fe、co及ni中的至少一者的合金。在一个实施例中，非晶体金属18包括w合金，例如fe、co及ni中的任何一或多者与w的合金。在一个实施例中，非晶体金属18具有约3埃到约5埃的最大厚度。

使包括co及fe的非晶体磁电极材料20形成于非晶体金属18上方，且在一个实施例中，直接抵靠非晶体金属18而形成包括co及fe的非晶体磁电极材料20。非晶体磁电极材料20缺乏b。在本发明中，“缺乏b”表示0原子％b到不超过0.1原子％b。本文中的“磁”的涉及内容无需所述磁材料或区域在最初形成时具磁性，但需要所述磁材料或区域的某一部分在磁隧道结的完成电路构造中具功能“磁性”。在一个实施例中，直接抵靠非晶体金属18而形成非晶体磁电极材料20的co及fe。在一个实施例中，在0℃到约30℃的温度处，且在一个此实施例中，在至少约20℃的温度处形成非晶体磁电极材料20。在一个实施例中，在约-250℃到小于0℃的温度处，且在一个此实施例中，在约-250℃到约-20℃的温度处形成非晶体磁电极材料20。当电极材料20缺乏b且存在非晶体金属18时，在30℃以下且理想地在0℃以下形成电极材料20促进此材料的非晶体形成。材料20的实例最大厚度是约7埃到约15埃。

直接抵靠非晶体磁电极材料20而形成包括mgo的非磁隧道绝缘体材料22。隧道绝缘体材料22缺乏b。非磁隧道绝缘体材料22可包括mgo，基本上由mgo组成，或由mgo组成。隧道绝缘体材料22的实例最大厚度是约5埃到约25埃。

材料12、14、16、18及20将共同用以最终形成所形成的磁隧道结的导电磁电极25。材料24经展示为形成于隧道绝缘体材料22外及在一个实施例中形成为直接抵靠材料22，且将最终用于形成所形成的磁隧道结的另一导电磁电极27。电极25及27中的一者将经配置以包括磁记录材料，同时电极25及27中的另一者将经配置以包括磁参考材料。电极25及27可个别地含有非磁绝缘体、半导电及/或导电材料或区域。然而，当个别地考虑电极25及27时，将电极25及27特性化为总体且共同地具磁性及导电性，即使电极内可具有固有地局部非磁性及/或非导电的一或多个区域。电极27的实例最大厚度是约20埃到约150埃。但作为一个实例，材料24包括直接抵靠隧道绝缘体材料22的13埃的co40fe40b20、直接抵靠co40fe40b20的3埃的ta、及直接抵靠ta的40埃的co与pd/pt的合金/多层，且在此实例中，电极27用作磁参考电极。在此实例中，此类材料共同构成电极27的磁参考材料。在此实例中，电极25用作磁记录电极，且例如，材料20在结晶之后最终用作磁记录材料。

在形成隧道绝缘体材料22之后，在至少约250℃的温度处(例如，在惰性气氛中)使包括co及fe的非晶体磁电极材料20退火以从隧道绝缘体材料22的包括mgo的表面(例如，从表面23)形成包括co及fe的结晶磁电极材料20。包括co及fe的结晶磁电极材料20缺乏b。退火的实例优选温度上限是450℃。如本发明中所使用，将材料或区域特性化为“结晶的”需要所述材料或区域按体积计至少90％为结晶的。在一个实施例中，包括co及fe的结晶磁电极材料20具有约7埃到约15埃的最大厚度。

可使材料12、14、16、18、20、22及24毯覆式地形成于衬底11上方，接着共同经图案化以形成所形成的磁隧道结的所要完成电路构造。替代地，一或多个此类材料的图案化可发生于使任何此类材料形成于衬底11上方之前、使任何此类材料形成于衬底11上方期间或使任何此类材料形成于衬底11上方之后，及/或发生于任何退火之前、任何退火期间或任何退火之后。无论如何，在一个实施例中，导电磁电极25包括磁记录材料(例如包括co及fe的结晶材料20)且导电磁电极27包括磁参考材料。另外或替代地，可使电极25及27的竖向位置颠倒及/或可使用除竖向堆叠之外的定向(例如：横向；对角；竖向、水平、对角中的一或多者的组合；等等)。在本发明中，“竖向”、“上”、“下”、“顶部”及“底部”是参考垂直方向。“水平”是指沿在制造期间相对于其而处理衬底的主表面的大体方向，且垂直是大体上正交于所述主表面的方向。进一步来说，如本文中所使用，“垂直”及“水平”是大体上彼此垂直的方向且与衬底在三维空间中的定向无关。

