一種磁性隨機存儲器、磁性邏輯器件和自旋微波振蕩器的制作方法

文檔序號：6930726閱讀：219來源：國知局

專利名稱：一種磁性隨機存儲器、磁性邏輯器件和自旋微波振蕩器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及磁性隨機存取存儲器、磁性邏輯器件以及自旋微波振蕩器領域，尤其涉及基于Rashba效應的磁性隨機存取存儲器、磁性邏輯器件和自旋微波振蕩器。
背景技術：
眾所周知，巨磁電阻效應(Giant Magneto Resistance, GMR)和隧穿磁電阻效應 (Tunneling Magneto Resistance, TMR)已被廣泛地應用到磁電阻型傳感器、磁記錄讀出磁頭等領域，而其中一個重要的應用就是磁性隨機存取存儲器(Magnetic Random Access Memory, MRAM)。典型的MRAM核心部分結構由四部分構成位線(Bit Line)、寫字線(Word Line)，讀字線(Read Line)和存儲單元。位線和寫字線，讀字線分別位于存儲單元的上方和下方，呈縱橫交叉排列，存儲單元則位于位線和字線的交叉處。MRAM讀寫過程由字線和位線電流共同作用而完成。現(xiàn)存的磁性隨機存取存儲器主要基于兩種效應，一是通過磁場來翻轉磁矩，從而實現(xiàn)磁性存儲單元高低阻態(tài)的變化，實現(xiàn)存儲比特"0"， "1"的讀寫；二是通過自旋極化的電流產(chǎn)生的自旋轉移力矩來翻轉磁矩，進而實現(xiàn)存儲單元高低阻態(tài)的變化。但是后者要想實現(xiàn)電流直接翻轉磁矩，需要高達lX1012A/m2的寫入電流密度，盡管人們通過采用環(huán)形的存儲單元設計(參見專利申請CN1901088)已經(jīng)降低了該寫入電流密度，即達到1X101QA/ m、但該量級仍然很大，對于將來低功耗、小功率器件的應用開發(fā)很不利；并且當高電流密度的寫入電流電流密度流經(jīng)器件時，對器件結構容易在高電流密度下受到破壞，影響器件在反復讀寫下的使用壽命也有很大影響。類似地，在現(xiàn)有自旋微波振蕩器中(參見專利申請200810222965)，要實現(xiàn)磁矩進動所需的觸發(fā)電流通常也很大，這也會使器件的應用受到限制。進而，類似的磁性邏輯器件(參見專利申請PCT/CN2007/001174)也受到高電流密度邏輯輸入的影響，從而限制其應用范圍。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個目的在于提供一種寫入電流密度更低的磁性隨機存取存儲器單元及磁性隨機存取存儲器。本發(fā)明的另一個目的在于提供一種讀寫分離磁性器件結構和操作方法，徹底解決了電流密度對磁性隨機存取存儲器工作壽命的影響。本發(fā)明的目的還在于提供一種觸發(fā)電流更低的自旋微波振蕩器和一種基于 Rashba效應的磁性邏輯器件。本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種磁性隨機存取存儲器單元，包括磁性多層膜存儲單元和寫位線，其特征在于，所述磁性多層膜存儲單元自下而上依次包括襯底、非磁性層、核心功能層區(qū)和覆蓋層；所述核心功能層區(qū)自下而上依次包括下磁性層、中間層和上磁性層；所述寫位線與所述非磁性層相連，以使寫電流橫向流經(jīng)所述非磁性層并反轉所述下
6磁性層的磁矩，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入。上述技術方案中，所述核心功能層區(qū)采用釘扎結構或無釘扎結構；所述釘扎結構中，所述下磁性層為鐵磁層，上磁性層自下而上包括被釘扎鐵磁層和反鐵磁釘扎層；所述無釘扎結構中，所述下磁性層為軟鐵磁層，上磁性層為硬鐵磁層。所述軟、硬鐵磁性材料層具有相對性，可比較其磁性強弱來定義。軟鐵磁性層為磁性較弱的層。在選取同種材料的時候，磁性的相對強弱還和層的形狀、厚度有關。上述技術方案中，所述磁性隨機存取存儲器單元還包括讀位線，所述寫位線位于所述讀位線的上層，或者與所述讀位線位于同一層，所述寫位線通過金屬接觸與所述非磁性層相連。上述技術方案中，所述非磁性層選用金屬材料，厚度為0. 6 100nm ; 所述下磁性層選用能夠在表面產(chǎn)生空間反演不對稱性的鐵磁性材料，厚度為
0. 6 100nm ; 所述中間層選用金屬或非金屬材料，厚度為0. 6 6nm ; 所述非磁性層所選材料的自旋軌道耦合能量強于所述中間層所選材料的自旋軌道耦合能量。上述技術方案中，所述下磁性層所選材料的自旋軌道耦合能量是所述非磁性層所選材料的自旋軌道耦合能量的1% 95%。上述技術方案中，非磁性層所選材料的自旋軌道耦合能量超過所述中間層所選材料的自旋軌道耦合能量的120%。上述技術方案中，所述鐵磁層為過渡金屬或其化合物、鐵磁性稀土材料或其化合物、磁性半導體或磁性金屬氧化物；所述鐵磁層材料采用具有面內(nèi)各向異性的材料，或者采用具有垂直各向異性的材料。上述技術方案中，所述非磁性層為Pt、Ta、Au、Ag、Ru、Pd、Rh、Mo或Zr。上述技術方案中，所述磁性多層膜存儲單元的橫截面為矩形、橢圓形、矩形環(huán)或橢
圓環(huán)，其中，所述矩形的寬度在10 100000nm之間，寬度與長度的比值為1 : 1 1 : 5;
所述橢圓形的短軸在10 100000nm之間，短軸與長軸的比值為1 : 1 1 : 5;
所述矩形環(huán)內(nèi)環(huán)的寬度在10 100000nm之間，環(huán)寬在10 100000nm之間，內(nèi)環(huán)
的寬度與長度的比值為i:i i:5;所述橢圓環(huán)內(nèi)環(huán)的短軸在10 100000nm之間，環(huán)寬在10 100000nm之間，內(nèi)環(huán)
的短軸與長軸的比值為i : i i : 5。上述技術方案中，所述磁性多層膜存儲單元可為U型結構，當所述核心功能層區(qū)
采用釘扎結構時，所述中間層、被釘扎鐵磁層、反鐵磁釘扎層和覆蓋層為所述u型結構的上
部，所述襯底、非磁性層和鐵磁層為所述U型結構的下部；當所述核心功能層區(qū)采用無釘扎
結構時，所述中間層、硬鐵磁層、覆蓋層為所述u型結構的上部，所述襯底、非磁性層和軟鐵磁層為所述u型結構的下部。上述技術方案中，所述U型結構的磁性多層膜存儲單元上部的一端通過金屬接觸孔與寫位線相連，另一端通過金屬接觸孔與過渡金屬層相連。上述技術方案中，所述磁性多層膜存儲單元的下部的橫截面為矩形，所述矩形的寬度在10 100000nm之間，寬度與長度的比值為1 : 1 1 : 5。上述技術方案中，所述的磁性多層膜存儲單元為倒T型結構；當所述核心功能層區(qū)采用釘扎結構時，所述中間層、被釘扎鐵磁層、反鐵磁釘扎層和覆蓋層為所述T型結構的上部，所述襯底、非磁性層和鐵磁層為所述T型結構的下部；當所述核心功能層區(qū)采用無釘扎結構時，所述中間層、硬鐵磁層、覆蓋層為所述T型結構的上部，所述襯底、非磁性層和軟鐵磁層為所述T型結構的下部。上述技術方案中，所述的倒T型結構的磁性多層膜單元的底部非磁性金屬層的一端通過金屬層、金屬接觸孔和寫位線相連，另一端通過金屬接觸孔和過渡金屬層相連；所述的倒T型結構的磁性多層膜的覆蓋層和所述讀位線相連。上述技術方案中，所述的磁性多層膜存儲單元的非磁性層橫截面為矩形，所述矩形的寬度在10 100000nm之間，寬度和長度的比值為1 : 1 1 : 30;核心功能層區(qū)和覆蓋層的橫截面為矩形、橢圓形、矩形環(huán)或橢圓環(huán)，其中，所述矩形的寬度在10 100000nm之間，寬度與長度的比值為1 : 1 1 : 5;
所述橢圓形的短軸在10 100000nm之間，短軸與長軸的比值為1 : 1 1 : 5;
所述矩形環(huán)內(nèi)環(huán)的寬度在10 100000nm之間，環(huán)寬在10 100000nm之間，內(nèi)環(huán)
的寬度與長度的比值為i:i i:5;所述橢圓環(huán)內(nèi)環(huán)的短軸在10 100000nm之間，環(huán)寬在10 100000nm之間，內(nèi)環(huán)
的短軸與長軸的比值為i : i i : 5。在上述技術方案中，所述磁性多層膜存儲單元的水平俯視圖案可具有鏤空狀或無
