本文中所揭示的實施例涉及磁隧道結(jié)、形成磁隧道結(jié)的磁電極的方法及形成磁隧道結(jié)的方法。

背景技術(shù)：

磁隧道結(jié)是具有由薄非磁隧道絕緣體材料(例如電介質(zhì)材料)分離的兩個導(dǎo)電磁電極的集成電路組件。絕緣體材料足夠薄，使得電子可在適當(dāng)條件下從一個磁電極通過絕緣體材料而穿隧到另一磁電極。磁電極中的至少一者可在正常操作寫入或擦除電流/電壓處使其總磁化方向在兩個狀態(tài)之間切換，且通常稱為“自由”或“記錄”電極。另一磁電極通常稱為“參考”、“固定”或“釘扎”電極，且其總磁化方向不會在施加正常操作寫入或擦除電流/電壓之后切換。參考電極及記錄電極電耦合到相應(yīng)導(dǎo)電節(jié)點。通過參考電極、絕緣體材料及記錄電極來流動于所述兩個節(jié)點之間的電流的電阻取決于相對于參考電極的總磁化方向的記錄電極的總磁化方向。因此，可將磁隧道結(jié)編程到至少兩個狀態(tài)中的一者中，且可通過測量通過所述磁隧道結(jié)的電流而感測所述狀態(tài)。由于可將磁隧道結(jié)“編程”于兩個導(dǎo)電狀態(tài)之間，所以已提出將磁隧道結(jié)用于存儲器集成電路中。另外，磁隧道結(jié)除用于存儲器中之外，還可用于邏輯或其它電路中。

可由電流誘發(fā)的外部磁場或通過使用自旋極化電流而切換記錄電極的總磁化方向以導(dǎo)致自旋轉(zhuǎn)移扭矩(stt)效應(yīng)。電荷載子(例如電子)具有稱為“自旋”的性質(zhì)，其為載子固有的小量角動量。電流一般為非極化的(具有約50％“向上自旋”電子及約50％“向下自旋”電子)。自旋極化電流是具有顯著更多的任一自旋電子的電流。某人可通過使電流通過某一磁材料(有時也稱為極化體材料)而產(chǎn)生自旋極化電流。如果將自旋極化電流導(dǎo)引到磁材料中，那么可將自旋角動量轉(zhuǎn)移到所述材料，借此影響其磁化定向。這可用以在自旋極化電流具有足夠量值時激發(fā)振蕩或甚至翻轉(zhuǎn)(即，切換)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極化體材料及/或用作磁隧道結(jié)中的記錄電極的磁記錄材料的至少部分的一種常見材料。更特定實例是coxfeybz(其中x及y各自為10到80且z是0到50)，且可縮寫為cofe或cofeb。mgo是用于非磁隧道絕緣體的理想材料。理想地，此類材料各自為具有體心立方(bcc)001晶格的晶體?？墒褂萌魏魏线m技術(shù)(例如，通過物理氣相沉積)來沉積此類材料。一種可用以最終產(chǎn)生此類材料中的bcc001晶格的技術(shù)包含：首先形成非晶體cofe，且將包括mgo的隧道絕緣體材料沉積于非晶體cofe上。在沉積期間及/或在沉積之后，mgo隧道絕緣體、cofe及隧道絕緣體理想地個別實現(xiàn)均勻bcc001晶格結(jié)構(gòu)。

硼通常經(jīng)沉積為cofe的部分以保證或提供cofe的最初非晶體沉積。在mgo的沉積期間或在mgo的沉積之后，可通過在至少約350℃的溫度處使襯底退火而發(fā)生cofe的結(jié)晶。這將誘發(fā)b原子從經(jīng)形成以允許結(jié)晶成bcc001cofe的cofe基體擴散出。在cofe的結(jié)晶期間，bcc001mgo充當(dāng)模板。然而，完成磁隧道結(jié)構(gòu)造中的b(明確來說，cofe/mgo接口處或mgo晶格內(nèi)的b)非所要地減小磁隧道結(jié)的隧道磁阻(tmr)。

附圖說明

圖1是襯底片段的示意性截面圖。

圖2是襯底片段的示意性截面圖。

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的磁隧道結(jié)的制造過程中的襯底片段的示意性截面圖。