接着，参考关于衬底片段10a的图2来描述形成磁隧道结的磁电极的另一实施例方法。已适当使用来自上述实施例的相同元件符号，其中用后缀“a”指示一些构造差异。使非晶体金属18a形成于衬底11上方(无论是否存在导电材料12或其它材料)。在一个实施例中且如图中所展示，直接抵靠所形成的磁电极25a的其它不同物理性及/或化学性导电材料12而形成非晶体金属18a。在一个实施例中，非晶体金属18a具有约10埃到约100埃的最大厚度。

在约-250℃到约30℃的温度处使包括co及fe(且缺乏b)的非晶体磁电极材料20形成于非晶体金属18a上方。在一个实施例中，在0℃到约30℃的温度处形成非晶体磁电极材料20a。在一个实施例中，在约-250℃到小于约0℃，且在一个实施例中，约-250℃到小于约-20℃的温度处形成非晶体磁电极材料20。

直接抵靠非晶体磁电极材料20而形成包括mgo(且缺乏b)的非磁隧道绝缘体材料22。在形成隧道绝缘体材料22之后，在至少约250℃的温度处使包括co及fe的非晶体磁电极材料20退火以从隧道绝缘体材料22的包括mgo的表面(例如，从表面23)形成包括co及fe(且缺乏b)的结晶磁电极材料20。上文所描述及/或图1中所展示的任何其它属性或方面可用于图2的实施例中。

接着，参考关于衬底片段10b的图3来开始描述根据本发明的一些实施例的形成磁隧道结的方法。已适当使用来自上述实施例的相同元件符号，其中用后缀“b”或不同元件符号指示一些构造差异。使内部磁电极材料25b形成于衬底11上方。电极25b可包括材料12、14、16、18/18a及20(未展示)中的任何一或多者(如同上述实施例)、及/或额外或其它材料，且可使用上述或其它过程中的任何者来形成电极25b。使包括mgo(且缺乏b)的非磁隧道绝缘体材料22形成于内部磁电极材料25b上方。

在形成隧道绝缘体材料22之后，在至少约250℃的温度处，且在一个实施例中，在约300℃到约550℃处使隧道绝缘体材料22退火。这可经进行以诱发隧道绝缘体材料22的mgo的结晶及/或在隧道绝缘体材料22内产生所要均匀结晶，例如bcc001晶格定向。

参考图4，在退火之后且在一个实施例中，在至少约150℃的温度处(且在一个实施例中，在小于约250℃处)从退火隧道绝缘体材料22的包括mgo的表面(例如，从表面29)形成外部结晶磁电极材料30。外部结晶磁电极材料30包括co及fe且缺乏b。可使用包括co及fe的上述材料(其缺乏b)中的任何者。

在一个替代实施例中，在隧道绝缘体材料22的退火之后，在约-250℃到小于约0℃的温度下直接抵靠退火隧道绝缘体材料22而形成外部非晶体磁电极材料30。此外部非晶体磁电极材料30包括co及fe且缺乏b。随后，在至少约250℃的温度处使外部非晶体磁电极材料30退火以从退火隧道绝缘体材料22的包括mgo的表面(例如表面29)形成包括co及fe(且缺乏b)的外部结晶磁电极材料30。在一个实施例中，在小于或等于约-20℃的温度下直接抵靠退火隧道绝缘体材料22而形成外部非晶体磁电极材料30的co及fe。在一个实施例中，在至少约300℃的温度下，且在一个实施例中，在不大于约400℃的温度下进行退火以形成外部结晶磁电极材料30。

参考图5，将额外材料24b沉积于外部结晶磁电极材料30上方以构成导电磁电极27b的部分。在一个实施例中，外部结晶磁电极材料30具有约5埃到约15埃的最大厚度。上文所描述及/或图1及2中所展示的任何其它属性或方面可用于图3到5的实施例中。

本发明的实施例涵盖根据以上描述中的任何者而制造的磁隧道结的磁电极。本发明的实施例还涵盖根据以上描述中的任何者而制造的磁隧道结。

进一步来说，本发明的实施例涵盖与制造方法无关的磁隧道结，因此，论述继续进行且得出结论。此类实施例包括：导电第一磁电极，其包括磁记录材料；及导电第二磁电极，其包括磁参考材料，所述导电第二磁电极与所述第一电极间隔开。如上文所描述，实例电极25、25a、25b、27及27b可包括此第一电极或此第二电极。替代地或另外，当将磁隧道结制造为材料堆叠时，竖向外部电极或竖向内部电极可包括磁记录材料或磁参考材料。无论如何，包括mgo的非磁隧道绝缘体材料(例如隧道绝缘体材料22)介于所述第一电极与所述第二电极之间。所述隧道绝缘体缺乏b。在一个实施例中，所述非磁隧道绝缘体材料具有不大于约20埃的最大厚度。

