KR20110071702A - 그라핀을 이용한 스핀밸브소자 및 그 제조방법과 스핀밸브소자를 포함하는 자성소자 - Google Patents

그라핀을 이용한 스핀밸브소자 및 그 제조방법과 스핀밸브소자를 포함하는 자성소자 Download PDF

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Abstract

그라핀을 이용한 스핀밸브소자 및 그 제조방법과 스핀밸브소자를 포함하는 자성소자에 관해 개시되어 있다. 하부 및 상부 자성층 사이에 그라핀 시트 또는 h-BN(hexagonal boron nitride)시트를 구비하는 스핀밸브소자가 개시되어 있다. 상기 그라핀 시트는 단일 시트를 포함하거나 복수의 그라핀 시트를 포함할 수 있다. 상기 하부 자성층과 상기 그라핀 시트 사이에 스페이서가 더 구비될 수 있다. 또한, 상기 그라핀 시트와 상기 상부 자성층 사이에 스페이서가 더 구비될 수 있다.

Description

그라핀을 이용한 스핀밸브소자 및 그 제조방법과 스핀밸브소자를 포함하는 자성소자{Spin valve device using graphene, method of manufacturing the same and magnetic device comprising the same}
본 발명은 자성소자 및 그 제조방법에 관한 것으로써, 보다 자세하게는 그라핀을 이용한 스핀밸브소자 및 그 제조방법과 스핀밸브소자를 포함하는 자성소자
2차원의 6각형 탄소구조(2-dimensional hexagonal carbon structure)를 갖는 그라핀(graphene)은 반도체를 대체할 수 있는 새로운 물질로 전 세계적으로 활발히 연구가 진행되고 있다.
그라핀은 전도대(conduction band)와 원자가 전자대(valence band)가 한 점에서 만나는 금속적(metallic) 성질을 가지면서 원자수준의 얇은 2차원 평면(truly atomically thin 2D plane)이다. 또한, 그라핀은 낮은 고유 스핀 궤도 커플링(low intrinsic spin-orbit coupling)에 따른 긴 스핀 감소길이(long spin relaxation length)를 갖는다. 그라핀의 이러한 특징을 이용한 스핀트로닉스 소자(spintronic device)의 가능성도 제시되었다.
한편, GMR(Giant Magneto-Resistance) 소자는 강자성층(ferromagnetic layer) 사이에 비자성층(non-magnetic layer)을 스페이서로 구비한다. 전자가 GMR 소자를 통과할 때, 비자성층을 사이에 두고 마주하는 강자성층들의 자화방향에 따라 전자가 느끼는 저항, 곧 자기저항(magneto-resistance)은 달라진다. GMR 소자는 이와 같은 자기 저항의 차이를 이용하는 소자이다. GMR 소자의 효율은 전기적 저항 및 자기저항과 관련이 있다. 전기적 저항은 작게 유지하면서 자기저항을 높이면 GMR 소자의 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예는 전기적 저항은 작게 유지하면서 자기저항(MR)을 높일 수 있는 스핀밸브소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 이러한 스핀밸브소자의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 그러한 스핀밸브소자를 포함하는 자성소자를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 스핀밸브소자는 하부 및 상부 자성층 사이에 그라핀 시트 또는 h-BN(hexagonal boron nitride)시트를 구비한다.
상기 그라핀 시트는 단일 시트를 포함하거나 복수의 그라핀 시트를 포함할 수 있다.
상기 하부 자성층과 상기 그라핀 시트 사이에 스페이서가 더 구비될 수 있다. 또한, 상기 그라핀 시트와 상기 상부 자성층 사이에 스페이서가 더 구비될 수 있다.
상기 상부 및 하부 자성층은 Ni, Co, Fe 및 이들의 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 화합물은 예를 들면 CoNi 또는 NiFe일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 메모리 소자는 스위칭 소자와 이에 연결된 스토리지 노드를 포함하고, 상기한 스핀밸브소자인 자기 메모리 소자이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 스핀 트랜스퍼 나노-오실레이터(spin transfer nano-oscillator)는 상기한 스핀밸브소자를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 스핀밸브소자의 제조방법은 하부 자성층 상에 그라핀 시트를 형성하는 단계와, 상기 그라핀 시트 상에 상부 자성층을 형성하는 단계와, 상기 상부 자성층, 상기 그라핀 시트 및 상기 하부 자성층을 순차적으로 식각하여 복수의 셀 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
