基于钙钛矿型异质结衬底及锯齿型隧穿异质结的自旋轨道动量矩磁存储器制造技术

本发明专利技术揭示了一种基于钙钛矿型异质结衬底及锯齿型隧穿异质结的自旋轨道动量矩磁存储器，该自旋轨道动量矩磁存储器由上到下包括顶电极、反铁磁金属层、SOT‑MTJ和衬底，所述SOT‑MTJ包括由上至下依次设置的参考层、隧穿势垒层、重金属层Ru、自由层，所述隧穿势垒层为两层氧化物混合的不均称锯齿结构，衬底为两层钙钛矿型氧化物异质结的结构。通过在基板上生长双分子层，可以控制磁易轴稍微偏离z方向，从而实现电流诱导的无场磁化。通过读写分离的操作，解决了传统的MRAM所存在的问题，实现了无需外部磁场即可进行读写，加快了非易失存储器领域发展的步伐。

Spin orbit momentum moment magnetic memory based on perovskite heterojunction substrate and zigzag tunneling heterojunction

【技术实现步骤摘要】
基于钙钛矿型异质结衬底及锯齿型隧穿异质结的自旋轨道动量矩磁存储器
本专利技术涉及一种基于钙钛矿型异质结衬底及锯齿型隧穿异质结的自旋轨道动量矩磁存储器，可用于非易失性存储器

技术介绍
磁隧道结(MTJ)是磁阻随机存取存储器(MRAM)的基本元件，由两个铁磁金属层和隔开铁磁金属层隧穿势垒层三层组成。当两个铁磁金属层之间的磁化方向平行时，MTJ的电阻较低；当它们处于反平行结构时，MTJ的电阻较高。低阻和高阻状态可以像其他类型的存储器一样用于记录信息。并联和反并联是MRAM中典型的写操作，它是通过逆转一个铁磁电极(自由层或存储层)的磁化方向，同时保持另一个铁磁电极(参考层)的磁化方向不变来实现的。现阶段SOT-MRAM的实际应用依然存在困难，一个原因是用于提供SOT的底电极材料的自旋霍尔电导率需要进一步的提高。自旋霍尔角电导率越高，翻转磁隧道结所需的电流越低，多年以来，各国致力于寻找高自旋霍尔电导率的底电极材料。一种基于钙钛矿氧化物异质结为衬底的SOT-MRAM的核心部分SOT-MTJ具有非易失性、高速读写、低功耗、接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于钙钛矿型异质结衬底及锯齿型隧穿异质结的自旋轨道动量矩磁存储器，其特征在于：由上到下包括顶电极、反铁磁金属层、SOT-MTJ和衬底，所述SOT-MTJ包括由上至下依次设置的参考层、隧穿势垒层、重金属层Ru、自由层，所述隧穿势垒层为两层氧化物混合的不均称锯齿结构，衬底为两层钙钛矿型氧化物异质结的结构。/n

【技术特征摘要】
1.基于钙钛矿型异质结衬底及锯齿型隧穿异质结的自旋轨道动量矩磁存储器，其特征在于：由上到下包括顶电极、反铁磁金属层、SOT-MTJ和衬底，所述SOT-MTJ包括由上至下依次设置的参考层、隧穿势垒层、重金属层Ru、自由层，所述隧穿势垒层为两层氧化物混合的不均称锯齿结构，衬底为两层钙钛矿型氧化物异质结的结构。


2.根据权利要求1所述的基于钙钛矿型异质结衬底及锯齿型隧穿异质结的自旋轨道动量矩磁存储器，其特征在于：所述衬底材料为SrTiO3、SrIrO3、SrRuO3中的任意两种。


3.根据权利要求1所述的基于钙钛矿型异质结衬底及锯齿型隧穿异质结的自旋轨道动量矩磁存储器，其特征在于：所述重金属材料为Ru，重金属材料Ru设置在铁磁金属层和隧穿势垒层中间，Ru层能够吸收入射的自旋电流作为自旋阱，增强铁磁体对自选电流的吸收，Ru层材料结构的厚度1nm。


4.根据权利要求1所述的基于钙钛矿型异质结衬底及锯齿型隧穿异质结的自旋轨道动量矩磁存储器，其特征在于：所述自由层为混合金属材料钴铁CoFe、钴铁硼CoFeB、或镍铁NiFe中的一种，用于存储数据，自由层即铁磁金属层，厚度为1-3nm。


5.根据权利要求1所述的基于钙钛矿型异质结衬底及锯齿型隧穿异质结的自旋轨道动量矩磁存储器，其特征在于：所述隧穿势垒层的两种氧化物材料分别为氧化镁和三氧化二铝，用于产生隧穿效应来传输自旋信号，上层为氧化层，氧化物为锯齿形，下层为矩形的三氧化二铝，该不匀称的结构用于代替外部偏置磁场的作用，隧穿势垒层的厚度为2-3nm的非匀...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏凤华，王伟，丰媛媛，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32