在一个实施例中，所述磁记录材料及所述磁参考材料中的至少一者包括结晶磁区域，其包括co及fe且缺乏b，且此区域具有不大于约30埃，在一个实施例中不大于约20埃，且在一个实施例中不大于约15埃的最大厚度。此结晶磁区域的co及fe直接抵靠所述隧道绝缘体的mgo。作为实例，组件20及/或30(如果缺乏b)可包括磁记录材料或磁参考材料的结晶磁区域，其为电极25/25a/25b或电极27/27b中的一者的部分。在一个实施例中，所述磁记录材料及所述磁参考材料两者具有结晶磁区域，其包括co及fe，缺乏b，且直接抵靠所述隧道绝缘体材料的mgo且具有不大于约30埃的最大厚度。可使用上文所描述及/或图中所展示的任何其它属性或方面。

在一个实施例中，包括mgo的所述非磁隧道绝缘体材料具有不大于约20埃的最大厚度。所述第一电极的磁记录材料及所述第二电极的磁参考材料各自包括相应结晶磁区域，其包括co及fe，缺乏b，且具有不大于约30埃的最大厚度，无论此结晶磁区域的co及fe是否直接抵靠所述隧道绝缘体材料的mgo。在一个实施例中，缺乏b的包括co及fe的所述结晶磁区域具有不大于约20埃，且在一个实施例中，不大于约15埃的相应最大厚度。在一个实施例中，所述第二电极的缺乏b的包括co及fe的所述结晶磁区域具有大于所述第一电极的结晶磁区域的最大厚度的最大厚度。可使用上文所描述及/或图中所展示的任何其它属性或方面。

在一个实施例中，所述第一电极及所述第二电极中的至少一者的磁记录材料或磁参考材料包括结晶磁区域，其包括co及fe且缺乏b(例如材料20)。在一个此类实施例中，此区域具有不大于约20埃的最大厚度。所述第一电极及所述第二电极中的此至少一者还包括非磁区域(其包括mgo)(例如材料16)及非晶体金属区域(例如材料18)。缺乏b的包括co及fe的所述磁区域(例如材料20)介于所述隧道绝缘体材料(例如材料22)与包括mgo的所述区域(例如材料16)之间。所述非晶体金属区域(例如材料18)介于包括mgo的所述区域(例如材料16)与缺乏b的包括co及fe的所述磁区域(例如材料20)之间。在一个此类实施例中，包括mgo的所述区域具有约3埃到约10埃的最大厚度。在一个实施例中，所述非晶体金属区域具有约3埃到约5埃的最大厚度。在一个实施例中，所述结晶磁区域的co及fe直接抵靠所述隧道绝缘体材料的mgo，且在一个实施例中，直接抵靠所述非晶体金属区域。在一个实施例中，所述非晶体金属区域直接抵靠包括mgo的所述区域的mgo。在一个实施例中，所述第一电极及所述第二电极的所述至少一者包括另一区域，其包括co、fe及b(例如材料14)。在一个实施例中，所述另一区域具有小于约10埃的最大厚度。在一个实施例中，所述另一区域的co、fe及b直接抵靠包括mgo的所述区域的mgo。可使用上文所描述及/或图中所展示的任何其它属性或方面。

在一个实施例中，所述第一电极及所述第二电极中的至少一者的磁记录材料或磁参考材料包括结晶磁区域，其包括co及fe且缺乏b(例如缺乏b的材料20或材料30)。所述第一电极及所述第二电极中的此至少一者包括导电材料(例如材料12)及不同于所述导电材料的非晶体金属区域(例如材料18/18a)。缺乏b的包括co及fe的所述结晶磁区域(例如材料20)介于所述隧道绝缘体材料(例如材料22)与所述导电材料(例如材料12)之间。所述非晶体金属区域(例如材料18/18a)介于所述导电材料(例如材料12)与缺乏b的包括co及fe的所述结晶磁区域(例如材料20)之间。在一个实施例中，所述结晶磁区域的co及fe直接抵靠所述非晶体金属区域，且在一个实施例中，直接抵靠所述隧道绝缘体材料的mgo。在一个实施例中，所述非晶体金属区域直接抵靠所述导电材料，且在一个实施例中，具有约10埃到约100埃的最大厚度。在一个实施例中，所述结晶磁区域具有约7埃到约15埃的最大厚度。可使用上文所描述及/或图中所展示的任何其它属性或方面。

