**对比文件名称**：2008-10-01_CN101276878A_发明公开_CN101276878A 磁阻效应元件及其制造方法
**目标专利名称**：334包括位于钉扎层中的功能层的磁性存储元件及其制造方法CN102986047B
**本次调用模型名称**：DeepSeek-R1
### **特征比对表格**
| 技术特征描述及公开性判断结果 | 对比文件原文引用 | 公开性论述 |
| **技术特征A**：其包括：钉扎层堆叠，其集成在自旋转移力矩磁阻随机存取存储器STT-MRAM中。**《隐含公开》** | [0129] “通过使用根据上述实施例的磁阻效应元件(CCP-CPP元件)，即使存储单元小型化，根据本实施例的磁存储器可通过安全地控制记录层的磁畴，从而确保(正确的)读写操作。” [0128] “上述的磁阻效应元件可构成磁存储器，诸如磁单元以矩阵形式排列其中的磁随机存取存储器(MRAM)的。” | 对比文件明确公开了其磁阻效应元件可用于构成磁随机存取存储器（MRAM）。目标专利的MTJ存储元件应用于STT-MRAM，而STT-MRAM是MRAM的一种具体实现技术。本领域技术人员能够理解，对比文件公开的适用于MRAM的磁阻效应元件，其技术方案同样可以应用于STT-MRAM这一具体类型的MRAM中。因此，对比文件隐含公开了技术特征A。 |
| **技术特征B**：所述钉扎层堆叠由多个层形成。**《直接公开》** | [0052] “钉住层(pinned layer)14(固定磁化层)形成为协同钉扎层，其由底钉住层141(例如， Co90Fe10 3.5nm)，磁耦合层142(例如，Ru)和顶钉住层143(例如，Fe50Co50 1nm/Cu 0.25nm×2/ Fe50Co50 1nm)组成。” | 对比文件明确描述了“钉住层”（即固定磁化层，相当于目标专利的“钉扎层堆叠”）由底钉住层、磁耦合层和顶钉住层等多个层形成。这与技术特征B“由多个层形成”的描述完全一致。因此，技术特征B被对比文件直接公开。 |
| **技术特征C**：所述多个层包括底部钉扎层、耦合层和顶部钉扎层。**《直接公开》** | [0052] “钉住层(pinned layer)14(固定磁化层)形成为协同钉扎层，其由底钉住层141(例如， Co90Fe10 3.5nm)，磁耦合层142(例如，Ru)和顶钉住层143(例如，Fe50Co50 1nm/Cu 0.25nm×2/ Fe50Co50 1nm)组成。” | 对比文件公开的“钉住层”结构具体包括“底钉住层141”（相当于底部钉扎层）、“磁耦合层142”（相当于耦合层）和“顶钉住层143”（相当于顶部钉扎层）。三者名称对应，结构和作用相同。因此，技术特征C被对比文件直接公开。 |
| **技术特征D**：第一功能层，其安置于所述底部钉扎层或所述顶部钉扎层中。**《直接公开》** | [0071] “在本实施例中，如图1所示，由Si，Mg，B，Al构成的功能层21插入(形成)于底钉住层141和顶钉住层143之间。” [0104] “在本实施例中，功能层21形成于自由层18中，但也可形成于诸如自由层18之上或自由层18与分隔层的顶部金属层17之间的界面处。并且，功能层21可形成于自由层和/或下述的覆盖层中。” [0071] “功能层21也可形成于顶钉住层143和诸如分隔层的底金属层之间。” | 对比文件明确记载了功能层可以“插入于底钉住层141和顶钉住层143之间”，即同时位于底部钉扎层（底钉住层）和顶部钉扎层（顶钉住层）的内部或界面处。此外，说明书还指出功能层可形成于“钉住层”（即固定磁化层，包含底钉住层和顶钉住层）中。这直接公开了功能层安置于底部钉扎层或顶部钉扎层中的技术方案。因此，技术特征D被直接公开。 |
| **技术特征E**：其中所述第一功能层是形成自钽的结晶增强功能层。**《未公开》** | 对比文件未提及由“钽(Ta)”形成的功能层，也未提及“结晶增强”功能层。对比文件中的功能层材料为Si、Mg、B、Al（见[0071], [0104]）。对比文件提到的“Ta”仅作为缓冲层（[0037]）或覆盖层的一部分（[0150]），并非作为钉扎层内部的功能层。 | 目标专利明确限定第一功能层是“形成自钽的结晶增强功能层”，其作用在于促进相邻层（如耦合层中的Ru、势垒层中的MgO）的结晶，从而改善耦合强度或降低退火温度（参见目标专利[0038]-[0039]）。对比文件公开的功能层材料（Si、Mg、B、Al）完全不同，且其作用主要在于俘获氧、阻止Mn/Ni扩散或稳定bcc结构（[0100]-[0108]），并未涉及使用钽来增强结晶。本领域技术人员无法从对比文件中毫无疑义地得出或合理推断出使用“钽”作为“结晶增强功能层”的技术方案。因此，技术特征E既未被直接公开，也未被隐含公开。 |
