Brevet FR3078434A1 — publié le 20190830

JONCTION TUNNEL MAGNETIQUE A ANISOTROPIE DE FORME PERPENDICULAIRE ET VARIATION EN TEMPERATURE MINIMISEE, POINT MEMOIRE ET ELEMENT LOGIQUE COMPRENANT LA JONCTION TUNNEL MAGNETIQUE, PROCEDE DE FABRICATION DE LA JONCTION TUNNEL MAGNETIQUE DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif magnétique comprenant une couche d'aimantation variable présentant une anisotropie magnétique perpendiculaire au plan des couches principalement induite par la forme de la couche d'aimantation variable. Un premier objet de l'invention est une jonction tunnel magnétique. Un deuxième objet de l'invention est un point mémoire comprenant la jonction tunnel magnétique. La variation thermique des propriétés magnétiques et électriques sur la gamme de température d'opération est minimisée. Un troisième objet de l'invention est un élément logique non volatile comprenant la jonction tunnel magnétique. Ces dispositifs trouvent notamment une application dans le domaine de la spintronique en particulier pour la réalisation de mémoires magnétiques à accès aléatoire (« Magnetic Random Access Memory » en anglais, MRAM) fonctionnant sur une large gamme de température notamment pour l'automobile, les applications industrielles, le domaine spatial mais aussi pour l'électronique grand public, le calcul haute performance, l'internet des objets. Un quatrième objet de l'invention est un procédé de fabrication de la jonction tunnel magnétique selon l'invention. ETAT DE L'ART Afin de répondre aux récurrents besoins d'augmentation de la densité des mémoires pour l'électronique CMOS, la taille des dispositifs ne cesse de décroître. 30 Cependant, les mémoires les plus couramment utilisées comme mémoires de 2 travail (« Dynamic Random Access Memory », DRAM et « Static Random Access Memory », SRAM) sont volatiles c'est-à-dire qu'elles doivent continuellement être alimentées en tension pour conserver l'information. Elles ont de plus en plus de problèmes de consommation d'énergie, notamment en mode statique, en raison 5 d'un courant de fuite accru lié à leur diminution en taille. Les mémoires FLASH utilisées pour le stockage de données ou de codes sont non volatiles, c'est-à-dire qu'elles conservent leurs données en l'absence d'alimentation, mais ont une endurance à l'écriture limitée à au plus 100 000 cycles et leur réalisation en version embarquée est complexe, nécessitant de 15 à 20 niveaux de masques. 10 Différentes technologies de mémoires non volatiles denses, endurantes à l'écriture et plus faciles à intégrer en technologie CMOS que les mémoires FLASH embarquées, sont en développement. Elles sont très intéressantes afin de diminuer la consommation d'énergie. Parmi les différentes technologies de mémoires non-volatiles (mémoire à changement de phase, mémoire à oxyde 15 résistif, mémoire ferroélectrique etc), les mémoires magnétiques MRAM (« magnetic random access memory » en langue anglaise) combinent un ensemble unique d'avantages : outre leur non-volatilité, elles sont rapides à l'écriture (-20ns), rapides à la lecture (quelques ns), peuvent être réalisées de façon dense (s'approchant de la densité des DRAMs), et présentent une 20 endurance à l'écriture très supérieure à celle des mémoires FLASH (>1010 cycles pour les MRAMs à comparer à 34. La Figure 2 'ro montre que ceci n'est satisfait que pour les plus grandes jonctions de diamètre supérieur à 100nm. Par ailleurs, si on extrapole la variation thermique du facteur 25 de stabilité jusqu'à la température ambiante de 25°C, on trouve que celui-ci atteint 115 ce qui est beaucoup plus que requis par bit pour une rétention de 10ans. Ceci implique que le courant d'écriture et la tension d'écriture devront être surdimensionnés à 25°C au prix d'une consommation dectrique accrue et d'une endurance à l'écriture réduite pour satisfaire le critère de rétention de 60s à 30 260°C. 12 Pour résumer, les jonctions tunnel magnétiques de l'état de l'art et les points mémoire qui les utilisent ne permettent pas de : - Réduire les variations d'anisotropie magnétique sur la gamme de température de -40°C à +260°C permettant de couvrir la gamme de 5 températures d'opération pour les applications automobiles, industrielles, militaires et aussi de conserver la rétention de la mémoire pendant l'étape de soudure de la puce ; - Arriver à conserver un facteur de stabilité thermique suffisamment grand dans des jonctions tunnels dont le diamètre correspond aux noeuds 10 technologiques les plus avancés (de 40nm jusqu'à 4nm) ; - Minimiser le courant d'écriture. DESCRIPTION GENERALE DE L'INVENTION Pour résoudre au moins partiellement ces problèmes techniques, un objet de la 15 présente invention est une jonction tunnel magnétique à aimantation hors du plan comprenant : - une couche de stockage ayant une aimantation commutable entre deux états d'aimantation perpendiculaire au plan de la couche ; - une couche de référence ayant une aimantation fixe et perpendiculaire 20 au plan de la couche ; - une couche barrière tunnel séparant la couche de stockage et la couche de référence ; les deux états d'aimantation de la couche de stockage étant séparés par une barrière d'énergie comprenant une contribution due à l'anisotropie de 25 forme de la couche de stockage et une contribution d'origine interfaciale pour chaque interface de la couche de stockage, ladite jonction tunnel magnétique étant caractérisée en ce que : o la couche de stockage présente une épaisseur comprise entre 0.8 et 8 fois une dimension caractéristique d'une section planaire 30 de la jonction tunnel ; o et en ce que la contribution à la barrière d'énergie due à l'anisotropie de forme de la couche de stockage est au moins 13 deux fois supérieure aux contributions à la barrière d'énergie d'origine interfaciale. Selon un mode de réalisation la contribution à la barrière d'énergie due à 5 l'anisotropie de forme de la couche de stockage est au moins quatre fois supérieure aux contributions à la barrière d'énergie d'origine interfaciale. On entend par barrière d'énergie séparant les deux états d'aimantation de la couche de stockage la différence d'énergie entre le minimum d'énergie correspondant à l'état initial stable de l'aimantation de la couche de stockage et le 10 maximum d'énergie rencontré au cours du retournement de l'aimantation vers son état final stable. On entend par section planaire de la jonction tunnel une section de la jonction tunnel selon le plan des couches formant la jonction tunnel. On entend par dimension caractéristique d'une section planaire une dimension de 15 ladite section planaire. Par exemple, en cas de jonction tunnel ayant une section circulaire, la dimension caractéristique d'une section planaire de la jonction tunnel peut être choisie comme étant le diamètre du cercle. En cas de section elliptique, la dimension caractéristique peut être choisie comme étant le petit axe ou le grand axe de l'ellipse. 