Brevet FR3078443A1 (20190830)

REVENDICATIONS1. Jonction tunnel magnétique à aimantation hors du plan comprenant : - Une couche de stockage (SL) ayant une aimantation commutable entre deux états d'aimantation normale au plan de la couche ; - Une couche de référence (RL) ayant une aimantation fixe et normale au plan de la couche ; - 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, ladite jonction tunnel magnétique possédant un facteur de stabilité thermique dépendant de la barrière d'énergie et de la température d'utilisation de la jonction tunnel magnétique, ladite jonction tunnel magnétique étant caractérisée en ce que : - la couche de stockage (SL) présente une épaisseur comprise entre 0.5 fois et 8 fois une dimension caractéristique d'une section planaire de la jonction tunnel ; - 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 10nm-1, la dérivée du facteur de stabilité thermique étant calculée à une température Tm, la température T, étant la température moyenne d'utilisation de la jonction tunnel magnétique.\n<CLM>\1\tJonction tunnel magnétique selon la revendication précédente caractérisée en ce que sa section planaire est circulaire ou quasi circulaire et que ladite dimension caractéristique est le diamètre de la section.\n<CLM>\1\tJonction tunnel magnétique selon la revendication précédente caractérisée en ce que le diamètre est inférieur à 50nm. 47\n<CLM>\1\tJonction tunnel magnétique selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la couche de stockage (SL) est constituée d'un matériau magnétique homogène. 5\n<CLM>\1\tJonction tunnel magnétique selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que la couche de stockage (SL) comprend un ensemble de couches magnétiques et non magnétiques. 10\n<CLM>\1\tJonction tunnel magnétique selon la revendication 5 caractérisée en ce que la couche de stockage (SL) comprend au moins une couche magnétique contenant un élément amorphisant tel que le bore et une ou plusieurs couches aptes à absorber l'élément amorphisant lors de recuit post-dépôt. 15\n<CLM>\1\tJonction tunnel selon la revendication 5 caractérisée en ce que la couche de stockage (SL) comprend au moins deux matériaux magnétiques, dont un premier matériau proche de la barrière tunnel (TB) est apte à fournir une forte magnétoresistance tunnel et un 20 deuxième matériau présente un faible amortissement de Gilbert.\n<CLM>\1\tJonction tunnel selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que : - la barrière tunnel (TB) est réalisée en MgO, Al0x, AIN, SrTiO3, 25 HfOx ou tout autre oxyde ou nitride isolant ; - la couche de stockage (SL) comporte un empilement de différentes couches comprenant : o une couche en alliage de cobalt, fer et bore d'épaisseur entre 1 et 4nm en contact avec la barrière tunnel ; 30 o une couche d'un matériau, apte à absorber le bore tel que Ta, Mo ou W au moment des recuits post-dépôt, d'épaisseur 0.2 à 0.4nm, 48 o une couche magnétique à faible amortissement de Gilbert.\n<CLM>\1\tJonction tunnel magnétique selon la revendication l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que la couche de 5 stockage (SL) est insérée entre deux barrières tunnel.\n<CLM>\1\tJonction tunnel magnétique selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que : 10 o 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 la contribution à la barrière d'énergie due à l'anisotropie de forme de la couche de stockage (SL) est au moins deux fois 15 supérieure et de préférence au moins quatre fois supérieure aux contributions à la barrière d'énergie d'origine interfaciale.\n<CLM>\1\tPoint mémoire magnétique à accès aléatoire de type « spin-transfer torque » ou STT-MRAM comprenant une jonction tunnel magnétique 20 selon l'une des revendications 1 à\n<CLM>\1\t12. Point mémoire magnétique à accès aléatoire de type « Spin-Orbit Transfer » ou SOT-MRAM comprenant une jonction tunnel magnétique selon l'une des revendications 1 à\n<CLM>\1\t25\n<CLM>\1\tPoint mémoire magnétique à accès aléatoire ou MRAM à écriture contrôlée en tension comprenant une jonction tunnel magnétique selon l'une des revendications 1 à\n<CLM>\1\t30\n<CLM>\1\tElément non volatile d'un composant logique comprenant une jonction tunnel magnétique selon l'une des revendications 1 à\n<CLM>\1\t49\n<CLM>\1\tProcédé de fabrication (P) d'une jonction tunnel magnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant les étapes suivantes : - Dépôt (D) de l'ensemble des couches par dépôt par phase 5 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. 10 15 20 25 3035