[发明专利]磁性存储装置及其形成方法

权利要求书

1.一种磁性存储装置，所述磁性存储装置包括：

自由磁性结构；

隧道势垒层；以及

钉扎磁性结构，其中，隧道势垒层位于自由磁性结构和钉扎磁性结构之间，其中，钉扎磁性结构包括第一钉扎层和第二钉扎层以及位于第一钉扎层和第二钉扎层之间的交换耦合层，其中，第二钉扎层位于第一钉扎层和隧道势垒层之间，其中，第二钉扎层包括结磁性层以及位于结磁性层和交换耦合层之间的缓冲层，其中，缓冲层包括包含非磁性金属元素的材料的层，其中，结磁性层和缓冲层具有不同的结晶特性，其中，结磁性层的结晶度比缓冲层的结晶度高。

2.如权利要求1所述的磁性存储装置，其中，非磁性金属元素的原子质量比结磁性层中的任意元素的原子质量大。

3.如权利要求1所述的磁性存储装置，其中，非磁性金属元素的熔点比结磁性层中的任意元素的熔点高。

4.如权利要求1所述的磁性存储装置，其中，缓冲层的材料中的非磁性金属元素的重量百分数大于结磁性层中的非磁性金属元素的重量百分数。

5.如权利要求1所述的磁性存储装置，其中，非磁性金属元素包括钽、钨、铌、钛、铬、铪、锆、钼和钒中的至少一种。

6.如权利要求1所述的磁性存储装置，其中，缓冲层的材料还包括铁磁元素和非金属元素。

7.如权利要求6所述的磁性存储装置，其中，铁磁元素包括钴、铁和镍中的至少一种，其中，非金属元素包括硼。

8.如权利要求1所述的磁性存储装置，其中，结磁性层具有体心立方晶体结构，缓冲层具有无定形结构。

9.如权利要求1所述的磁性存储装置，其中，结磁性层包括钴、铁和它们的合金中的至少一种。

10.如权利要求9所述的磁性存储装置，其中，结磁性层包括CoFeB、CoHf、Co和CoZr中的至少一种。

11.如权利要求1所述的磁性存储装置，其中，隧道势垒层包括氧化镁。

12.如权利要求1所述的磁性存储装置，其中，交换耦合层包括钌、铱和铑中的至少一种。

13.如权利要求1所述的磁性存储装置，所述磁性存储装置还包括：

基底，其中，自由磁性结构位于基底和钉扎磁性结构之间。

14.如权利要求1所述的磁性存储装置，所述磁性存储装置还包括：

基底，其中，钉扎磁性结构位于基底和自由磁性结构之间。

15.一种磁性存储装置，所述磁性存储装置包括：

自由磁性结构；

隧道势垒层；以及

钉扎磁性结构，其中，隧道势垒层位于自由磁性结构和钉扎磁性结构之间，其中，钉扎磁性结构包括第一钉扎层和第二钉扎层以及位于第一钉扎层和第二钉扎层之间的交换耦合层，其中，第二钉扎层位于第一钉扎层和隧道势垒层之间，其中，第二钉扎层包括结磁性层以及位于结磁性层和交换耦合层之间的缓冲层，其中，结磁性层和缓冲层具有不同的结晶特性，其中，结磁性层的结晶度大于缓冲层的结晶度。

16.如权利要求15所述的磁性存储装置，其中，结磁性层具有体心立方晶体结构，缓冲层具有无定形结构。

17.如权利要求15所述的磁性存储装置，其中，结磁性层包括钴、铁和它们的合金中的至少一种。

18.如权利要求17所述的磁性存储装置，其中，结磁性层包括CoFeB、CoHf、Co和CoZr中的至少一种。

19.如权利要求17所述的磁性存储装置，其中，缓冲层包括包含非磁性金属元素、铁磁元素和非金属元素的材料的层。

20.如权利要求19所述的磁性存储装置，其中，缓冲层的材料中的非磁性金属元素的重量百分数大于结磁性层中的非磁性金属元素的重量百分数。

21.如权利要求19所述的磁性存储装置，其中，非磁性金属元素的原子质量比钴的原子质量大。

22.如权利要求19所述的磁性存储装置，其中，非磁性金属元素包括钽、钨、铌、钛、铬、铪、锆、钼和钒中的至少一种。