20 Par exemple, la contribution à la barrière d'énergie due à l'anisotropie de forme de la couche de stockage peut être donnée par la formule suivante dans le cas d'une couche de stockage de forme cylindrique : ( 3 /10 M(T)AL 4 1+ 4AR/-er, Par exemple, la contribution à la barrière d'énergie d'origine interfaciale peut être 25 donnée par la formule suivante : A(Ksi +K2) L'explication des symboles utilisés dans ces formules a été donnée plus haut. On peut considérer que ces contributions à la barrière d'énergie sont calculées à une température Tm étant la température moyenne d'utilisation de la jonction 30 magnétique tunnel. 14 La jonction magnétique tunnel étant utilisée à des températures comprises entre T1 et T2, la température T, est par exemple définie comme T, = (Ti + T2)/2. Avantageusement, la jonction tunnel magnétique selon l'invention permet d'augmenter l'épaisseur de la couche de stockage. Ceci permet de réduire 5 l'influence de la température d'opération sur la densité de fluctuations thermiques dans la couche de stockage et donc par la même, sur la rétention de la mémoire et la valeur du courant d'écriture. Avantageusement, l'augmentation de l'épaisseur de la couche de stockage permet l'utilisation de matériaux et d'épaisseurs ayant un plus faible amortissement de 10 Gilbert et donc la minimisation du courant d'écriture. Le principe de l'invention peut être expliqué de la façon suivante : Dans l'état de l'art, les STT-MRAMs ont toujours utilisé des couches de stockage très minces dont l'épaisseur est bien inférieure au diamètre. Ceci était motivé en 15 particulier par le fait que le transfert de spin étant un phénomène interfacial (se produisant typiquement sur le premier nanomètre à partir de l'interface par où le courant polarisé en spin est injecté), il est préférable d'utiliser des couches très minces pour ne pas diluer l'efficacité du couple de transfert de spin. Pour de telles couches très minces, l'anisotropie de forme favorise une orientation dans le plan 20 de l'aimantation de la couche de stockage et s'oppose donc à l'anisotropie interfaciale qui, elle, favorise une orientation perpendiculaire de cette aimantation. Ceci conduit à une anisotropie effective d'amplitude relativement moyenne résultant de la compétition de ces deux termes d'anisotropie. Par ailleurs, cette anisotropie dépend fortement de la température car les fluctuations thermiques 25 d'aimantation se développent plus rapidement quand la température augmente dans une couche très mince (épaisseur de la couche de stockage dans les STTMRAMs de l'état de l'art -1.4nm à 2nm) que dans une couche épaisse du même matériau. La présente invention propose de réduire cette dépendance en température de 30 l'anisotropie en changeant complétement de paradigme en utilisant une couche de stockage beaucoup plus épaisse c'est-à-dire dont l'épaisseur est d'au moins 80% d'une dimension planaire caractéristique de la couche de stockage (longueur du 15 petit axe pour un point mémoire de forme elliptique ou diamètre pour un point mémoire de forme cylindrique) de sorte que l'anisotropie de forme favorise aussi une orientation hors du plan de l'aimantation et devient même la principale source d'anisotropie perpendiculaire de la couche de stockage. L'idée de base est que 5 l'anisotropie interfaciale aux interfaces C0FeB/Mg0 utilisée dans les STT-MRAMs de l'état de l'art dépend beaucoup plus fortement de la température que l'anisotropie de forme d'une couche épaisse qui varie proportionnellement à Ms2, sachant que pour une couche épaisse la variation thermique de Ms(T) est proche de celle du matériau massif de même composition. Dans le présent brevet, 10 l'anisotropie de forme et l'anisotropie d'interface ont le même signe et donc s'ajoutent de sorte que toutes les deux favorisent une orientation perpendiculaire au plan des couches de l'aimantation de la couche de stockage. Toutefois, comme l'anisotropie d'interface varie plus rapidement en température que l'anisotropie de forme, on cherchera à augmenter le rôle relatif de l'anisotropie de forme par 15 rapport à l'anisotropie d'interface pour minimiser la dépendance de l'anisotropie totale à la température d'opération. Pour bien comprendre l'idée, nous utilisons ici le cas le plus courant d'une jonction tunnel dont la couche de stockage a une forme quasi cylindrique. Dans ce cas et en supposant que la couche de stockage est constituée d'un seul matériau 20 d'aimantation Ms, la barrière d'énergie séparant les deux états d'aimantation « vers le haut » et « vers le bas » peut s'exprimer par : 3 Eb(T) = A[K,l(T) + K2(T) - (1 1+4AR/\ ms2(T)L + Ku(T)L1 17-c -- Cette expression montre que dès que le rapport de forme de la couche de stockage dépasse AR=,---0.89 alors le terme d'anisotropie de forme /10 ( 3 -- 1 Ms2L change de signe pour passer de négatif à positif. En 4 1+ 4AR/-er, 25 d'autres termes, pour un rapport d'aspect épaisseur/diamètre plus grand que 0.89, l'anisotropie de forme s'ajoute à l'anisotropie perpendiculaire d'interface présente à l'interface barrière tunnel/couche de stockage. Dans cette expression, l'anisotropie Ku d'origine magnétocrystalline ou magnétoélastique est en général 16 négligeable comparativement aux autres termes d'anisotropie, avec les matériaux couramment utilisés comme les alliages à base de Co, de Fe et de Ni déposés par pulvérisation cathodique. La hauteur de barrière AE(T) dépend donc de la température à travers la dépendance en température de l'anisotropie interfaciale 5 A(Ksi(T)+ K 52(T)) et celle de l'anisotropie de forme 3 A 1 52 (T)At . 4 1+4ARhFr1 Nous comparons ci-dessous les variations thermiques de ces deux termes d'anisotropie. La figure 3 montre des variations typiques d'anisotropie interfaciales telles que 10 celles des couches de stockage de jonctions tunnel magnétiques de l'état de l'art. La figure montre en fait les contributions à l'anisotropie interfaciale de premier ordre (uniaxial en 5in2 0 , 0 angle entre l'aimantation de la couche de stockage et la normale au plan des couches) et de second ordre (en 5in4 0) de multicouches W/C0FeB/Mg0 avec différentes épaisseurs de CoFeB (Kyoung-Min Lee, Jun Woo 15 Choi, Junghyun Sok, and Byoung-Chul Min, Temperature dependence of the interfacial magnetic anisotropy in W/C0FeB/Mg0, AIP Advances 7, 065107 (2017)). La contribution de second ordre est beaucoup plus faible que celle de premier ordre est peut être négligée. Cette figure montre que l'anisotropie interfaciale provenant de l'interface C0FeB/Mg0 décroit d'environ un facteur 2 20 entre 300K (27°C) et 400K (127°C) et s'extrapole àzéro bien avant d'atteindre les 260°C. Ceci indique de fortes variations thermiques de cette anisotropie interfaciale comme discuté précédemment en relation avec la Figure 2. La Figure 4 présente la variation thermique de l'aimantation d'un matériau massif comme le cobalt dont la température de Curie est élevée : 1394K (courbe extraite 25 de Ferromagnetism, Bozorth, Van Nostrand company, Inc). Cette courbe montre que la variation thermique de l'aimantation du cobalt est inférieure à 4% entre 0°C et 260°C. Si la couche de stockage de la STT-MRAM est une couche épaisse à 17 ( 3 base de cobalt, le terme d'anisotropie de forme - `1) 1 4 1+4AR/Jr1 M(T)AL proportionnel à M(T) ne variera que de 8% ce