圖4是由圖3展示的處理步驟之后的處理步驟中的圖3襯底片段的視圖。

圖5是由圖4展示的處理步驟之后的處理步驟中的圖4襯底片段的視圖。

具體實施方式

本發(fā)明的實施例涵蓋形成磁隧道結(jié)的磁電極的方法及形成磁隧道結(jié)的方法。另外，本發(fā)明的實施例涵蓋與制造方法無關(guān)的磁隧道結(jié)。首先，參考關(guān)于襯底片段10的圖1來描述根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的實例方法，且襯底片段10可包括半導(dǎo)體襯底。在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語“半導(dǎo)體襯底”或“半導(dǎo)電襯底”經(jīng)定義為表示包括半導(dǎo)電材料的任何構(gòu)造，其包含(但不限于)例如半導(dǎo)電晶片的塊狀半導(dǎo)電材料(單獨或位于包括其上的其它材料的組合件中)及半導(dǎo)電材料層(單獨或位于包括其它材料的組合件中)。術(shù)語“襯底”是指任何支撐結(jié)構(gòu)，其包含(但不限于)上文所描述的半導(dǎo)電襯底。襯底片段10包括基底或襯底11，其展示已在其上方形成為豎向堆疊的各種材料。材料可位于圖1所描繪的材料旁邊，從圖1所描繪的材料豎向向內(nèi)，或從圖1所描繪的材料豎向向外。例如，集成電路的其它部分或全部制造組件可大致設(shè)置于片段10周圍或片段10內(nèi)。襯底11可包括導(dǎo)電、半導(dǎo)電、或絕緣/絕緣體(即，本文中的電絕緣/電絕緣體)材料中的任何一或多者。無論如何，本文中所描述的材料、區(qū)域及結(jié)構(gòu)中的任何者可為均質(zhì)的或非均質(zhì)的，且無論如何，可在其上覆的任何材料上方連續(xù)或不連續(xù)。進一步來說，除非另有說明，否則可使用任何合適或待開發(fā)的技術(shù)(例如原子層沉積、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、外延生長、擴散摻雜及離子植入)來形成每一材料。

使所形成的磁(即，本文中的亞鐵磁或鐵磁)電極材料的導(dǎo)電材料12形成于襯底11上方?？墒褂萌魏螌?dǎo)電材料，例如一或多個元素金屬、兩個或兩個以上元素金屬的合金、導(dǎo)電摻雜半導(dǎo)電材料及導(dǎo)電金屬化合物。在一個實施例中，導(dǎo)電材料12是非磁性的。一個特定實例材料12是元素鉭。導(dǎo)電材料12的實例最大厚度是約5埃到約500埃。在本發(fā)明中，“厚度”本身(前面未加方向性形容詞)經(jīng)定義為從不同組合物的直接相鄰材料或直接相鄰區(qū)域的最接近表面垂直穿過給定材料或區(qū)域的平均直線距離。另外，本文中所描述的各種材料或區(qū)域可具有大體上恒定厚度或可變厚度。如果具有可變厚度，那么除非另有說明，否則厚度是指平均厚度。如本文中所使用，“不同組合物”僅需要可彼此直接抵靠的兩個所述材料或區(qū)域的部分具有不同化學(xué)性及/或物理性，例如，此類材料或區(qū)域是非均質(zhì)的。如果兩個所述材料或區(qū)域彼此不直接抵靠，那么“不同組合物”僅需要彼此最接近的兩個所述材料或區(qū)域的部分具有不同化學(xué)性及/或物理性，例如，此類材料或區(qū)域是非均質(zhì)的。在本發(fā)明中，當(dāng)材料、區(qū)域或結(jié)構(gòu)相對于另一材料、區(qū)域或結(jié)構(gòu)存在至少一些物理觸碰接觸時，所述材料、區(qū)域或結(jié)構(gòu)彼此“直接抵靠”。相比來說，前面未加“直接”的“上方”、“上”及“抵靠”涵蓋“直接抵靠”以及其中介入材料、區(qū)域或結(jié)構(gòu)導(dǎo)致所述材料、區(qū)域或結(jié)構(gòu)彼此不物理觸碰接觸的構(gòu)造。

使包括co、fe及b的材料14形成于導(dǎo)電材料12上方。在一個實施例中，材料14包括co及fe的合金，例如非晶體co40fe40b20。如本發(fā)明中所使用，將材料或區(qū)域特性化為“非晶體的”需要所述材料按體積計至少90％為非晶體的。所使用的材料14的實例最大厚度是約2埃到約6埃。

