本發(fā)明構(gòu)思涉及自旋軌道矩材料和自旋軌道矩材料的方法。

背景技術(shù)：

1、磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(mram)是利用隧穿磁阻效應(yīng)的非易失性存儲(chǔ)器。與其他存儲(chǔ)器器件相比，mram在速度、功耗和耐久性方面具有優(yōu)勢。

2、mram可利用由數(shù)位線的電流引起的磁場來轉(zhuǎn)換自由層的磁化方向。隨著集成逐漸增加，在一起讀取相鄰的單元的信息時(shí)可發(fā)生干擾現(xiàn)象，并且存在以下缺點(diǎn)：方向轉(zhuǎn)換所需的能量高。

3、自旋轉(zhuǎn)移矩(stt)mram可通過使電流直接流動(dòng)通過磁隧道結(jié)(磁隧道結(jié)，mtj)來改變自由層的磁化方向，因此它可彌補(bǔ)傳統(tǒng)的mram的缺點(diǎn)。然而，由于結(jié)構(gòu)和原理的限制，stt-mram難以實(shí)現(xiàn)超高速和低的電功率。因此，正在開發(fā)自旋軌道矩(sot)mram。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、一些實(shí)施方式提供用于制造自旋軌道矩(sot)材料的方法。

2、一些實(shí)施方式提供自旋軌道矩(sot)材料。

3、一些實(shí)施方式提供磁性存儲(chǔ)器器件。

4、根據(jù)一些實(shí)施方式，提供用于制造自旋軌道矩(sot)材料的方法。該方法可包括：通過在真空室中用脈沖激光照射靶的表面來產(chǎn)生靶的顆粒的等離子體；通過使顆粒的等離子體與氧反應(yīng)而在襯底(基板)上沉積薄膜，其中氧分壓隨時(shí)間變化；和基于氧分壓達(dá)到最終分壓而終止沉積薄膜。

5、在一些實(shí)施方式中，在襯底上沉積薄膜可包括基于分壓的變化模式來改變氧分壓。

6、在一些實(shí)施方式中，在襯底上沉積薄膜可包括：測量薄膜的表面的狀態(tài)；和基于表面的狀態(tài)的測量結(jié)果來改變氧分壓。

7、在一些實(shí)施方式中，改變氧分壓可包括基于對薄膜測量的反射高能電子衍射(rheed)強(qiáng)度改變氧分壓。

8、在一些實(shí)施方式中，基于rheed強(qiáng)度改變氧分壓可包括基于在rheed強(qiáng)度的峰值(峰)之后rheed強(qiáng)度降低而將分壓改變小于的氧的初始分壓的第一分壓。

9、在一些實(shí)施方式中，基于rheed強(qiáng)度改變氧分壓可包括：根據(jù)第一分壓沉積薄膜的子疊層(子堆疊體，sub-stack)；監(jiān)測在基于根據(jù)第一分壓沉積薄膜的子疊層的下一峰值之后rheed強(qiáng)度再次降低；和基于在下一峰值之后rheed強(qiáng)度再次降低，將分壓改變?yōu)樾∮诘谝环謮旱牡诙謮骸?/p>

10、在一些實(shí)施方式中，最終分壓可確定為使得垂直磁各向異性出現(xiàn)在薄膜的頂部處的值。

11、根據(jù)一些實(shí)施方式，提供自旋軌道矩(sot)材料。所述sot材料可包括：襯底；以及在襯底上的包括多個(gè)子疊層的外延薄膜，其中在外延薄膜的下部部分中的在多個(gè)子疊層之中的第一子疊層的晶體結(jié)構(gòu)為正交晶系(斜方晶系)且在外延薄膜的上部部分中的在多個(gè)子疊層之中的第二子疊層的晶體結(jié)構(gòu)為四方晶系，并且外延薄膜的下部部分比外延薄膜的上部部分更靠近襯底。

12、在一些實(shí)施方式中，第一子疊層的晶格常數(shù)可大于與第一子疊層相鄰的在所述多個(gè)子疊層之中的第三子疊層的晶格常數(shù)。

13、在一些實(shí)施方式中，外延薄膜的下部部分的晶格常數(shù)可小于外延薄膜的上部部分的晶格常數(shù)。

14、在一些實(shí)施方式中，外延薄膜可包括具有氧八面體結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦，且第一子疊層的氧八面體的傾斜角度可大于第二子疊層的氧八面體的傾斜角度。

15、在一些實(shí)施方式中，外延薄膜可包括具有氧八面體結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦，且在外延薄膜的下部部分處的氧八面體的傾斜角度可大于在外延薄膜的上部部分處的氧八面體的傾斜角度。