qui est bien moins que le facteur d'au moins 2 de la variation thermique de l'anisotropie interfaciale. Pour réduire la variation thermique de l'anisotropie effective, on aura donc tout 5 intérêt à réduire le poids relatif de l'anisotropie interfaciale par rapport à l'anisotropie de volume dans l'anisotropie totale de la couche de stockage. Ceci va à l'opposé des jonctions tunnel perpendiculaires de l'état de l'art dans lesquelles l'anisotropie perpendiculaire provient entièrement de l'anisotropie interfaciale à l'interface MgO/CoFeB. Réduire l'anisotropie interfaciale dans la présente 10 invention pourra être réalisé en particulier en utilisant un alliage riche en cobalt au niveau de l'interface avec la barrière de MgO dans la mesure où il est connu que l'anisotropie perpendiculaire aux interfaces MgO/cobalt est plus faible que celle aux interfaces MgO/Fe (Yang, H. X., M. Chshiev, B. Dieny, J. H. Lee, A. Manchon, and K. H. Shin, 2011, "First principles investigation of the very large perpendicular 15 magnetic anisotropy at FelMg0 and ColMg0 interfaces," Phys. Rev. B 84, 054401). Par ailleurs le cobalt ayant une température de Curie plus élevée que le fer, cette anisotropie interfaciale restante variera plus faiblement en température que l'anisotropie interfaciale à l'interface MgO/Fe. En particulier, on peut écrire la barrière d'énergie de façon simplifiée en négligeant 20 l'anisotropie de volume d'origine magnétocrystalline ou magnétoélastique : Eb (T) = A[K,(T) + K(T)L] où K(T) regroupe les termes d'anisotropie interfaciale et K(T) l'anisotropie volumique de forme proportionnelle à Ms2. Comme le montrent les figures 3 et 4, l'anisotropie d'interface décroit en général beaucoup plus vite en température que l'anisotropie de volume. Afin de minimiser la variation thermique de la hauteur de 25 barrière et donc du courant d'écriture sur la gamme de températures d'opération du dispositif, on cherchera donc à renforcer l'importance relative de l'anisotropie de forme volumique par rapport à l'anisotropie d'interface. 18 Typiquement, d'après la Figure 3, l'anisotropie d'interface Ks aux interfaces MgO/FeCoB varie d'environ 50% pour une variation thermique de 100°C autour de la température ambiante. Pour des matériaux comme le Co la variation de Ms2 et donc de Kv n'est que de 6%. Si on veut avoir une variation de la hauteur de 5 barrière Eb et donc du courant d'écriture inférieure à 20%, il faudra que la proportion X de l'anisotropie de forme par rapport à l'anisotropie d'interface soit choisie de sorte que 20%>(50%+X *6%)/(1+X) soit X>2.14 que l'on peut approximer à 2. Si on veut que cette variation soit plus faible que 15%, alors il faut augmenter la proportion d'anisotropie de volume de sorte que 15%>(50%+X 10 *6%)/(1 +X) soit X>3.89 que l'on peut approximer par 4. En résumé, si l'anisotropie de forme est deux fois plus grande que l'anisotropie d'interface, en utilisant un matériau pour la couche de stockage à haute température de Curie comme un alliage riche en cobalt, la variation de la hauteur de barrière et donc du courant d'écriture sera de l'ordre de 20% pour une variation 15 de température de 100°C autour de la température arrbiante. Si l'anisotropie de forme est quatre fois plus grande que l'anisotropie d'interface, la variation de la hauteur de barrière sera de 15%. Dans la limite où l'anisotropie de forme serait beaucoup plus grande que l'anisotropie d'interface, cette variation pourrait être réduite à des valeurs de l'ordre de 6% si la couche de stockage a une 20 très haute température de Curie comme le cobalt. La possibilité d'utiliser l'anisotropie de forme perpendiculaire pour orienter l'aimantation de la couche de stockage hors du plan et ainsi obtenir des valeurs importantes du facteur de stabilité thermique (A>60) aux petites tailles (sub-20nm) est illustrée sur la Figure 5. 25 Celle-ci représente le facteur de stabilité thermique A en code couleur en fonction du diamètre de la couche de stockage et de son épaisseur. Les paramètres choisis pour établir ce diagramme correspondent à une couche de stockage en cobalt. Les STT-MRAM de l'état de l'art ou p-STT-MRAM se trouvent dans le coin en bas à droite de ce diagramme. Comme discuté précédemment, dans cette 30 situation de l'état de l'art, l'anisotropie effective et donc le facteur de stabilité thermique diminue si l'épaisseur de la couche augmente. Pour une épaisseur de 19 la couche de stockage minimale de l'ordre de 1.5nm pour avoir une magnétorésistance tunnel suffisante, le diagramme montre qu'on ne peut pas descendre en dessous d'un diamètre de l'ordre de 20nm en gardant un facteur de stabilité thermique supérieur à 60. 5 Par contre, si on passe dans le régime exploité par la présente invention où l'épaisseur de la couche de stockage devient beaucoup plus importante (partie supérieure du diagramme, PSA-STT-MRAM) alors de très fortes valeurs du facteur de stabilité thermique (A>60) peuvent être obtenues et ceci jusqu'à des diamètres de l'ordre de 4nm. 10 Le diagramme fait apparaitre la ligne de limite de l'approximation macrospin. En dessous de cette limite, on peut considérer que l'aimantation de la couche de stockage se retourne de façon cohérente alors qu'au-dessus de cette ligne, le retournement de l'aimantation va plutôt se faire avec une déformation importante de l'aimantation pouvant comprendre la nucléation d'un domaine inverse et la 15 propagation de la paroi magnétique séparant ce domaine inverse du reste de la couche. Tant qu'on reste dans la région où l'approximation macrospin est valable, la relation yo = (4e)aEb = (4eakBTA 1c - , n 20 reste valable. Ceci montre un résultat contrintuitif : Bien qu'on augmente considérablement l'épaisseur de la couche de stockage par rapport aux STT-MRAM de l'état de l'art, le courant d'écriture ne sera pas augmenté tant qu'on reste dans la même gamme de valeurs du facteur de stabilité thermique A requis par les applications, c'est-à- 25 dire typiquement A entre 60 et 100 suivant la capacité de la mémoire et le taux d'erreur tolérable. Au contraire, le fait d'augmenter l'épaisseur de la couche de stockage a plusieurs avantages : -Une couche épaisse possède des propriétés magnétiques beaucoup plus 30 proches du matériau massif (bulk) qu'une couche très fine comme le sont les couches de stockage habituellement utilisées dans les p-STT-MRAMs de l'état de 20 l'art (couches de 1.5nm à 2nm d'épaisseur). En particulier, les fluctuations thermiques se développent moins vite en fonction de la température que dans une couche très mince. En effet, il est connu que du fait du nombre réduit d'atomes voisins en surface d'une couche magnétique, la température d'ordre magnétique 5 tend à s'abaisser dans les couches ferromagnétiques de quelques plans atomiques d'épaisseur. Ceci veut dire que les fluctuations thermiques se développent de façon plus importante dans les couches très minces que dans les matériaux massifs de même composition. Dans le contexte des p-STT-MRAMs de l'état de l'art, ceci se traduit par une décroissance rapide de la magnétorésistance 10 tunnel et de l'anisotropie magnétique