[發(fā)明專利]一種磁性材料邏輯電路及制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610165037.5
• 申請(qǐng)日: 2006-12-12
• 公開（公告）號(hào): CN101202543A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧長志;徐鵬;夏柯;楊海方;李俊杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院物理研究所
• 主分類號(hào): H03K19/00
• 分類號(hào): H03K19/00
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 高存秀

1.一種磁性材料邏輯電路，包括一帶有絕緣層的襯底，在襯底上沉積磁性金屬層，在磁性金屬層上刻蝕出電路布線、輸入輸出信號(hào)的電極及引入工作電壓的電極；其特征在于，還包括在電路布線中設(shè)置磁性金屬納米點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)和與之串聯(lián)的參考電阻，所述的參考電阻為金屬納米線，并且磁性金屬納米點(diǎn)與金屬納米線串聯(lián)之后，聯(lián)入恒壓電源兩端，由電源、磁性金屬納米點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)和金屬納米線形成一個(gè)環(huán)路；參考電阻的大小與磁性金屬納米點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)的低電阻態(tài)的電阻大小相同，金屬納米線的長度l和線寬d符合以下的公式：R＝ρl/td；其中

ρ是所用磁性金屬的電阻率，t是沉積金屬薄膜的厚度，

R是磁性金屬納米點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)在低電阻態(tài)時(shí)的電阻值。

2.按權(quán)利要求1所述的磁性材料邏輯電路，其特征在于，所述的磁性金屬膜層為鐵磁金屬或合金，或者是反鐵磁金屬或合金，所述的磁性金屬膜層厚度為幾十到幾百納米。

3.按權(quán)利要求2所述的磁性材料邏輯電路，其特征在于，所述的鐵磁金屬或合金包括鎳、鐵、鈷、坡墨合金或因瓦合金。

4.按權(quán)利要求2所述的磁性材料邏輯電路，其特征在于，所述的反鐵磁金屬為錳；

所述的反鐵磁金屬為鐵錳合金Fe_100-xMn_x：30＜x＜100、鉻錳合金Cr_100-xMn_x：30＜x＜100或銅錳合金Cu_100-xMn_x：30＜x＜100；

所述的反鐵磁金屬為過渡金屬釔、鑭或合金。

5.一種磁性金屬納米結(jié)構(gòu)的邏輯電路的制作方法，包括以下步驟：

1)選擇襯底和清洗：襯底可選用二氧化硅、氮化硅、金剛石、云母、玻璃、石英或SOI基片，或者表面有絕緣材料層，襯底的平整度至少達(dá)到2微米，粗糙度在納米量級(jí)；其中襯底的厚度約為0.5毫米～2毫米；采用超聲清洗干凈；

2)磁性金屬納米結(jié)構(gòu)的邏輯電路圖形設(shè)計(jì)：圖形設(shè)計(jì)采用圖形編輯軟件，如GDSII或L-edit等圖形設(shè)計(jì)軟件完成，根據(jù)磁性金屬的種類和納米電路的邏輯功能設(shè)計(jì)電路圖形，設(shè)計(jì)好的電路圖形存入電子束曝光機(jī)內(nèi)或聚焦離子束直寫系統(tǒng)內(nèi)；

3)采用常規(guī)半導(dǎo)體微加工工藝，在步驟1)的襯底旋涂一層電子束抗蝕劑，經(jīng)前烘，利用存入電子束曝光機(jī)或聚焦離子束直寫系統(tǒng)的電路圖形對(duì)襯底進(jìn)行曝光、顯影、定影、清洗和后烘，得到帶有電路圖形的樣品；

4)然后在步驟3)制得的帶有電路圖形的樣品上，進(jìn)行制備磁性金屬電路用的磁性金屬膜，所制備磁性金屬膜厚度為10-50納米；

5)將鍍膜后的樣品在丙酮溶液中浸泡10分鐘左右，輔以超聲清洗，將未曝光區(qū)域的金屬層隨電子束抗蝕劑層一起去除，獲得磁性金屬納米結(jié)構(gòu)的邏輯門電路。

6.按權(quán)利要求5所述的磁性金屬納米結(jié)構(gòu)的邏輯電路的制作方法，其特征在于，所述的襯底的清洗采用丙酮、酒精和二次去離子水三步超聲清洗，每步各3～5分鐘，然后用干燥氮?dú)獯蹈伞?/p>

7.按權(quán)利要求5所述的磁性金屬納米結(jié)構(gòu)的邏輯電路的制作方法，其特征在于，所述的制備磁性金屬電路用的磁性金屬膜方法，包括磁控濺射、電子束蒸發(fā)或熱蒸發(fā)等普通金屬鍍膜工藝。

8.按權(quán)利要求5所述的磁性金屬納米結(jié)構(gòu)的邏輯電路的制作方法，其特征在于，所述的磁性金屬膜層為鐵磁金屬或合金，或者是反鐵磁金屬或合金，所述的磁性金屬膜層厚度為幾十到幾百納米。

9.按權(quán)利要求5所述的磁性金屬納米結(jié)構(gòu)的邏輯電路的制作方法，其特征在于，所述的鐵磁金屬或合金包括鎳、鐵、鈷、坡墨合金或因瓦合金。

10.按權(quán)利要求5所述的磁性金屬納米結(jié)構(gòu)的邏輯電路的制作方法，其特征在于，所述的反鐵磁金屬為錳；

所述的反鐵磁金屬為鐵錳合金Fe_100-xMn_x：30＜x＜100、鉻錳合金Cr_100-xMn_x：30＜x＜100或銅錳合金Cu_100-xMn_x：30＜x＜100；

所述的反鐵磁金屬為過渡金屬釔、鑭或合金。