使包括mgo的非磁材料16形成于導(dǎo)電材料12上方(無論是否存在材料14)。材料16可包括mgo，基本上由mgo組成，或由mgo組成。包括mgo的材料16的實例最大厚度是約3埃到約10埃。包含材料14的目的是在其沉積期間促進形成bcc001mgo。包含材料16的目的是促進所形成的導(dǎo)電磁電極的磁材料的垂直磁異向性(其為一些磁隧道結(jié)的所要操作特性)。

使非晶體金屬18形成于包括mgo的材料16上方，且在一個實施例中，如圖中所展示，直接抵靠包括mgo的材料16而形成非晶體金屬18。在一個實施例中，非晶體金屬18包括過渡金屬的合金，且在一個實施例中，基本上由過渡金屬的合金組成或由過渡金屬的合金組成。在一個實施例中，非晶體金屬18包括合金，其包括fe、co及另一過渡金屬。在一個實施例中，非晶體金屬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。在一個實施例中，非晶體金屬18包括w合金，例如fe、co及ni中的任何一或多者與w的合金。在一個實施例中，非晶體金屬18具有約3埃到約5埃的最大厚度。

使包括co及fe的非晶體磁電極材料20形成于非晶體金屬18上方，且在一個實施例中，直接抵靠非晶體金屬18而形成包括co及fe的非晶體磁電極材料20。非晶體磁電極材料20缺乏b。在本發(fā)明中，“缺乏b”表示0原子％b到不超過0.1原子％b。本文中的“磁”的涉及內(nèi)容無需所述磁材料或區(qū)域在最初形成時具磁性，但需要所述磁材料或區(qū)域的某一部分在磁隧道結(jié)的完成電路構(gòu)造中具功能“磁性”。在一個實施例中，直接抵靠非晶體金屬18而形成非晶體磁電極材料20的co及fe。在一個實施例中，在0℃到約30℃的溫度處，且在一個此實施例中，在至少約20℃的溫度處形成非晶體磁電極材料20。在一個實施例中，在約-250℃到小于0℃的溫度處，且在一個此實施例中，在約-250℃到約-20℃的溫度處形成非晶體磁電極材料20。當(dāng)電極材料20缺乏b且存在非晶體金屬18時，在30℃以下且理想地在0℃以下形成電極材料20促進此材料的非晶體形成。材料20的實例最大厚度是約7埃到約15埃。

直接抵靠非晶體磁電極材料20而形成包括mgo的非磁隧道絕緣體材料22。隧道絕緣體材料22缺乏b。非磁隧道絕緣體材料22可包括mgo，基本上由mgo組成，或由mgo組成。隧道絕緣體材料22的實例最大厚度是約5埃到約25埃。

材料12、14、16、18及20將共同用以最終形成所形成的磁隧道結(jié)的導(dǎo)電磁電極25。材料24經(jīng)展示為形成于隧道絕緣體材料22外及在一個實施例中形成為直接抵靠材料22，且將最終用于形成所形成的磁隧道結(jié)的另一導(dǎo)電磁電極27。電極25及27中的一者將經(jīng)配置以包括磁記錄材料，同時電極25及27中的另一者將經(jīng)配置以包括磁參考材料。電極25及27可個別地含有非磁絕緣體、半導(dǎo)電及/或?qū)щ姴牧匣騾^(qū)域。然而，當(dāng)個別地考慮電極25及27時，將電極25及27特性化為總體且共同地具磁性及導(dǎo)電性，即使電極內(nèi)可具有固有地局部非磁性及/或非導(dǎo)電的一或多個區(qū)域。電極27的實例最大厚度是約20埃到約150埃。但作為一個實例，材料24包括直接抵靠隧道絕緣體材料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與pd/pt的合金/多層，且在此實例中，電極27用作磁參考電極。在此實例中，此類材料共同構(gòu)成電極27的磁參考材料。在此實例中，電極25用作磁記錄電極，且例如，材料20在結(jié)晶之后最終用作磁記錄材料。

在形成隧道絕緣體材料22之后，在至少約250℃的溫度處(例如，在惰性氣氛中)使包括co及fe的非晶體磁電極材料20退火以從隧道絕緣體材料22的包括mgo的表面(例如，從表面23)形成包括co及fe的結(jié)晶磁電極材料20。包括co及fe的結(jié)晶磁電極材料20缺乏b。退火的實例優(yōu)選溫度上限是450℃。如本發(fā)明中所使用，將材料或區(qū)域特性化為“結(jié)晶的”需要所述材料或區(qū)域按體積計至少90％為結(jié)晶的。在一個實施例中，包括co及fe的結(jié)晶磁電極材料20具有約7埃到約15埃的最大厚度。

