一种可调控垂直交换耦合场大小的复合磁性多层膜结构制造技术

本发明专利技术属于磁存储技术领域，具体为一种可调控垂直交换耦合场大小的复合磁性多层膜结构。垂直复合薄膜结构为：玻璃衬底/Ta(5) /Cu(3) /[Co(0.28)/Ni(0.58)]

【技术实现步骤摘要】
一种可调控垂直交换耦合场大小的复合磁性多层膜结构
本专利技术属磁存储
，具体涉及一种复合磁性多层膜结构，可用于具有垂直各向异性的巨磁电阻型磁随机存储器MRAM、微波发生器以及其它自旋电子器件等。
技术介绍
基于[Co/Ni]N多层膜的垂直磁化巨磁电阻（GMR）结构，因其不仅具有热稳定性好、无单元尺寸形状限制等特点，同时还具有自旋极化率高、阻尼系数低以及临界翻转电流低等优势，在高密度自旋转矩型磁性随机存储器（STT-MRAM）以及自旋轨道力矩型磁性随机存储器（SOT-MRAM）等方面具有极大应用前景。理论计算表明，Co和Ni单层的厚度在一定范围，即二者的厚度比约为1:2时，在具有强（111）取向的种子层引导生长下，[Co/Ni]多层膜将出现垂直磁各向异性。该多层膜的垂直矫顽力大小虽然可以通过改变重复周期数、种子层厚度、退火温度以及晶格取向等因素进行调控，但是要避免自由层和参考层的同时翻转，提高翻转可靠性，采用高交换偏置的复合型参考层是非常必要的。大量的实验表明，交换偏置场与钉扎层材料所提供的界面交换耦合强度成正比，即在一定范围内界面交换耦合越强，垂直交换偏置场HEB越大。垂直界面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调控垂直交换耦合场大小的复合磁性多层膜结构，其特征在于，从下到上依次是：缓冲层、种子层、磁性层、非磁性夹层、亚铁磁钉扎层和保护层；其中，衬底采用康宁玻璃，缓冲层为5.0±0.5nm厚的Ta单层膜，种子层为3.0±0.5 nm厚的Cu单层膜，磁性层为具有垂直磁各向异性的[Co/Ni]

【技术特征摘要】
1.一种可调控垂直交换耦合场大小的复合磁性多层膜结构，其特征在于，从下到上依次是：缓冲层、种子层、磁性层、非磁性夹层、亚铁磁钉扎层和保护层；其中，衬底采用康宁玻璃，缓冲层为5.0±0.5nm厚的Ta单层膜，种子层为3.0±0.5nm厚的Cu单层膜，磁性层为具有垂直磁各向异性的[Co/Ni]N多层膜，多层膜中Co层厚度为0.28±0.05nm,Ni层厚度为0.58±0.05nm，N为周期数，N取3~7之间的整数，非磁性夹层为厚度可变的Cu单层膜，亚铁磁钉扎层为具有垂直磁各向异性的TbxCo1-x（tFI）合金；其中，夹层Cu厚度范围为0.7~1.4nm；防氧化保护层为8±0.5nmTa层。2.一种如权利要求1所述的可调控垂直交换耦合场大小的复合磁性多层膜结构的制备方法，其特征在于，采用直流磁控溅射的方法，在高真空室温条件下依次进行溅射，制备各膜层，具体步骤如下：第一步、制备缓冲层：5.0±0.5nm厚的Ta单层膜；溅射气压8.0±0.2mTorr；溅射功率DC60±2W；沉积速率0.041±0.00...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宗芝，唐明洪，朱伟骅，林亮，赵柄丞，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海,31