本發(fā)明屬于微納電子技術－高密度信息存儲領域，涉及一種CoPt_x納米復合結構電磁存儲器件及制備方法。

背景技術：

基于電荷存儲機制的閃存存儲器，隨著器件尺寸的減小，很難突破22納米技術節(jié)點的工藝瓶頸，無法滿足信息領域的迅猛發(fā)展。一種新型的非易失性存儲器件－阻變隨機存儲器（resistive random access memory, RRAM）應運而生。阻變存儲器件的信息讀寫，是依靠讀取或者改變阻變材料的電阻來實現的，其功能層具有高阻態(tài)和低阻態(tài)，對應“0”和“1”兩種狀態(tài)，在不同外加電壓條件下，阻變存儲器件可在高、低阻態(tài)之間實現可逆轉換，以此來進行信息的存儲。它具有結構簡單、制造成本低、功耗低、讀寫速度快、集成密度高等優(yōu)點，并且與微電子工藝兼容性好，單個器件尺寸可以等比例縮小至10納米以下，實現三維集成，功耗可低至0.1皮焦（10^-13J），操作速度快至亞納秒，抗疲勞壽命大于10¹²，是最有希望實現下一代高密度存儲的技術之一。

目前，氧化物阻變材料獲得廣泛研究，如NiO_x、TiO₂、ZrO₂、HfO₂等過渡金屬氧化物等，但是由于氧化物阻變存儲器的開、關狀態(tài)，主要由薄膜中隨機形成的局域導電細絲連通和斷開控制，所以氧化物阻變存儲器的阻變參數（包括開、關電壓值，開、關電阻比），分布相對比較彌散，難以控制，這對器件存儲信息的有效寫入和擦除來說，是個巨大的挑戰(zhàn)。因此，實現阻變參數一致性，是阻變存儲器能否實用化的關鍵。同時，單一氧化物阻變薄膜，一般具有較高的開啟電壓和較大的關閉電流，不利于高密度集成和低功耗操作。而氧化物/金屬納米晶復合結構的阻變存儲器件，不僅可有效調控阻變參數，而且能夠降低器件操作電壓，成為阻變存儲器領域發(fā)展的新方向。

磁存儲技術，自從1956年IBM公司將鐵磁材料用于數據存儲，發(fā)明了第一塊硬盤，鐵磁材料已經在現代信息產業(yè)中得到了廣泛應用和飛速發(fā)展。對于磁記錄存儲器件，是利用沉積在載體表面的磁性材料具有磁滯回線，對應兩種方向相反的磁化狀態(tài)，來表示二進制信息的“0”和“1”。通過改變外加磁場方向，磁記錄材料可在兩種磁化狀態(tài)可逆轉換，來實現信息的存儲。然而隨著硬盤存儲密度的高速增長，隨著磁性顆粒的不斷減小，導致了超順磁現象，以至于數據丟失，存儲失效。解決這個問題的關鍵，是需要增加材料的磁晶各向異性能K_u，來延長數據的保存時間。業(yè)已發(fā)現具有L1₀結構的FePt或CoPt 合金具有非常高的K_u值5～7′10⁶ J/m³, 比現在工業(yè)界常用的CoPtCr 合金（4.5′10⁴ J/m³）要高兩個數量級以上。而且，不同于很多稀土元素合金，FePt或CoPt合金有非常好的化學穩(wěn)定性和抗氧化性，是下一代突破數據存儲技術上超順磁瓶頸的超高密度數據存儲材料(>1Tbit/inch²)的理想選擇。

以FePt/CoPt納米顆粒作為存儲媒體，利用每一個顆粒作為一個數據存儲單元的想法一直以來都吸引著工業(yè)界和學術界的極大興趣。一方面可以通過改變顆粒的大小來改變數據存儲單元的體積，另一方面可以通過改變相鄰顆粒間的距離，從而控制磁疇間相互作用。如果一個晶粒代表1 bit的二進制信號，那么高密度磁性顆粒陣列制作的硬盤，其存儲密度預期可突破50 Tbit/inch²。然而發(fā)展與微電子工藝兼容、超高密度磁性納米顆粒FePt/CoPt復合薄膜的制備方法，一直是人們不得不面對的一個難點。

