[发明专利]一种磁性隧道结覆盖层及其制作工艺

权利要求书

1.一种磁性隧道结覆盖层，磁性隧道结包括由下而上层叠设置的缓冲层、合成反铁磁层、晶格隔断层、参考层、势垒层、自由层、覆盖层，其特征在于，所述覆盖层的结构由下而上依序为覆盖层(I)、覆盖层(II)、覆盖层(III)和覆盖层(IV)叠加的结构所组成；

所述覆盖层(I)为所述自由层提供一个额外的垂直各向异性来源，从而增加其热稳定性；

所述覆盖层(II)降低所述磁性隧道结的阻尼系数，从而降低其临界电流，同时，其制作工艺有利增强自由层的热稳定性；

所述覆盖层(III)在于实现覆盖层(II)和覆盖层(IV)之间的过渡；

所述覆盖层(IV)作为后续的刻蚀阻挡层。

2.根据权利要求1所述的磁性隧道结覆盖层，其特征在于，所述覆盖层(I)组成材料是由MgO、ZrO₂、ZnO、Al₂O₃、GaO、Y₂O₃、SrO、Sc₂O₃、TiO₂、HfO₂、V₂O₅、Nb₂O₅、Ta₂O₅、CrO₃、MoO₃、WO₃、RuO₂、OsO₂、TcO、ReO、RhO、IrO、SnO、SbO、MgZnO、Mg₃B₂O₆、MgAl₂O₄、SrTiO₃其中之一或它们任意组合的多层结构，所述覆盖层(I)的厚度为0.6nm～1.5nm。

3.根据权利要求1所述的磁性隧道结覆盖层，其特征在于，所述覆盖层(II)材料由低原子序数材料所构成，所述覆盖层(II)是由Si、Mg、Mo、C、Cu、Co、Fe、Ni、Cr、Ti、V、Nb、Zr、Zn、CoB、FeB、CoFeB其中之一或它们任意组合的多层结构所制成，所述覆盖层(II)厚度为0.2nm～4.0nm。

4.根据权利要求1所述的磁性隧道结覆盖层，其特征在于，所述覆盖层(III)组成材料是由Ir、Ru、W、Pt、Pd、Ta、Hf其中之一或它们任意组合的多层结构，所述覆盖层(III)厚度为0.1nm～4.0nm。

5.根据权利要求1所述的磁性隧道结覆盖层，其特征在于，所述覆盖层(IV)组成材料是由Ir、Ru其中之一或它们任意组合的多层结构，所述覆盖层(IV)厚度为1.0nm～10nm。

6.一种磁性隧道结覆盖层制作工艺，磁性隧道结是采用物理气相沉积的沉积工艺由下而上层叠设置的缓冲层、合成反铁磁层、晶格隔断层、参考层、势垒层、自由层、覆盖层，其特征在于，

所述覆盖层由下而上依序采用物理气相沉积为覆盖层(I)、覆盖层(II)、覆盖层(III)和覆盖层(IV)叠加的结构所组成，其中物理气相沉积的气压为0.2mTorr～50mTorr，且沉积所述覆盖层(II)时，选择Ar⁺、Kr⁺或Xe⁺作为离子源，离子能量为20ev～400ev；沉积所述覆盖层(III)时，选择Ne⁺、Ar⁺、Kr⁺或Xe⁺作为离子源，离子能量为20ev～400ev。