en fonction de la température, ce qui est gênant si le dispositif doit fonctionner sur une large gamme de température (-40°C à +150°C pour l'automobile) ou doit arriver à garder la mémoire pendant une opération de soudure pouvant entrainer une élévation de température à 260°C pendant une minute (solder reflow compliance). Ainsi, comme le courant d'écriture 15 est proportionnel à Eb, la forte variation d'anisotropie sur la gamme d'opération des p-STT-MRAMs conventionnelles conduit à une faible rétention à la limite supérieure de la gamme d'opération et à un fort courant d'écriture à la limite inférieure de la gamme d'opération. Grace à l'utilisation de couches magnétiques épaisses comme proposé dans la présente invention, on diminue fortement cette 20 variation thermique qui ressemble beaucoup plus à celle du matériau massif. Ainsi à titre d'exemple, le cobalt massif ne voit son aimantation varier que de quelques % (-3%) entre -40°C et 150°C alors qu'en couches cépaisseur 1.5nm, cette variation peut être de 30 à 40%. -Un second avantage concerne l'amortissement de Gilbert qui intervient 25 directement dans le courant d'écriture. Tant qu'on reste dans le régime macrospin, l'amortissement de Gilbert a qui figure dans l'expression du courant d'écriture est l'amortissement de Gilbert moyen sur tout le volume de la couche de stockage. Des optimisations sont alors possibles pour obtenir une forte magnétorésistance tunnel et un amortissement moyen faible comme expliqué ci-dessous. 30 Ainsi l'objet de la présente invention est une jonction tunnel à aimantation perpendiculaire au plan des couches (Figure 6) dans laquelle l'anisotropie perpendiculaire trouve principalement sa source en une anisotropie de forme 21 verticale obtenue en donnant à la couche de stockage un rapport de forme épaisseur/dimension caractéristique planaire compris entre 0.8 et 8 et caractérisé en ce que l'anisotropie de forme est positive et supérieure à l'anisotropie interfaciale. 5 Par ailleurs, l'idée principale de la présente invention qui est d'augmenter le poids relatif de l'anisotropie de volume (qui dépend faiblement de la température) par rapport à l'anisotropie d'interface (qui dépend fortement de la température) peut être combinée avec l'optimisation du choix de l'aimantation du matériau principal constitutif de la jonction tunnel et de l'épaisseur de cette dernière pour minimiser 10 les effets de dispersion des propriétés de point mémoire à point mémoire lors de la fabrication d'une puce mémoire, comme il est expliqué plus loin. Le dispositif selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : 15 - la couche de stockage comprend un ou plusieurs matériaux magnétiques présentant une température de Curie supérieure à 400°C et de préférence supérieure à 600°C et de préférence supérieure à 8C0°C ; 20 - la couche de stockage comprend un alliage comprenant du cobalt et/ou du fer et un élément amorphisant tel que le bore, ledit alliage étant en contact avec la barrière tunnel ; - la couche de stockage contient une ou plusieurs couches de matériaux tels 25 que du Ta, W, Mo, Hf, aptes à absorber l'élément amorphisant présent dans la couche de stockage et à assurer des transitions structurales entre les différents matériaux magnétiques compris dans la couche de stockage ; - la section planaire de la jonction tunnel magnétique est circulaire ou quasi 30 circulaire et la dimension caractéristique est le diamètre de la section ; - le diamètre de la jonction tunnel magnétique est inférieur à 50nm ; 22 - la couche barrière tunnel est réalisée en MgO, Al0x, AIN, SrTiO3, HfOx ou tout autre oxyde ou nitride isolant ; 5 - la couche de stockage comprend : o une couche en alliage de cobalt, fer et élément amorphisant d'épaisseur entre 1 et 4nm en contact avec la barrière tunnel ; o une couche d'un matériau apte à absorber le bore, tel que Ta, Mo, W, Hf au moment des recuits post-dépôt, d'épaisseur 0.2 à 0.4nm ; 10 o une couche magnétique à faible amortissement de Gilbert ; - la jonction tunnel magnétique selon l'invention possède les propriétés suivantes : o la jonction tunnel magnétique possède un facteur de stabilité 15 dépendant de la barrière d'énergie et de la température d'utilisation de la jonction tunnel magnétique ; o la composition et l'épaisseur de la couche de stockage sont choisies de sorte que la valeur absolue de la dérivée du facteur de stabilité thermique par rapport à une dimension caractéristique d'une section 20 planaire de la jonction tunnel soit inférieure à 10 nm-1, la dérivée du facteur de stabilité étant calculée à une température Tm, la température T, étant la température moyenne d'utilisation de la jonction tunnel magnétique ; 25 - la couche de stockage est constituée d'un matériau magnétique homogène ; - la couche de stockage comprend un ensemble de couches magnétiques et non magnétiques ; 30 - la couche de stockage comprend au moins une couche magnétique contenant un élément amorphisant tel que le bore et une ou plusieurs 23 couches aptes à absorber l'élément amorphisant lors de recuit post-dépôt ; - la couche de stockage comprend au moins deux matériaux magnétiques, dont un premier matériau proche de la barrière tunnel est apte à fournir une 5 forte magnétorésistance tunnel et un deuxième matériau présente un faible amortissement de Gilbert ; - la couche de stockage est insérée entre deux barrières tunnel. 10 Un autre objet de l'invention est une cellule de SOT-MRAM comprenant une jonction tunnel selon l'invention ou point mémoire de type STT-MRAM comprenant une jonction tunnel magnétique selon l'invention. Un autre objet de l'invention est une cellule de SOT-MRAM comprenant une 15 jonction tunnel selon l'invention ou point mémoire de type SOT-MRAM comprenant une jonction tunnel magnétique selon l'invention. Un autre objet de l'invention est une cellule de MRAM à écriture contrôlée en tension comprenant une jonction tunnel selon l'invention. En d'autres termes, un point mémoire de type MRAM à écriture contrôlée en tension comprenant une 20 jonction tunnel magnétique selon l'invention. Un autre objet de l'invention est un composant ou circuit logique non volatile comprenant au moins une jonction tunnel selon l'invention. Un autre objet de la présente invention est une méthode de fabrication d'une jonction tunnel magnétique dans laquelle la couche de stockage épaisse est 25 gravée par gravure ionique réactive, cette couche de stockage servant alors de masque dur pour la gravure du reste de la jonction tunnel par gravure ionique. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, parmi lesquelles : 24 - Figure la : Représentation schématique d'un empilement de STT-MRAM avec simple barrière de MgO et une électrode supérieure non-magnétique selon l'état de l'art ; 5 - Figure lb : Représentation schématique d'un empilement de STT-MRAM standard avec double barrière de MgO et une électrode supérieure non-magnétique selon l'état de l'art ; - Figure 2 : Evolution en température du facteur de stabilité thermique de pSTT-MRAM de l'état de l'art à aimantation hors du plan pour des jonctions 10 tunnel de diamètre entre 100nm et 44nm ; - Figure 3 : Dépendence en température de l'anisotropie interfaciale de premier ordre (uniaxial en 5in2 0 , 0 angle entre l'aimantation de la couche de stockage et la normale au plan des couches) et de second ordre (en 5in4 0) de multicouches W/C0FeB/Mg0 avec différentes épaisseurs de CoFeB. 