原子層沉積技術(atomic layer deposition, ALD), 是一種正在蓬勃發(fā)展中的新型材料沉積技術。自從2001年國際半導體工業(yè)協會（ITRS）將ALD與金屬有機化學氣相沉積（MOCVD）、等離子體增強CVD并列作為與微電子工藝兼容的候選技術以來，ALD技術近些年來發(fā)展勢頭強勁。原子層沉積本質上是一種特殊的化學氣相沉積方法，是將氣相前驅體脈沖交替地通入反應室，并在沉積基體上發(fā)生表面化學吸附反應，從而形成薄膜（或顆粒）的方法。前驅體在表面的化學吸附具有自限制性和自飽和性的特點，因此可通過改變反應的循環(huán)次數，來精確調控薄膜的厚度或顆粒的大?。懊婷芏龋?。相對于傳統(tǒng)沉積工藝而言，原子層沉積，可將厚度控制在原子層（0.1 nm）量級，具有優(yōu)異的三維共形性和大面積均勻性，沉積溫度低，特別是與微電子工藝兼容性優(yōu)異。將ALD沉積技術直接應用于制備超高密度FePt/CoPt納米點陣的工作，目前還是空白。

技術實現要素：

本發(fā)明針對現有技術中存在的缺陷，提出了一種CoPt_x納米復合結構電磁存儲器件及制備方法，本發(fā)明的存儲器既具有優(yōu)異的阻變存儲功能，又具有磁記錄特性，可實現高密度多態(tài)電磁存儲功能；本發(fā)明的制備方法是基于原子層沉積的多功能高密度電磁存儲器件制備技術，與微電子工藝具有很好的兼容性，為未來產業(yè)化規(guī)模應用提供了可行性。

本發(fā)明是這樣實現的，一種CoPt_x納米復合結構電磁存儲器件，所述的電磁存儲器件為疊層結構，所述的疊層從下之上依次為硅片、下電極、CoPt_x磁性納米晶層、氧化物薄膜阻變層、上電極；其中的CoPt_x納米晶（鈷鉑納米晶）作為下電極的一部分改變下電極表面電場強度分布，CoPt_x納米晶表面的電場強度遠高于平面電場強度，容易誘導氧化物薄膜內氧空位導電細絲在其上形成，極大減少導電細絲形成的隨機性，從而明顯改善阻變參數的一致性，降低了操作電壓和器件功耗；另一方面，CoPt_x納米晶作為磁性顆粒，通過外加磁場又可以實現磁化方向的反轉，具有高密度磁記錄存儲功能。

進一步，所述的下電極為TiN薄膜，TiN薄膜厚度為30-200nm。

進一步，所述的CoPt_x磁性納米晶層的納米晶顆粒平均直徑為3-10nm，面密度為0.5～2×10¹²/cm²，化學式CoPt_x中x取值在0.4-1.2；通過改變Co:Pt的循環(huán)比和循環(huán)次數，可以調控CoPt_x磁性納米晶的x值和尺寸大小與面密度。

進一步，所述的氧化物薄膜阻變層包括Al₂O₃（氧化鋁）、TiO₂（氧化鈦）、HfO₂（氧化鉿）、ZrO₂（氧化鋯）、ZnO（氧化鋅）、SiO₂（氧化硅）、Ta₂O₅（氧化鉭），所述的薄膜厚度在4-15nm。

進一步，所述的上電極為導電金屬或者導電化合物。

進一步，所述的金屬包括Pt、Al、Ti、Ru、W、Ir、Ta或Au等；所述導電化合物包括RuO₂、IrO₂。

進一步，所述的上電極的厚度為50-200nm。

本發(fā)明還公開了一種CoPt_x納米復合結構電磁存儲器件的制備方法，其特征在于，具體步驟如下;

步驟1，首先，在硅片襯底上等離子增強原子層沉積制備下電極TiN薄膜；

步驟2，然后在電極TiN上等離子增強原子層沉積制備CoPt_x磁性納米晶陣列；

步驟3，在CoPt_x磁性納米晶上原子層沉積制備氧化物薄膜；

步驟4，采用物理氣相沉積方法結合光刻或掩膜的方法形成上電極，所述的物理氣相沉積方法包括磁控濺射、離子束濺射、電子束蒸發(fā)；

步驟5，最后，將上述所得的器件用快速熱處理方法，在惰性氣氛或還原性氣氛下500-750℃快速退火10-180 s；通過退火，一方面消除氧化物層殘余有機物，改善電極與金屬氧化物薄膜間歐姆接觸，同時提升CoPt_x金屬納米晶顆粒的磁性能，獲得多功能電磁存儲器件；所述的還原氣包括H₂/N₂或H₂/Ar。

