[发明专利]基于全氧化物单晶薄膜材料的磁隧道结及其制备方法有效
| 申请号： | 202210339962.4 | 申请日： | 2022-04-01 |
| 公开（公告）号： | CN114497362B | 公开（公告）日： | 2022-07-29 |
| 发明（设计）人： | 李鹏;田兵;李立浧;刘仲;吕前程;骆柏锋;尹旭;张佳明;王志明;陈仁泽;徐振恒;韦杰;谭则杰;林秉章;樊小鹏;孙宏棣;林力 | 申请（专利权）人： | 南方电网数字电网研究院有限公司 |
| 主分类号： | H01L43/10 | 分类号： | H01L43/10;H01L43/08;H01L43/12 |
| 代理公司： | 华进联合专利商标代理有限公司 44224 | 代理人： | 熊文杰 |
| 地址： | 510700 广东省广州市黄*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 基于 氧化物 薄膜 材料 隧道 及其 制备 方法 | ||
1.一种基于全氧化物单晶薄膜材料的磁隧道结，其特征在于，包括：
半金属氧化物自由层；
绝缘氧化物隧穿层，位于所述半金属氧化物自由层之上；
半金属氧化物参考层，位于所述绝缘氧化物隧穿层之上；其中，所述半金属氧化物参考层和所述半金属氧化物自由层的半金属氧化物材料均为钴酸镍材料，且所述半金属氧化物参考层的厚度大于所述半金属氧化物自由层的厚度，以使所述磁隧道结的阻值在外部磁场的作用下发生改变；当所述半金属氧化物自由层的厚度小于第一阈值且所述半金属氧化物参考层的厚度大于第二阈值时，所述半金属氧化物参考层对应的矫顽磁场为第一矫顽磁场；其中，
当所述外部磁场的磁场强度的绝对值小于所述第一矫顽磁场的磁场强度的一半时，所述磁隧道结的电阻与所述外部磁场线性相关。
2.根据权利要求1所述的磁隧道结，其特征在于，所述绝缘氧化物隧穿层为铝酸镁层。
3.根据权利要求1所述的磁隧道结，其特征在于，还包括衬底层，所述半金属氧化物自由层位于所述衬底层之上。
4.根据权利要求3所述的磁隧道结，其特征在于，所述衬底层、所述半金属氧化物自由层、所述绝缘氧化物隧穿层以及所述半金属氧化物参考层均为晶面指数为（001）取向的单晶外延薄膜层。
5.根据权利要求1所述的磁隧道结，其特征在于，所述半金属氧化物参考层的厚度与所述半金属氧化物自由层的厚度的差值大于或等于10nm。
6.一种基于全氧化物单晶薄膜材料的磁隧道结的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
提供衬底层；
于所述衬底层上形成半金属氧化物自由层；
于所述半金属氧化物自由层上形成绝缘氧化物隧穿层；
于所述绝缘氧化物隧穿层上形成半金属氧化物参考层；其中，所述半金属氧化物参考层和所述半金属氧化物自由层的半金属氧化物材料均为钴酸镍材料，且所述半金属氧化物参考层的厚度大于所述半金属氧化物自由层的厚度，以使所述磁隧道结的阻值在外部磁场的作用下发生改变；当所述半金属氧化物自由层的厚度小于第一阈值且所述半金属氧化物参考层的厚度大于第二阈值时，所述半金属氧化物参考层对应的矫顽磁场为第一矫顽磁场；其中，
当所述外部磁场的磁场强度的绝对值小于所述第一矫顽磁场的磁场强度的一半时，所述磁隧道结的电阻与所述外部磁场线性相关。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述于所述衬底层上形成半金属氧化物自由层，包括：
采用固相烧结法获取所述半金属氧化物自由层的陶瓷靶材；
基于所述半金属氧化物自由层的陶瓷靶材以及磁控溅射法形成所述半金属氧化物自由层。
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