鏤空狀的幾何結構。該結構為對所述磁性多層膜存儲單元采用光刻加工后的結果。根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種磁性隨機存取存儲器，其特征在于，所述磁性隨機存取存儲器包括以上所述的磁性隨機存取存儲器單元。根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供一種磁性隨機存取存儲器單元的寫入方法，其特
征在于，所述寫入通過對所述磁性多層膜存儲單元單獨施加橫向電流來實現(xiàn)；或通過對所
述磁性多層膜存儲單元同時施加橫向電流和縱向(垂直方向)電流來實現(xiàn)。上述技術方案中，通過單獨施加橫向電流來實現(xiàn)寫入時，所述橫向電流大于臨界
值Ic2 ;通過同時施加橫向電流和縱向電流來實現(xiàn)寫入時，所述橫向電流低于臨界值Iq，其
中Ic2 = jc2X磁性多層膜存儲單元的面積，jc2 = IX 106 IX 10"A/m2 ;所述橫向電流是
直流電流，所述縱向電流是直流或交流電流。根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供一種自旋微波振蕩器，包括磁性多層膜和直流輸入，其特征在于，所述磁性多層膜自下而上包括襯底、底層緩沖層、非磁性層、核心功能層區(qū)和覆蓋層；所述核心功能層區(qū)自下而上包括下磁性層、中間層和上磁性層；所述直流輸入提供的直流電流橫向流經(jīng)所述磁性多層膜的非磁性層，以使所述下磁性層的磁矩產(chǎn)生進動，并使所述磁性多層膜垂直的電阻產(chǎn)生變化；所述核心功能層區(qū)采用釘扎結構或無釘扎結構；所述釘扎結構中，所述下磁性層為鐵磁層，上磁性層自下而上包括被釘扎鐵磁層和反鐵磁釘扎層；所述無釘扎結構中，所述下磁性層為軟鐵磁層，上磁性層為硬鐵磁層。上述技術方案中，所述非磁性層選用金屬材料，厚度為0. 6 100nm ;
所述下磁性層選用能夠在表面產(chǎn)生空間反演結構不對稱性的鐵磁性材料，厚度為 0. 6 lOOnm ; 所述中間層選用非磁性金屬或非金屬絕緣材料，厚度為0. 6 6nm ; 所述非磁性層所選材料的自旋軌道耦合強于所述中間層所選材料的自旋軌道耦合。上述技術方案中，還包括外加磁場，該外加磁場的方向與所述直流電流同向，大小不能超過所述下磁性層的矯頑力。上述技術方案中，所述磁性多層膜存儲單元的橫截面為矩形、橢圓形、矩形環(huán)或橢圓環(huán)，其中，所述矩形的寬度在10 100000nm之間，寬度與長度的比值為1 : 1 1 : 5;
所述橢圓形的短軸在10 100000nm之間，短軸與長軸的比值為1 : 1 1 : 5;
所述矩形環(huán)內(nèi)環(huán)的寬度在10 100000nm之間，環(huán)寬在10 100000nm之間，內(nèi)環(huán)
的寬度與長度的比值為i:i i:5;所述橢圓環(huán)內(nèi)環(huán)的短軸在10 100000nm之間，環(huán)寬在10 100000nm之間，內(nèi)環(huán)
的短軸與長軸的比值為i : i i : 5。上述技術方案中，所述直流輸入向所述磁性多層膜上橫向施加直流電流，以使所
述鐵磁層的磁矩在該電流的作用下產(chǎn)生進動，從而引起所述磁性多層膜垂直的電阻產(chǎn)生變化。上述技術方案中，所述直流電流小于臨界電流I(^其中Ic2 = jc2X磁性多層膜的面積，jc2 = 1 X 106 1 X 10"A/m2。根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供一種可編程的磁性邏輯器件，包括磁性多層膜、邏輯輸入、邏輯輸出和邏輯重置；所述磁性多層膜自下而上包括襯底、底層緩沖層、非磁性層、核心功能層區(qū)和覆蓋層；所述核心功能層區(qū)自下而上包括下磁性層、中間層和上磁性層；所述核心功能層區(qū)采用無釘扎結構；所述無釘扎結構中，所述下磁性層為軟鐵磁層，上磁性層為硬鐵磁層；所述的邏輯輸入至少有兩個，各邏輯輸入的電流大小均相等，橫向流經(jīng)磁性多層膜單元底部非磁性層；通過改變各邏輯輸入的電流方向，來實現(xiàn)磁性多層膜垂直電阻的變化，實現(xiàn)邏輯功能。邏輯重置與磁性多層膜的覆蓋層相連，電流橫向流經(jīng)覆蓋層，用于調(diào)節(jié)磁性多層膜的磁化狀態(tài)。上述技術方案中，所述可編程的磁性邏輯器件還包括外圍控制電路，所述邏輯重置與磁性多層膜結構中的覆蓋層相接，即對覆蓋層通入平行與膜面的
電流；所述邏輯輸出結構為測量磁性多層膜結構垂直輸運方向上電阻所需的金屬引線和外
圍電路；所述邏輯輸入結構與磁性多層膜結構中的非磁性層相接，即對非磁性層通入平行
與膜面的電流。上述技術方案中，所述非磁性層和覆蓋層都采用自旋軌道耦合強的金屬，厚度在 0.6 100nm之間(注可編程的磁性邏輯器件的磁性多層膜結構和所述磁性隨機存儲器中的無釘扎型磁性多層膜結構基本相同，不同之處主要在于上述覆蓋層需選用自旋軌道
9耦合強的金屬，厚度為0. 6 100nm)。所述非磁性層和覆蓋層所選材料的自旋軌道耦合均強于所述中間層所選材料的自旋軌道耦合。根據(jù)本發(fā)明的再一個方面，提供一種可編程的磁性邏輯器件的操作方法，其特征
在于，各邏輯輸入的電流大小均相等并且均小于臨界電流I(^，各邏輯輸入的電流的和大于
臨界電流Ic2，其中Ic2 = jc2X磁性多層膜的面積，jc2 = IX 106 lX10"A/m2。上述技術方案中，所述邏輯輸入向所述磁性多層膜上橫向施加邏輯信號，當邏輯
輸入信號的強度足夠使所述軟鐵磁層的磁矩在該電流的作用下產(chǎn)生進動時，所述磁性多層
膜垂直輸運方向上的電阻產(chǎn)生才會變化；對所述邏輯重置施加一適當信號時，可使所述磁
性多層膜硬磁層的磁性狀態(tài)發(fā)生變化，從而完成邏輯器件狀態(tài)的重置；所述邏輯輸出為測
量磁性多層膜垂直輸運方向上電阻的變化，以判斷邏輯運算值。在此，需根據(jù)所要完成的邏
輯運算功能定義磁性多層膜的高、低電阻態(tài)為相應的邏輯真、或邏輯假。和現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的磁性隨機存取存儲器的寫入電流密度更低，磁化反轉
的臨界電流密度大約為106 10"A/m2，因此對于將來器件的低能耗，小功率的要求很有利；
其讀寫分離的結構，有助于保護磁性多層膜在反復操作中不易被高電流密度損壞。另外，
和現(xiàn)有的微波振蕩器相比，本發(fā)明的自旋微波振蕩器驅動電流更小，輸出頻率高，而且體積
小，易于集成；和現(xiàn)有的可編程磁性多層膜相比，本發(fā)明的器件驅動電流更小，體積小，易于集成。

以下，結合附圖來詳細說明本發(fā)明的實施例，其中圖1A是本發(fā)明的磁性多層膜存儲單元的具有Rashba效應的核心層的示意圖；
圖1B是本發(fā)明的磁性多層膜存儲單元的具有Rashba效應的核心層的立體示意圖；圖1C是本發(fā)明的磁性多層膜存儲單元的示意圖；
圖1D是本發(fā)明的Rashba效應的物理原理示意圖；圖2A是本發(fā)明一個實施例的基于Rashba效應的磁性隨機存取存儲器單元(MRAM 單元)的結構示意圖；圖2B是對應于圖2A的基于Rashba效應的磁性隨機存取存儲器單元(MRAM單元) 的剖面圖；圖3A是本發(fā)明另一個實施例的基于Rashba效應的磁性隨機存儲器單元(MRAM單元)的結構示意圖；圖3B是對應于圖3A的基于Rashba效應的磁性隨機存儲器單元(MRAM單元)的結構示意圖及剖面圖；圖3C是對應于圖3A的基于Rashba效應的磁性多層膜存儲單元的立體結構示意圖；圖4A是本發(fā)明的又一個實施例的基于Rashba效應的磁性隨機存取存儲器單元 (MRAM單元)的結構示意圖；圖4B是對應于圖4A的基于Rashba效應的磁性隨機存取存儲器單元(MRAM單元) 的剖面圖，該剖面圖剖面線位于讀位線處；
圖4C是對應于圖4A的基于Rashba效應的磁性隨機存取存儲器單元(MRAM單元) 的剖面圖，該剖面圖剖面線位于寫位線處；(圖4B和圖4C中6b為Pt等的高自旋軌道耦合材料，4c為Al、 Cu等或合金，6a為氧化填充物，5為金屬) 圖4D是對應于圖4A的俯視圖，其中虛線部分表示遮擋部分的結合透視關系；