可使材料12、14、16、18、20、22及24毯覆式地形成于襯底11上方，接著共同經(jīng)圖案化以形成所形成的磁隧道結(jié)的所要完成電路構(gòu)造。替代地，一或多個此類材料的圖案化可發(fā)生于使任何此類材料形成于襯底11上方之前、使任何此類材料形成于襯底11上方期間或使任何此類材料形成于襯底11上方之后，及/或發(fā)生于任何退火之前、任何退火期間或任何退火之后。無論如何，在一個實施例中，導(dǎo)電磁電極25包括磁記錄材料(例如包括co及fe的結(jié)晶材料20)且導(dǎo)電磁電極27包括磁參考材料。另外或替代地，可使電極25及27的豎向位置顛倒及/或可使用除豎向堆疊之外的定向(例如：橫向；對角；豎向、水平、對角中的一或多者的組合；等等)。在本發(fā)明中，“豎向”、“上”、“下”、“頂部”及“底部”是參考垂直方向?！八健笔侵秆卦谥圃炱陂g相對于其而處理襯底的主表面的大體方向，且垂直是大體上正交于所述主表面的方向。進一步來說，如本文中所使用，“垂直”及“水平”是大體上彼此垂直的方向且與襯底在三維空間中的定向無關(guān)。

接著，參考關(guān)于襯底片段10a的圖2來描述形成磁隧道結(jié)的磁電極的另一實施例方法。已適當(dāng)使用來自上述實施例的相同元件符號，其中用后綴“a”指示一些構(gòu)造差異。使非晶體金屬18a形成于襯底11上方(無論是否存在導(dǎo)電材料12或其它材料)。在一個實施例中且如圖中所展示，直接抵靠所形成的磁電極25a的其它不同物理性及/或化學(xué)性導(dǎo)電材料12而形成非晶體金屬18a。在一個實施例中，非晶體金屬18a具有約10埃到約100埃的最大厚度。

在約-250℃到約30℃的溫度處使包括co及fe(且缺乏b)的非晶體磁電極材料20形成于非晶體金屬18a上方。在一個實施例中，在0℃到約30℃的溫度處形成非晶體磁電極材料20a。在一個實施例中，在約-250℃到小于約0℃，且在一個實施例中，約-250℃到小于約-20℃的溫度處形成非晶體磁電極材料20。

直接抵靠非晶體磁電極材料20而形成包括mgo(且缺乏b)的非磁隧道絕緣體材料22。在形成隧道絕緣體材料22之后，在至少約250℃的溫度處使包括co及fe的非晶體磁電極材料20退火以從隧道絕緣體材料22的包括mgo的表面(例如，從表面23)形成包括co及fe(且缺乏b)的結(jié)晶磁電極材料20。上文所描述及/或圖1中所展示的任何其它屬性或方面可用于圖2的實施例中。

接著，參考關(guān)于襯底片段10b的圖3來開始描述根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的形成磁隧道結(jié)的方法。已適當(dāng)使用來自上述實施例的相同元件符號，其中用后綴“b”或不同元件符號指示一些構(gòu)造差異。使內(nèi)部磁電極材料25b形成于襯底11上方。電極25b可包括材料12、14、16、18/18a及20(未展示)中的任何一或多者(如同上述實施例)、及/或額外或其它材料，且可使用上述或其它過程中的任何者來形成電極25b。使包括mgo(且缺乏b)的非磁隧道絕緣體材料22形成于內(nèi)部磁電極材料25b上方。

在形成隧道絕緣體材料22之后，在至少約250℃的溫度處，且在一個實施例中，在約300℃到約550℃處使隧道絕緣體材料22退火。這可經(jīng)進行以誘發(fā)隧道絕緣體材料22的mgo的結(jié)晶及/或在隧道絕緣體材料22內(nèi)產(chǎn)生所要均勻結(jié)晶，例如bcc001晶格定向。

參考圖4，在退火之后且在一個實施例中，在至少約150℃的溫度處(且在一個實施例中，在小于約250℃處)從退火隧道絕緣體材料22的包括mgo的表面(例如，從表面29)形成外部結(jié)晶磁電極材料30。外部結(jié)晶磁電極材料30包括co及fe且缺乏b?？墒褂冒╟o及fe的上述材料(其缺乏b)中的任何者。

