[发明专利]一种存储器件及其制造方法

说明书

本发明提供一种存储器件及其制作方法，一种存储器件，包括柔性衬底、铁磁层、耦合层﹑调控层﹑电极。采用聚醚砜(PES)或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PI)做柔性衬底，重金属薄膜Ta或者Pt作电极，铁磁层Co(CoFe)薄膜、耦合层Al₂O₃薄膜和调控层P(VDF‑TrFE)薄膜位于两电极之间。其制作方法采用磁控溅射法和旋涂法。通过采用有机铁电聚合物P(VDF‑TrFE)作为调控层，利用P(VDF‑TrFE)的自发极化翻转来非易失地调控铁磁层的反常霍尔磁电阻。

技术领域

本发明涉及信息存储技术领域，具体地涉及一种具有柔性衬底的存储器件及其制造方法。

背景技术

传统微电子采用较硬的硅基板或平面玻璃，产品形状固定而坚硬，虽然有利于保护电子元器件，使其在使用中不会轻易损坏，但不可避免地制约了产品的延展性、柔韧性以及产品开发的灵活性和应用范围。

在传统存储设备中，磁性随机存储器(MRAM)主要是利用其磁化状态来记录数据中的“0”和“1”，磁记录以其易于读取、稳定且抗疲劳性好的诸多优点，成为现代信息存储技术的主流，但其存储密度的限制和写入困难一直是磁存储技术所面临的难题，尽管基于隧穿磁电阻效应(TMR)的MRAM也在不断研发和改进中，但仍然难以克服写入过程中大电流带来的热效应和高功耗等缺点。当前铁电随机存储器(FeRAM)主要是利用其极化状态来进行数据状态的记录，铁电记录具有低功耗、高存储密度和易于写入的优势，但读取过程的复杂性和破坏性等问题，大大限制了其作为存储器的应用，尽管基于场效应(FET)的FeRAM的非破坏性读出(NDRO)的相关研究也在不断进行，但与其相关的铁电存储单元工程模型尚未完全清楚，所以铁电NDRO存储器也一直未能真正实现。

此外，具有垂直磁各向异性(PMA)的磁纳米结构近年来也成为国内外科学家研究的热点，相比面内结构，垂直磁纳米结构一般能够形成更小的记录单元，从而能大大提高信息的存储密度；而且垂直磁纳米结构有着很好的稳定性，能够有效消除磁性层面内的涡旋式转动对面积和形状的限制；最重要的是，垂直磁纳米结构中电流诱导磁化翻转(CIMS)所需要的电流密度很小，能够有效地降低器件功耗。现在比较普及的一种方式是利用反常霍尔效应来表征垂直磁各向异性。

有鉴于此，设计一种具有柔性衬底、存储密度大、读写速度快且能耗低易集成的存储器件及该存储器件的制作方法是本发明所要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种存储器件，以解决现有技术中柔韧性不足，存储密度低，读写速度慢，能耗高等问题。

一方面，本发明提供一种存储器件，包括：

衬底，用于承载存储器件，衬底为柔性衬底；

第一电极，第一电极形成于衬底上；

铁磁层，铁磁层形成于第一电极上，用于进行数据记录；

耦合层，耦合层设置在铁磁层上，与铁磁层产生自旋轨道耦合效应；

调控层，调控层位于耦合层上，调控层通过极性翻转实现对铁磁层的数据写入；

第二电极，第二电极形成于调控层上。

优选地，数据通过铁磁层的阻值表示。

优选地，第一电极、铁磁层和耦合层均为十字形，所述耦合层的十字臂长小于所述铁磁层的十字臂长，所述铁磁层的十字臂长小于所述第一电极的十字臂长。

优选地，衬底材料为聚醚砜PES、聚对苯二甲酸乙二醇酯PI、聚乙烯对苯二酸脂PET、聚二甲基硅氧PDMS和聚丙烯己二酯PPA中的至少一种。

优选地，第一电极的材料为Pt、Ta、W、Bi、Pd中的至少一种，其厚度为3nm至8nm。