[发明专利]磁性随机存取存储器及其制造方法

权利要求书

1.一种磁性随机存取存储器的存储单元，所述存储单元包括设置在第一金属层与第二金属层之间的多层，

其中，所述多层中的至少一层包括铱-钛氮化物层，所述多层包括钉扎磁性层，其中，所述钉扎磁性层包括设置在具有不同材料的层之间的间隔层，所述间隔层包含含铱层。

2.根据权利要求1所述的存储单元，其中，所述多层包括由第一导电材料制成的第一电极层和由第二导电层制成的第二电极层，所述多层中的剩余层布置在所述第一电极层与所述第二电极层之间。

3.根据权利要求2所述的存储单元，其中，所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一个包括铱。

4.根据权利要求3所述的存储单元，其中，所述第一电极层和所述第二电极层中的至少一个包括从由铱层和氧化铱层的双层结构、铱-钛氮化物层、铱层和钽层的双层结构、以及铱和钽的二元合金层组成的组中选择的至少一种。

5.根据权利要求2所述的存储单元，其中，

所述多层包括设置在所述第一电极层上方的晶种层，以及

所述晶种层包括从由铱层、铱层和钽层的双层结构、以及铱和钽的二元合金层组成的组中选择的至少一种。

6.根据利要求5所述的存储单元，其中：

所述多层包括设置在所述晶种层上方的钉扎磁性层、由非磁性材料制成并且设置在所述钉扎磁性层上方的隧穿阻挡层、设置在所述隧穿阻挡层上方的自由磁性层、以及设置在所述自由磁性层上方的扩散阻挡层，以及

所述扩散阻挡层包括从由铱层、铱层和钽层的双层结构、以及铱和钽的二元合金层组成的组中选择的至少一种。

7.根据权利要求6所述的存储单元，其中，所述钉扎磁性层包括第一磁性层和第二磁性层以及设置在所述第一磁性层与所述第二磁性层之间的反铁磁层。

8.根据权利要求6所述的存储单元，其中，所述多层还包括由非磁性材料制成并且设置在所述自由磁性层与所述扩散阻挡层之间的覆盖层。

9.根据权利要求8所述的存储单元，其中，所述隧穿阻挡层和所述覆盖层由氧化镁制成。

10.根据权利要求1所述的存储单元，其中：

所述多层包括第一电极层、设置在所述第一电极层上方的晶种层、设置在所述晶种层上方的第一钉扎磁性层、设置在所述第一钉扎磁性层上方的反铁磁层、设置在所述反铁磁层上方的第二钉扎磁性层、由非磁性材料制成并且设置在所述第二钉扎磁性层上方的隧穿阻挡层、设置在所述隧穿阻挡层上方的自由磁性层、由非磁性材料制成并且设置在所述自由磁性层上方的覆盖层、设置在所述覆盖层上方的扩散阻挡层以及设置在所述扩散阻挡层上方的第二电极层，

至少一个包含铱的含铱层设置在从所述晶种层到所述扩散阻挡层的任何相邻两层之间，所述钉扎磁性层为第二钉扎磁性层。

11.根据权利要求10所述的存储单元，其中，至少一个所述含铱层的厚度在从0.1nm至5.0nm的范围内。

12.根据权利要求10所述的存储单元，其中，从所述晶种层到所述扩散阻挡层的层不包含铱。

13.一种半导体器件，所述半导体器件包括具有多个磁性存储单元的磁性随机存取存储器(MRAM)，其中：

所述多个磁性存储单元中的每一个均包括设置在第一金属层与第二金属层之间的多层，以及

所述多层中的至少一层包括铱-钛氮化物层，所述多层包括钉扎磁性层，其中，所述钉扎磁性层包括设置在具有不同材料的层之间的间隔层，所述间隔层包含含铱层。