圖5A是本發(fā)明的再一個實施例中的基于Rashba效應的磁性隨機存取存儲器單元 (MRAM單元)的結構示意圖；圖5B是對應于圖5A的基于Rashba效應的磁性隨機存取存儲器單元(MRAM單元) 的剖面圖(其中6b為Pt等的高自旋軌道耦合材料，4c為Al、 Cu等或合金，6a為氧化填充物，5為金屬)；圖6A是本發(fā)明一個實施例中的基于Rashba效應的自旋微波振蕩器的示意圖；
圖6B是本發(fā)明另一個實施例中的基于Rashba效應的自旋微波振蕩器的示意圖；
圖7A為本發(fā)明實施例的基于Rashba效應的可編程磁邏輯器件的示意圖；
圖7B為對應于圖7A的基于Rashba效應的可編程磁邏輯器件的真值表示意圖。
具體實施例方式
圖1C是本發(fā)明的磁性多層膜存儲單元的示意圖，該磁性多層膜存儲單元至下而上依次為襯底(未畫出)、非磁性層1、鐵磁層2、中間層3、被釘扎鐵磁層4，反鐵磁釘扎層 5、覆蓋層6。在本發(fā)明的磁性隨機存取存儲器的磁性多層膜存儲單元中，非磁性層、磁性層和中間層這三層被稱為磁性多層膜存儲單元的"核心層"，因為該核心層具有Rashba效應。所謂Rashba效應一般是在半導體的低維結構中，由人工控制來破壞其空間反射不變性(如生長不對稱的量子阱或不對稱摻雜)，也可由動態(tài)地改變這種結構的對稱性(如加偏壓) 來破壞空間反射不變性。這種由宏觀結構的不對稱性導致的自旋劈裂稱為SIA(structure inversion asymmetry)劈裂，又稱為Rashba劈裂，所對應的自旋軌道耦合就是Rashba自旋軌道耦合，簡稱為Rashba效應。也就是說只要兩種材料的自旋軌道耦合強度不一樣，此時在兩種材料相接觸的界面就會由于空間反演不對稱性產(chǎn)生Rashba自旋軌道耦合。這種強的耦合作用會產(chǎn)生出一個自旋轉移力矩，當所加的電流大于某一電流臨界值時，鐵磁層發(fā) 生轉動；當所加的電流小于某一電流臨界值時，鐵磁層的磁矩類似自旋轉移力矩效應，產(chǎn)生一進動。一般來說，在具有Rashba效應的核心層中，所述非磁性層所選材料的自旋軌道耦合能量強于所述中間層所選材料的自旋軌道耦合能量。所述下磁性層所選材料的自旋軌道耦合能量是所述非磁性層所選材料的自旋軌道耦合能量的1% 95%。非磁性層所選材料的自旋軌道耦合能量超過所述中間層所選材料的自旋軌道耦合能量的120% 。
圖1A為本發(fā)明的磁性多層膜存儲單元的具有Rashba效應的核心層的示意圖，該核心層自下而上依次為非磁性層，鐵磁層(FM)和中間層，電流I的方向從紙面向外，磁場M 的方向與電流I相垂直，圖IB示意出從右側觀察到的圖IA的立體圖。當電流橫向通過非磁性層時，由于電流的作用，非磁性層和鐵磁層在界面處會產(chǎn)生很強的自旋軌道耦合作用，而中間層和鐵磁層之間的耦合作用比較弱。因而，當該電流大于某臨界值時，鐵磁層的磁化方向就會在橫向電流的作用下，發(fā)生轉動，從而與電流方向平行。進一步地，如果改變電流流向，例如將圖IB中的電流方向改為從左至右，鐵磁層磁化方向則隨之反轉到相反的方向。
圖ID是本發(fā)明的具有Rashba效應作用的物理原理示意圖。通過產(chǎn)生的自旋轉移力矩(spin torque)實現(xiàn)磁矩的反轉。
[實施例1]: 圖2B是本發(fā)明實施例1的采用上述具有Rashba效應的磁性多層膜存儲單元的磁性隨機存取存儲器單元(MRAM單元)的剖面圖。從圖中可以看出，整個MRAM單元包括層la、 lb、lc、ld、le、If 、lg，這些層中的非功能區(qū)域由絕緣掩埋介質(zhì)如Si02等掩埋，其中金屬布線層有三層，即讀位線BL14c所在層ld、寫位線BL24d所在層If和地線GND 4a與過渡金屬層 TM 4b所在層lb。其中，兩條位線BL14c、BL24d分別布置在磁性多層膜存儲單元ML 6的上方，相互之間通過絕緣層le隔開，并且二者與字線2相互垂直。磁性多層膜存儲單元ML6 布置在讀位線BL14c的下方以及過渡金屬層TM 4b的側上方，其頂部與讀位線BL14c直接相連。寫位線BL24d通過金屬接觸孔5和磁性多層膜存儲單元TM6底部的非磁性層相連，該非磁性層通過過渡金屬層TM 4b、接觸孔3b與晶體管的漏極0b相連，地線GND 4a通過接觸孔3a和晶體管的源極0a相連。所述字線2是所述晶體管0的柵極0c。該MRAM單元簡化后的結構示意圖可參看圖2A。該具有Rashba效應的磁性多層膜存儲單元ML 6是通過在lmm厚的Si/Si02襯底上依次沉積非磁性層Pt (1 5nm)，鐵磁層CoFe (3 5nm)，接著依次生長中間層A1203 (lnm) 或Cu (2 3nm)，被釘扎鐵磁層CoFe (2 5nm)，反鐵磁釘扎層IrMn (10nm)，覆蓋層Ta (5nm) 而獲得的，該磁性多層膜存儲單元6的橫截面為橢圓形，其短軸為10nm，短軸與長軸的比值為1 : 2。在MRAM的尋址讀出操作中，首先由被選擇的字線WL 2給出一個適當?shù)碾娖绞?晶體管TR 0工作于導通狀態(tài)，然后由被選擇的讀位線BL14c相應地導出一個讀出電流，該讀出電流小于臨界電流IcJIq = jClX磁性多層膜存儲單元的面積，jCl = 1X102 1 X 104A/m2)，經(jīng)由磁性多層膜存儲單元ML 6、過渡金屬層TM 4b、接觸孔3b、晶體管TR 0的漏極Ob、晶體管TR 0的源極Oa、接觸孔3a而到達地線GND 4a，從而獲得磁性多層膜存儲單元ML 6比特層當前的磁化狀態(tài)，即MRAM單元中存儲的數(shù)據(jù)。在MRAM的尋址寫入操作中，首先由被選擇的字線WL 2給出一個適當?shù)碾娖绞咕?體管TR 0工作于導通狀態(tài)，然后由被選擇的寫位線BL24d導出一個大于某一臨界電流Ic2 的電流(Ic2 = jc2X磁性多層膜存儲單元的面積，jc2 = IX 106 IX 10"A/m2)，電流依次通過金屬接觸孔5，并橫向流過磁性多層膜存儲單元ML 6的非磁性層Pt，鐵磁層CoFe的磁矩方向與所通過的電流方向垂直，此時，由于非磁性層Pt和鐵磁層CoFe界面處強的自旋軌道耦合作用，也即Rashba效應的作用，CoFe層的磁矩會在電流的作用下發(fā)生轉動，這樣電流接著通過過渡金屬層TM 4b、接觸孔3b、晶體管TR 0的漏極Ob、晶體管TR 0的源極Oa、接觸孔3a而到達地線GND 4a，通過改變施加在寫位線BL24d上的電流方向，就可以實現(xiàn)磁性多層膜存儲單元ML 6中上下鐵磁層(即鐵磁層和被釘扎鐵磁層)中磁矩的平行和反平行，即實現(xiàn)其高低阻態(tài)的變化，這樣就完成了對MRAM存儲單元數(shù)據(jù)的寫入。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，在本發(fā)明的磁性隨機存取存儲器中，寫位線BL24d通過金屬接觸孔5與所述磁性多層膜存儲單元ML 6的非磁性層相連，然而這僅作為一個示意性的舉例，其他能夠使寫電流橫向流經(jīng)非磁性層，并反轉鐵磁層磁矩，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入的
連接方式均可以在此使用，例如以下將在實施例4至6中所描述的MRAM單元。
[實施例2]:
12
按照與實施例1相同的方法制作MRAM單元，所不同的是其中的磁性多層膜存儲單元。該磁性多層膜存儲單元為在Si/Si02襯底上依次生長非磁性層Pt(l 5nm)，鐵磁層 LaSrMnOx (3 5nm)，接著生長中間層CaMnO (1 2nm)，被釘扎鐵磁層CoFe (2 5nm)，反鐵磁釘扎層IrMn(10nm)，覆蓋層Ta(5nm);該磁性多層膜存儲單元的橫截面為矩形環(huán)，該矩形環(huán)內(nèi)環(huán)寬度為50000nm，環(huán)寬為1000nm，內(nèi)環(huán)的寬度與長度的比值為1 : 5。
[實施例3]: 按照與實施例1相同的方法制作MRAM單元，所不同的是其中的磁性多層膜存儲單元。該磁性多層膜存儲單元為首先在Si/Si02襯底上依次生長非磁性層Pt(l 5nm)，鐵磁層GaMnAs (3 5nm)，接著生長中間層CaAs (1 2nm)，被釘扎鐵磁層CoFe (2 5nm)，反鐵磁釘扎層IrMn(10nm)，覆蓋層Ta (5nm)，該磁性多層膜存儲單元的橫截面為圓形，其直徑為10000nm。