15 Tiré de Kyoung-Min Lee et al., "Temperature dependence of the interfacial magnetic anisotropy in W/C0FeB/Mg0", AIP Advances 7, 065107 (2017) ; - Figure 4 : Variation thermique de l'aimantation du cobalt massif ; - Figure 5 : Facteur de stabilité thermique (en niveaux de gris) en fonction du diamètre et de l'épaisseur de la couche de stockage ; 20 - Figure 6 : Représentation schématique de trois exemples d'une jonction tunnel magnétique PSA-STT-MRAM selon l'invention ; - Figure 7 : Représentation schématique de la jonction tunnel magnétique selon un premier mode de réalisation PSA-MRAM-1 de l'invention ; - Figure 8 : Représentation schématique de la jonction tunnel magnétique 25 selon un deuxième mode de réalisation PSA-MRAM-2 de l'invention ; - Figure 9 : Energie de barrière en fonction de la température entre -40 et +260 °C pour 4 MRAM différentes : FeCoB(1.2nm) avec D = 31 nm, FeCoB(1.4nm)/Co(12nm) avec D = 12.8 nm, Co(16.6nm) avec D = 11.4 nm et Py(26.8nm) avec D = 19 nm. 30 - Figure 10 : Implémentation de la jonction tunnel selon l'invention dans une cellule mémoire de SOT-MRAM ; a) Configuration « top » ; b) Configuration « bottom » ; 25 5 - 10 - - - - - 15 - - 20 - 25 30 Figure 11 : Implémentation de la jonction selon l'invention dans une MRAM contrôlée par tension VC-MRAM. La configuration bottom est aussi possible ; Figure 12 : Exemple de composant logique non volatile utilisant des jonctions tunnel selon l'invention. Ici une latch non volatile ; Figure 13 : Procédé de fabrication d'une jonction tunnel selon l'invention ; Figure 14a: Graphiques de MsFm °Pd and tFm °Pd calculés pour une anisotropie magnétocristalline de lem = 0; ces courbes correspondent à l'empilement FM monocouche, pour une stabilité A300 = 60 ; Figure 14b: Identique à Fig. 14.a à l'exception près que l'anisotropie magnétocristalline vaut Km = 0.3 106 J/m3 ; Figure 14c : Graphiques de MsFM "d (échelle verticale de droite) and CM °Pd (échelle verticale de gauche) calculés pour une anisotropie magnétocristalline de lem = 0. Ces courbes correspondent à l'empilement FeCoB/FM avec MrCoB = 1.0 106 A/m, tFeCoB = 1.4 nm et KFsec°B = 1.4 mJ/m2, pour une stabilité A300 = 60 ; Figure 14d: Identique à Fig. 14.c à l'exception près que l'anisotropie magnétocristalline vaut Km = 0.3 106 J/m3 ; Figure 15: Représentation de A en fonction du diamètre pour tout Ms (code couleur) et pour différents épaisseurs L (axes de couleur). Diagramme calculé à partir du modèle macrospin pour un cylindre avec Ks = 0 J/m2 et Ku = 0 J/m3 ; Figure 16: Graphiques représentant en code couleur la variabilité du facteur de stabilité thermique (et donc aussi du courant d'écriture) en fonction du diamètre de la cellule pour deux variabilités données du diamètre de la cellule (variabilité associée au procédé de gravure : SD=1nm colonne de gauche, SD=2nm, colonne de droite). Sur ces figures, 3 paramètres ont été variés A, Ks et K. Les échelles verticales représentent chacune un de ces paramètres, les deux autres étant fixés. Pour chaque ensemble de valeurs de paramètres A, Ks et Ku, D, l'épaisseur L et 26 l'aimantation Ms sont choisies pour correspondre aux paramètres optimaux { L°13fi, Mscei }. 5 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique. La figure 6 représente schématiquement trois exemples de jonction tunnel 10 magnétique PSA-STT-MRAM selon l'invention. Selon la variante a), la jonction tunnel selon l'invention comprend une couche de référence d'aimantation fixe hors du plan RL, une barrière tunnel TB et une couche de stockage SL présentant un rapport de forme vertical épaisseur/(dimension caractéristique planaire) compris entre 0.8 et 8. La couche 15 de référence RL présente une aimantation perpendiculaire fixe représentée par une flèche simple. La couche de stockage présente une aimantation perpendiculaire commutable entre deux états d'aimantation normale au plan des couches, représentée par une flèche double. Dans la configuration a) dite « top », la couche de stockage SL est au-dessus de la barrière tunnel TB et la couche de 20 référence RL en dessous. Dans la configuration b) dite « bottom », la couche de stockage est en dessous de la barrière tunnel TB et la couche de référence RL au-dessus. Pour des raisons de qualité de croissance et de facilité de fabrication, la configuration a) est préférable dans la mesure du possible. La configuration de la figure 6 c) représente une jonction tunnel aussi selon 25 l'invention dans laquelle les flancs de la jonction sont légèrement inclinés au lieu d'être quasiment verticaux. Cette forme avec flancs inclinés peut provenir de la gravure de la jonction par gravure par faisceau d'ions (IBE). Même si quantitativement l'anisotropie de forme de la couche de stockage SL est modifiée à cause de cette forme tronconique, une anisotropie de forme verticale peut aussi 30 être obtenue et les autres paramètres peuvent être adaptés à cette forme par l'homme de l'art selon la présente invention. 27 Le matériau ferromagnétique constitutif de la couche de stockage SL et la forme de cette couche (épaisseur et dimension latérale) sont choisis de sorte que l'anisotropie de forme de la couche de stockage SL est positive et supérieure à l'anisotropie interfaciale existant à l'interface avec la barrière tunnel. Deux 5 configurations peuvent être utilisées. Dans la configuration a) dite « top », la couche de stockage est au-dessus de la barrière tunnel et la couche de référence en dessous. Dans la configuration b) dite « bottom », la couche de stockage est en dessous de la barrière tunnel et la couche de référence au-dessus. Pour des raisons de qualité de croissance et de facilité de fabrication, la configuration a) est 10 préférable dans la mesure du possible. La figure 7 décrit un premier mode de réalisation d'une jonction tunnel magnétique selon l'invention ou PSA-MRAM-1 dans laquelle la couche de stockage SL est composée d'une couche ferromagnétique FM unique c'est-à-dire constituée d'un seul matériau homogène. 15 La jonction tunnel illustrée à la figure 7 comprend de bas en haut : - une couche de contact électrique inférieur Ti, - une couche de croissance métallique M, - un élément synthétique antiférromagnétique SAF constitué de deux couches ferromagnétiques couplées antiferromagnétiquement à travers une 20 couche de couplage RKKY par exemple de Ru d'épaisseur 0.3nm à 0.8nm d'épaisseur, - une couche de transition structurale TS apte à absorber le bore, par exemple en Ta ou W, - une couche de référence typiquement en CoFeB d'épaisseur 1 à 3nm, 25 - une barrière tunnel le plus souvent en MgO d'épaisseur entre 0.6 et 2nm, - la couche de stockage présentant un rapport de forme allongé verticalement, la couche de stockage étant formée d'un matériau homogène donnant une forte magnétorésistance tunnel et de préférence à faible amortissement de Gilbert tel qu'un alliage à base de Co, de Fe et de 30 B. Cette couche FM est surmontée d'une couche métallique permettant d'absorber l'élément amorphisant (ici le B) et aussi servant de contact 28 électrique supérieur et éventuellement de masque dur pendant la gravure du point mémoire. La configuration symétrique « bottom » est également possible. 