自旋轨道矩器件及其制造方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115942859A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202210272670.3H10N50/01(2023.01)(22)申请日2022.03.18(30)优先权数据10-2021-01296772021.09.30KR(71)申请人现代自动车株式会社地址韩国首尔申请人起亚株式会社韩国科学技术院(72)发明人李智圣权埈铉卢水晶李汉赛朴炳国姜在珉金廷穆李秀吉(74)专利代理机构北京戈程知识产权代理有限公司11314专利代理师程伟于高瞻(51)Int.Cl.H10N50/20(2023.01)H10N50/85(2023.01)权利要求书1页说明书6页附图24页(54)发明名称自旋轨道矩器件及其制造方法(57)摘要本发明涉及自旋轨道矩器件及其制造方法，所述自旋轨道矩器件包括下铁磁层、与下铁磁层结合的非磁性层以及与非磁性层结合的上铁磁层，其中，下铁磁层的磁化方向随机分布。根据本发明，能够提供一种利用自旋轨道矩的不能进行物理上的复制并且具有可重构性的磁存储器件。CN115942859ACN115942859A权利要求书1/1页1.一种自旋轨道矩器件，其包括：下铁磁层；与下铁磁层结合的非磁性层；以及与非磁性层结合的上铁磁层；其中，下铁磁层的磁化方向是随机分布的。2.根据权利要求1所述的自旋轨道矩器件，其中，所述下铁磁层是退磁的。3.根据权利要求2所述的自旋轨道矩器件，其中，所述上铁磁层的切换极性根据所述下铁磁层的随机磁化方向进行确定。4.根据权利要求3所述的自旋轨道矩器件，其中，所述下铁磁层具有水平各向异性，所述上铁磁层具有垂直各向异性。5.根据权利要求4所述的自旋轨道矩器件，其中，所述上铁磁层和所述下铁磁层的每个包括CoFeB合金、CoFe合金和NiFe合金中的任意一种。6.根据权利要求5所述的自旋轨道矩器件，其中，所述非磁性层包括钛(Ti)和钽(Ta)中的任意一种。7.一种自旋轨道矩器件，其包括：反铁磁层；与反铁磁层结合的下铁磁层；与下铁磁层结合的非磁性层；以及与非磁性层结合并且具有垂直各向异性的上铁磁层；其中，下铁磁层的磁化方向是随机分布的；其中，在反铁磁层和下铁磁层之间形成交换耦合各向异性。8.根据权利要求7所述的自旋轨道矩器件，其中，所述下铁磁层是退磁的。9.根据权利要求8所述的自旋轨道矩器件，其中，所述上铁磁层的切换极性根据所述下铁磁层的随机磁化方向进行确定。10.根据权利要求9所述的自旋轨道矩器件，其中：所述上铁磁层和所述下铁磁层的每个包括CoFeB合金、CoFe合金和NiFe合金中的任意一种；反铁磁层包括IrMn和PtMn中的任意一种。11.一种自旋轨道矩器件的制造方法，包括：制备权利要求1的自旋轨道矩器件；对自旋轨道矩器件的下铁磁层进行退磁。12.根据权利要求11所述的方法，其中，对下铁磁层进行退磁包括：加热自旋轨道矩器件；向自旋轨道矩器件施加磁场。13.根据权利要求12所述的方法，其中，加热自旋轨道矩器件包括将下铁磁层加热至大于或等于下铁磁层的奈尔温度的温度。14.根据权利要求13所述的方法，其中，施加磁场包括：通过逐渐减小磁场的大小，在正向到反向的方向上向所述自旋轨道矩器件交替施加磁场。2CN115942859A说明书1/6页自旋轨道矩器件及其制造方法技术领域[0001]本发明的示例性实施方案涉及一种利用自旋轨道矩的磁性器件及其制造方法。背景技术[0002]随着车辆的电子组件和电气组件的发展，车辆驾驶正在迅速转变为超越现有机械操作的电子线控驾驶，因此，车辆内部的电子组件和电气组件的安全问题正成为一个重要问题。[0003]随着诸如物联网(IoT)的信息通信技术的发展，在自动驾驶车辆的量产之前，在车辆对一切(V2X)的情况下，车辆自动驾驶系统的安全问题正在浮现。当自动驾驶系统无法可靠地保护免受外部攻击时，可能会对乘员或行人的生命造成致命威胁。[0004]为了应对上述安全问题，一种稳定性超越现有的基于软件的安全解决方案的稳定性的基于硬件的安全解决方案最近开始受到关注。[0005]本发明涉及一种能够成为这种安全问题的关键的存储器件。[0006]图1至图3示出了传统的物理不可克隆函数(PUF)存储器件的示例。[0007]图1示出了通过在半导体工艺期间调整用于制造金属电极的通孔蚀刻工艺使通孔的尺寸随机化，从而确保电接触的随机性的技术。[0008]这确保了唯一性、随机性和不会根据环境(温度、湿度等)而改变的优异的可重复性(可靠性)。此外，如果没有VIAPUF密钥，则无法解密利用VIAPUF密钥加密的数据。[0009]但是，存在不能确保可重构性的限制。[0010]图2示出了所谓的基于自旋转移矩磁隧道结(MTJ)的PUF。所述PUF是这样实现的：两