이러한 방법에서, 상기 그라핀 시트는 단일 시트 또는 스핀밸브소자의 정상 동작이 수행될 수 있는 수의 그라핀 시트를 포함할 수 있다.
상기 하부 자성층과 상기 그라핀 시트 사이에 하부 스페이서를 더 형성할 수 있다. 또한, 상기 상부 자성층과 상기 그라핀 시트 사이에 상부 스페이서를 더 형성할 수 있다.
상기 그라핀 시트 대신에 h-BN을 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 스핀밸브소자의 제조방법은 기판 상에 하부 자성층 패턴을 형성하는 단계와, 상기 하부 자성층 패턴의 상부면에 그라핀 시트를 형성하는 단계와, 상기 그라핀 시트 상에 상부 자성층 패턴을 형성하는 단계를 포 함한다.
이러한 제조방법에서, 상기 그라핀 시트는 단일 시트 또는 스핀밸브소자의 정상 동작이 수행될 수 있는 수의 그라핀 시트를 포함할 수 있다.
상기 하부 자성층 패턴과 상기 그라핀 시트 사이에 하부 스페이서 패턴을 더 형성할 수 있다. 또한, 상기 상부 자성층 패턴과 상기 그라핀 시트 사이에 상부 스페이서 패턴을 더 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 스핀밸브소자는 핀드층과 자유층 사이에 매우 얇은 그라핀 시트 또는 h-BN(hexagonal boron nitride)을 구비한다. 이에 따라 전기적 저항은 줄이면서 자기 저항비는 크게 할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 그라핀을 이용한 스핀밸브소자 및 그 제조방법과 스핀밸브소자를 포함하는 자성소자를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 과장되게 도시된 것이다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 의한 스핀밸브소자에 대해 설명한다. 하기될 스핀밸브소자는, 예를 들면 GMR 소자일 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 스핀밸브소자는 순차적으로 적층된 하부전극층(LM1), 중간층(60) 및 상부 자성층(UM1)을 포함한다. 하부 자성층(LM1)은 강자성층을 포함할 수 있고, 복수의 자성층을 포함할 수 있다. 예를 들 면, 하부 자성층(LM1)은 순차적으로 적층된 씨드층(30), 피닝층(40) 및 핀드층(50)을 포함할 수 있고, 다른 물질층을 더 포함할 수도 있다. 하부 자성층(LM1)은 성분으로 Ni, Co, Fe 및 이들의 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 화합물은, 예를 들면 CoNi 또는 NiFe일 수 있다.
중간층(60)은, 예를 들면 비자성층, 절연층 등일 수 있다. 중간층(60)은 그라핀 시트(graphene sheet) 또는 h-BN(hexagonal boron nitride) 시트일 수 있다. 이때, 상기 그라핀 시트는 단일 시트 또는 복수의 시트일 수 있다. 상기 그라핀 시트가 복수의 시트일 때, 전체 그라핀 시트의 수는 스핀밸브소자가 정상 동작을 수행할 수 있을 정도의 수가 될 수 있다. 상부 자성층(UM1)은 강자성층을 포함할 수 있다. 상부 자성층은, 예를 들면 자유층(70)을 포함할 수 있고, 자유층(70) 상에 캡핑층(80)을 구비할 수 있다. 자유층(70)은 강자성층일 수 있다. 핀드층(50)의 자화 방향은 주어진 방향으로 고정된 반면, 자유층(70)의 자화 방향은 외부 자기장 또는 스핀 분극 전류에 의해 자유롭게 바뀔 수 있다. 상부 자성층(UM1)은 성분으로 Ni, Co 및 Fe 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 스핀밸브소자를 보여준다. 도 2의 설명과 관련해서, 도 1에서 설명된 부재와 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조번호를 사용한다. 또한, 도 1과 다른 부분에 대해서만 설명한다.
도 2를 참조하면, 핀드층(50)과 중간층(80) 사이에 하부 스페이서(56)가 존재한다. 그리고 자유층(70)과 중간층(60) 사이에 상부 스페이서(68)가 존재한다. 하부 및 상부 스페이서(56, 66) 중 어느 하나만 구비될 수도 있다. 하부 및 상부 스페이서(56, 66)는 동일한 물질이거나 서로 다른 물질일 수 있다. 하부 및 상부 스페이서(56, 66)의 동일 물질 여부는 핀드층(50)과 자유층(70)이 동일 물질인지 아닌지에 따라 결정될 수도 있다. 그렇지만, 핀드층(50)과 자유층(70)이 다른 물질이라도 하부 및 상부 스페이서(56, 66)는 동일 물질일 수 있다. 하부 스페이서(56)를 형성하는 물질은, 예를 들면 Mn 또는 Cu일 수 있다. 상부 스페이서(56)를 형성하는 물질은, 예를 들면 Mn 또는 Cu일 수 있다.