在一個替代實施例中，在隧道絕緣體材料22的退火之后，在約-250℃到小于約0℃的溫度下直接抵靠退火隧道絕緣體材料22而形成外部非晶體磁電極材料30。此外部非晶體磁電極材料30包括co及fe且缺乏b。隨后，在至少約250℃的溫度處使外部非晶體磁電極材料30退火以從退火隧道絕緣體材料22的包括mgo的表面(例如表面29)形成包括co及fe(且缺乏b)的外部結(jié)晶磁電極材料30。在一個實施例中，在小于或等于約-20℃的溫度下直接抵靠退火隧道絕緣體材料22而形成外部非晶體磁電極材料30的co及fe。在一個實施例中，在至少約300℃的溫度下，且在一個實施例中，在不大于約400℃的溫度下進行退火以形成外部結(jié)晶磁電極材料30。

參考圖5，將額外材料24b沉積于外部結(jié)晶磁電極材料30上方以構(gòu)成導(dǎo)電磁電極27b的部分。在一個實施例中，外部結(jié)晶磁電極材料30具有約5埃到約15埃的最大厚度。上文所描述及/或圖1及2中所展示的任何其它屬性或方面可用于圖3到5的實施例中。

本發(fā)明的實施例涵蓋根據(jù)以上描述中的任何者而制造的磁隧道結(jié)的磁電極。本發(fā)明的實施例還涵蓋根據(jù)以上描述中的任何者而制造的磁隧道結(jié)。

進一步來說，本發(fā)明的實施例涵蓋與制造方法無關(guān)的磁隧道結(jié)，因此，論述繼續(xù)進行且得出結(jié)論。此類實施例包括：導(dǎo)電第一磁電極，其包括磁記錄材料；及導(dǎo)電第二磁電極，其包括磁參考材料，所述導(dǎo)電第二磁電極與所述第一電極間隔開。如上文所描述，實例電極25、25a、25b、27及27b可包括此第一電極或此第二電極。替代地或另外，當(dāng)將磁隧道結(jié)制造為材料堆疊時，豎向外部電極或豎向內(nèi)部電極可包括磁記錄材料或磁參考材料。無論如何，包括mgo的非磁隧道絕緣體材料(例如隧道絕緣體材料22)介于所述第一電極與所述第二電極之間。所述隧道絕緣體缺乏b。在一個實施例中，所述非磁隧道絕緣體材料具有不大于約20埃的最大厚度。

在一個實施例中，所述磁記錄材料及所述磁參考材料中的至少一者包括結(jié)晶磁區(qū)域，其包括co及fe且缺乏b，且此區(qū)域具有不大于約30埃，在一個實施例中不大于約20埃，且在一個實施例中不大于約15埃的最大厚度。此結(jié)晶磁區(qū)域的co及fe直接抵靠所述隧道絕緣體的mgo。作為實例，組件20及/或30(如果缺乏b)可包括磁記錄材料或磁參考材料的結(jié)晶磁區(qū)域，其為電極25/25a/25b或電極27/27b中的一者的部分。在一個實施例中，所述磁記錄材料及所述磁參考材料兩者具有結(jié)晶磁區(qū)域，其包括co及fe，缺乏b，且直接抵靠所述隧道絕緣體材料的mgo且具有不大于約30埃的最大厚度。可使用上文所描述及/或圖中所展示的任何其它屬性或方面。

在一個實施例中，包括mgo的所述非磁隧道絕緣體材料具有不大于約20埃的最大厚度。所述第一電極的磁記錄材料及所述第二電極的磁參考材料各自包括相應(yīng)結(jié)晶磁區(qū)域，其包括co及fe，缺乏b，且具有不大于約30埃的最大厚度，無論此結(jié)晶磁區(qū)域的co及fe是否直接抵靠所述隧道絕緣體材料的mgo。在一個實施例中，缺乏b的包括co及fe的所述結(jié)晶磁區(qū)域具有不大于約20埃，且在一個實施例中，不大于約15埃的相應(yīng)最大厚度。在一個實施例中，所述第二電極的缺乏b的包括co及fe的所述結(jié)晶磁區(qū)域具有大于所述第一電極的結(jié)晶磁區(qū)域的最大厚度的最大厚度?？墒褂蒙衔乃枋黾?或圖中所展示的任何其它屬性或方面。