| **技术特征F**：其中所述第一功能层保护所述钉扎层堆叠免于穿过所述多个层的高温材料扩散。**《未公开》** | [0100]-[0108] 对比文件描述了功能层的作用：1. 俘获来自绝缘层（如Al2O3）的过量氧，防止Co、Fe、Ni被氧化；2. 阻止钉扎层中Mn元素和自由层中Ni元素的扩散；3. 稳定自由层的bcc结构。 | 目标专利中功能层的核心作用之一是“保护所述钉扎层堆叠免于穿过所述多个层的高温材料扩散”，这是为了解决高温后端工艺（如退火）导致的Mn、Ru等原子扩散问题（参见目标专利[0026], [0030]）。对比文件虽然提到了功能层能“阻止...扩散”（如Mn、Ni），但其背景和要解决的问题是“过量的氧”扩散以及特定元素（Mn、Ni）扩散对自旋相关散射的影响，并未提及“高温工艺”是导致扩散的原因，也未将防止“高温材料扩散”作为功能层的主要保护目标。两者要解决的技术问题、作用机理和关注点存在差异。因此，技术特征F未被直接公开。虽然“阻止扩散”在广义上有相似性，但基于目标专利说明书的明确限定，本领域技术人员无法从对比文件中合理推断出该功能层是专门用于解决“高温材料扩散”这一特定问题的。故也未被隐含公开。 |
| **技术特征G**：其中所述结晶增强功能层促进晶体形成。**《未公开》** | 对比文件未提及任何功能层具有“促进晶体形成”或“结晶增强”的作用。其功能层的作用已如技术特征F所述。 | 目标专利明确将“结晶增强功能层”作为一种独立的功能层类型，其作用在于“增强耦合层208中的Ru原子的结晶化”或“增强隧穿势垒层212中的MgO的结晶化”（[0038]-[0039]）。对比文件完全没有公开任何关于功能层能够促进相邻层晶体形成或生长的内容。因此，技术特征G既未被直接公开，也未被隐含公开。 |
| **技术特征H**：其中安置所述第一功能层的所述底部钉扎层或所述顶部钉扎层包括第一层和第二层，所述第一功能层插入于所述第一层与第二层之间。**《直接公开》** | [0071] “由Si，Mg，B，Al构成的功能层21插入(形成)于底钉住层141和顶钉住层143之间。” [0108] “当自由层18由Fe40Co60 2.0nm/Ni83Fe17 3.5nm构成时，如果Si功能层形成于Fe40Co60 layer与Ni83Fe17之间厚度为0.25纳米的空间中时...” | 对比文件明确给出了功能层插入在钉住层的两个子层（底钉住层和顶钉住层）之间的实施例（[0071]），也给出了功能层插入在自由层的两个子层（FeCo层和NiFe层）之间的实施例（[0108]）。这直接公开了在由至少两个子层构成的层（如底部/顶部钉扎层）中，将功能层插入于这两个子层之间的技术特征。因此，技术特征H被直接公开。 |
| **技术特征I**：其进一步包括第二功能层，所述第二功能层安置于与安置所述第一功能层的所述底部钉扎层或所述顶部钉扎层相对的钉扎层中。**《隐含公开》** | [0115] “功能层可形成于钉住层(pinned layer)14，自由层18和覆盖层19中。” [0116] “当功能层形成于钉住层(pinned layer)14和自由层18中至少一层中或两层之中。” | 目标专利的技术特征I指的是在底部钉扎层和顶部钉扎层中都安置功能层。对比文件虽然没有明确描述在“钉住层”（即固定磁化层，包含底和顶）的两个部分同时设置功能层，但明确教导了功能层可以同时形成于“钉住层”和“自由层”中（[0115], [0116]）。对于本领域技术人员而言，在对比文件公开了功能层可置于多个不同层（包括钉住层和自由层）的基础上，出于协同解决氧扩散、元素扩散等问题（对比文件所述）的考虑，将功能层同时设置在钉住层（相当于钉扎层堆叠）的底部和顶部子层中，是一种合理的、容易想到的技术扩展。因此，技术特征I被对比文件隐含公开。 |
