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기판;상기 기판 상에 형성된 제1 전극;상기 제1 전극 상에 형성된 고정층;상기 고정층 상에 형성된 절연 특성의 터널 접합층;상기 터널 접합층 상에 형성되고, 다축 자기 이방성 물질인 자유층; 및상기 자유층 상에 형성된 제2 전극을 포함하는 스핀-시냅스 소자
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제1항에 있어서,상기 고정층은 Co, Fe, Pd, Ni, Mn 및 이의 합금으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀-시냅스 소자
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제1항에 있어서,상기 터널 접합층은 금속 산화물이고, HfO2, ZrO2, AlOx, SiO2, MgO 및 Ta2O5로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스핀-시냅스 소자
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제1항에 있어서,상기 자유층은 결정 이방성 및 형상 이방성인 것을 특징으로 하는 스핀-시냅스 소자
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제1항에 있어서,상기 자유층은 인플레인(In-plane) 방향의 다축 이방성을 보이고, Co, Fe, Pd, Ni 및 Mn으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀-시냅스 소자
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제5항에 있어서,상기 금속 합금은 CoFeB, NiFe, CoPt, FePt, FePd 및 CoPd로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 스핀-시냅스 소자
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7
제1항에 있어서,상기 자유층은 스핀 전달 토크에 의해 자화되는 것을 특징으로 하는 스핀-시냅스 소자
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기판을 준비하는 단계;상기 기판 상에 제1 전극을 형성하는 단계;강자성체를 상기 기판과 이격되어, 상기 기판의 측면에 배치하고, 상기 강자성체를 서로 다른 극으로 대향하여 배치하는 단계;상기 전극 상에 자성 물질을 성막하여 자유층을 형성하는 단계;상기 자유층은 상기 전극 상에 형성되면서, 상기 강자성체에 의해 자화되는 단계;상기 자유층을 가열하는 단계;상기 가열이 유지되면서, 상기 자유층이 상기 성막시와는 다른 방향으로 자화되도록 자기장을 인가하는 단계;상기 자유층 상에 터널 접합층을 형성하는 단계;상기 터널 접합층 상에 고정층을 형성하는 단계; 및상기 고정층 상에 제2 전극을 형성하는 단계를 포함하는 스핀-시냅스 소자의 제작 방법
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제8항에 있어서, 상기 가열이 유지되면서, 상기 자유층이 상기 성막시와는 다른 방향으로 자화되도록 자기장을 인가하는 단계이후에,상기 자유층의 위치를 각 30°내지 각 90°의 범위에서 회전 배치하여 가열하고, 자기장을 인가하여 자화하는 단계를 더 포함하는 스핀-시냅스 소자의 제작 방법
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10
제1 전극, 상기 제1 전극 상에 고정층, 상기 고정층상에 터널 접합층, 상기 터널 접합층 상에 자유층 및 상기 자유층 상에 제2 전극을 포함하는 스핀-시냅스 소자에 있어서,제1 전극에 펄스 전류를 인가하는 단계;상기 펄스 전류의 펄스에 의해 상기 자유층의 자화 방향이 변화하는 단계; 및 상기 펄스가 누적되어 상기 자유층의 자화 방향의 변화가 단계적으로 누적되고, 상기 자화 방향이 상기 고정층과 동일한 방향으로 될 때, 자기 저항이 최대가 되는 단계를 포함하는 스핀-시냅스 소자의 동작 방법
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11
제10항에 있어서,상기 펄스가 누적되어 상기 자유층의 자화 방향의 변화가 단계적으로 누적되고, 상기 자화 방향이 고정층과 동일한 방향으로 될 때, 자기 저항이 최대가 되는 단계이후에,상기 펄스와 위상이 반대인 역방향 펄스를 인가하여 상기 자유층의 자화 방향이 변화하는 단계; 및 상기 역방향 펄스가 누적되어 상기 자유층의 자화 방향의 변화가 단계적으로 누적되고, 상기 자화 방향이 고정층과 반대 방향으로 될 때, 자기 저항이 최소가 되는 단계를 더 포함하는 스핀-시냅스 소자의 동작 방법
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12
제10항 또는 제11항에 있어서,상기 펄스 또는 상기 역방향 펄스의 인가에 따라 상기 자유층의 자화 방향이 단계적으로 변화하여 상기 스핀-시냅스 소자의 자기저항이 최대치 또는 최소치에 도달하는 기능을 포함하는 시냅스 소자에 적용하는 단계를 더 포함하는 스핀-시냅스 소자의 동작 방법
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