在一個實施例中，所述第一電極及所述第二電極中的至少一者的磁記錄材料或磁參考材料包括結(jié)晶磁區(qū)域，其包括co及fe且缺乏b(例如材料20)。在一個此類實施例中，此區(qū)域具有不大于約20埃的最大厚度。所述第一電極及所述第二電極中的此至少一者還包括非磁區(qū)域(其包括mgo)(例如材料16)及非晶體金屬區(qū)域(例如材料18)。缺乏b的包括co及fe的所述磁區(qū)域(例如材料20)介于所述隧道絕緣體材料(例如材料22)與包括mgo的所述區(qū)域(例如材料16)之間。所述非晶體金屬區(qū)域(例如材料18)介于包括mgo的所述區(qū)域(例如材料16)與缺乏b的包括co及fe的所述磁區(qū)域(例如材料20)之間。在一個此類實施例中，包括mgo的所述區(qū)域具有約3埃到約10埃的最大厚度。在一個實施例中，所述非晶體金屬區(qū)域具有約3埃到約5埃的最大厚度。在一個實施例中，所述結(jié)晶磁區(qū)域的co及fe直接抵靠所述隧道絕緣體材料的mgo，且在一個實施例中，直接抵靠所述非晶體金屬區(qū)域。在一個實施例中，所述非晶體金屬區(qū)域直接抵靠包括mgo的所述區(qū)域的mgo。在一個實施例中，所述第一電極及所述第二電極的所述至少一者包括另一區(qū)域，其包括co、fe及b(例如材料14)。在一個實施例中，所述另一區(qū)域具有小于約10埃的最大厚度。在一個實施例中，所述另一區(qū)域的co、fe及b直接抵靠包括mgo的所述區(qū)域的mgo?？墒褂蒙衔乃枋黾?或圖中所展示的任何其它屬性或方面。

在一個實施例中，所述第一電極及所述第二電極中的至少一者的磁記錄材料或磁參考材料包括結(jié)晶磁區(qū)域，其包括co及fe且缺乏b(例如缺乏b的材料20或材料30)。所述第一電極及所述第二電極中的此至少一者包括導(dǎo)電材料(例如材料12)及不同于所述導(dǎo)電材料的非晶體金屬區(qū)域(例如材料18/18a)。缺乏b的包括co及fe的所述結(jié)晶磁區(qū)域(例如材料20)介于所述隧道絕緣體材料(例如材料22)與所述導(dǎo)電材料(例如材料12)之間。所述非晶體金屬區(qū)域(例如材料18/18a)介于所述導(dǎo)電材料(例如材料12)與缺乏b的包括co及fe的所述結(jié)晶磁區(qū)域(例如材料20)之間。在一個實施例中，所述結(jié)晶磁區(qū)域的co及fe直接抵靠所述非晶體金屬區(qū)域，且在一個實施例中，直接抵靠所述隧道絕緣體材料的mgo。在一個實施例中，所述非晶體金屬區(qū)域直接抵靠所述導(dǎo)電材料，且在一個實施例中，具有約10埃到約100埃的最大厚度。在一個實施例中，所述結(jié)晶磁區(qū)域具有約7埃到約15埃的最大厚度?？墒褂蒙衔乃枋黾?或圖中所展示的任何其它屬性或方面。

在一個實施例中，所述第一電極的磁記錄材料及所述第二電極的磁參考材料包括相應(yīng)結(jié)晶磁區(qū)域，其直接抵靠所述隧道絕緣體材料(例如材料20及材料30)的mgo。所述第一電極及所述第二電極中的至少一者的所述結(jié)晶磁區(qū)域包括co及fe且缺乏b。所述第一電極及所述第二電極中的此至少一者(其包括缺乏b的包括co及fe的所述結(jié)晶磁區(qū)域)包括導(dǎo)電材料(例如材料12)及不同于所述導(dǎo)電材料的非晶體金屬區(qū)域(例如材料18/18a)。缺乏b的包括co及fe的所述結(jié)晶磁區(qū)域(例如材料20)介于所述隧道絕緣體材料(例如材料22)與所述導(dǎo)電材料(例如材料12)之間且具有不大于約30埃的最大厚度。所述非晶體金屬區(qū)域(例如材料18/18a)介于所述導(dǎo)電材料(例如材料12)與缺乏b的包括co及fe的所述結(jié)晶磁區(qū)域(例如材料20)之間且具有不大于約100埃的最大厚度?？墒褂蒙衔乃枋黾?或圖中所展示的任何其它屬性或方面。