本發(fā)明對于現有技術的有益效果在于：

（1）本發(fā)明的存儲器具有優(yōu)異的阻變存儲功能，又具有磁記錄特性，可實現高密度多態(tài)電磁存儲功能；在基于原子層沉積的多功能高密度電磁存儲器件制備技術，與微電子工藝具有很好的兼容性，為未來產業(yè)化規(guī)模應用提供了可行性；

（2）本發(fā)明的制備方法是在硅襯底上等離子體增強原子層沉積制備下電極TiN，然后在其上PEALD沉積均勻分布的CoPt_x納米晶，再ALD沉積納米厚度的氧化物薄膜，最后在氧化物薄膜上形成上電極陣列；CoPt_x納米晶作為下電極的一部分改變底電極表面電場強度分布，容易誘導氧化物薄膜內氧空位導電細絲在其上形成，極大減少導電細絲形成的隨機性，從而明顯改善阻變參數的一致性，降低了操作電壓和器件功耗；另一方面，CoPt_x納米晶作為磁性顆粒，通過外加磁場又可以實現磁化方向的反轉，具有高密度磁記錄存儲功能；

（3）本發(fā)明的器件關鍵部件與架構，全部采用原子層沉積方法制備，結構的均勻性、共形性和可控性可以得到保障，并與成熟的半導體工藝兼容，便于實現多功能電磁存儲器件與微電子器件集成，實現規(guī)?；?、產業(yè)化的應用。

（4）本發(fā)明的器件具有優(yōu)異存儲性能，其初始電形成電壓較低（通常小于1.5 V），開啟電壓和關閉電壓絕對值均小于1 V，高低阻態(tài)比為100，滿足器件存儲需要，且阻變參數一致性好，經歷10⁴循環(huán)后抗疲勞特性依舊出色，數據保持性能即使在高溫85℃使用，也可以達到十年的使用壽命；另一方面，磁性CoPt_x納米晶展示出典型的磁滯回線，具有磁記錄特性，面密度可達10¹²/cm²。該器件有望應用于多功能的電磁存儲，在電場和磁場的雙重調控下，實現高密度的多態(tài)存儲。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種CoPt_x納米復合結構電磁存儲器件的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例1中對Pt/Al₂O₃/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的電學阻變特性進行不同次數的測試結果；

圖3為本發(fā)明實施例1中對Pt/Al₂O₃/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的抗疲勞特性測試結果；

圖4為本發(fā)明實施例1中對Pt/Al₂O₃/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的數據保持特性；

圖5為本發(fā)明實施例1中對Pt/Al₂O₃/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的磁滯回線；

圖6為本發(fā)明實施例1中通過高分辨率透射電子顯微鏡觀察到的CoPt_x納米晶的表面形貌和Al₂O₃/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的斷面形貌；

圖7為本發(fā)明實施例2中對Au/HfO₂/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的電學阻變特性進行不同次數的測試結果；

圖8為本發(fā)明實施例2中對Au/HfO₂/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的抗疲勞特性測試結果；

圖9為本發(fā)明實施例2中對器件Au/HfO₂/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的數據保持特性；

圖10為本發(fā)明實施例2中對器件Au/HfO₂/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的磁滯回線；

其中，1-上電極，2-氧化物薄膜阻變層，3- CoPt_x磁性納米晶層，4-下電極，5-硅片。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種CoPt_x納米復合結構電磁存儲器件及制備方法，為使本發(fā)明的目的、技術方案及效果更加清楚，明確，以及參照附圖并舉實例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當指出此處所描述的具體實施僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1

（1）以清潔硅片5為襯底，利用等離子增強原子層沉積首先制備下電極4，制備下電極TiN，具體步驟如下：

TiN生長溫度為400℃，以TiCl₄、NH₃等離子體分別作為Ti源和氮源，其中TiCl₄的脈沖時間為0.1秒，載氣為高純氮（99.999%），且同時作為清洗氣，清洗時間均為4秒；NH₃等離子體的載氣為高純氬（99.999%），其脈沖時間為24秒，高純氮作為清洗氣的清洗時間為6秒，TiCl₄的源溫為室溫。本實施例中TiN厚度為30nm；

