[发明专利]用于磁阻随机存取存储器的磁阻存储器元件

权利要求书

1.一种磁阻隧道结(MTJ)存储器元件，包括：

磁性参考层(RL)；

磁性自由层(FL)；

在所述磁性参考层和所述磁性自由层之间延伸的隧穿势垒层；以及

在所述磁性自由层上的扩散阻挡层(DBL)，所述扩散阻挡层包括从由铋(Bi)、锑(Sb)、锇(Os)、铼(Re)、锡(Sn)、铑(Rh)、铟(In)和镉(Cd)组成的组中选择的至少一种材料。

2.根据权利要求1所述的存储器元件，其中所述磁性自由层在所述隧穿势垒层和所述扩散阻挡层之间延伸，所述扩散阻挡层限定了与所述磁性自由层的界面。

3.根据权利要求2所述的存储器元件，进一步包括在所述扩散阻挡层上的氧化物层。

4.根据权利要求2所述的存储器元件，其中所述扩散阻挡层具有在从至的范围内的厚度。

5.根据权利要求3的存储器元件，其中所述扩散阻挡层在所述氧化物层和所述磁性自由层之间延伸。

6.根据权利要求5所述的存储器元件，其中所述氧化物层具有在从至的范围内的厚度，并且包括钪氧化物(Sc-O)和镁氧化物(Mg-O)中的至少一种。

7.根据权利要求5所述的存储器元件，其中所述氧化物层包括锶氧化物(Sr-O)、钽氧化物(Ta-O)、铍氧化物(Be-O)、钙氧化物(Ca-O)、钇氧化物(Y-O)、锆氧化物(Zr-O)、钛氧化物(Ti-O)和铪氧化物(Hf-O)中的至少一种。

8.根据权利要求5所述的存储器元件，其中所述扩散阻挡层包括以下堆叠复合物：

包括第一材料的第一扩散阻挡层；以及

在所述第一扩散阻挡层和所述氧化物层之间延伸的第二扩散阻挡层，所述第二扩散阻挡层包括不同于所述第一材料的第二材料。

9.根据权利要求8所述的存储器元件，其中所述第一扩散阻挡层包括从由镁(Mg)、铝(Al)、钪(Sc)、钛(Ti)、钒(V)和铬(Cr)组成的组中选择的至少一种材料。

10.根据权利要求5所述的存储器元件，其中所述氧化物层包括以下复合物：

第一氧化物层，包括从由钪氧化物(Sc-O)、锶氧化物(Sr-O)和钙氧化物(Ca-O)组成的组中选择的至少一种氧化物；以及

第二氧化物层，包括从由钽氧化物(Ta-O)和铪氧化物(Hf-O)组成的组中选择的至少一种氧化物。

11.根据权利要求10所述的存储器元件，其中所述第一氧化物层在所述第二氧化物层和所述扩散阻挡层之间延伸。

12.根据权利要求11所述的存储器元件，其中所述第二氧化物层比所述第一氧化物层厚。

13.根据权利要求5所述的存储器元件，其中所述氧化物层是分流电流减少氧化物(SRO)层，包括从由镁氧化物(Mg-O)、钙氧化物(Ca-O)、钪氧化物(Sc-O)、钛氧化物(Ti-O)、钒氧化物(V-O)、铁氧化物(Fe-O)、镍氧化物(Ni-O)、钴氧化物(Co-O)、锆氧化物(Zr-O)、铌氧化物(Nb-O)、钽氧化物(Ta-O)、钨氧化物(W-O)和锇氧化物(Os-O)组成的组中选择的至少一种材料。