與制造方法無關(guān)的上述磁隧道結(jié)結(jié)構(gòu)實施例中的每一者可并入上文關(guān)于方法實施例所展示及/或所描述的結(jié)構(gòu)特征或?qū)傩灾械娜魏握?，?dāng)然，可使用此類方法實施例的任何方面或?qū)傩詠碇圃炫c制造方法無關(guān)的上述磁隧道結(jié)結(jié)構(gòu)實施例中的每一者。

圖1到4的實例實施例描繪單磁隧道結(jié)(smtj)。然而，可預(yù)期雙磁隧道結(jié)(dmtj)或兩個以上磁隧道結(jié)。

結(jié)論

在一些實施例中，一種形成磁隧道結(jié)的磁電極的方法包括：使包括mgo的非磁材料形成于所形成的所述磁電極的導(dǎo)電材料上方。使非晶體金屬形成于包括mgo的所述材料上方。使包括co及fe的非晶體磁電極材料形成于所述非晶體金屬上方。所述非晶體磁電極材料缺乏b。直接抵靠所述非晶體磁電極材料而形成包括mgo的非磁隧道絕緣體材料。所述隧道絕緣體材料缺乏b。在形成所述隧道絕緣體材料之后，在至少約250℃的溫度處使包括co及fe的所述非晶體磁電極材料退火以從所述隧道絕緣體材料的包括mgo的表面形成包括co及fe的結(jié)晶磁電極材料。包括co及fe的所述結(jié)晶磁電極材料缺乏b。

在一些實施例中，一種形成磁隧道結(jié)的磁電極的方法包括：使非晶體金屬形成于襯底上方。在約-250℃到約30℃的溫度處使包括co及fe的非晶體磁電極材料形成于所述非晶體金屬上方。所述非晶體磁電極材料缺乏b。直接抵靠所述非晶體磁電極材料而形成包括mgo的非磁隧道絕緣體材料。所述隧道絕緣體材料缺乏b。在形成所述隧道絕緣體材料之后，在至少約250℃的溫度處使包括co及fe的所述非晶體磁電極材料退火以從所述隧道絕緣體材料的包括mgo的表面形成包括co及fe的結(jié)晶磁電極材料。包括co及fe的所述結(jié)晶磁電極材料缺乏b。

在一些實施例中，一種形成磁隧道結(jié)的方法包括：使內(nèi)部磁電極材料形成于襯底上方。使包括mgo的非磁隧道絕緣體材料形成于所述內(nèi)部磁電極材料上方。所述隧道絕緣體材料缺乏b。在形成所述隧道絕緣體材料之后，在至少約250℃的溫度處使所述隧道絕緣體材料退火。在所述退火之后，在至少約150℃的溫度處從所述退火隧道絕緣體材料的包括mgo的表面形成外部結(jié)晶磁電極材料。所述外部結(jié)晶磁電極材料包括co及fe且缺乏b。

在一些實施例中，一種形成磁隧道結(jié)的方法包括：使內(nèi)部磁電極材料形成于襯底上方。使包括mgo的非磁隧道絕緣體材料形成于所述內(nèi)部磁電極材料上方。所述隧道絕緣體材料缺乏b。在形成所述隧道絕緣體材料之后，在至少約250℃的溫度處使所述隧道絕緣體材料退火。在所述隧道絕緣體材料的所述退火之后，在約-250℃到小于0℃的溫度處直接抵靠所述退火隧道絕緣體材料而形成外部非晶體磁電極材料。所述外部非晶體磁電極材料包括co及fe，其直接抵靠所述退火隧道絕緣體材料，且缺乏b。在至少約250℃的溫度處使包括co及fe的所述外部非晶體磁電極材料退火以從所述退火隧道絕緣體材料的包括mgo的表面形成包括co及fe的外部結(jié)晶磁電極材料。包括co及fe的所述外部結(jié)晶磁電極材料缺乏b。

在一些實施例中，一種磁隧道結(jié)包括導(dǎo)電第一磁電極，其包括磁記錄材料。導(dǎo)電第二磁電極與所述第一電極間隔開且包括磁參考材料。包括mgo的非磁隧道絕緣體材料介于所述第一電極與所述第二電極之間。所述隧道絕緣體材料缺乏b且具有不大于約20埃的最大厚度。所述磁記錄材料及所述磁參考材料中的至少一者包括結(jié)晶磁區(qū)域，其包括co及fe且缺乏b。缺乏b的包括co及fe的所述結(jié)晶磁區(qū)域具有不大于約30埃的最大厚度。所述結(jié)晶磁區(qū)域的co及fe直接抵靠所述隧道絕緣體材料的mgo。

