SOT和MRAM器件的操作温度升高的BiSbX（012）层制造技术

本公开一般涉及包括拓扑绝缘体(TI)调制层的自旋轨道转矩(SOT)磁隧道结(MTJ)器件。TI调制层包括多个铋或富含铋的组分调制层、包括具有(012)晶体取向的BiSb的多个TI薄片层、以及多个织构化层。TI薄片层包含掺杂剂或原子簇，该原子簇包含碳化物、氮化物、氧化物或复合陶瓷材料。原子簇被配置为具有小于约400℃的晶界玻璃形成温度。用包含碳化物、氮化物、氧化物或复合陶瓷材料的原子簇掺杂包含具有(012)晶体取向的BiSb的TI薄片层使得SOT MTJ器件能够在较高温度下操作，同时抑制Sb从TI薄片层的BiSb迁移。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开的实施方案总体上涉及一种缓冲层和夹层，其抑制具有(012)取向的铋锑(bisb)层内的锑(sb)迁移。相关领域的描述拓扑绝缘体(ti)是在其内部表现为绝缘体但具有包含导电状态的表面的材料。bisb是示例性ti，并且其已经被提出作为用于自旋转矩振荡器(sto)和磁阻随机存取存储器(mram)器件的自旋霍尔层。bisb是同时具有巨自旋霍尔效应和高电导率的窄间隙拓扑绝缘体。n.h.d.khang、y.ueda和p.n.hai，“具有用于超低功率自旋轨道转矩切换的大自旋霍尔效应的导电拓扑绝缘体(a conductive topological insulator with large spinhall effect for superlow power spin orbital torque switching)”naturematerials，第17卷，808(2018)，发现与具有(001)结晶取向的bisb相比，具有(012)结晶取向的bisb具有高的自旋霍尔角和高的电导率。在具有(001)结晶取向的mnga膜上形成具有(012)结晶取向的bisb，该mnga膜被形成在具有(本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种自旋轨道转矩(SOT)磁隧道结(MTJ)器件，所述SOT MTJ器件包括：

2.根据权利要求1所述的SOT MTJ器件，其中所述TI薄片层包括具有(012)晶体取向的BiSb。

3.根据权利要求1所述的SOT MTJ器件，其中所述复合陶瓷材料具有小于约1400℃的熔化温度。

4.根据权利要求1所述的SOT MTJ器件，其中所述织构化层选自由以下组成的组：包括共价键合的碳化物、氧化物或氮化物的非晶材料、面心立方(fcc)材料、四方材料、体心立方(bcc)材料和金属非晶材料。

5.根据权利要求1所述的SOT MTJ器件，还包括：

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种自旋轨道转矩(sot)磁隧道结(mtj)器件，所述sot mtj器件包括：

2.根据权利要求1所述的sot mtj器件，其中所述ti薄片层包括具有(012)晶体取向的bisb。

3.根据权利要求1所述的sot mtj器件，其中所述复合陶瓷材料具有小于约1400℃的熔化温度。

4.根据权利要求1所述的sot mtj器件，其中所述织构化层选自由以下组成的组：包括共价键合的碳化物、氧化物或氮化物的非晶材料、面心立方(fcc)材料、四方材料、体心立方(bcc)材料和金属非晶材料。

5.根据权利要求1所述的sot mtj器件，还包括：

6.根据权利要求5所述的sot mtj器件，其中所述多个铋或富含铋的bisb组分调制层中的第一铋或富含铋的bisb组分调制层被设置为与所述缓冲层接触，并且所述多个铋或富含铋的bisb组分调制层中的第二铋或富含铋的bisb组分调制层被设置为与所述夹层接触。

7.根据权利要求1所述的sot mtj器件，其中所述碳化物材料选自由以下组成的组：scc、tic、nbc、zrc、hfc、tac、wc、sic以及它们与选自由w、al和si组成的组的一种或多种元素的复合组合，并且其中所述氧化物材料选自由以下组成的组：feo、coc、zro、mgo、tio、zno以及它们与选自由w、al和si组成的组的一种或多种元素的复合组合。

8.根据权利要求1所述的sot mtj器件，其中所述氮化物材料选自由以下组成的组：scn、tin、nbn、zrn、hfn、tan、gan、fen以及其它们与选自由w、al和si组成的组的一种或多种元素的复合组合，并且其中所述复合陶瓷材料选自由以下组成的组：bi、pb、ga、sc、ti、v、cr、mn、fe、zr、nb、mo、in、ir、ru、v、os、rh、pd、wv、crv、crnb、ge、znnb、znta、co、mg、sn、sb、te、hf、ta、w、它们的氧化物、它们的氮化物、它们的碳化物以及它们的合金。

9.一种磁阻随机存取存储器器件，所述磁阻随机存取存储器器件包括根据权利要求1所述的sot mtj器件。

10.一种磁记录器件，所述磁记录器件包括根据权利要求9所述的磁记录头。

11.一种磁阻存储器，所述磁阻存储器包括根据权利要求1所述的sot

12.一种自旋轨道转矩(sot)磁隧道结(mtj)器件，所述sot mtj

13.根据权利要求12所述的sot mtj器件，其中所述ti薄片层与所述原子簇以调制取向共沉积。

14.根据权利要求12所述的sot mtj器件，其中所述ti薄片层与所述原子簇以边缘取向共沉积。

15.根据权利要求12所述的sot mtj器件，其中所述ti薄片层与所述原子簇以均匀或非均匀分布的取向共沉积。

16.根据权利要求12所述的sot mtj器件，其中所述碳化物材料选自由以下组成的组：scc、tic、nbc、zrc、hfc、tac、wc、sic以及它们与选自由w、al和si组成的组的一种或多种元素的复合组合。

17.根据权利要求12所述的sot mtj器件，其中所述氮化物材料选自由以下组成的组：scn、tin、nbn、zrn、hfn、tan、gan、fen以及它们与选自由w、al和si组成的组的一种或多种元素的复合组合。

18.根据权利要求12所述的sot mtj器件，其中所述氧化物材料选自由以下组成的组：feo、coc、zr...

【专利技术属性】
技术研发人员：Q·勒，B·R·约克，C·黄，冈村进，X·刘，K·S·何，高野公史，
申请(专利权)人：西部数据技术公司，
类型：发明
国别省市：