[實施例4]: 圖3B是本發(fā)明的實施例4的磁性隨機存取存儲器單元(MRAM單元)的剖面圖。該 MRAM單元包括一個U型磁性多層膜存儲單元ML 6、晶體管TR 0、過渡金屬層TM 4b、接觸孔 3a、3b、金屬接觸孔5a、5b和一組布線，即位線BL 4c，字線WL 2以及地線GND 4a。整個MRAM 單元包括層la、 lb、 lc、 ld、 le、 lf ，這些層中的非功能區(qū)域由絕緣掩埋介質(zhì)如Si02等所掩埋，其中金屬布線層僅有兩層，即位線BL 4c所在層le和地線GND 4a與過渡金屬層TM 4b所在層lb。如圖3C所示，U型磁性多層膜存儲單元ML 6的上部自下而上依次為中間層、被釘扎鐵磁層、反鐵磁釘扎層和覆蓋層，下部自下而上依次為襯底、非磁性層和鐵磁層。這里的上部是指U型結構的兩個豎直部分，下部是指U型結構的水平部分。磁性多層膜存儲單元ML 6布置在位線BL 4c的下方以及過渡金屬層TM 4b的側上方，并且U型存儲單元ML 6的一端與位線BL 4c通過金屬接觸孔5a相連，另一端通過金屬接觸孔5b、過渡金屬層TM 4b和接觸孔3b與晶體管的漏極0b相連，地線4a通過接觸孔3a和晶體管的源極0a相連。該MRAM單元簡化后的結構示意圖可參看圖2A。 U型磁性多層膜存儲單元6是通過在Si/Si02襯底上依次生長非磁性層Pt (1 5nm)，鐵磁層CoFe(3 5nm)，接著在兩側依次生長中間層Al203(lnm)或Cu(2 3nm)，被釘扎的鐵磁層CoFe (3. 5nm)，反鐵磁釘扎層IrMn (10nm)，覆蓋層Ta (5nm)而獲得的。所述磁性多層膜存儲單元6下部的橫截面為矩形，矩形的寬度可以在10 100000nm之間，例如 8000nm，寬度與長度的比值為1 : 1 1 : 5，例如1 : 2。在MRAM的尋址讀出操作中，首先由被選擇的字線WL 2給出一個適當?shù)碾娖绞咕?體管TR O工作于導通狀態(tài)，然后由被選擇的位線BL 4c相應地導出一個小的讀出電流，該電流小于一個臨界電流IcJIq = jClX磁性多層膜存儲單元的面積，jCl = 1X102 1 X 104A/m2)，則讀出電流由位線BL 4c經(jīng)由金屬接觸孔5a、磁性多層膜存儲單元ML 6 (電流流向如圖3C所示)、金屬接觸孔5b、過渡金屬層TM 4b、接觸孔3b、晶體管TR 0的漏極0b、晶體管TR 0的源極Oa、接觸孔3a而到達地線GND 4a，從而獲得磁性多層膜存儲單元ML 6 比特層當前的磁化狀態(tài)，即MRAM單元中存儲的數(shù)據(jù)。在MRAM的尋址寫入操作中，首先由被選擇的字線WL 2給出一個適當?shù)碾娖绞咕?體管TR O工作于導通狀態(tài)，然后由被選擇的位線BL 4c導出一個大于某一臨界電流值Ic2 的電流(Ic2 = jc2X磁性多層膜存儲單元的面積，jc2 = IX 106 IX 10"A/m2)，電流通過金屬接觸孔5a到達U型磁性多層膜存儲單元ML 6，當其橫向流經(jīng)磁性多層膜存儲單元ML 6的非磁性層時，鐵磁層CoFe的磁矩方向與所通過的電流方向垂直，由于Pt和CoFe鐵磁層界面處強的自旋軌道耦合作用，也即Rashba效應的作用，CoFe層的磁矩會在電流的作用發(fā) 生轉動，這樣電流接著通過金屬接觸孔5b、過渡金屬層TM 4b、接觸孔3b、晶體管TR 0的漏極0b、晶體管TR 0的源極0a、接觸孔3a而到達地線GND 4a，通過改變施加在位線BL 4c上的電流方向，就可以實現(xiàn)具有Rashba效應磁性多層膜存儲單元ML 6中上下鐵磁層中磁矩的平行和反平行，即實現(xiàn)其高低阻態(tài)的變化，這樣就完成了對MRAM存儲單元數(shù)據(jù)的寫入。
由此可以看出，上述采用U型磁性多層膜存儲單元的磁性隨機存取存儲器同樣可以使寫電流橫向流經(jīng)所述非磁性層并反轉所述鐵磁層的磁矩，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入。讀電流和寫電流共用一條位線4c，因此該位線4c既充當了寫位線，也充當了讀位線，使工藝更加簡化。[實施例5]: 按照與實施例4相同的方法制作MRAM單元，所不同的是其中的磁性多層膜存儲單元。該磁性多層膜存儲單元為在Si/Si02襯底上依次生長非磁性層Pt(l 5nm)，鐵磁層 LaSrMnOx (3 5nm)，中間層CaMnO (1 2nm)，被釘扎鐵磁層CoFe (2 5nm)，反鐵磁釘扎層 IrMn(10nm)，覆蓋層Ta(5nm)。該磁性多層膜存儲單元下部的橫截面為矩形，矩形的寬度為 10nm，寬度與長度的比值為1 : 5。
[實施例6]: 按照與實施例4相同的方法制作MRAM單元，所不同的是其中的磁性多層膜存儲單元。該磁性多層膜存儲單元為在Si/Si02襯底上依次生長非磁性層Pt (1 5nm)，鐵磁層GaMnAs (3 5nm)，中間層GaAs (1 2nm)，被釘扎鐵磁層CoFe (2 5nm)，反鐵磁釘扎層IrMn(10nm)，覆蓋層Ta(5nm)。該磁性多層膜存儲單元下部的橫截面為正方形，邊長為 10000nm。[實施例7]: 圖4B和4C是本發(fā)明的實施例7的磁性隨機存取存儲器單元(MRAM單元)分別對應于讀位線和寫位線的縱剖面圖，圖4D是該實施例的俯視圖。該MRAM單元包括一個磁性多層膜存儲單元ML 6、晶體管TR 0、過渡金屬層TM 4b、接觸孔3a、3b、金屬接觸孔5、7和一組布線，即讀位線BL14d和寫位線BL24e，它們位于同一個金屬層ld中，字線WL 2以及地線 GND4a。整個MRAM單元包括層la、lb、lc、ld、le，這些層中的非功能區(qū)域由絕緣掩埋介質(zhì)如 Si(^等所掩埋，其中金屬布線層僅有兩層，即位線BL(4c)所在層ld和地線GND 4a與過渡金屬層TM 4b所在層lb。如圖4B和4C所示，磁性多層膜存儲單元ML 6分成兩部分，自下而上依次為自旋軌道耦合強的非磁性層6b、鐵磁層、中間層、被釘扎鐵磁層、反鐵磁釘扎層和覆蓋層。磁性多層膜存儲單元ML 6布置在位線BL14d和BL24e的下方以及過渡金屬層TM 4b的上方，其中磁性多層膜的頂部和讀位線BL14d相連、寫位線BL24e通過金屬接觸 7、金屬層4c與磁性多層膜的底部非磁性層4c相連，然后金屬接觸孔5、過渡金屬層TM 4b 和接觸孔3b與晶體管的漏極0b相連，地線4a通過接觸孔3a和晶體管的源極0a相連。該 MRAM單元簡化后的結構示意圖可參看圖4A。磁性多層膜存儲單元是通過在Si/Si02襯底上依次生長非磁性層Pt (1 5nm)，然后在兩側生長金屬接觸層Al或Cu (20 100nm)，接著生長鐵磁層CoFe (3 5nm)，中間層A1203 (lnm)或Cu (2 3nm)，被釘扎的鐵磁層CoFe (3. 5nm)，反鐵磁釘扎層IrMn (10nm)，覆蓋層Ta(5nm)而獲得的。所述磁性多層膜存儲單元下部的橫截面為矩形，矩形的寬度可以在 10 100000nm之間，例如8000nm，寬度與長度的比值為1 : 1 1 : 5，例如1 : 2。
