[发明专利]磁性存储器装置

说明书

一种磁性存储器装置，包括：下接触插塞，其位于衬底上；以及数据存储结构，其位于下接触插塞上。数据存储结构包括顺序地堆叠在下接触插塞上的底部电极、磁性隧道结图案和顶部电极。下接触插塞和数据存储结构在与衬底的顶表面垂直的第一方向上分别具有第一厚度和第二厚度。下接触插塞的第一厚度为数据存储结构的第二厚度的大约2.0倍至3.6倍。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年1月31日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2020-0012067的优先权，该申请的公开以引用方式全部并入本文中。

技术领域

本发明构思涉及一种包括磁性隧道结的磁性存储器装置及其制造方法。

背景技术

随着电子产品趋向于更高的速度和/或更低的功耗，对于结合在电子产品中的半导体存储器装置，可能越来越需要更高的速度和更低的工作电压。为了满足上述需求，已经开发了磁性存储器装置作为半导体存储器装置。因为磁性存储器装置可以以高速操作并且具有非易失性特性，所以磁性存储器装置作为下一代半导体存储器装置引起了相当大的关注。

通常，磁性存储器装置可以包括磁性隧道结图案(MTJ)。磁性隧道结图案包括两个磁性结构和插设在两个磁性结构之间的绝缘层。磁性隧道结图案的电阻根据两个磁性结构的磁化方向而变化。例如，磁性隧道结图案可以在两个磁性结构的磁化方向方向反向平行时具有高电阻状态，并且在两个磁性结构的磁化方向平行时具有低电阻状态。磁性存储器装置可以使用磁性隧道结的高电阻状态与低电阻状态之间的电阻差来写入和读取数据。

随着电子工业的显着进步，可能对磁性存储器装置的更高集成度和/或更低功耗的需求不断增加。

发明内容

本发明构思的一些示例实施例提供了一种具有被配置为减少或最小化工艺缺陷的结构的磁性存储器装置及其制造方法。

本发明构思的一些示例实施例提供了一种具有改善的特性的磁性存储器装置及其制造方法。

根据本发明构思的一些示例实施例，磁性存储器装置可以包括：下接触插塞，其位于衬底上；以及数据存储结构，其位于下接触插塞上。数据存储结构可以包括顺序地堆叠在下接触插塞上的底部电极、磁性隧道结图案和顶部电极。下接触插塞和数据存储结构可以在与衬底的顶表面垂直的第一方向上分别具有第一厚度和第二厚度。下接触插塞的第一厚度可以为数据存储结构的第二厚度的大约2.0倍至3.6倍。

根据本发明构思的一些示例实施例，磁性存储器装置可以包括顺序地堆叠在衬底上的底部电极、磁性隧道结图案和顶部电极。磁性隧道结图案可以包括：自由层；钉扎层，其位于底部电极与自由层之间；以及隧道势垒层，其位于钉扎层与自由层之间。在与衬底的顶表面平行的方向上，钉扎层的中间部分可以比钉扎层的上部分宽，并且可以比钉扎层的下部分宽。

附图说明

图1示出呈现根据本发明构思的一些示例实施例的磁性存储器装置的单位存储器单元的电路图。

图2示出呈现根据本发明构思的一些示例实施例的磁性存储器装置的平面图。

图3示出沿图2的线I-I’和线II-II’截取的截面图。

图4A和图4B示出示例性地呈现根据本发明构思的一些示例实施例的磁性存储器装置的磁性隧道结图案的截面图。

图5A和图5B示出呈现根据本发明构思的一些示例实施例的磁性存储器装置的数据存储结构的截面图。

图6示出呈现根据本发明构思的一些示例实施例的磁性存储器装置的数据存储结构的截面图。

图7至图12示出沿图2的线I-I’和线II-II’截取的截面图，呈现根据本发明构思的一些示例实施例的制造磁性存储器装置的方法。

具体实施方式