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스핀필터 구조체를 포함하는 자기 터널 접합 소자

  • 기술번호 : KST2019023577
  • 담당센터 : 서울동부기술혁신센터
  • 전화번호 : 02-2155-3662
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요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 소자는, 제1 방향으로 전류가 주입되고 스핀홀 효과 또는 라쉬바 효과를 유발하는 도전층; 상기 도전층에 접촉하여 서로 적층되도록 배치되고 자화 방향이 스위칭되는 강자성층; 및 고정된 자화 방향을 가지고 상기 도전층의 상기 제1 방향의 양 측면 중에서 적어도 일 측면에 배치되어 스핀 분극 전류를 상기 도전층에 주입하는 스핀 필터 구조체를 포함한다.
Int. CL H01L 43/08 (2006.01.01) H01L 43/02 (2006.01.01) H01L 43/10 (2006.01.01)
CPC
출원번호/일자 1020170140496 (2017.10.26)
출원인 고려대학교 산학협력단
등록번호/일자 10-1873695-0000 (2018.06.26)
공개번호/일자
공고번호/일자 (20180702) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 등록
심사진행상태 수리
심판사항
구분 신규
원출원번호/일자 10-2017-0000532 (2017.01.03)
관련 출원번호 1020170000532
심사청구여부/일자 Y (2017.10.26)
심사청구항수 24