在一个实施例中，所述第一电极的磁记录材料及所述第二电极的磁参考材料包括相应结晶磁区域，其直接抵靠所述隧道绝缘体材料(例如材料20及材料30)的mgo。所述第一电极及所述第二电极中的至少一者的所述结晶磁区域包括co及fe且缺乏b。所述第一电极及所述第二电极中的此至少一者(其包括缺乏b的包括co及fe的所述结晶磁区域)包括导电材料(例如材料12)及不同于所述导电材料的非晶体金属区域(例如材料18/18a)。缺乏b的包括co及fe的所述结晶磁区域(例如材料20)介于所述隧道绝缘体材料(例如材料22)与所述导电材料(例如材料12)之间且具有不大于约30埃的最大厚度。所述非晶体金属区域(例如材料18/18a)介于所述导电材料(例如材料12)与缺乏b的包括co及fe的所述结晶磁区域(例如材料20)之间且具有不大于约100埃的最大厚度。可使用上文所描述及/或图中所展示的任何其它属性或方面。

与制造方法无关的上述磁隧道结结构实施例中的每一者可并入上文关于方法实施例所展示及/或所描述的结构特征或属性中的任何者，当然，可使用此类方法实施例的任何方面或属性来制造与制造方法无关的上述磁隧道结结构实施例中的每一者。

图1到4的实例实施例描绘单磁隧道结(smtj)。然而，可预期双磁隧道结(dmtj)或两个以上磁隧道结。

结论

在一些实施例中，一种形成磁隧道结的磁电极的方法包括：使包括mgo的非磁材料形成于所形成的所述磁电极的导电材料上方。使非晶体金属形成于包括mgo的所述材料上方。使包括co及fe的非晶体磁电极材料形成于所述非晶体金属上方。所述非晶体磁电极材料缺乏b。直接抵靠所述非晶体磁电极材料而形成包括mgo的非磁隧道绝缘体材料。所述隧道绝缘体材料缺乏b。在形成所述隧道绝缘体材料之后，在至少约250℃的温度处使包括co及fe的所述非晶体磁电极材料退火以从所述隧道绝缘体材料的包括mgo的表面形成包括co及fe的结晶磁电极材料。包括co及fe的所述结晶磁电极材料缺乏b。

在一些实施例中，一种形成磁隧道结的磁电极的方法包括：使非晶体金属形成于衬底上方。在约-250℃到约30℃的温度处使包括co及fe的非晶体磁电极材料形成于所述非晶体金属上方。所述非晶体磁电极材料缺乏b。直接抵靠所述非晶体磁电极材料而形成包括mgo的非磁隧道绝缘体材料。所述隧道绝缘体材料缺乏b。在形成所述隧道绝缘体材料之后，在至少约250℃的温度处使包括co及fe的所述非晶体磁电极材料退火以从所述隧道绝缘体材料的包括mgo的表面形成包括co及fe的结晶磁电极材料。包括co及fe的所述结晶磁电极材料缺乏b。

在一些实施例中，一种形成磁隧道结的方法包括：使内部磁电极材料形成于衬底上方。使包括mgo的非磁隧道绝缘体材料形成于所述内部磁电极材料上方。所述隧道绝缘体材料缺乏b。在形成所述隧道绝缘体材料之后，在至少约250℃的温度处使所述隧道绝缘体材料退火。在所述退火之后，在至少约150℃的温度处从所述退火隧道绝缘体材料的包括mgo的表面形成外部结晶磁电极材料。所述外部结晶磁电极材料包括co及fe且缺乏b。

在一些实施例中，一种形成磁隧道结的方法包括：使内部磁电极材料形成于衬底上方。使包括mgo的非磁隧道绝缘体材料形成于所述内部磁电极材料上方。所述隧道绝缘体材料缺乏b。在形成所述隧道绝缘体材料之后，在至少约250℃的温度处使所述隧道绝缘体材料退火。在所述隧道绝缘体材料的所述退火之后，在约-250℃到小于0℃的温度处直接抵靠所述退火隧道绝缘体材料而形成外部非晶体磁电极材料。所述外部非晶体磁电极材料包括co及fe，其直接抵靠所述退火隧道绝缘体材料，且缺乏b。在至少约250℃的温度处使包括co及fe的所述外部非晶体磁电极材料退火以从所述退火隧道绝缘体材料的包括mgo的表面形成包括co及fe的外部结晶磁电极材料。包括co及fe的所述外部结晶磁电极材料缺乏b。