在MRAM的尋址讀出操作中，首先由被選擇的字線WL 2給出一個適當?shù)碾娖绞咕?體管TR 0工作于導通狀態(tài)，然后由被選擇的讀位線BL14d相應地導出一個小的讀出電流，該電流小于一個臨界電流IcJIq = jClX磁性多層膜存儲單元的面積，jCl = 1X102 1 X 104A/m2)，則讀出電流由讀位線BL1 4d經(jīng)由磁性多層膜存儲單元ML 6、磁性多層膜底部自旋軌道耦合強的非金屬層6b、金屬接觸孔5、過渡金屬層TM 4b、接觸孔3b、晶體管TR 0 的漏極Ob、晶體管TR 0的源極Oa、接觸孔3a而到達地線GND 4a，從而獲得磁性多層膜存儲單元ML 6比特層當前的磁化狀態(tài)，即MRAM單元中存儲的數(shù)據(jù)。在MRAM的尋址寫入操作中，首先由被選擇的字線WL 2給出一個適當?shù)碾娖绞咕?體管TR 0工作于導通狀態(tài)，然后由被選擇的寫位線BL24e導出一個大于某一臨界電流值 Ic2的電流(Ic2 = jc2X磁性多層膜存儲單元的面積，jc2 = 1 X 106 1 X 10"A/m2)，電流通過金屬接觸7、金屬層4c到達磁性多層膜存儲單元的底部非磁性金屬層6b的一端，橫向流經(jīng)此非磁性層時，鐵磁層CoFe的磁矩方向與所通過的電流方向垂直，由于Pt和CoFe鐵磁層界面處強的自旋軌道耦合作用，也即Rashba效應的作用，CoFe層的磁矩會在電流的作用發(fā)生轉動，這樣電流接著通過金屬接觸孔5、過渡金屬層TM 4b、接觸孔3b、晶體管TR 0的漏極0b、晶體管TR 0的源極Oa、接觸孔3a而到達地線GND 4a，通過改變施加在寫位線BL2 4e上的電流方向，就可以實現(xiàn)具有Rashba效應磁性多層膜存儲單元ML 6中上下鐵磁層中磁矩的平行和反平行，即實現(xiàn)其高低阻態(tài)的變化，這樣就完成了對MRAM存儲單元數(shù)據(jù)的寫入。[實施例8]: 按照與實施例7相同的方法制作MRAM單元，所不同的是其中的磁性多層膜存儲單元。該磁性多層膜存儲單元為在Si/Si02襯底上依次生長非磁性層Pt(l 5nm)，鐵磁層 LaSrMnOx (3 5nm)，接著生長中間層CaMnO (1 2nm)，被釘扎鐵磁層CoFe (2 5nm)，反鐵磁釘扎層IrMn(10nm)，覆蓋層Ta(5nm);該磁性多層膜存儲單元的橫截面為矩形環(huán)，該矩形環(huán)內(nèi)環(huán)寬度為50000nm，環(huán)寬為1000nm，內(nèi)環(huán)的寬度與長度的比值為1 : 5。
[實施例9]: 按照與實施例7相同的方法制作MRAM單元，所不同的是其中的磁性多層膜存儲單元。該磁性多層膜存儲單元為在Si/Si02襯底上依次生長非磁性層Pt (1 5nm)，鐵磁層GaMnAs (3 5nm)，中間層GaAs (1 2nm)，被釘扎鐵磁層CoFe (2 5nm)，反鐵磁釘扎層IrMn(10nm)，覆蓋層Ta(5nm)。該磁性多層膜存儲單元下部的橫截面為正方形，邊長為 10000nm。[實施例10]: 圖5B是本發(fā)明的實施例10的磁性隨機存取存儲器單元(MRAM單元)的剖面圖。該MRAM單元包括一個磁性多層膜存儲單元ML 6、晶體管TR 0、過渡金屬層TM 4b、接觸孔 3a、3b、金屬接觸孔5、7和一組布線，即讀位線BLl 4d和寫位線BL2 4e，它們位于不同金屬層ld、lf中，字線WL 2以及地線GND 4a。整個MRAM單元包括層la、 lb、 lc、 ld、 le、 lf 、 lg這些層中的非功能區(qū)域由絕緣掩埋介質(zhì)如Si02等所掩埋，其中金屬布線層僅有兩層，即位線BL 4c所在層Id和地線GND 4a與過渡金屬層TM 4b所在層lb。如圖5B所示，磁性多層膜存儲單元ML 6分成兩部分，自下而上依次為自旋軌道耦合強的非磁性層6b、鐵磁層、中間層、被釘扎鐵磁層、反鐵磁釘扎層和覆蓋層。磁性多層膜存儲單元ML 6布置在位線BL1 4d 和BL2 4e的下方以及過渡金屬層TM 4b的上方，其中磁性多層膜的頂部和讀位線BL1 4d 相連、寫位線BL2 4e通過金屬接觸7、金屬層4c與磁性多層膜的底部非磁性層4c相連，然后金屬接觸孔5、過渡金屬層TM 4b和接觸孔3b與晶體管的漏極0b相連，地線4a通過接觸孔3a和晶體管的源極0a相連。該MRAM單元簡化后的結構示意圖可參看圖5A。
磁性多層膜存儲單元是通過在Si/Si02襯底上依次生長非磁性層Pt (1 5nm)，然后在兩側生長金屬接觸層Al或Cu (20 100nm)，接著生長鐵磁層CoFe (3 5nm)，中間層 A1203 (lnm)或Cu (2 3nm)，被釘扎的鐵磁層CoFe (3. 5nm)，反鐵磁釘扎層IrMn (10nm)，覆蓋層Ta(5nm)而獲得的。所述磁性多層膜存儲單元下部的橫截面為矩形，矩形的寬度可以在 10 100000nm之間，例如8000nm，寬度與長度的比值為1 : 1 1 : 5，例如1 : 2。
在MRAM的尋址讀出操作中，首先由被選擇的字線WL 2給出一個適當?shù)碾娖绞咕?體管TR 0工作于導通狀態(tài)，然后由被選擇的讀位線BL14d相應地導出一個小的讀出電流，該電流小于一個臨界電流IcJIq = jClX磁性多層膜存儲單元的面積，jCl = 1X102 1 X 104A/m2)，則讀出電流由讀位線BLl 4d經(jīng)由磁性多層膜存儲單元ML 6、磁性多層膜底部自旋軌道耦合強的非金屬層6b、金屬接觸孔5、過渡金屬層TM 4b、接觸孔3b、晶體管TR 0 的漏極Ob、晶體管TR 0的源極Oa、接觸孔3a而到達地線GND 4a，從而獲得磁性多層膜存儲單元ML 6比特層當前的磁化狀態(tài)，即MRAM單元中存儲的數(shù)據(jù)。在MRAM的尋址寫入操作中，首先由被選擇的字線WL 2給出一個適當?shù)碾娖绞咕?體管TR 0工作于導通狀態(tài)，然后由被選擇的寫位線BL24e導出一個大于某一臨界電流值 Ic2的電流(Ic2 = jc2X磁性多層膜存儲單元的面積，jc2 = 1 X 106 1 X 10"A/m2)，電流通過金屬接觸7、金屬層4c到達磁性多層膜存儲單元的底部非磁性金屬層6b的一端，橫向流經(jīng)此非磁性層時，鐵磁層CoFe的磁矩方向與所通過的電流方向垂直，由于Pt和CoFe鐵磁層界面處強的自旋軌道耦合作用，也即Rashba效應的作用，CoFe層的磁矩會在電流的作用發(fā)生轉動，這樣電流接著通過金屬接觸孔5、過渡金屬層TM 4b、接觸孔3b、晶體管TR 0 的漏極Ob、晶體管TR 0的源極Oa、接觸孔3a而到達地線GND 4a，通過改變施加在寫位線 BL24e上的電流方向，就可以實現(xiàn)具有Rashba效應磁性多層膜存儲單元ML 6中上下鐵磁層中磁矩的平行和反平行，即實現(xiàn)其高低阻態(tài)的變化，這樣就完成了對MRAM存儲單元數(shù)據(jù)的寫入。[實施例11]: 按照與實施例7相同的方法制作MRAM單元，所不同的是其中的磁性多層膜存儲單元。該磁性多層膜存儲單元為在Si/Si02襯底上依次生長非磁性層Pt(l 5nm)，鐵磁層 LaSrMnOx (3 5nm)，接著生長中間層CaMnO (1 2nm)，被釘扎鐵磁層CoFe (2 5nm)，反鐵磁釘扎層IrMn(10nm)，覆蓋層Ta(5nm);該磁性多層膜存儲單元的橫截面為矩形環(huán)，該矩形環(huán)內(nèi)環(huán)寬度為50000nm，環(huán)寬為1000nm，內(nèi)環(huán)的寬度與長度的比值為1 : 5。
[實施例12]: 按照與實施例7相同的方法制作MRAM單元，所不同的是其中的磁性多層膜存儲單元。該磁性多層膜存儲單元為在Si/Si02襯底上依次生長非磁性層Pt (1 5nm)，鐵磁層GaMnAs (3 5nm)，中間層GaAs (1 2nm)，被釘扎鐵磁層CoFe (2 5nm)，反鐵磁釘扎層IrMn(10nm)，覆蓋層Ta(5nm)。該磁性多層膜存儲單元下部的橫截面為正方形，邊長為 10000nm。對于本領域的技術人員來說應該理解，以上實施例1 9中所采用的非磁性層、鐵磁層以及中間層僅為示例性的，在本發(fā)明的其他實施例中，非磁性層可選用自旋軌道耦合強的金屬或具有金屬性質(zhì)的其它材料，鐵磁層可選用能夠在表面產(chǎn)生空間反演結構不對稱性的鐵磁性材料，包括過渡金屬或其化合物、稀土金屬或其化合物、磁性半導體或磁性金屬氧化物。鐵磁層材料可以采用具有面內(nèi)各向異性的材料，或者采用具有垂直各向異性的材料。其中，垂直各向異性的材料既可以是單層膜材料也可以是多層膜材料。中間層可選用自
旋軌道耦合弱的金屬、具有金屬性質(zhì)的其它材料、非金屬或者具有非金屬性質(zhì)的其它材料。
上述三層中，非磁性層的厚度在O. 6 100nm之間、鐵磁層的厚度在0. 6 100nm之間(無
釘扎結構中的軟鐵磁層的厚度也在0. 6 100nm之間)，中間層的厚度在0. 6 6nm之間。