5 En partant de sa base, la jonction tunnel PSA-MRAM-1 comprend sur un substrat Ti une couche d'accroche et de croissance M destinée à favoriser l'adhérence de la jonction tunnel sur son substrat et à promouvoir une bonne texture de croissance pour la suite de la jonction. Elle comprend ensuite une couche antiferromagnétique synthétique SAF bien connue de l'homme de l'art, constituée 10 de deux couches ferromagnétiques dont les aimantations sont couplées antiparallèlement à travers une fine couche RKKY assurant un couplage antiparallèle entre les aimantations des couches ferromagnétiques. Cette couche de couplage est constituée d'un matériau tel que le ruthénium ou l'iridium d'épaisseur convenablement choisie pour que le couplage soit antiparallèle. Par 15 exemple, pour le ruthénium, les épaisseurs donnant un couplage antiparallèle sont typiquement entre 0.3nm et 0.8nm. Les couches ferromagnétiques sont constituées de multicouches telles que (Co/Pt) ou (Co/Pd) ou d'alliages CoPt ou CoPd ou d'alliages ordonnés L10 de type FePt ou FePd connus pour avoir une anisotropie magnétique hors du plan. Cette multicouche antiferromagnétique 20 synthétique SAF est surmontée d'une fine couche métallique nanocristallisée TS typiquement en Ta, Hf, W ou Mo ayant plusieurs buts : 1) assurer une transition structurale entre la multicouche synthétique antiferromagnétique généralement de structure cubique face centrée (fcc) de symétrie d'ordre 3 dans la direction de croissance privilégiée (111) et la couche d'alliage CoFeB en contact avec la 25 barrière tunnel qui est de structure cubique centrée donc de symétrie d'ordre 4 ; 2) absorber le bore ou l'élément amorphisant si celui-ci est autre que le bore (par exemple Zr, Nb...) hors de la couche de CoFeB en contact avec la barrière tunnel de MgO lors du recuit post-dépôt nécessaire à la bonne cristallisation de la barrière de MgO et de ses électrodes. Cette couche est suffisamment fine 30 (typiquement entre 0.2nm et 0.4nm) pour fournir un fort couplage ferromagnétique entre la multicouche antiferromagnétique synthétique et la couche de CoFeB. 29 Cette couche de transition structurale TS est elle-même surmontée d'une couche d'alliage CoFeB d'épaisseur typiquement entre 1 et 2nm qui constitue l'électrode de référence RL de la jonction tunnel. L'aimantation de cette couche reste fixe hors du plan pendant l'opération de la mémoire. 5 Cette couche est surmontée par la barrière tunnel TB de MgO d'épaisseur typique de 0.6 à 2nm. Cette épaisseur permet de contrôler le produit resistance x surface (RA) de la jonction. Dans les STT-MRAM, ce produit RA est généralement choisi entre 1 et 10 n.i.tm2 pour que la jonction tunnel ait une résistance comparable à celle du transistor de sélection en mode passant qui est connecté à la jonction 10 tunnel. La barrière tunnel TB est surmontée par l'électrode magnétique de stockage SL constituée dans ce premier mode de réalisation d'une couche unique de matériau magnétique réalisée en alliage à base de Co, de Fe, de Ni et d'un élément amorphisant, de préférence le bore mais d'autres éléments amorphisants 15 pourraient être utilisés comme le Zr ou le Nb. L'épaisseur de cette couche sera choisie entre 0.5 et 8 fois le diamètre visé pour la jonction tunnel après nanostructuration. L'alliage sera choisi avec une température de Curie supérieure à 400°C et de préférence supérieure à 600°C voire 80°C pour que la variation de son aimantation sur la gamme -40°C à 260°C ne soitpas trop importante. Une 20 façon d'augmenter la température de Curie de l'alliage est d'augmenter sa concentration en cobalt dont la température de Curie est de 1121°C. Toutefois, l'amortissement de Gilbert dépend de la concentration de l'alliage, étant minimum vers des concentrations ou le fer est en proportion 3 fois plus grande que le cobalt (Ultra-10w magnetic damping of a metallic ferromagnet, Martin A.W. Schoen 25 Danny Thonig, Michael L. Schneider, T. J. Silva, Hans T. Nembach, 011e Eriksson, Olof Karis and Justin M. Shaw, Nat.Phys.12, 839 (2016)). Comme l'amortissement de Gilbert influe directement sur le courant d'écriture, il faudra choisir la concentration de l'alliage à la fois en fonction du besoin pour minimiser la variation thermique et de la tolérance sur la valeur du courant d'écriture. 30 Cette couche ferromagnétique est surmontée par une ou plusieurs couches métalliques T2. Un premier but de cette couche métallique est d'absorber l'élément amorphisant hors de l'électrode magnétique de stockage lors du recuit 30 post-dépôt nécessaire à la bonne cristallisation de la barrière tunnel et des électrodes magnétiques. Cette couche apte à absorber l'élément amorphisant peut être réalisée en tantale (Ta), tungsten (W), molybdene (Mo), Hafnium (Hf) etc. 5 Eventuellement, plusieurs laminations de cette couche apte à absorber le bore ou l'élément amorphisant peuvent être introduites dans l'épaisseur de la couche ferromagnétique de stockage pour améliorer la recristallisation de l'alliage. Par exemple une couche de CoFeB 16nm surmontée d'une couche de Mo de 4nm pourra être remplacée par une mutlicouche (CoFeB 4nm/Mo 2nm)4/Mo 2nm. 10 La couche ferromagnétique de stockage SL peut aussi être surmontée d'une deuxième couche d'oxyde (deuxième barrière tunnel) destinée à renforcer l'anisotropie perpendiculaire de la couche de stockage. Dans ce cas, en plus de l'anisotropie de forme de la couche de stockage, celle-ci bénéficie aussi de l'anisotropie d'interface non seulement à l'interface avec la barrière tunnel mais 15 aussi à l'interface avec cette deuxième couche d'oxyde. Il faut veiller alors à ce qu'une ou plusieurs couches aptes à absorber l'élément amorphisant de la couche de stockage soient insérées dans la couche de stockage comme décrit précédemment. Comme il est connu de l'homme de l'art, la deuxième barrière tunnel doit avoir un produit résistance surface suffisamment faible par rapport à la 20 première barrière tunnel qui fournit le signal de magnétorésistance tunnel pour ne pas trop réduire ce signal du fait de la résistance en série associée avec cette deuxième barrière tunnel. D'autres fonctions de la ou des couches métalliques supérieures T2 sont de permettre un contact électrique au sommet de la structure et éventuellement de 25 servir de masque dur de gravure lors de la gravure de la jonction tunnel. La structure décrite sur la Figure 7 est présentée en configuration « top ». Il va de soi que la configuration « bottom » peut aussi être réalisée en inversant l'empilement c'est-à-dire avec la couche de stockage sous la barrière tunnel et la couche de référence en la couche de SAF au-dessus de la barrière. 