（2）在下電極TiN層上采用等離子體增強原子層沉積技術生長CoPt_x磁性納米晶層3；

CoPt_x納米晶生長溫度為300℃，分別以PtMeCpMe₃，CoCp(CO)₂做為Pt和Co源，以H₂/N₂做為Pt和Co的還原性氣體源（Pt也可以用高純氧（99.999%）做為氣體源），其中PtMeCpMe₃源溫選擇80℃，脈沖時間為0.2秒，CoCp(CO)₂源溫選擇58℃，脈沖時間為0.5秒，載氣為高純氮（99.999%）且同時作為清洗氣，清洗時間均為4秒；H₂/N₂（或O₂）等離子體的載氣為高純氬（99.999%），其脈沖時間為24秒，高純氮作為清洗氣的清洗時間為6秒。通過改變Co:Pt的循環(huán)比和循環(huán)次數，可以調控CoPt_x磁性納米晶的x值和尺寸大小與面密度。本實施例中Co:Pt的循環(huán)比為1:1，循環(huán)次數為100循環(huán)；CoPt_x磁性納米晶層的納米晶顆粒平均直徑為9nm，面密度為1.2×10¹²/cm²，化學式CoPt_x中x取值在0.6；

（3）其次生長氧化鋁薄膜構成氧化物薄膜阻變層2，原子層沉積工藝條件為：生長溫度為250℃，以三甲基鋁以及二次去離子水分別作為Al源和氧源，各路源的脈沖時間均為0.1秒，載氣為高純氮（99.999%）且同時作為清洗氣，清洗時間均為4秒。三甲基鋁和H₂O源溫皆為室溫。本實施例中Al₂O₃薄膜厚度為10nm；

（4）將Pt以直流濺射的方法形成上電極1，其厚度為200nm，即獲得完整的多功能電磁存儲器件結構，如圖1所示；

（5）高純氮氛圍下，用快速熱處理退火爐550℃快速退火20s。

通過半導體參數分析儀或超導量子干涉儀對本實施例1中獲得的存儲器的電學或磁學存儲特性進行測試。

如圖2所示，是對該器件Pt/Al₂O₃/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的電學阻變特性進行50次測試的結果2（a）和200次測試下開啟、關閉電壓的累計概率結果2（b）。其中1、2、3、4為初始電形成過程，電形成電壓只有-1.1 V，而后續(xù)的50次測量，I-V曲線展示出很好的重復性和優(yōu)異阻變參數一致性，開啟電壓在-0.82～-0.64 V之間，關閉電壓在0.88～0.96 V之間，開關電阻比為100。

如圖3所示，為器件Pt/Al₂O₃/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的抗疲勞特性測試結果，經過10⁴擦寫讀取，器件仍具有良好的穩(wěn)定性。

如圖4所示，為器件Pt/Al₂O₃/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的數據保持特性。圖中，a為室溫保持性，b為85℃時保持性，可知在室溫10⁵秒或高溫10⁴秒后，該器件仍具有優(yōu)異的保持性，外推壽命可達十年以上。

如圖5所示，為器件Pt/Al₂O₃/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的磁滯回線，展示該器件具有良好的磁記錄能力。

如圖6所示，為利用高分辨率透射電子顯微鏡觀察到的CoPt_x納米晶的表面形貌和Al₂O₃/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的斷面形貌，其中圖6（a）為Co:Pt循環(huán)比1:1、60循環(huán)照片，其面密度為每平方厘米7.3×10¹¹個，平均粒徑為3納米；圖6（b）為Co:Pt循環(huán)比1:1、100循環(huán)照片，其面密度為每平方厘米1.2×10¹²個，平均粒徑為9 nm。圖6（c）和6（d）為Al₂O₃/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的斷面形貌和局部放大照片，可清晰看到TiN表面有排列緊密的CoPt_x納米晶，上面覆蓋著均勻的Al₂O₃薄膜。

實施例2

（1）以清潔硅片為襯底，利用等離子增強原子層沉積首先制備下電極TiN，其厚度為120nm，制備方法同實施例1中步驟（1）；

（2）在下電極TiN層上采用等離子體增強原子層沉積技術生長CoPt_x納米晶，其制備方法同實施例1中步驟（2），Co:Pt的循環(huán)比為1:1，循環(huán)次數為100循環(huán)；