進一步地，非磁性層、鐵磁層和中間層具有以下優(yōu)選地組合 (1)鐵磁層為過渡金屬或其化合物中間層Cu、Cr、Zn、Ti、Mn、V、Sc、Ta、Ru或Au等；鐵磁層:Fe、Co、Ni、CoFe、NiFe、CoNi或FeCoNi等; 非磁性層Pt、Ta、Au、Ag、Ru、Pd、Rh、Mo或Zr等； (2)鐵磁層為稀土金屬或其化合物中間層Cu、Cr、Zn、Ti、Mn、V、Sc、Ta、Ru或Au等；鐵磁層Nd2Fe14B、 Sm2 (Fe， Co) 17N3、 SmCo5、 Sm2Co17等；非磁性層Pt、Ta、Au、Ag、Ru、Pd、Rh、Mo或Zr等； (3)鐵磁層為磁性半導體中間層:AlGaAs 、 GaAs 、 InGaAs 、 Al InAs 、 GaN或CdS等;鐵磁層GaMnAs、 GaAs、 ZnMn0、 GaMnN、 GeMn、 CdMnS、 CoTi0或GaMnP等；非磁性層Pt、Ta、Au、Ag、Ru、Pd、Rh、Mo或Zr等； (4)鐵磁層為磁性金屬氧化物或鐵磁性錳氧化物中間層CaMnO、 A1203、 MgO、 Ti02、 Hf02、 Zr0、 AIN、 SrTi03等或諸如妣咯、塞酚、 Alq3(八羥基喹啉鋁)、單層石墨、無定性炭等的有機材料；鐵磁層LaSrMn0、 LaPbMn0、 LaCaMn0、 PrCaMn0、 SmCaMn0、 Zn0或Fe304等；
非磁性層Pt、Ta、Au、Ag、Ru、Pd、Rh、Mo或Zr等。 (5)鐵磁層為具有垂直磁晶各向異性的金屬性材料或具有垂直磁晶各向異性的金屬性多層膜材料中間層Cu、Cr、Zn、Ti、Mn、V、Sc、Ta、Ru或Au等；鐵磁層CoPt合金、L10相的FePt合金、CoCrPt合金、Co-Cr系合金(包括Co-Cr、 Co-Cr-Nb、 Co-Cr-Ta、 Co-Cr-Pt) 、 TbFeCo、 GdFeCo、 Gd-Co、 GdFe、 TbFe、 TbCo/Cr非晶薄膜、 CoGdZr、CoGdSm、GdTbFeCo、GdTbFe ;Co/Pt多層膜、CoFe/Pt多層膜、Co/Pd多層膜、Co/Ni多層膜、Co/Au多層膜、CoCr/Pt多層膜等；
非磁性層Pt、Ta、Au、Ag、Ru、Pd、Rh、Mo或Zr等；對于本領域的技術人員來說應該理解，以上實施例1 9中，采用了單獨在寫位線
17上施加大于臨界電流值Ic2的橫向轉變電流的方法來存儲寫入信息。但容易理解，以上實施例1 9中，存儲寫入信息的方法亦可為首先，由字線給出一個適當?shù)碾娖绞咕w管工作于導通狀態(tài)，在寫位線上施加一橫向的未臨界電流，并同時在讀位線上施加一縱向的輔助電流；利用未臨界電流和輔助電流的共同作用翻轉磁性層(軟磁性層)的磁性狀態(tài)。在上述操作方案中，所述未臨界電流低于臨界值I(^，其中Ic2 = jc2X磁性多層膜
存儲單元的面積，jc2 = 1Xl(f lX10"A/m2 ;所述輔助電流即可為直流、也可為交流，輔助
電流遠小于臨界電流，其與未臨界電流的共同作用的效果與轉變電流相同。對于本領域的技術人員來說應該理解，以上實施例1 9中所采用的結構，其磁
性多層膜單元，可在空間上置于源極、柵極、漏極任一的上方，為表述簡潔，在此不做一一詳述。另外，磁性多層膜存儲單元的橫截面也不受限于實施例1 6所述的形狀及具體尺寸，橫截面可以是矩形、橢圓形、矩形環(huán)或橢圓環(huán)等形狀，并且其中矩形的寬度在10 100000nm之間，寬度與長度的比值為1 : 1 1 : 5 ;橢圓形的短軸可以在10 100000nm 之間，短軸與長軸的比值可以為1 : 1 1 : 5 ;矩形環(huán)內(nèi)環(huán)的寬度在10 100000nm之間，環(huán)寬在10 100000nm之間，內(nèi)環(huán)的寬度與長度的比值為l : 1 1 : 5;橢圓環(huán)內(nèi)環(huán)的短軸在10 100000nm之間，環(huán)寬在10 100000nm之間，內(nèi)環(huán)的短軸與長軸的比值為1 : l 1 : 5。此外，襯底可以為常規(guī)襯底材料，優(yōu)選為Si、Si/Si02、SiC、GaAs或MgO等，厚度大約 0. 3 lmm，被釘扎鐵磁層、反鐵磁釘扎層、覆蓋層可采用傳統(tǒng)的GMR， TMR材料及厚度，例如被釘扎鐵磁層可以是NiFe， CoFe， CoFeB等，反鐵磁釘扎層可以是IrMn， PtMn， FeMn等，覆蓋層可以是Ta， Ru， Cu等。
[實施例13]: 圖6A是本發(fā)明實施例13的基于Rashba效應的自旋微波振蕩器的示意圖。該自旋微波振蕩器包括直流輸入、磁性多層膜以及微波檢測和放大電路。其中，生長在襯底(未示出)上的磁性多層膜各層依次為底層緩沖層和非磁性層1、鐵磁性層2、中間層3、上部鐵磁層4、反鐵磁釘扎層5、覆蓋層6。另外，在覆蓋層上還有一層導電電極，在此未示出。該磁性多層膜用于產(chǎn)生交變信號；直流輸入與非磁性層相連接，用于提供磁性多層膜工作觸發(fā)微波產(chǎn)生所需的直流電流；微波檢測和放大電路與磁性多層膜覆蓋層相連接，用于提供垂直于磁性多層膜的直流偏置，以及放大、過濾交變信號并發(fā)射微波信號。
在本發(fā)明的自旋微波振蕩器中，磁性多層膜是通過在lmm厚的Si/Si02襯底上依次沉積底層緩沖層Au (1 50nm)、非磁性層Pt (1 5nm)，鐵磁層CoFe (3 5nm)，接著依次生長中間層Al203(lnm)或Cu (2 3nm)，被釘扎鐵磁層CoFe (2 5nm)，反鐵磁釘扎層 IrMn(10nm)，覆蓋層Ta(5nm)而獲得的，該磁性多層膜單元的橫截面為正方形，其邊長為 8000nm。該自旋微波振蕩器的具體操作方法為直流輸入向磁性多層膜提供直流電流，該電流的大小略低于使鐵磁層磁矩發(fā)生反轉的臨界電流Ic2(Ic2 = jC2X磁性多層膜存儲單元的面積，其中jc2 = IX 106 IX 10"A/m2)，而且電流的方向垂直于鐵磁層的磁矩方向，當該電流橫向流經(jīng)非磁性層時，由于鐵磁層和非磁性層界面處的Rashba效應，鐵磁層的磁矩會在這一電流的作用下產(chǎn)生一高頻本征的自旋進動，從而引起磁性多層膜單元垂直的電阻
18的產(chǎn)生變化，此時再豎直通過一小的直流偏置電流，磁性多層膜就會產(chǎn)生一時變的電壓信
號，然后經(jīng)過外部微波檢測和放大電路進行信號放大，向外發(fā)射微波信號。[實施例14]: 按照與實施例13相同的方法制作自旋微波振蕩器，所不同的是其中的磁性多層膜。該磁性多層膜通過在Si/Si02襯底上依次生長底層緩沖層Ta(O 50nm)、非磁性層 Pt (1 5nm)，鐵磁層LaSrMnOx (3 5nm)，接著生長中間層CaMnO (1 2nm)，被釘扎鐵磁層 CoFe (2 5nm)，反鐵磁釘扎層IrMn (10nm)，覆蓋層Ta (5nm)而獲得;如圖6B所示，該磁性多層膜的橫截面為圓形，其直徑為3000nm。
[實施例15]: 按照與實施例13相同的方法制作自旋微波振蕩器，所不同的是其中的磁性多層膜。該磁性多層膜通過首先在Si/Si02襯底上依次生長非磁性層Pt (1 5nm)，鐵磁層 GaMnAs (3 5nm)，接著生長中間層CaAs (1 2nm)，被釘扎鐵磁層CoFe (2 5nm)，反鐵磁釘扎層IrMn(10nm)，覆蓋層Ta(5nm)而獲得。該磁性多層膜的橫截面為橢圓形，該橢圓環(huán)內(nèi) 環(huán)的短軸為100nm之間，環(huán)寬為10nm，內(nèi)環(huán)的短軸與長軸的比值為1 : 3。
對于本領域的技術人員來說應該理解，以上實施例10 12中所采用的磁性多層膜僅為示例性的，在本發(fā)明的自旋微波振蕩器的其他實施例中，磁性多層膜還可以采用與本發(fā)明磁性隨機存取存儲器的磁性多層膜存儲單元相同的襯底、非磁性層、鐵磁層、中間層、被釘扎鐵磁層，反鐵磁釘扎層、覆蓋層材料及厚度，而底層緩沖層則采用例如為Ta、 Ru、 Cu、 Pt、 Au的材料等，其橫截面也可以和磁性多層膜存儲單元相同。另外，作為本發(fā)明的自旋微波振蕩器的另一種實現(xiàn)方式，還包括外加磁場，該外加磁場的方向與直流電流同向，都是橫向施加，其大小不能超過鐵磁層的矯頑力。當電流和磁場同時作用時，可以更大地降低觸發(fā)微波所需的電流。[實施例16]:圖7A是本發(fā)明實施例16的基于Rashba效應的可編程的磁性邏輯器件的示意圖。該磁邏輯器件包括邏輯輸入、邏輯重置、磁性多層膜、邏輯輸出以及外圍的控制電路。其中，生長在襯底(未示出)上的磁性多層膜各層依次為底層緩沖層和非磁性層1、鐵磁性層2、中間層3、硬鐵磁層4、覆蓋層5。另外，在覆蓋層上還有一層導電電極，在此未示出。邏輯輸入1和邏輯輸入2與底層非磁性層相連，用于提供橫向電流，并分別通過外圍控制電路來控制邏輯輸入電流的大小和方向，(本實施例中邏輯輸入l和邏輯輸入 2中的電流大小相同，它們的和與實施例1中所需的反轉電流大小相同。分別定義邏輯輸入1和邏輯輸入2的真假狀態(tài)，其中它們的電流大小相等，其中電流從左向右流定義位真值 "1"，電流從右到左流定義為真值"O")。邏輯重置通過頂部的覆蓋層和磁性多層膜相連，用于提供橫向流經(jīng)磁性多層膜的電流輸入，用于改變上鐵磁層的磁化狀態(tài)。