30 La figure 8 illustre une jonction tunnel magnétique PSA-MRAM-2 selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. 31 La jonction magnétique tunnel PSA-MRAM-2 selon l'invention comprend de bas en haut : - Une couche de contact électrique inférieur Ti; - une couche de croissance métallique M ; 5 - un synthétique antiferromagnétique SAF constitué de deux couches ferromagnétiques couplées antiferromagnétiquement à travers une couche de couplage RKKY par exemple de Ru d'épaisseur 0.3nm à 0.8nm d'épaisseur ; - une couche de transition structurale TS apte à absorber le bore par 10 exemple en Ta ou W; - une couche de référence RL typiquement en CoFeB ; - une barrière tunnel TB le plus souvent en MgO; - une couche de stockage SL présentant un rapport de forme allongé verticalement, la couche de stockage étant formée d'une partie interfaciale I 15 par exemple en FeCoB, d'une fine couche de transition TR, par exemple en Ta ou W ou Mo et d'une couche épaisse ferromagnétique FM - une couche métallique T2 servant de contact électrique supérieur et éventuellement de masque dur pendant la gravure du point mémoire. 20 La configuration symétrique « bottom » est également possible. Dans le mode de réalisation décrit sur la figure 8, la couche de stockage SL, au lieu d'être constituée d'un matériau homogène, est constituée d'un ensemble de couches magnétiques et non magnétiques. En particulier, si la barrière tunnel est en MgO comme c'est le cas le plus souvent, il est avantageux de conserver près 25 de l'interface avec la barrière tunnel TB une couche I d'alliages CoFeB de préférence riche en cobalt pour réduire l'anisotropie interfaciale, de 1.5 à 3nm d'épaisseur, permettant d'obtenir une forte magnétorésistance tunnel. Cette fine couche magnétique peut être associée à une couche épaisse de NiFe ou d'alliages à base de Co, Fe, Ni et éventuellement d'autres additifs (V, Al, Mo...) 30 présentant un faible amortissement de Gilbert. Cette couche est notée FM. Avantageusement, les deux couches magnétiques sont séparées par une couche non magnétique TR par exemple de Mo, W, Hf ou Ta de 0.2 à 0.4nm d'épaisseur 32 permettant d'absorber le bore de la couche de CoFeB lors du recuit post-dépôt nécessaire à la bonne cristallisation de la barrière de MgO et des électrodes de CoFeB comme cela est connu dans les STT-MRAM de l'état de l'art. 5 Dans le deuxième mode de réalisation décrit sur la Figure 8, la couche de stockage ferromagnétique épaisse SL comprend au moins deux matériaux magnétiques différents. Le premier matériau magnétique en contact avec la barrière tunnel permet d'obtenir une forte magnétorésistance tunnel. Par forte magnétorésistance tunnel, on entend une magnétorésistance au moins supérieure 10 à 100%. Comme dans les p-STT-MRAMs conventionnelles, cette couche interfaciale I sera préférentiellement en alliage à base de Co, de Fe et de B ou autre élément amorphisant. Comme dans la présente invention, on cherche à réduire le rôle relatif de l'anisotropie d'interface, on choisira ici de préférence un alliage interfacial riche en cobalt car il est connu que l'anisotropie à l'interface 15 Co/MgO est plus faible qu'à l'interface Fe/MgO. Un deuxième matériau magnétique FM est alors déposé dans la partie de la couche de stockage plus éloignée de la barrière tunnel. Ce deuxième matériau est choisi pour avoir un faible amortissement de Gilbert a. Par faible amortissement de Gilbert, on entend un amortissement inférieur à 0.02. En effet, le courant nécessaire à l'écriture par 20 STT étant proportionnel à l'amortissement de Gilbert moyenné sur tout le volume de la couche, il est préférable de minimiser cet amortissement moyen. Des matériaux à faible amortissement de Gilbert sont le Permalloy (Ni8oFe20), des alliages CoFe de concentration proche de Co25Fe75, des alliages d'Heusler. Ces deux matériaux magnétiques pouvant avoir des structures cristallographiques 25 différentes, une couche de transition structurale TS apte à absorber l'élément amorphisant lors de recuit post-dépôt pourra être introduit entre les deux couches des deux matériaux magnétiques comme représenté sur la Figure 8. Grace à ce choix de matériau à l'interface avec la barrière tunnel TB et dans le volume de la couche de stockage SL, on cherchera à ce que l'anisotropie de 30 forme soit au moins 2 fois plus forte et de préférence 4 fois plus forte que l'anisotropie d'interface pour réduire la dépendance en température de l'anisotropie totale. 33 Les autres couches constitutives de l'empilement sont similaires à celles discutées pour le premier mode de réalisation de la Figure 7. La Figure 9 illustre la variation thermique du facteur de stabilité thermique dans des jonctions tunnels de l'état de l'art et dans celles selon la présente invention. 5 La figure 9 montre la variation thermique de la hauteur de barrière Eb qui détermine la valeur du facteur de stabilité thermique A=Eb/ksT, pour différents types de couches de stockage selon le premier mode de réalisation (couche de stockage entièrement en Co, PSA-MRAM-1 /Co, ou entièrement en NiFe, PSAMRAM-1 /Py), pour le second mode de réalisation (Couche interfaciale de FeCoB 10 associée à une couche volumique épaisse en cobalt, PSA-MRAM-2) et pour une couche de stockage selon l'état de l'art (EdA). Le bénéfice obtenu de cette invention en termes de variation thermique du facteur de stabilité thermique ressort clairement sur la figure 9. Dans le paragraphe ci-dessous, les variations thermiques des facteurs de stabilité 15 thermique illustrées à la figure 9 sont comparées sur la base de modélisation pour différentes compositions de couches de stockage suivant le premier ou second mode de réalisation et pour une couche de stockage suivant l'état de l'art. Dans cette comparaison, la variation d'aimantation en fonction de la température est décrite par : 31 WIS(F) = Ms(0) 20 où Ms(0) est l'aimantation à 0 K. La variation d'anisotropie est donnée par : K(T) =K(0) (1 b T) rs(T)I Tc Ms(0) 3 où K(0) est l'anisotropie à 0 K. Le terme b représente un coefficient de dilatation thermique, utile pour tenir compte de la dilatation du réseau cristallin des couches 25 minces. Ainsi, on prendra b = 0 pour des couches épaisses (L > 5 nm) et b = 0.4 pour des couches minces (L Après dépôt de l'ensemble des couches par un procédé de dépôt physique par phase vapeur (PVD) comme la pulvérisation cathodique, on définit par lithographie et gravure un masque dur à la surface de l'empilement. La couche constituant le masque dur peut par exemple être en tantale que l'on grave facilement par 5 gravure ionique réactive. Ensuite avantageusement, on cherchera à graver la couche magnétique épaisse par gravure ionique réactive. Plusieurs articles décrivent des moyens pour graver le Permalloy ou le cobalt par gravure ionique réactive en utilisant des gaz réactifs à base de méthanol ou de monoxyde de carbone éventuellement combinés avec 10 de l'argon (Developement of methanol based reactive ion etching process for nanoscale magnetic devices, M.T.Moneck and J.G.Zhu, NSTI-Nanotech 2011). Comme cette couche magnétique est épaisse, il est particulièrement avantageux d'essayer de la graver par