（3）其次生長氧化鉿薄膜構成阻變層，原子層沉積工藝條件為：生長溫度為250℃，以四-(二甲乙氨基鉿)以及二次去離子水分別作為Hf源和氧源，各路源的脈沖時間均為0.1秒，載氣為高純氮（99.999%）且同時作為清洗氣，清洗時間均為4秒。四-(二甲乙氨基鉿)和H₂O源溫皆為室溫。本實施例中HfO₂薄膜厚度為8 nm；

（4）將Au以直流濺射在HfO₂薄膜之上，然后通過光刻工藝形成直徑為30～150微米的上電極，其厚度為60nm，即獲得完整的多功能電磁存儲器件結構；如圖1所示；

（5）退火條件同實施例1中步驟（5）。

如圖7所示，是對該器件Au/HfO₂/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的電學阻變特性進行50次測試的結果。其中1、2、 3、4為初始電形成過程，電形成電壓只有-1.5 V，而后續(xù)的50次測量，I-V曲線展示出很好的重復性和優(yōu)異阻變參數一致性。開啟電壓在-1.2～-0.75 V之間，關閉電壓在0.72～0.86 V之間，開關電阻比為100。

如圖8所示，為器件Au/HfO₂/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的抗疲勞特性測試結果，經過10⁴擦寫讀取，器件仍具有良好的穩(wěn)定性。

如圖9所示，為器件Au/HfO₂/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的數據保持特性。可知在室溫10⁴秒后，該器件仍具有優(yōu)異的保持性，外推壽命可達十年以上。

如圖10所示，為器件Au/HfO₂/100循環(huán)CoPt_x納米晶/TiN基 Si的磁滯回線，展示該器件具有良好的磁記錄能力。

實施例3

（1）以清潔硅片為襯底，利用等離子增強原子層沉積首先制備下電極TiN，具體步驟如下：

TiN生長溫度為400℃，以TiCl₄、NH₃等離子體分別作為Ti源和氮源，其中TiCl₄的脈沖時間為0.1秒，載氣為高純氮（99.999%），且同時作為清洗氣，清洗時間均為4秒；NH₃等離子體的載氣為高純氬（99.999%），其脈沖時間為24秒，高純氮作為清洗氣的清洗時間為6秒，TiCl₄的源溫為室溫。本實施例中TiN厚度為200nm；

（2）在下電極TiN層上采用等離子體增強原子層沉積技術生長CoPt_x納米晶層；

CoPt_x納米晶生長溫度為300℃，分別以PtMeCpMe₃，CoCp(CO)₂做為Pt和Co源，以H₂/N₂做為Pt和Co的還原性氣體源（Pt也可以用高純氧（99.999%）做為氣體源），其中PtMeCpMe₃源溫選擇80℃，脈沖時間為0.2秒，CoCp(CO)₂源溫選擇58℃，脈沖時間為0.5秒，載氣為高純氮（99.999%）且同時作為清洗氣，清洗時間均為4秒；H₂/N₂（或O₂）等離子體的載氣為高純氬（99.999%），其脈沖時間為24秒，高純氮作為清洗氣的清洗時間為6秒。Co:Pt的循環(huán)比為1:1，循環(huán)次數為100循環(huán)；

（3）其次生長氧化鋁薄膜構成阻變層，原子層沉積工藝條件為：生長溫度為250℃，以三甲基鋁以及二次去離子水分別作為Al源和氧源，各路源的脈沖時間均為0.1秒，載氣為高純氮（99.999%）且同時作為清洗氣，清洗時間均為4秒。三甲基鋁和H₂O源溫皆為室溫。本實施例中Al₂O₃薄膜厚度為4nm；