在一些實施例中，一種磁隧道結(jié)包括導(dǎo)電第一磁電極，其包括磁記錄材料。導(dǎo)電第二磁電極與所述第一電極間隔開且包括磁參考材料。包括mgo的非磁隧道絕緣體材料介于所述第一電極與所述第二電極之間。所述隧道絕緣體缺乏b且具有不大于約20埃的最大厚度。所述第一電極的所述磁記錄材料及所述第二電極的所述磁參考材料各包括相應(yīng)結(jié)晶磁區(qū)域，其包括co及fe，缺乏b，且具有不大于約30埃的最大厚度。

在一些實施例中，一種磁隧道結(jié)包括導(dǎo)電第一磁電極，其包括磁記錄材料。導(dǎo)電第二磁電極與所述第一電極間隔開且包括磁參考材料。包括mgo的非磁隧道絕緣體材料介于所述第一電極與所述第二電極之間。所述隧道絕緣體材料缺乏b。所述第一電極及所述第二電極中的至少一者的所述磁記錄材料或所述磁參考材料包括結(jié)晶磁區(qū)域，其包括co及fe且缺乏b。所述第一電極及所述第二電極的所述至少一者包括非磁區(qū)域(其包括mgo)及非晶體金屬區(qū)域。缺乏b的包括co及fe的所述結(jié)晶磁區(qū)域介于所述隧道絕緣體材料與包括mgo的所述區(qū)域之間。所述非晶體金屬區(qū)域介于包括mgo的所述區(qū)域與缺乏b的包括co及fe的所述結(jié)晶磁區(qū)域之間。

在一些實施例中，一種磁隧道結(jié)包括導(dǎo)電第一磁電極，其包括磁記錄材料。導(dǎo)電第二磁電極與所述第一電極間隔開且包括磁參考材料。包括mgo的非磁隧道絕緣體材料介于所述第一電極與所述第二電極之間。所述隧道絕緣體材料缺乏b。所述第一電極及所述第二電極中的至少一者的所述磁記錄材料或所述磁參考材料包括結(jié)晶磁區(qū)域，其包括co及fe且缺乏b。所述第一電極及所述第二電極中的所述至少一者包括導(dǎo)電材料及不同于所述導(dǎo)電材料的非晶體金屬區(qū)域。缺乏b的包括co及fe的所述結(jié)晶磁區(qū)域介于所述隧道絕緣體材料與所述導(dǎo)電材料之間。所述非晶體金屬區(qū)域介于所述導(dǎo)電材料與缺乏b的包括co及fe的所述區(qū)域之間。

在一些實施例中，一種磁隧道結(jié)包括導(dǎo)電第一磁電極，其包括磁記錄材料。導(dǎo)電第二磁電極與所述第一電極間隔開且包括磁參考材料。包括mgo的非磁隧道絕緣體材料介于所述第一電極與所述第二電極之間。所述隧道絕緣體材料缺乏b。所述第一電極的所述磁記錄材料及所述第二電極的所述磁參考材料包括相應(yīng)結(jié)晶磁區(qū)域，其直接抵靠所述隧道絕緣體材料的mgo。所述第一電極及所述第二電極中的至少一者的所述結(jié)晶磁區(qū)域包括co及fe且缺乏b。所述第一電極及所述第二電極的所述至少一者(其包括缺乏b的包括co及fe的所述結(jié)晶磁區(qū)域)包括導(dǎo)電材料及不同于所述導(dǎo)電材料的非晶體金屬區(qū)域。缺乏b的包括co及fe的所述結(jié)晶磁區(qū)域介于所述隧道絕緣體材料與所述導(dǎo)電材料之間且具有不大于約30埃的最大厚度。所述非晶體金屬區(qū)域介于所述導(dǎo)電材料與缺乏b的包括co及fe的所述結(jié)晶磁區(qū)域之間且具有不大于約100埃的最大厚度。

按照法規(guī)，已用或多或少專針對結(jié)構(gòu)及方法特征的語言描述本文中所揭示的標(biāo)的物。然而，應(yīng)了解，權(quán)利要求書不受限于所展示及所描述的具體特征，這是因為本文中所揭示的構(gòu)件包括實例實施例。因此，權(quán)利要求書應(yīng)被給予如字面措詞的全范圍且應(yīng)根據(jù)均等原則而適當(dāng)加以解釋。