磁隧道结结构、隧道磁阻元件制造技术

本发明专利技术公开了一种磁隧道结结构，属于磁电子学技术领域。本发明专利技术磁隧道结结构包括以下几方面改进：导入超薄金属Mg层从而构成Mg/MgO/Mg三明治超晶格结构的绝缘势垒层；利用两种具有相反磁致伸缩特性的铁磁材料层所构成的超晶格结构作为钉扎型TMR结构的自由层；在自由层侧壁引入可对自由层中边缘微小磁畴实现钉扎作用的附加钉扎层。本发明专利技术还公开了一种隧道磁阻元件以及应用该隧道磁阻元件的隧道磁阻磁头、隧道磁阻传感器、磁存储单元。相比现有技术，本发明专利技术可有效降MTJ元件中的电磁噪声，大幅提高TMR传感器的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磁隧道结结构，属于磁电子学

技术介绍
生物分子识别在RNA链识别，基因检测，细菌诊断，新的药物发现，DNA缺陷及生物战中致命毒剂，食品安全和以恶性肿瘤为代表的重大疾病的早期诊断检测等方面有着广泛的应用。磁生物分子识别、检测和监测是近年来发展起来的一种新型生物分子测量技术。磁性纳米粒子分子识别的基本原理，是利用高性能的磁场传感器来测量标记生物分子的磁性纳米粒子在磁化下的边缘场。发自单个磁性纳米粒子的边缘场大约2Oe，数量级上类似于0.5Oe的地磁场。考虑到测量中磁粒子与磁敏感层的距离，对单磁粒子的检测，传感器必须具有测量低于0.05Oe磁场强度的能力，这就需要超高敏感的传感系统。虽然大磁矩的磁性纳米粒子能帮助获得大磁边缘场，但是解决磁分子识别技术瓶颈的关键仍取决于传感器技术的突破。目前用于小磁场测量的传感系统有磁各相异性（AMR）、Hall效应、基于超导量子干涉器件（SQUID）和自旋电子共振（SER）等技术。AMR和Hall效应低的敏感度限制他们在生物分子检测中的应用。SQUID和SER具有高的敏感特性，然而SQUID和SER庞大的体积使他们无法用于便携本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁隧道结结构，包括第一铁磁层、第二铁磁层以及夹在第一铁磁层与第二铁磁层之间的绝缘势垒层；其特征在于，所述绝缘势垒层包括MgO层，在所述MgO层与第一铁磁层之间以及MgO层与第二铁磁层之间分别设置有一层厚度小于MgO层厚度的金属Mg薄膜。

【技术特征摘要】
1.一种磁隧道结结构，包括第一铁磁层、第二铁磁层以及夹在第一铁磁层与第二铁磁层之间的绝缘势垒层；其特征在于，所述绝缘势垒层包括MgO层，在所述MgO层与第一铁磁层之间以及MgO层与第二铁磁层之间分别设置有一层厚度小于MgO层厚度的金属Mg薄膜。2.如权利要求1所述磁隧道结结构，其特征在于，还包括设置于第二铁磁层外侧的钉扎层，用于对第二铁磁层进行磁钉扎。3.如权利要求2所述磁隧道结结构，其特征在于，所述第一铁磁层为包括第一磁性层与第二磁性层的复合层，第一磁性层与第二磁性层的磁致伸缩特性相反。4.如权利要求3所述磁隧道结结构，其特征在于，在第一磁性层与第二磁性层之间设置有非连续的Ta金属层。5.如权利要求3所述磁隧道结结构，其特征在于，第一磁性层为CoFe磁性层，第二磁性层为NiFe磁性层。6.如权利要求1～5任一项所述磁隧道结结构，其特征在于，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：章伟，杨楠，胡雪峰，
申请(专利权)人：南京工业大学，南京益得冠电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32