在本發(fā)明的可編程磁性邏輯器件中，磁性多層膜是通過在lmm厚的Si/Si02襯底上依次沉積底層緩沖層Au (1 50nm)、非磁性層Pt (1 5nm)，軟鐵磁層CoFe (3 5nm)，接著依次生長中間層A1203 (lnm)或Cu (2 3nm)，硬鐵磁層CoFe (4 50nm)，覆蓋層Pt (1 100nm)而獲得的，該磁性多層膜單元的橫截面為正方形，其邊長為8000nm。
該磁邏輯器件的具體操作方法為(本實施例中只給出磁邏輯與的操作方法)首先采用邏輯重置使磁性多層膜單元的初始狀態(tài)為上下磁性層的磁矩相互垂直。通過控制邏輯輸入1和邏輯輸入2，使它們同時施加從左向右的電流，該合電流的大小大于使鐵磁層磁矩發(fā)生反轉的臨界電流Ic2(Ic2 = jc2X磁性多層膜存儲單元的面積，其中jc2 = 1X104 lX10"A/m"，而且電流的方向垂直于鐵磁層的磁矩方向，當該電流橫向流經(jīng)非磁性層時，由于鐵磁層和非磁性層界面處的Rashba效應，鐵磁層的磁矩會在這一合電流的作用下反轉，從而實現(xiàn)上下磁性層磁矩的反平行，實現(xiàn)磁性多層膜單元垂直的高電阻狀態(tài)(定義為真值"l");相應的，當邏輯輸入1和邏輯輸入2同時施加一從右到左的電流，鐵磁性層的磁矩就回從相反的方向變化，實現(xiàn)上下鐵磁層磁矩的平行。這樣就實現(xiàn)磁性多層膜單元的低電阻狀態(tài)(定義為真值"O");當邏輯輸入1和邏輯輸入2施加相反的電流，鐵磁層的磁矩就不會發(fā)生轉動，磁性多層膜的磁化狀態(tài)仍然保持在初始狀態(tài)。(也定義為真值"O")。這樣就實現(xiàn)了邏輯與門。對應的真值表見圖7B。最后采用邏輯重置可以實現(xiàn)對磁性多層膜單元的狀態(tài)重置。實現(xiàn)可編程的邏輯器件。
[實施例17]: 按照與實施例16相同的方法制作可編程的磁性邏輯器件，所不同的是其中的磁性多層膜。該磁性多層膜通過在Si/Si02襯底上依次生長底層緩沖層Ta(O 50nm)、非磁性層Pt (1 5nm)，軟鐵磁層LaSrMnOx (3 5nm)，接著生長中間層CaMnO (1 2nm)，硬鐵磁層CoFe (4 50nm)，覆蓋層Pt (1 100nm)而獲得；該磁性多層膜的橫截面為圓形，其直徑為3000nm。[實施例18]: 按照與實施例16相同的方法制作可編程的磁性邏輯器件，所不同的是其中的磁性多層膜。該磁性多層膜通過首先在Si/Si02襯底上依次生長非磁性層Pt (1 5nm)，軟鐵磁層GaMnAs (3 5nm)，接著生長中間層CaAs (1 2nm)，硬鐵磁層CoFe (4 50nm)，覆蓋層 Pt(l 100nm)而獲得。該磁性多層膜的橫截面為橢圓形，該橢圓環(huán)內(nèi)環(huán)的短軸為100nm之間，環(huán)寬為10nm，內(nèi)環(huán)的短軸與長軸的比值為1 : 3。同樣，對于本發(fā)明的磁性邏輯器件，實施例16 18只是示意性的。不僅僅包括磁
邏輯與門，通過改變邏輯輸入線的條數(shù)、邏輯輸入的狀態(tài)及真值的定義等等，可以實現(xiàn)邏輯
非門、或門，與非門，或非門等等邏輯門輸出。都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。盡管參照上述的實施例已對本發(fā)明作出具體描述，但是對于本領域的普通技術人
員來說，應該理解可以基于本發(fā)明公開的內(nèi)容進行修改或改進，并且這些修改和改進都在
本發(fā)明的精神以及范圍之內(nèi)。
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權利要求
一種磁性隨機存取存儲器單元，包括磁性多層膜存儲單元和寫位線，其特征在于，所述磁性多層膜存儲單元自下而上依次包括襯底、非磁性層、核心功能層區(qū)和覆蓋層；所述核心功能層區(qū)自下而上依次包括下磁性層、中間層和上磁性層；所述寫位線與所述非磁性層相連，以使寫電流橫向流經(jīng)所述非磁性層并反轉所述下磁性層的磁矩，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入。
2. 根據(jù)權利要求1所述的磁性隨機存取存儲器單元，其特征在于，所述核心功能層區(qū) 采用釘扎結構或無釘扎結構；所述釘扎結構中，所述下磁性層為鐵磁層，上磁性層自下而上包括被釘扎鐵磁層和反鐵磁釘扎層；所述無釘扎結構中，所述下磁性層為軟鐵磁層，上磁性層為硬鐵磁層。
3. 根據(jù)權利要求1所述的磁性隨機存取存儲器單元，其特征在于，所述磁性隨機存取存儲器單元還包括讀位線，所述寫位線位于所述讀位線的上層，或者與所述讀位線位于同一層，所述寫位線通過金屬接觸與所述非磁性層相連。
4. 根據(jù)權利要求1所述的磁性隨機存取存儲器單元，其特征在于，所述非磁性層選用金屬性材料，厚度為0. 6 100nm ;所述下磁性層選用能夠在表面產(chǎn)生空間反演不對稱性的鐵磁性材料，厚度為0. 6 100nm ;所述中間層選用金屬性或非金屬性材料，厚度為0. 6 6nm ;所述非磁性層所選材料的自旋軌道耦合能量強于所述中間層所選材料的自旋軌道耦合能量。
5. 根據(jù)權利要求4所述的磁性隨機存取存儲器單元，其特征在于，所述下磁性層所選材料的自旋軌道耦合能量是所述非磁性層所選材料的自旋軌道耦合能量的1% 95%。
6. 根據(jù)權利要求4所述的磁性隨機存取存儲器單元，其特征在于，非磁性層所選材料的自旋軌道耦合能量超過所述中間層所選材料的自旋軌道耦合能量的120% 。
7. 根據(jù)權利要求4所述的磁性隨機存取存儲器單元，其特征在于，所述鐵磁層為過渡金屬或其化合物、鐵磁性稀土材料或其化合物、磁性半導體、磁性金屬氧化物或磁性錳氧化物；所述鐵磁層材料采用具有面內(nèi)各向異性的材料，或者采用具有垂直各向異性的材料。
8. 根據(jù)權利要求4所述的磁性隨機存取存儲器單元，其特征在于，所述非磁性層為Pt、 Ta、 Au、 Ag、 Ru、 Pd、 Rh、 Mo、 Zr或摻Nb的SrTi03。
9. 根據(jù)權利要求1所述的磁性隨機存取存儲器單元，其特征在于，所述磁性多層膜存儲單元的橫截面為矩形、橢圓形、矩形環(huán)或橢圓環(huán)，其中，所述矩形的寬度在10 100000nm之間，寬度與長度的比值為1 : 1 1 : 5 ; 所述橢圓形的短軸在10 100000nm之間，短軸與長軸的比值為1 : 1 1 : 5 ; 所述矩形環(huán)內(nèi)環(huán)的寬度在10 100000nm之間，環(huán)寬在10 100000nm之間，內(nèi)環(huán)的寬度與長度的比值為i:i i:5;所述橢圓環(huán)內(nèi)環(huán)的短軸在10 100000nm之間，環(huán)寬在10 100000nm之間，內(nèi)環(huán)的短軸與長軸的比值為i : i i : 5。
10. 根據(jù)權利要求2所述的磁性多層膜存儲器單元，其特征在于，所述的磁性多層膜存儲單元為倒T型結構；當所述核心功能層區(qū)采用釘扎結構時，所述中間層、被釘扎鐵磁層、反鐵磁釘扎層和覆蓋層為所述T型結構的上部，所述襯底、非磁性層和鐵磁層為所述T型結構的下部；當所述核心功能層區(qū)采用無釘扎結構時，所述中間層、硬鐵磁層、覆蓋層為所述T型結構的上部，所述襯底、非磁性層和軟鐵磁層為所述T型結構的下部。
11. 根據(jù)權利要求10所述的磁性多層膜存儲器單元，其特征在于，所述的倒T型結構的磁性多層膜單元的底部非磁性金屬層的一端通過金屬層、金屬接觸孔和寫位線相連，另一端通過金屬接觸孔和過渡金屬層相連；所述的倒T型結構的磁性多層膜的覆蓋層和所述讀位線相連。
