[发明专利]一种隧道磁电阻及其制造方法

说明书

本发明提供一种隧道磁电阻及其制造方法，隧道磁电阻包括：第一钉扎层；与所述第一钉扎层相对设置的自由层；位于所述第一钉扎层和所述自由层之间的隧穿势垒层；位于所述自由层背向所述隧穿势垒层一侧的第二钉扎层。第二钉扎层可以为自由层提供较弱的交换偏置场，在外界环境温度或者外磁场移除之后，交换偏置场可以钉扎自由层在初始状态下的方向上，从而避免了隧道磁电阻涡旋磁化初始状态不稳定、容易受到外界环境的变化从而导致磁化曲线的漂移的问题，具有稳定自由层及增加自由层温度稳定性的作用。

技术领域

本发明涉及磁传感器技术领域，具体涉及一种隧道磁电阻及其制造方法。

背景技术

磁传感技术被广泛应用于新能源、智能交通、工业控制、智能家电及智能网络等领域。目前正在被广泛推广的为TMR(Tunneling Magneto Resistance)技术，即隧道磁电阻。

目前常用的具有涡旋磁化效应的隧道磁电阻普遍存在的问题是涡旋磁化初始状态不稳定，容易受到外界环境的变化从而导致磁化曲线的漂移，涡旋磁化曲线热稳定性和磁稳定性较差，在外加磁场或者外界温度变化的情况下磁性曲线容易漂移，不能很好的回到初始状态，从而导致器件性能失效或者工作不稳定。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中隧道磁电阻涡旋磁化初始状态不稳定、容易受到外界环境的变化从而导致磁化曲线的漂移的问题，从而提供一种隧道磁电阻及其制造方法。

本发明提供一种隧道磁电阻，包括：第一钉扎层；与所述第一钉扎层相对设置的自由层；位于所述第一钉扎层和所述自由层之间的隧穿势垒层；位于所述自由层背向所述隧穿势垒层一侧的第二钉扎层。

可选的，所述第二钉扎层的钉扎场方向垂直于第二钉扎层和隧穿势垒层相对的表面。

可选的，所述第二钉扎层的材料包括IrMn或PtMn。

可选的，所述第二钉扎层的厚度为6nm～12nm。

可选的，所述自由层为复合结构，所述自由层包括层叠的第一自由子层和第二自由子层，所述第一自由子层位于所述第二自由子层和所述隧穿势垒层之间。

可选的，所述自由层还包括：位于所述第一自由子层和所述第二自由子层之间的间隔层。

可选的，所述间隔层的材料包括Ta。

可选的，所述间隔层的厚度为0.1nm～0.5nm。

可选的，所述第一自由子层的材料包括CoFeB；所述第二自由子层的材料包括NiFe。

可选的，所述第一自由子层的厚度为1nm～3.5nm；所述第二自由子层的厚度为30nm～60nm。

可选的，所述第一钉扎层包括：第一子钉扎膜、第二子钉扎膜、第三子钉扎膜和第四子钉扎膜，所述第一子钉扎膜、所述第二子钉扎膜、所述第三子钉扎膜和所述第四子钉扎膜在自所述自由层至所述隧穿势垒层的方向上依次层叠；所述第一子钉扎膜的材料包括CoFeB；所述第二子钉扎膜的材料包括Ru；所述第三子钉扎膜的材料包括CoFe；所述第四子钉扎膜的材料包括IrMn或PtMn。

可选的，所述第一子钉扎膜的厚度为2nm～3nm；所述第二子钉扎膜的厚度为0.7nm～0.9nm；所述第三子钉扎膜的厚度为1.8nm～2.2nm；所述第四子钉扎膜的厚度为7nm～20nm。

本发明还提供一种隧道磁电阻的制造方法，用于形成本发明的隧道磁电阻，包括如下步骤：形成第一钉扎层；在第一钉扎层上形成隧穿势垒层；在所述隧穿势垒层背向所述第一钉扎层的一侧形成自由层；在所述自由层背向所述隧穿势垒层的一侧形成第二钉扎层。

可选的，形成所述自由层的方法包括：在所述隧穿势垒层背向所述第一钉扎层的一侧形成第一自由子层；在所述第一自由子层背向所述隧穿势垒层的一侧形成第二自由子层。