[发明专利]缓存器件及制作方法

权利要求书

1.一种缓存器件，其特征在于，包括依次连接设置的第一场效应管、磁性隧道结、电极以及第二场效应管；

所述第一场效应管，配置为提供写入电流，并通过栅极控制写入电流的通断；

所述磁性隧道结包括依次设置的非铁磁层、第一铁磁层、隧穿层、第二铁磁层以及钉扎层；所述非铁磁层，配置为提供写入电流输入的横向通道，以产生类场自旋矩；所述第一铁磁层，配置为基于类场自旋矩，产生可变的第一磁化方向；所述隧穿层，配置为位于所述第一铁磁层和所述第二铁磁层之间；所述第二铁磁层，配置为具有固定的第二磁化方向；所述钉扎层，配置为保持所述第二磁化方向；

所述电极，配置为连接所述磁性隧道结与第二场效应管；

所述第二场效应管，配置为通过栅极控制所述第二场效应管的通断，以读取阻态；

其中，当预设电流经过所述非铁磁层和所述第一铁磁层之间时，产生所述类场自旋矩直接翻转第一铁磁层的磁化方向。

2.根据权利要求1所述的缓存器件，其特征在于，当进行数据写入时，开启所述第一场效应管并关闭所述第二场效应管；

当进行数据读取时，关闭所述第一场效应管并开启所述第二场效应管。

3.根据权利要求1所述的缓存器件，其特征在于，所述第一铁磁层和所述第二铁磁层的磁化方向均为面内磁化。

4.根据权利要求1所述的缓存器件，其特征在于，所述非铁磁层的材料为非磁性金属。

5.根据权利要求1所述的缓存器件，其特征在于，所述非铁磁层的厚度在0.5纳米至20纳米之间。

6.根据权利要求1所述的缓存器件，其特征在于，所述第一铁磁层和所述第二铁磁层均为包含铁、钴、镍、硼四种元素中的至少一种元素的合金或多层异质结。

7.根据权利要求1所述的缓存器件，其特征在于，所述缓存器件还包括耦合层；

所述耦合层，在所述第二铁磁层和所述钉扎层之间，配置为将钉扎层的钉扎作用传递到所述第二铁磁层并避免钉扎层和第二铁磁层的直接耦合。

8.根据权利要求1所述的缓存器件，其特征在于，所述缓存器件表面覆盖有保护层；

所述保护层，配置为保护所述缓存器件不被氧气湿度等影响；

所述保护层的材料为非磁金属或掺杂半导体的合金。

9.根据权利要求1所述的缓存器件，其特征在于，所述钉扎层为包含至少一层反铁磁层的多层膜结构。

10.一种缓存器件的制作方法，所述缓存器件为如权利要求1至9任意一项所述的缓存器件，其特征在于，包括：

在衬底上制备具有第一场效应管和第二场效应管的供电电路和控制电路；

使具有所述第一场效应管和第二场效应管的衬底的上表面平整；

在平整的衬底上生长非铁磁层、第一铁磁层、隧穿层、第二铁磁层、耦合层、钉扎层以及保护层；

图形化所述第一铁磁层、隧穿层、第二铁磁层、耦合层、钉扎层以及保护层和电极，并保证所述非铁磁层完整；

给所述图形化的缓存器件周围填充氧化物保护层；

给所述缓存器件镀上电极，以连接钉扎层和所述第二场效应管。