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 고려대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 성북구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김영근 서울특별시 강남구
2 이경진 서울특별시 노원구
3 고경춘 서울특별시 성북구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 특허법인 누리 대한민국 서울특별시 강남구 테헤란로 **길 **-*(역삼동, IT빌딩 *층)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 고려대학교 산학협력단 대한민국 서울특별시 성북구
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [분할출원]특허출원서
[Divisional Application] Patent Application		 2017.10.26 수리 (Accepted) 1-1-2017-1062120-26
2 의견제출통지서
Notification of reason for refusal		 2018.03.30 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0222448-52
3 [명세서등 보정]보정서
[Amendment to Description, etc.] Amendment		 2018.05.02 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2018-0431527-61
4 [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서
[Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation)		 2018.05.02 수리 (Accepted) 1-1-2018-0431528-17
5 등록결정서
Decision to grant		 2018.06.21 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2018-0422964-35
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information		 2019.10.10 수리 (Accepted) 4-1-2019-5210941-09
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
제1 방향으로 스핀 분극 전류가 주입되고 스핀홀 효과 또는 라쉬바 효과를 유발하는 도전층;상기 도전층에 직접 접촉하여 서로 적층되도록 배치되고 자화 방향이 스위칭되는 강자성층; 및고정된 자화 방향을 가지고 상기 도전층에서 상기 제1 방향의 일 측면에 배치되어 외부에서 공급되는 면내 전류를 제공받아 상기 스핀 분극 전류를 생성하여 상기 스핀 분극 전류를 상기 도전층에 주입하는 스핀 필터 구조체를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 소자
2 2
제1 항에 있어서,상기 스핀 필터 구조체의 스핀분극(spin polarization, SP)이 0 보다 크고 1 이하인 것을 특징으로 하는 자기 소자
3 3
제1 항에 있어서,상기 스핀 필터 구조체는 반금속 강자성체인 것을 특징으로 하는 자기 소자
4 4
제3 항에 있어서,상기 반금속 강자성체는 호이슬러(Heusler) 합금, 마그네타이트(Fe3O4), 및 란타늄 스트론튬 망가나이트(Lanthanum strontium manganite; LSMO) 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는자기 소자
5 5
제 1항에 있어서,상기 스핀 필터 구조체는 강자성체를 포함하고, 상기 스핀 필터 구조체의 자화방향은 상기 강자성층의 자화 방향과 평행 또는 반평행하고,상기 강자성층은 외부 자기장없이 스위칭되는 것을 특징으로 하는 자기 소자
6 6
제 1항에 있어서,상기 도전층의 스핀-플립 확산 길이는 3 내지 4 nm인 것을 특징으로 하는 자기 소자
7 7
제 1항에 있어서,상기 도전층과 상기 강자성층은 서로 정렬된 것을 특징으로 하는 자기 소자
8 8
고정 자성층, 자유 자성층, 및 상기 고정 자성층과 상기 자유 자성층 사이에 개재된 터널 장벽층을 구비하는 자기 터널 접합; 스핀 분극 전류를 제1 방향으로 흘리고 상기 자기 터널 접합의 상기 자유 자성층에 직접 접촉하여 상기 자기 터널 접합의 자유 자성층에 스핀 토크를 인가하도록 스핀홀 효과 또는 라쉬바 효과를 유발하는 도전 패턴; 및상기 도전 패턴에서 상기 제1 방향의 일 측면에 배치된 스핀 필터 구조체를 포함하고,상기 스핀필터 구조체는 외부에서 주입된 면내 전류를 필터링하여 스핀의 양과 방향을 제어하여 상기 스핀 분극 전류를 상기 도전 패턴에 제공하는 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
9 9
제8 항에 있어서,상기 스핀 필터 구조체의 스핀분극(spin polarization, SP)이 0보다 크고 1 이하인 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
10 10
제8 항에 있어서,상기 스핀 필터 구조체는 반금속 강자성체인 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
11 11
제10 항에 있어서,상기 반금속 강자성체는 호이슬러(Heusler) 합금, 마그네타이트(Fe3O4), 및 란타늄 스트론튬 망가나이트(lanthanum strontium manganite; LSMO) 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
12 12
제8 항에 있어서,상기 스핀 필터 구조체는 강자성체를 포함하고, 상기 스핀 필터 구조체의 자화방향은 상기 자유 자성층의 자화방향과 평행 또는 반평행한 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
13 13
제8 항에 있어서,상기 도전 패턴과 상기 자유 자성층은 서로 정렬된 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
14 14
제8 항에 있어서,상기 자유 자성층은 수직자기이방성(perpendicular magnetic anisotropy, PMA)를 갖는 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
15 15
제8 항에 있어서,상기 도전 패턴의 스핀-플립 확산 길이는 3 내지 4 nm인 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
16 16
제8 항에 있어서,상기 고정 자성층은 차례로 적층된 제1 고정 자성층, 고정 자성층용 비자성층, 및 제2 고정 자성층으로 이루어진 반자성체(synthetic antiferromagnet) 구조로서,상기 제1 고정 자성층 및 제2 고정 자성층은 각각 독립적으로 Fe, Co, Ni, Gd, B, Si, Zr 및 이들의 혼합물 중에서 적어도 하나를 포함하고,상기 고정 자성층용 비자성층은 Ru, Ta, Cu, Pt, Pd, W, Cr 및 이들의 혼합물 중에서 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
17 17
제8 항에 있어서,상기 고정 자성층은 차례로 적층된 반강자성층, 제1 고정 자성층, 고정 자성층용 비자성층, 및 제2 고정 자성층으로 이루어진 교환바이어스된 반자성체구조로서,상기 반강자성층은 Pt, Ir, Fe, Mn 및 이들의 혼합물 중에서 적어도 하나를 포함하는 물질로 이루어지고,상기 제1 고정 자성층 및 제2 고정 자성층은 각각 독립적으로 Fe, Co, Ni, Gd, B, Si, Zr 및 이들의 혼합물 중에서 적어도 하나를 포함하는 물질로 이루어지며,상기 고정 자성층용 비자성층은 Ru, Ta, Cu, Pt, Pd, W, Cr 및 이들의 혼합물 중에서 적어도 하나를 포함하는 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
18 18
제8 항에 있어서,상기 터널 장벽층은 AlOx, MgO, TaOx, ZrOx 및 이들의 혼합물 중에서 적어도 하나를 포함하는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
19 19
제8 항에 있어서,상기 도전 패턴은 상기 자유 자성층과 상기 도전 패턴 사이의 스핀 궤도 결합력에 기인하는 스핀 궤도 토크(spin-orbit torque; SOT)를 제공하고,상기 도전 패턴은 Cu, Ta, Pt, W, Bi, Ir, Mn, Ti, Cr, Pd, Re, Os, Hf, Mo, Ru 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
20 20
제8 항에 있어서,상기 도전 패턴은 차례로 적층된 반강자성층 및 강자성층을 포함하고,상기 반강자성층은 상기 자유 자성층에 인접하여 배치되고,상기 강자성층은 면내 자화 방향을 가지고,상기 도전 패턴은 상기 자유 자성층에 면내 교환바이어스 자기장을 제공하고,상기 자유 자성층은 외부 자기장 없이 스위칭되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
21 21
제8 항에 있어서,상기 고정 자성층에 인접하여 차례로 적층된 쌍극자 필드 비자성층 및 면내 자화방향을 가진 쌍극자 필드 강자성층을 더 포함하고,상기 쌍극자 필드 비자성층은 상기 고정 자성층 자성체에 인접하여 배치되고,상기 자유 자성층은 외부 자기장 없이 스위칭되는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
22 22
제8 항에 있어서,상기 도전 패턴과 상기 자유 자성층 사이에 배치된 보조 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
23 23
제8 항에 있어서,상기 도전 패턴은 차례로 적층된 도선 비자성층 및 도선 강자성층을 포함하고,상기 도선 강자성층은 면내 자화 방향 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
24 24
제8 항에 있어서,상기 도전 패턴은 차례로 적층된 도선 강자성층 및 도선 비자성층을 포함하고,상기 도선 강자성층과 상기 자유 자성층 사이에 배치된 비자성층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 소자
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1 EP03343564 EP 유럽특허청(EPO) FAMILY
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4 KR101825318 KR 대한민국 FAMILY
5 US10608169 US 미국 FAMILY
6 US20180190899 US 미국 FAMILY
7 US20200227630 US 미국 FAMILY

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1 미래창조과학부 고려대학교 산학협력단 미래소재디스커버리사업 설계기반 Spin-Orbitronics 소재 개발