gravure ionique réactive pour éviter beaucoup de dépôt de ce matériau magnétique gravé. Si la couche magnétique épaisse est constituée 15 de plusieurs éléments magnétiques, on peut alors graver par gravure ionique réactive au moins le plus épais des deux. Ensuite le reste de la structure peut être gravée par gravure par faisceau d'ion (Ion Beam etching (IBE)) dans la mesure où les couches en jeu sont beaucoup plus fines. Cette méthode est compatible avec des fortes densités de point mémoire 20 (noeud technologique Finalement, dans le cas d'une bicouche comportant une couche d'interface à base de FeCoB dont on suppose les propriétés optimisées pour d'autres raisons (TMR, RA, polarisation en spin, etc) ainsi qu'une couche de volume notée FM, les caractéristiques optimales (épaisseur optimale LFm opti et aimantation optimale 5 NASFM opti ) de la couche FM sont données par : LFM opti = / Lopti _ LFeCoB " "opti 1 u opti _ mFeCoB LFeCoB FM opti MS S = MS Lopti Ce point correspond aux maxima des iso-Ms de la figure 15 ou encore aux minima iso-A de la figure 5. 10 La figure 14 représente LFm °Pd et MsFM "d en fonction du noeud technologique (identifié ici au diamètre du point mémoire) pour une stabilité A = 60 à 300 K, pour un empilement possédant ou non une anisotropie de surface. Deux valeurs d'anisotropie de volume y sont présentées. Les graphes illustrés aux figures 14a à 14d représentent les graphiques de 15 msFM opti and Cm °Pd calculés pour différentes valeurs d'anisotropie Ks et Ku en fonction du diamètre de la jonction tunnel. Afin de minimiser la dispersion de facteur de stabilité thermique et de courant d'écriture d'un point mémoire à l'autre, on se placera dans des conditions telles 20 que laA FI 20 nm-1. Par exemple, il est raisonnable de considérer que A ne doit pas varier de plus de ±20 pour des variations de diamètre de ±2 nm, soit bal 15 nm), il peut être avantageux d'avoir une anisotropie de surface ou volumique puisque ces dernières diminuent la variabilité EiA. Elles n'ont en revanche que peu d'influence 25 aux petits diamètres (D REVENDICATIONS1. Jonction tunnel magnétique à aimantation hors du plan comprenant : O une couche de stockage (SL) ayant une aimantation commutable entre deux états d'aimantation perpendiculaire au plan de la couche ; O une couche de référence (RL) ayant une aimantation fixe et perpendiculaire au plan de la couche ; O une couche barrière tunnel (TB) séparant la couche de stockage et la couche de référence ; les deux états d'aimantation de la couche de stockage étant séparés par une barrière d'énergie comprenant une contribution due à l'anisotropie de forme de la couche de stockage et une contribution d'origine interfaciale pour chaque interface de la couche de stockage, ladite jonction tunnel magnétique étant caractérisée en ce que : 0 la couche de stockage (SL) présente une épaisseur comprise entre 0.8 et 8 fois une dimension caractéristique d'une section planaire de la jonction tunnel ; O et en ce que la contribution à la barrière d'énergie due à l'anisotropie de forme de la couche de stockage est au moins deux fois supérieure aux contributions à la barrière d'énergie d'origine interfaciale. 2. Jonction tunnel selon la revendication précédente caractérisée en ce que la contribution à la barrière d'énergie due à l'anisotropie de forme de la couche de stockage (SL) est au moins quatre fois supérieure aux contributions à la barrière d'énergie d'origine interfaciale. 3. Jonction tunnel selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la couche de stockage (SL) comprend un ou plusieurs matériaux magnétiques présentant unelempérature de Curie supérieure à 400°C. 4. Jonction tunnel selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la couche de stockage (SL) comprend un ou plusieurs matériaux 2 magnétiques présentant une température de Curie supérieure à 800°C. 5. Jonction tunnel selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la couche de stockage (SL) comprend un alliage comprenant du 5 cobalt et/ou du fer et un élément amorphisant tel que le bore, ledit alliage étant en contact avec la couche barrière tunnel. 6. Jonction tunnel selon la revendication 5 caractérisées en ce que la couche de stockage (SL) contient une ou plusieurs couches de matériaux tels que 10 du Ta, W, Mo, Hf, aptes à absorber l'élément amorphisant présent dans la couche de stockage et à assurer des transitions structurales entre les différents matériaux magnétiques compris dans la couche de stockage. 7. Jonction tunnel magnétique selon une des revendications précédentes 15 caractérisée en ce que sa section est circulaire et que la dimension caractéristique est le diamètre de la section. 8. Jonction tunnel magnétique selon la revendication 7 caractérisée en ce que le diamètre de la section est inférieur à 50nm. 20 9. Jonction tunnel selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que: la couche barrière tunnel (TB) est réalisée en MgO, Al0x, AIN, SrTiO3, HfOx ou tout autre oxyde ou nitride isolant ; 25 la couche de stockage (SL) comprend : o une couche en alliage de cobalt, fer et élément amorphisant d'épaisseur entre 1 et 4nm en contact avec la barrière tunnel ; o une couche d'un matériau apte à absorber le bore, tel que Ta, Mo, W, Hf au moment des recuits post-dépôt, d'épaisseur 0.2 à 0.4nm ; 30 0 une couche magnétique à faible amortissement de Gilbert. 10. Jonction tunnel magnétique selon l'une des revendications précédentes 3 caractérisée en ce que : o ladite jonction tunnel magnétique possède un facteur de stabilité dépendant de la barrière d'énergie et de la température d'utilisation de la jonction tunnel magnétique ; 5 o la composition et l'épaisseur de la couche de stockage (SL) sont choisies de sorte que la valeur absolue de la dérivée du facteur de stabilité thermique par rapport à une dimension caractéristique d'une section planaire de la jonction tunnel soit inférieure à 10 nm-1, la dérivée du facteur de stabilité étant calculée à une température Tm, la 10 température Tm étant la température moyenne d'utilisation de la jonction tunnel magnétique. 11. Point mémoire magnétique à accès aléatoire de type « spin-transfer torque » ou STT-MRAM comprenant une jonction tunnel magnétique selon l'une des 15 revendications 1 à 10. 12. Point mémoire magnétique à accès aléatoire de type « spin-orbit transfer » ou SOT-MRAIVI comprenant une jonction tunnel magnétique selon l'une des revendications 1 à 9. 20 13. Point mémoire magnétique à accès aléatoire à écriture contrôlée en tension comprenant une jonction tunnel magnétique selon l'une des revendications 1 à 9. 25 14. Elément non volatile d'un composant logique comprenant une jonction tunnel magnétique selon l'une des revendications 1 à 9. 15. Procédé de fabrication (P) d'une jonction tunnel magnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant les étapes 30 suivantes : - Dépôt (D) de l'ensemble des couches par dépôt physique en phase vapeur ; - Gravure (RIE) de la couche de stockage (SL) ou couche magnétique épaisse par gravure ionique réactive ; - Gravure (IBE) des autres couches par gravure ionique.