在一些实施例中，一种磁隧道结包括导电第一磁电极，其包括磁记录材料。导电第二磁电极与所述第一电极间隔开且包括磁参考材料。包括mgo的非磁隧道绝缘体材料介于所述第一电极与所述第二电极之间。所述隧道绝缘体材料缺乏b且具有不大于约20埃的最大厚度。所述磁记录材料及所述磁参考材料中的至少一者包括结晶磁区域，其包括co及fe且缺乏b。缺乏b的包括co及fe的所述结晶磁区域具有不大于约30埃的最大厚度。所述结晶磁区域的co及fe直接抵靠所述隧道绝缘体材料的mgo。

在一些实施例中，一种磁隧道结包括导电第一磁电极，其包括磁记录材料。导电第二磁电极与所述第一电极间隔开且包括磁参考材料。包括mgo的非磁隧道绝缘体材料介于所述第一电极与所述第二电极之间。所述隧道绝缘体缺乏b且具有不大于约20埃的最大厚度。所述第一电极的所述磁记录材料及所述第二电极的所述磁参考材料各包括相应结晶磁区域，其包括co及fe，缺乏b，且具有不大于约30埃的最大厚度。

在一些实施例中，一种磁隧道结包括导电第一磁电极，其包括磁记录材料。导电第二磁电极与所述第一电极间隔开且包括磁参考材料。包括mgo的非磁隧道绝缘体材料介于所述第一电极与所述第二电极之间。所述隧道绝缘体材料缺乏b。所述第一电极及所述第二电极中的至少一者的所述磁记录材料或所述磁参考材料包括结晶磁区域，其包括co及fe且缺乏b。所述第一电极及所述第二电极的所述至少一者包括非磁区域(其包括mgo)及非晶体金属区域。缺乏b的包括co及fe的所述结晶磁区域介于所述隧道绝缘体材料与包括mgo的所述区域之间。所述非晶体金属区域介于包括mgo的所述区域与缺乏b的包括co及fe的所述结晶磁区域之间。

在一些实施例中，一种磁隧道结包括导电第一磁电极，其包括磁记录材料。导电第二磁电极与所述第一电极间隔开且包括磁参考材料。包括mgo的非磁隧道绝缘体材料介于所述第一电极与所述第二电极之间。所述隧道绝缘体材料缺乏b。所述第一电极及所述第二电极中的至少一者的所述磁记录材料或所述磁参考材料包括结晶磁区域，其包括co及fe且缺乏b。所述第一电极及所述第二电极中的所述至少一者包括导电材料及不同于所述导电材料的非晶体金属区域。缺乏b的包括co及fe的所述结晶磁区域介于所述隧道绝缘体材料与所述导电材料之间。所述非晶体金属区域介于所述导电材料与缺乏b的包括co及fe的所述区域之间。

在一些实施例中，一种磁隧道结包括导电第一磁电极，其包括磁记录材料。导电第二磁电极与所述第一电极间隔开且包括磁参考材料。包括mgo的非磁隧道绝缘体材料介于所述第一电极与所述第二电极之间。所述隧道绝缘体材料缺乏b。所述第一电极的所述磁记录材料及所述第二电极的所述磁参考材料包括相应结晶磁区域，其直接抵靠所述隧道绝缘体材料的mgo。所述第一电极及所述第二电极中的至少一者的所述结晶磁区域包括co及fe且缺乏b。所述第一电极及所述第二电极的所述至少一者(其包括缺乏b的包括co及fe的所述结晶磁区域)包括导电材料及不同于所述导电材料的非晶体金属区域。缺乏b的包括co及fe的所述结晶磁区域介于所述隧道绝缘体材料与所述导电材料之间且具有不大于约30埃的最大厚度。所述非晶体金属区域介于所述导电材料与缺乏b的包括co及fe的所述结晶磁区域之间且具有不大于约100埃的最大厚度。

按照法规，已用或多或少专针对结构及方法特征的语言描述本文中所揭示的标的物。然而，应了解，权利要求书不受限于所展示及所描述的具体特征，这是因为本文中所揭示的构件包括实例实施例。因此，权利要求书应被给予如字面措词的全范围且应根据均等原则而适当加以解释。