12. 根據(jù)權利要求IO所述的磁性多層膜存儲器單元，其特征在于，所述的磁性多層膜存儲單元的非磁性層橫截面為矩形，所述矩形的寬度在10 100000nm之間，寬度和長度的比值為l : 1 1 : 30;核心功能層區(qū)和覆蓋層的橫截面為矩形、橢圓形、矩形環(huán)或橢圓環(huán)，其中，所述矩形的寬度在10 100000nm之間，寬度與長度的比值為1 : 1 1 : 5 ; 所述橢圓形的短軸在10 100000nm之間，短軸與長軸的比值為1 : 1 1 : 5 ; 所述矩形環(huán)內(nèi)環(huán)的寬度在10 100000nm之間，環(huán)寬在10 100000nm之間，內(nèi)環(huán)的寬度與長度的比值為i : i i : 5;所述橢圓環(huán)內(nèi)環(huán)的短軸在10 100000nm之間，環(huán)寬在10 100000nm之間，內(nèi)環(huán)的短軸與長軸的比值為i : i i : 5。
13. 根據(jù)權利要求2所述的磁性隨機存取存儲器單元，其特征在于，所述磁性多層膜存儲單元可為u型結構，當所述核心功能層區(qū)采用釘扎結構時，所述中間層、被釘扎鐵磁層、反鐵磁釘扎層和覆蓋層為所述u型結構的上部，所述襯底、非磁性層和鐵磁層為所述u型結構的下部；當所述核心功能層區(qū)采用無釘扎結構時，所述中間層、硬鐵磁層、覆蓋層為所述 U型結構的上部，所述襯底、非磁性層和軟鐵磁層為所述U型結構的下部。
14. 根據(jù)權利要求13所述的磁性隨機存取存儲器單元，其特征在于，所述U型結構的磁性多層膜存儲單元上部的一端通過金屬接觸孔與寫位線相連，另一端通過金屬接觸孔與過渡金屬層相連。
15. 根據(jù)權利要求13所述的磁性隨機存取存儲器單元，其特征在于，所述磁性多層膜存儲單元的下部的橫截面為矩形，所述矩形的寬度在10 100000nm之間，寬度與長度的比值為i : i i : 5。
16. —種磁性隨機存取存儲器，其特征在于，所述磁性隨機存取存儲器包括權利要求1 至15之中任意一項所述的磁性隨機存取存儲器單元。
17. —種基于權利要求16所述的磁性隨機存取存儲器單元的寫入方法，其特征在于，所述寫入通過對所述磁性多層膜存儲單元單獨施加橫向電流來實現(xiàn)；或通過對所述磁性多層膜存儲單元同時施加橫向電流和縱向電流來實現(xiàn)。
18. —種基于權利要求17所述的磁性隨機存取存儲器單元的寫入方法，其特征在于，通過單獨施加橫向電流來實現(xiàn)寫入時，所述橫向電流大于臨界值Ic2 ;通過同時施加橫向電流和縱向電流來實現(xiàn)寫入時，所述橫向電流低于臨界值I(^，其中Ic2 = jc2X磁性多層膜存儲單元的面積，jc2 = 1X106 lX10"A/m2 ;所述橫向電流是直流電流，所述縱向電流是直流或交流電流。
19. 一種自旋微波振蕩器，包括磁性多層膜和直流輸入，其特征在于，所述磁性多層膜自下而上包括襯底、底層緩沖層、非磁性層、核心功能層區(qū)和覆蓋層；所述核心功能層區(qū)自下而上包括下磁性層、中間層和上磁性層；所述直流輸入提供的直流電流橫向流經(jīng)所述磁性多層膜的非磁性層，以使所述下磁性層的磁矩產(chǎn)生進動，并使所述磁性多層膜垂直的電阻產(chǎn)生變化；所述核心功能層區(qū)采用釘扎結構或無釘扎結構；所述釘扎結構中，所述下磁性層為鐵磁層，上磁性層自下而上包括被釘扎鐵磁層和反鐵磁釘扎層；所述無釘扎結構中，所述下磁性層為軟鐵磁層，上磁性層為硬鐵磁層。
20. 根據(jù)權利要求19所述的自旋微波振蕩器，其特征在于，所述非磁性層選用金屬材料，厚度為0. 6 100nm ;所述下磁性層選用能夠在表面產(chǎn)生空間反演結構不對稱性的鐵磁性材料，厚度為 0. 6 100nm ;所述中間層選用非磁性金屬或非金屬絕緣材料，厚度為0. 6 6nm ; 所述非磁性層所選材料的自旋軌道耦合強于所述中間層所選材料的自旋軌道耦合。
21. 根據(jù)權利要求19所述的自旋微波振蕩器，其特征在于，還包括外加磁場，該外加磁場的方向與所述直流電流同向，大小不能超過所述下磁性層的矯頑力。
22. 根據(jù)權利要求19至21之中任意一項所述的自旋微波振蕩器，其特征在于，所述磁性多層膜存儲單元的橫截面為矩形、橢圓形、矩形環(huán)或橢圓環(huán)，其中，所述矩形的寬度在10 100000nm之間，寬度與長度的比值為1 : 1 1 : 5 ; 所述橢圓形的短軸在10 100000nm之間，短軸與長軸的比值為1 : 1 1 : 5 ; 所述矩形環(huán)內(nèi)環(huán)的寬度在10 100000nm之間，環(huán)寬在10 100000nm之間，內(nèi)環(huán)的寬度與長度的比值為i : i i : 5;所述橢圓環(huán)內(nèi)環(huán)的短軸在10 100000nm之間，環(huán)寬在10 100000nm之間，內(nèi)環(huán)的短軸與長軸的比值為i : i i : 5。
23. —種基于權利要求22所述的自旋微波振蕩器的操作方法，其特征在于，所述直流輸入向所述磁性多層膜上橫向施加直流電流，以使所述鐵磁層的磁矩在該電流的作用下產(chǎn) 生進動，從而引起所述磁性多層膜垂直的電阻產(chǎn)生變化。
24. —種基于權利要求23所述的自旋微波振蕩器的操作方法，其特征在于，所述直流電流小于臨界電流Iq，其中Ic2 = jc2X磁性多層膜的面積，jc2 = IX 106 lX10"A/m2。
25. —種可編程的磁性邏輯器件，包括磁性多層膜、邏輯輸入、邏輯輸出和邏輯重置；所述磁性多層膜自下而上包括襯底、底層緩沖層、非磁性層、核心功能層區(qū)和覆蓋層；所述核心功能層區(qū)自下而上包括下磁性層、中間層和上磁性層；所述核心功能層區(qū)采用無釘扎結構；所述無釘扎結構中，所述下磁性層為軟鐵磁層，上磁性層為硬鐵磁層；所述的邏輯輸入至少有兩個，各邏輯輸入的電流大小均相等，橫向流經(jīng)磁性多層膜單元底部非磁性層；通過改變各邏輯輸入的電流方向，來實現(xiàn)磁性多層膜垂直電阻的變化，實現(xiàn)邏輯功能。邏輯重置與磁性多層膜的覆蓋層相連，電流橫向流經(jīng)覆蓋層，用于調(diào)節(jié)磁性多層膜的磁化狀態(tài)。
26. 根據(jù)權利要求25的可編程的磁性邏輯器件，其特征在于，所述非磁性層和覆蓋層都采用金屬材料，厚度在0. 6 100nm之間；所述非磁性層和覆蓋層所選材料的自旋軌道耦合均強于所述中間層所選材料的自旋軌道耦合。
27. —種根據(jù)權利要求25所述的可編程的磁性邏輯器件的操作方法，其特征在于，各邏輯輸入的電流大小均相等并且均小于臨界電流I(^各邏輯輸入的電流的和大于臨界電流Ic2，其中Ic2 = jc2X磁性多層膜的面積，jc2 = 1X106 lX10"A/m2。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于Rashba效應的磁性隨機存取存儲器單元，包括磁性多層膜存儲單元和寫位線，其特征在于，所述磁性多層膜存儲單元自下而上依次包括襯底、非磁性層、核心功能層區(qū)和覆蓋層；所述核心功能層區(qū)自下而上依次包括下磁性層、中間層和上磁性層；所述寫位線與所述非磁性層相連，以使寫電流橫向流經(jīng)所述非磁性層并反轉所述下磁性層的磁矩，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的寫入。本發(fā)明還提供具有類似結構的基于Rashba效應的可編程磁邏輯器件和自旋微波振蕩器。本發(fā)明實現(xiàn)了讀寫分離，可以有效保護器件在反復高電流密度讀寫時不易被損壞，可以有效降低寫電流密度，增加器件的可操作性；本發(fā)明還采用了閉合狀幾何結構的設計方案，可進一步減小磁場對器件的干擾。
文檔編號H01F10/32GK101770804SQ200910076048
公開日2010年7月7日申請日期2009年1月6日優(yōu)先權日2009年1月6日
發(fā)明者劉東屏, 張曙豐, 溫振超, 陳軍養(yǎng), 韓秀峰申請人:中國科學院物理研究所

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