[发明专利]一种自旋转移器件及其制备方法

摘要

一种自旋转移器件及其制备方法，属于自旋输运器件技术领域，其特征在于，在二氧化硅衬底上首先制作底电极，再生长绝缘层和掩模金属，然后通过电子束曝光和离子束刻蚀、反应离子刻蚀在绝缘层中形成和底电极连通的纳米级“底切”限制结构，再通过超高真空磁控溅射向纳米级限制结构中依次淀积“铁磁/非磁/铁磁”金属多层膜，自对准地形成纳米级柱状结构，最后制作顶电极。这种以纯干法刻蚀来形成纳米级“底切”限制模版的方法，工艺的可控性和重复性好。淀积的多层膜结构经过优化，可降低实现电流诱导磁化翻转的临界电流，为新一代的超高密度、低功耗磁随机存储器提供了可能。

主权项

1.一种自旋转移器件的结构，其特征在于采用由第一铁磁材料、非磁材料、第二铁磁材料依次叠加而成的金属多层膜结构，所述自旋转移器件从底层向上到顶层依次含有：第一层为底电极层，是150纳米～250纳米厚的金属铂；第二层为种子层，是3纳米～5纳米厚的金属钽；第三层为钉扎层，是10纳米～15纳米厚的铱锰合金；第四层为被钉扎层，是4纳米～10纳米厚的铁磁性的钴铁合金，磁矩固定；第五层为隔离层，是4纳米～6纳米厚的金属铜；第六层为第一自由层，是1纳米～1.5纳米厚的钴铁合金；第七层为第二自由层，是3纳米～5纳米厚的镍铁合金；第八层为顶电极层，是150纳米～250纳米厚的金属铂；其中第一自由层和第二自由层组成复合自由层，磁矩能自由翻转。