（4）將Pt以直流濺射的方法形成上電極，其厚度為200nm，即獲得完整的多功能電磁存儲器件結構；

（5）高純氬氣圍下，用快速熱處理退火爐750℃快速退火180s。

實施例4

本實施例中，除步驟（2）中Al₂O₃薄膜厚度為15nm外，其他制備方法同實施例1的步驟相同。

實施例5

本實施例中，除步驟（5）中在高純氮氛圍下，用快速熱處理退火爐500℃快速退火10s，其他制備方法同實施例1的步驟相同。

實施例6

本實施例中，除步驟（5）中在還原性氣氛（H₂/N₂）下，用快速熱處理退火爐600℃快速退火60s，其他制備方法同實施例1的步驟相同。

實施例7

（1）以清潔硅片為襯底，利用等離子增強原子層沉積首先制備下電極TiN，其厚度為120nm，制備方法同實施例1中步驟（1）；

（2）在下電極TiN層上采用等離子體增強原子層沉積技術生長CoPt_x納米晶，其制備方法同實施例1中步驟（2），Co:Pt的循環(huán)比為1:1，循環(huán)次數為100循環(huán)；

（3）其次生長氧化鉿薄膜構成阻變層，原子層沉積工藝條件為：生長溫度為250℃，以四-(二甲乙氨基鉿)以及二次去離子水分別作為Hf源和氧源，各路源的脈沖時間均為0.1秒，載氣為高純氮（99.999%）且同時作為清洗氣，清洗時間均為4秒。四-(二甲乙氨基鉿)和H₂O源溫皆為室溫。本實施例中HfO₂薄膜厚度為8nm；

（4）將Au以磁控濺射方法在HfO₂薄膜之上，然后通過光刻工藝形成直徑為30～150微米的上電極，其厚度為50nm，即獲得完整的多功能電磁存儲器件結構；

（5）退火條件同實施例1中步驟（5）。

實施例8

（1）以清潔硅片5為襯底，利用等離子增強原子層沉積首先制備下電極4，制備下電極TiN，具體步驟如下：

TiN生長溫度為400℃，以TiCl₄、NH₃等離子體分別作為Ti源和氮源，其中TiCl₄的脈沖時間為0.1秒，載氣為高純氮（99.999%），且同時作為清洗氣，清洗時間均為4秒；NH₃等離子體的載氣為高純氬（99.999%），其脈沖時間為24秒，高純氮作為清洗氣的清洗時間為6秒，TiCl₄的源溫為室溫。本實施例中TiN厚度為30nm；

（2）在下電極TiN層上采用等離子體增強原子層沉積技術生長CoPt_x磁性納米晶層3；

CoPt_x納米晶生長溫度為300℃，分別以PtMeCpMe₃，CoCp(CO)₂做為Pt和Co源，以H₂/N₂做為Pt和Co的還原性氣體源（Pt也可以用高純氧（99.999%）做為氣體源），其中PtMeCpMe₃源溫選擇80℃，脈沖時間為0.2秒，CoCp(CO)₂源溫選擇58℃，脈沖時間為0.5秒，載氣為高純氮（99.999%）且同時作為清洗氣，清洗時間均為4秒；H₂/N₂（或O₂）等離子體的載氣為高純氬（99.999%），其脈沖時間為24秒，高純氮作為清洗氣的清洗時間為6秒。其中Co:Pt的循環(huán)比為4:5，循環(huán)次數為140循環(huán)；CoPt_x磁性納米晶層的納米晶顆粒平均直徑為10nm，面密度為2.0×10¹²/cm²，化學式CoPt_x中x取值在0.4；

（3）其次生長氧化鋁薄膜構成氧化物薄膜阻變層2，原子層沉積工藝條件為：生長溫度為250℃，以三甲基鋁以及二次去離子水分別作為Al源和氧源，各路源的脈沖時間均為0.1秒，載氣為高純氮（99.999%）且同時作為清洗氣，清洗時間均為4秒。三甲基鋁和H₂O源溫皆為室溫。本實施例中Al₂O₃薄膜厚度為10nm；

（4）將Pt以直流濺射的方法形成上電極1，其厚度為200nm，即獲得完整的多功能電磁存儲器件結構；

（5）在還原氣（H₂/Ar）的氛圍下，用快速熱處理退火爐550℃快速退火20s。

實施例9

本發(fā)明除步驟（2）中Co:Pt的循環(huán)比為1:3，循環(huán)次數為50循環(huán)；CoPt_x磁性納米晶層的納米晶顆粒平均直徑為3nm，面密度為0.5×10¹²/cm²，化學式CoPt_x中x取值在1.2外，其他的實施步驟與實施例1相同。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進，這些改進也應視為本發(fā)明的保護范圍。