| **技术特征J**：其中所述第二功能层由不同于所述第一功能层的材料形成。**《未公开》** | 对比文件中所有实施例的功能层材料均为Si、Mg、B、Al中的元素或其组合，未记载或暗示在同一个元件中使用由两种完全不同材料构成的功能层。 | 目标专利权利要求明确限定了第二功能层可以由不同于第一功能层的材料形成。对比文件通篇只涉及由Si、Mg、B、Al这类材料构成的功能层，没有给出任何关于在同一个器件中采用材料类型截然不同的功能层的教导或启示。本领域技术人员无法从对比文件中得出该技术方案。因此，技术特征J既未被直接公开，也未被隐含公开。 |
| **技术特征K**：其中所述第二功能层由相同于所述第一功能层的材料形成。**《隐含公开》** | [0115] “功能层可形成于钉住层(pinned layer)14，自由层18和覆盖层19中。” 所有实例中的功能层材料均为Si（或Mg、B、Al）。 | 对比文件公开了可以在多个层（如钉住层和自由层）中形成功能层，且所有实例中这些功能层的材料是相同的（例如均为Si）。这教导了在器件的不同位置使用相同材料的功能层。虽然对比文件未明确使用“第一”、“第二”的称谓，但本领域技术人员能够直接且毫无疑义地得出，当在多个位置设置功能层时，可以采用相同的材料。因此，技术特征K被对比文件隐含公开。 |
| **技术特征L**：其进一步包括与所述第一功能层安置于同一底部钉扎层或顶部钉扎层中的第二功能层。**《直接公开》** | [0115] “这些薄层可表示为Fe50Co50 2nm/第一功能层Si 0.25nm/Ni90Fe10 1.5nm/第二功能层Si 0.25nm/Ni90Fe10 1nm/第三功能层Si 0.25nm/Ni90Fe10 1nm。” | 对比文件明确公开了在同一个“自由层”中可以插入多个功能层（第一、第二、第三功能层），这些功能层被薄磁层分隔开。这直接对应于目标专利中“在同一底部钉扎层或顶部钉扎层中”安置多个功能层的技术特征。因此，技术特征L被对比文件直接公开。 |
| **技术特征M**：其进一步包括反铁磁层、隧穿势垒层、自由层和/或罩盖层。**《直接公开》** | [0033] “磁阻效应元件10具有相继堆叠形成的底层12，钉扎层(pinning layer)13，钉住层(pinned layer)14，...自由层18及覆盖层19。” [0132] “在TMR薄膜中，该绝缘层由例如MgO或Al2O3构成。” | 1. **反铁磁层**：对比文件的“钉扎层(pinning layer)13”由PtMn、IrMn等反铁磁材料构成（[0049]），相当于目标专利的反铁磁层。<br>2. **隧穿势垒层**：对比文件在TMR实施例中明确公开分隔层为“MgO或Al2O3”构成的绝缘层（[0132]），这相当于目标专利的隧穿势垒层。<br>3. **自由层**：对比文件明确具有“自由层18”。<br>4. **罩盖层**：对比文件的“覆盖层19”用于保护薄膜（[0087]），其作用与目标专利的“罩盖层”相同。因此，技术特征M的全部内容均被对比文件直接公开。 |
| **技术特征N**：其中所述存储元件集成在选自由以下各项组成的群组的电子装置中：机顶盒、音乐播放器、视频播放器、导航装置、通信装置、个人数字助理PDA、固定位置数据单元和计算机。**《隐含公开》** | [0015] “根据本发明的各实施例，可提供具有良好再生特性的磁头，以及利用CCP-CPP元件的磁碟装置和磁存储器。” [0128] “上述的磁阻效应元件可构成磁存储器，诸如磁单元以矩阵形式排列其中的磁随机存取存储器(MRAM)的。” | 对比文件明确其磁阻效应元件可用于“磁存储器”（如MRAM）。而MRAM作为一种非易失性存储器，其应用场景广泛，本领域技术人员公知其可以集成在诸如机顶盒、音乐播放器、导航装置、计算机等各种电子装置中。目标专利所列的电子装置群组是MRAM的典型应用领域。因此，对比文件隐含公开了技术特征N。 |
| **技术特征O**：其中所述STT-MRAM装置集成在至少一个半导体裸片中。**《隐含公开》** | [0128]-[0130] 描述了磁存储器（MRAM）阵列，其包括与晶体管集成的存储元件部分（见图12，图13及对应描述）。 | 对比文件公开了将磁阻效应元件（可用于MRAM）与选址晶体管集成在半导体衬底上的技术方案（见图12，13的存储器单元结构）。这种集成制造工艺必然涉及在半导体晶圆上形成器件，最终切割成半导体裸片。因此，本领域技术人员能够合理推断出，包含该磁阻效应元件的存储装置（如MRAM）是集成在至少一个半导体裸片中的。因此，技术特征O被对比文件隐含公开。 |
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