[发明专利]于高温退火后保持高矫顽力的具有垂直磁各向异性的磁性组件

摘要

一种磁性穿隧接面(MTJ)，其中自由层具有与穿隧阻障层所形成的一个界面和与金属氧化物层所形成的第二界面，以促进其垂直磁各向异性(PMA)。一扩散阻障层形成在金属氧化物层与第二界面相对的一侧上，以防止硬罩幕或电极中的非磁性金属迁移到第二界面，并降低自由层的PMA。另一扩散阻障层可以形成在第二电极和参考层之间。扩散阻障层可以是SiN、TiN、TaN、Mo或CoFeX的单层，其中X是Zr、P、B或Ta，或者是如CoFeX/Mo的多层，其中CoFeX接触金属氧化物层，且Mo邻接硬罩幕。因此，在400℃30分钟的退火后，可以保持或增加MTJ中的矫顽力。

主权项

1.一种磁性存储元件，形成在一第一电极和一第二电极之间，包括：(a)一穿隧阻障层，其与一自由层的一第一表面形成一第一界面，从而诱导或增强该自由层中的垂直磁各向异性(PMA)；(b)该自由层；(c)一Hk增强层，为一金属氧化物层，其在与该自由层的该第一表面相对的一第二表面处形成一第二界面，从而诱导或增强该自由层中的PMA；及(d)一非磁性扩散阻障层，形成于该Hk增强层与该第一电极或该第二电极其中一个之间，该非磁性扩散阻障层包括SiN、TiN、Mo、W、Cr、V或CoaFebXc或CoFeNiX，其中X为Zr、Hf、Nb、Cu、Mo、B、P和Ta其中一种，且(a+b+c)＝100原子％。