16、在一些實(shí)施方式中，外延薄膜可包括具有氧八面體結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦，且在外延薄膜的下部部分處的氧八面體的傾斜角度可為10°至45°，和在外延薄膜的上部部分處的氧八面體的傾斜角度可為0°。

17、在一些實(shí)施方式中，外延薄膜可包括abo3晶體結(jié)構(gòu)，且在外延薄膜的上部部分處的元素a對元素b的比率a/b可大于在外延薄膜的下部部分處的元素a對元素b的比率a/b。

18、在一些實(shí)施方式中，襯底可包括鍶鈦氧化物(srtio3)且外延薄膜可包括鍶釕氧化物(srruo3)。

19、根據(jù)一些實(shí)施方式，提供自旋軌道矩(sot)材料。所述sot材料可包括：襯底；和在襯底上的包括多個(gè)子疊層的外延薄膜，其中外延薄膜包括abo3晶體結(jié)構(gòu)，在外延薄膜的上部部分處的元素b的比例小于在外延薄膜的下部部分處的元素b的比例，并且在外延薄膜中的元素b的比例從在下部部分處的子疊層向在上部部分處的子疊層減小，其中在外延薄膜的下部部分處的子疊層比在外延薄膜的上部部分處的子疊層更靠近襯底。

20、根據(jù)一些實(shí)施方式，提供磁性存儲(chǔ)器器件。所述磁性存儲(chǔ)器器件可包括：自旋軌道矩(sot)材料，所述sot材料包括襯底和在襯底上的外延薄膜；與所述sot材料相鄰的隧穿層；以及與隧穿層相鄰的被釘扎層，其中外延薄膜的下部部分的晶體結(jié)構(gòu)為正交晶系，外延薄膜的上部部分的晶體結(jié)構(gòu)為四方晶系，并且外延薄膜的下部部分比外延薄膜的上部部分更靠近襯底。

21、在一些實(shí)施方式中，外延薄膜的下部部分的晶格常數(shù)可小于外延薄膜的上部部分的晶格常數(shù)。

22、在一些實(shí)施方式中，外延薄膜可包括具有氧八面體結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦，且在外延薄膜的下部部分處的氧八面體的傾斜角度可大于在外延薄膜的上部部分處的氧八面體的傾斜角度。

23、在一些實(shí)施方式中，外延薄膜可包括具有氧八面體結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦，且在外延薄膜的下部部分處的氧八面體的傾斜角度可為10°至45°，和在外延薄膜上部部分處的氧八面體的傾斜角度可為0°。

24、在一些實(shí)施方式中，外延薄膜可包括abo3晶體結(jié)構(gòu)，且在外延薄膜的上部部分處的元素a對元素b的比率a/b可大于在外延薄膜的下部部分處的元素a對元素b的比率a/b。

25、在一些實(shí)施方式中，襯底可包括鍶鈦氧化物(srtio3)且外延薄膜可包括鍶釕氧化物(srruo3)。

26、在一些實(shí)施方式中，響應(yīng)于向sot材料供應(yīng)脈沖電流，可在sot材料中產(chǎn)生傾斜的自旋電流，可通過傾斜的自旋電流發(fā)生在sot材料中的磁化切換，且可基于磁化切換來改變sot材料和被釘扎層中的磁化矢量的排列(對齊)。

技術(shù)特征：

1.自旋軌道矩(sot)材料，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的sot材料，其中

3.如權(quán)利要求1所述的sot材料，其中所述外延薄膜的下部部分的晶格常數(shù)小于所述外延薄膜的上部部分的晶格常數(shù)。

4.如權(quán)利要求1所述的sot材料，其中

5.如權(quán)利要求1所述的sot材料，其中

6.如權(quán)利要求1所述的sot材料，其中

7.如權(quán)利要求1所述的sot材料，其中

8.如權(quán)利要求1所述的sot材料，其中

9.自旋軌道矩(sot)材料，包括：

10.磁性存儲(chǔ)器器件，包括：

11.如權(quán)利要求10所述的磁性存儲(chǔ)器器件，其中

技術(shù)總結(jié)
提供可自旋軌道矩(SOT)材料、SOT材料的制造方法、以及包括SOT材料的磁性存儲(chǔ)器器件，所述自旋軌道矩(SOT)材料可包括襯底和在所述襯底上的包括多個(gè)子疊層的外延薄膜，其中在所述外延薄膜的下部部分中的所述多個(gè)子疊層之中的第一子疊層的晶體結(jié)構(gòu)為正交晶系，并且在所述外延薄膜的上部部分中的所述多個(gè)子疊層之中的第二子疊層的晶體結(jié)構(gòu)為四方晶系，并且所述外延薄膜的下部部分比所述外延薄膜的上部部分更靠近所述襯底。

技術(shù)研發(fā)人員：曹元準(zhǔn),李大秀,趙庸柱
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三星電子株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21