全氧化物垂直亚铁磁性隧道结及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于半导体器件技术领域，公开了全氧化物垂直亚铁磁性隧道结及其制备方法和应用。该全氧化物垂直亚铁磁性隧道结包括在衬底上依次叠层设置的NiCo<subgt;2‑y</subgt;Fe<subgt;y</subgt;O<subgt;4</subgt;层、MgAl<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;层、NiCo<subgt;2‑x</subgt;Fe<subgt;x</subgt;O<subgt;4</subgt;层，且NiCo<subgt;2‑y</subgt;Fe<subgt;y</subgt;O<subgt;4</subgt;层、MgAl<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;层、NiCo<subgt;2‑x</subgt;Fe<subgt;x</subgt;O<subgt;4</subgt;层呈环状，其中，0≤y≤x≤0.2；衬底的组成为MgAl<subgt;2</subgt;O<subgt;4</subgt;。该全氧化物垂直亚铁磁性隧道结在磁场辅助下施加1μA的电流即可测到显著的隧穿磁电阻信号，对应电流密度小于1A/cm<supgt;2</supgt;。电导率高，隧道结整体的电阻小，能耗降低。而且较小的电流密度有利于减小晶体管尺寸，实现更密集的储存。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体器件，特别涉及全氧化物垂直亚铁磁性隧道结及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着大数据和人工智能快速发展，对于数据存储技术的高要求日益增加。其中磁性随机存储器(mram)因为其非易失性、较快读写速度、可扩展性和写入机制简单等优点受到广泛关注。mram是一种非易失性无损读出存储器，基本单元具有一个晶体管和一个磁阻元件，磁阻元件(如隧道结)的高低阻态决定“1”和“0”状态。基于半导体技术的动态rams(drams)在保持显著的增长率方面面临着诸多限制，例如当器件尺寸缩小时发生的电荷泄漏会导致功耗的增加。与drams相比，mram静态功耗较低。此外计算机中的存储器与处理器的工作速度不匹配是掣肘电子产业发展的重要因素，cpu的处理速度在纳秒量级，而硬盘的读写速度在100微秒左右，但mram运行速度接近于传统的静态随机存取存储器(sram)。在20世纪90年代初，基于电流诱导oersted场的星形线和toggle设计。在2005年到2015年间，加有自旋转移力矩(stt)的stt-mram占据了主导地位。

2、此外，通过将自旋轨道矩(本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.全氧化物垂直亚铁磁性隧道结，其特征在于，包括在衬底上依次叠层设置的NiCo2-xFexO4层、MgAl2O4层、NiCo2-yFeyO4层，且所述NiCo2-xFexO4层、MgAl2O4层、NiCo2-yFeyO4层呈环状，其中，0≤y≤x≤0.2；所述衬底的组成为MgAl2O4。

2.根据权利要求1所述的全氧化物垂直亚铁磁性隧道结，其特征在于，所述NiCo2-yFeyO4层上还被金属层覆盖。

3.根据权利要求1所述的全氧化物垂直亚铁磁性隧道结，其特征在于，所述NiCo2-yFeyO4层上依次包括环状的金属层、顶电极层。

4.根据权利要求1所述的...

【技术特征摘要】

1.全氧化物垂直亚铁磁性隧道结，其特征在于，包括在衬底上依次叠层设置的nico2-xfexo4层、mgal2o4层、nico2-yfeyo4层，且所述nico2-xfexo4层、mgal2o4层、nico2-yfeyo4层呈环状，其中，0≤y≤x≤0.2；所述衬底的组成为mgal2o4。

2.根据权利要求1所述的全氧化物垂直亚铁磁性隧道结，其特征在于，所述nico2-yfeyo4层上还被金属层覆盖。

3.根据权利要求1所述的全氧化物垂直亚铁磁性隧道结，其特征在于，所述nico2-yfeyo4层上依次包括环状的金属层、顶电极层。

4.根据权利要求1所述的全氧化物垂直亚铁磁性隧道结，其特征在于，nico2-xfexo4层、mgal2o4层、nico2-yfeyo4层呈环状内部的孔被二氧化硅填充。

5.根据权利要求3所述的全氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉明，徐泽东，刘奇，胡松柏，李降龙，马雍翔，陈朗，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：