[发明专利]压电式磁性随机存储器及其制备方法

权利要求书

1.一种压电式磁性随机存储器，呈柱状结构，其包括：

衬底；

底电极层，其形成在所述衬底上；

压电层，其形成在所述底电极层上；所述压电层划分成若干压电单元块；

缓冲层，其形成在所述压电层上；

磁隧道结，其形成在所述缓冲层上，所述磁隧道结划分成若干磁隧道结单元，所述磁隧道结包括：

磁自由层，其形成在缓冲层上；

隧穿绝缘层，其形成在磁自由层上，其为氧化物薄膜；以及

固定磁性层，其沉积在隧穿绝缘层上；

反铁磁层，其形成在固定磁性层上；以及

保护层，其形成在所述反铁磁层上。

2.根据权利要求1所述的压电式磁性随机存储器，其还包括：

氧化层，所述氧化层分别填充在所述压电单元块间和所述磁隧道结间；填充于所述压电单元块间的氧化层为氧化物SiO₂/AlO_x；填充于所述磁隧道结间的氧化层为氧化物MgO/AlO_x。

3.根据权利要求1所述的压电式磁性随机存储器，其中每个所述压电单元块对应独立的磁隧道结单元，且每个压电单元块能够被独立施加电压。

4.根据权利要求1所述的压电式磁性随机存储器，其中，

所述固定磁性层的磁化方向不变，所述固定磁性层磁各向异性为垂直于层表面方向，并平行排列；

所述磁自由层的磁化方向可变，磁自由层磁各向异性平行排列，在电压调控下，磁自由层总磁化方向可以由垂直于层表面的方向转向面内方向；加相反方向电压，又可以使面内或者靠近面内方向的磁化转到垂直于表面方向。

5.根据权利要求1所述的压电式磁性随机存储器，其中，

所述固定磁性层的磁化方向不变，所述固定磁性层磁化沿面内方向固定，并保持平行排列；

所述磁自由层的磁矩保持平行排列，并且其磁化方向可变，磁自由层磁化方向在电压调控下发生面内翻转，可以从平行/近平行于固定层的磁化方向翻转到垂直/接近垂直于固定层的磁化方向。

6.根据权利要求5所述的压电式磁性随机存储器，其中所述磁自由层的翻转角度为90°。

7.根据权利要求1所述的压电式磁性随机存储器，其中所述压电层为压电薄膜结构，其材料为钙钛矿结构陶瓷/钙钛矿型晶体结构或者压电聚合物。

8.根据权利要求1所述的压电式磁性随机存储器，其中所述压电层的厚度为10～200μm；所述隧穿绝缘层的厚度为0.5～3nm。