[發明專利]邏輯器件、邏輯組件及其制造方法在審

申請號：	201910447226.9	申請日：	2019-05-27
公開（公告）號：	CN110265479A	公開（公告）日：	2019-09-20
發明（設計）人：	葉建國	申請（專利權）人：	葉建國
主分類號：	H01L29/66	分類號：	H01L29/66;H01L21/34;H01L43/02;H01L43/12
代理公司：	北京成創同維知識產權代理有限公司 11449	代理人：	蔡純;岳丹丹
地址：	063100 ***	國省代碼：	河北;13
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摘要：
搜索關鍵詞：	邏輯器件重金屬層自旋軌道耦合氧化物層襯底電場臨界電流邏輯組件邏輯運算功能多鐵材料邏輯功能十字結構輸入電壓有效調控電極低功耗抗擠壓可彎曲鐵磁層外側端氧化態調控便攜電阻輕便鐵層施加制作制造
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【權利要求書】：

1.一種邏輯器件，其特征在于，包括：

襯底，用于承載所述邏輯器件，所述襯底為柔性襯底；

重金屬層，位于所述襯底上，厚度為3-10納米；

鐵磁層，位于所述重金屬層上，厚度為1-30納米；

多鐵層，位于所述鐵磁層上，厚度為2-200納米；

氧化物層，位于所述多鐵層上，厚度為1-10納米；

其中，所述重金屬層包括至少一個十字結構，并在所述十字結構的外側端設置有對應的電極，通過改變施加在所述氧化物層與所述重金屬層之間電壓的方向，改變所述重金屬層的電阻。

2.根據權利要求1所述的邏輯器件，其特征在于，所述氧化物層為過氧化態或欠氧化態中的一種。

3.根據權利要求2所述的邏輯器件，其特征在于，所述十字結構的外側端包括一個輸入電極，與輸入端相對的另一端電極接地，所述十字結構與輸入電極相垂直的方向上的另兩端的電極為輸出端，通過從該輸出端檢測反常霍爾電壓作為輸出信號。

4.根據權利要求3所述的邏輯器件，其特征在于，所述氧化物層為過氧化態，所述氧化物層與所述重金屬層之間為正向電壓時，所述過氧化層的自旋軌道耦合臨界電流為I₁₁，所述氧化物層與所述重金屬層之間為負向電壓時，所述過氧化層的自旋軌道耦合臨界電流為I₂₁，其中I₁₁大于I₂₁。

5.根據權利要求4所述的邏輯器件，其特征在于，向輸入電極通入輸入電流I，當I₂₁＜I＜I₁₁時，在正向電壓下，所述輸出信號不隨輸入電流I方向的改變而改變，在負向電壓下，所述輸出信號隨輸入電流I方向的改變而反向。

6.根據權利要求3所述的邏輯器件，其特征在于，所述過氧化物層為欠氧化態，所述氧化物層與所述重金屬層之間為正向電壓時，所述過氧化層的自旋軌道耦合臨界電流為I₁₂，所述氧化物層與所述重金屬層之間為負向電壓時，所述過氧化層的自旋軌道耦合臨界電流為I₂₂，其中I₁₂小于I₂₂。

7.根據權利要求6所述的邏輯器件，其特征在于，向輸入電極通入輸入電流I，當I₁₂＜I＜I₂₂時，在正向電壓下，所述輸出信號隨輸入電流I方向的改變而反向，在負向電壓下，所述輸出信號不隨輸入電流I方向的改變而改變。

8.一種邏輯組件，其特征在于，包括：至少2個如權利要求1所述的邏輯器件；其中，所述邏輯器件包括氧化物層為過氧化態以及氧化層為欠氧化態的兩種，兩種所述邏輯器件相串聯，兩種所述邏輯器件的重金屬層以及氧化物層分別串聯連接，通過改變所述氧化物層和所述重金屬層之間的電壓方向選擇性的控制其中至少一種所述邏輯器件。

9.一種邏輯器件的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

對襯底進行清潔；

在清潔后的襯底上制備重金屬層；

對所述重金屬層進行光刻和蝕刻，使其形成十字結構；

在所述十字結構的外側端設置相應的電極；

在所述重金屬層上制備鐵磁層；

在所述鐵磁層上制備多鐵層；

在所述多鐵層上制備氧化物層；

其中，在多鐵層上制備氧化物層時，可通過控制氧化物層的氧化狀態，使氧化物層呈過氧化態或欠氧化態，以分別形成p型邏輯器件或n型邏輯器件。

10.根據權利要求9所述的存儲器件的制作方法，其特征在于，

所述襯底由聚醚砜、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯對苯二酸脂、聚二甲基硅氧、聚丙烯己二酯、云母中的至少一種材料制成；

所述重金屬層由Pt，W，Ta中的至少一種材料制成；

所述電極由Pt，W，Ta中的至少一種材料制成；

所述鐵磁層的材料例如為CoFeB，CoFe，NiFe，FeCrCo，FeCoV中的至少一種；

所述多鐵層包括BiFeO₃、GaFeO₃、BiCrO₃、TbMnO₃、Bi₂FeCrO₆、BiMnO₃、HoMn₂O₅、HoMn₂O₅、YbMn₂O₅、ScMn₂O₅、YMn₂O₅、GaMn₂O₅、DyMn₂O₅、ErMn₂O₅、HoMnO₃、YbMnO₃、ScMnO₃、YMnO₃、GaMnO₃、DyMnO₃、ErMnO₃中的至少一種；