한편, 도 1 및 도 2에서 하부 자성층(LM1)은 상부 자성층(UM1) 역할을 할 수도 있고, 그 반대일 수도 있다. 예컨대, 하부 자성층(LM1)이 자유층을 포함하는 상부 자성층(UM1)의 구성을 가질 수 있고, 상부 자성층(UM1)이 핀드층을 포함하는 하부 자성층(LM1)의 구성을 가질 수도 있다.
도 3은 상술한 스핀밸브소자를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 의한 메모리 소자를 보여준다. 도 3은 자기 메모리 소자(MRAM)일 수 있다.
도 3을 참조하면, 기판(90)에 제1 및 제2 불순물 영역(92, 94)과 게이트(96)를 갖는 트랜지스터가 존재한다. 기판(90)은 P형 또는 N형 실리콘 기판을 비롯해서 반도체 트랜지스터가 형성될 수 있는 모든 기판일 수 있다. 제1 및 제2 불순물 영역(92, 94)은 기판(90)과 반대되는 타입의 불순물이 도핑된 영역일 수 있다. 제1 및 제2 불순물 영역(92, 94) 중 하나는 소스이고, 나머지는 드레인일 수 있다. 게이트(96)는 제1 및 제2 불순물 영역(92, 94) 사이의 기판(90) 상에 존재한다. 게이트(96)는 게이트 절연막과 게이트 전극 등을 포함할 수 있으나, 편의 상 단층으로 도시하였다. 기판(90) 상에 상기 트랜지스터를 덮는 층간 절연층(98)이 존재한다. 층간 절연층(98)에 제2 불순물 영역(94)이 노출되는 콘택홀(100)이 형성되어 있고, 콘택홀(100)은 도전성 플러그(102)로 채워져 있다. 층간 절연층(98) 상에 도전성 플러그(102)의 상부면을 덮는 자기 터널 접합(magnetic tunnel junction) 구조(104)가 존재한다. 자기 터널 접합 구조(104)는 데이터가 저장되는 스토리지 노드일 수 있다. 자기 터널 접합 구조(104)는 도 1 및 도 2에 예시한 스핀밸브소자 중 어느 하나일 수 있다. 도전성 플러그(102)와 자기 터널 접합 구조(104) 사이에 다른 도전성 부재가 더 구비될 수도 있다. 자기 터널 접합 구조(104)에 도전성 배선(106)이 연결되어 있다. 도전성 배선(106)은 자기 터널 접합 구조(104)의 자유층에 직접 연결되거나 자유층 상에 형성된 캡핑층 혹은 상부전극을 통해 간접적으로 자유층에 연결될 수도 있다. 도전성 배선(106)은 비트라인일 수 있다.
본 발명의 실시예들에 의한 스핀밸브소자는 도 3에 도시한 자기 메모리 소자외에 스핀밸브소자를 필요로 하는 다른 자성 소자에 적용될 수도 있다. 예를 들면, 상술한 본 발명의 실시예들에 의한 스핀밸브소자는 수평 및 수직 자기 기록헤드에 적용될 수도 있다. 또한, 본 발명의 실시예들에 의한 스핀밸브소자는 도 4에 도시한 바와 같이 MPM(Magnetic Packet Memory)의 자구벽 이동 기록매체(110)에 데이터를 기록하거나 읽기 위한 자기 헤드(112)로 사용될 수도 있다. 도 4에서 참조번호 114는 자구벽을 나타내고, 수직 화살표는 기록매체(110)의 각 도메인의 수직 자기분극, 곧 각 도메인에 기록된 데이터를 나타낸다. 또한, MTJ를 이용하여 논리연산을 수행하는 자성 논리소자의 MTJ를 본 발명의 실시예에 의한 스핀밸브소자로 대체할 수도 있을 것이다.
다음에는 본 발명의 일 실시예에 의한 스핀밸브소자의 제조방법을 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한다. 하기 설명에서 언급되는 부재들 중 도 1 내지 도 3에서 설명된 부재에 대해서는 동일한 참조번호를 사용하고, 그에 대한 설명은 생략한다. 이러한 전제는 도 8 내지 도 11에 도시한 스핀밸브소자의 제조방법의 설명에도 동일하게 적용된다.
도 5를 참조하면, 기판(200) 상에 하부 자성층(LM1)을 형성한다. 기판(200)은 층간 절연층일 수 있다. 이때, 상기 층간 절연층은 스핀밸브소자와 전기적으로 연결되는 반도체 소자, 예를 들면 트랜지스터나 다이오드 등과 같은 스위칭 소자를 포함할 수 있다. 기판(200) 상에 형성되는 스핀밸브소자의 용도에 따라 기판(200)은 도전성 기판일 수도 있고, 절연성 기판이면서 하부 자성층(LM1)과 기판(200) 사이에 도전성 배선이 더 형성될 수도 있을 것이다. 기판(200) 상에는 복수의 스핀밸브소자들이 형성될 수 있다. 하부 자성층(LM1)은 후속 공정에서 패터닝되어 복수의 스핀밸브소자들의 하부 자성층으로 사용된다. 하부 자성층(LM1)의 층 구성과 각 층의 성분은 도 1에서 설명한 바와 동일할 수 있다. 하부 자성층(LM1)을 형성한 후, 하부 자성층(LM1) 상에 그라핀 시트(60)를 형성한다. 이때, 그라핀 시트(60)는 하부 자성층(LM1)의 상부면 전체에 형성될 수 있다. 그라핀 시트(60) 대신 그라핀 시트의 유사한 기능을 하는 다른 물질을 형성할 수 있다. 예를 들면, 그라핀 시트(60) 대신 h-BN 시트를 형성할 수도 있다. 그라핀 시트(60)는 단일 시트(single sheet) 또는 복수의 시트로 형성할 수 있다. 하부 자성층(LM1) 상에 복수의 그라핀 시트를 형성할 때, 그라핀 시트의 총 수는 스핀밸브소자가 정상적으로 그 기능을 발휘할 수 있는 수로 제한될 수 있다. 그라핀 시트(60)는 하부 자성층(LM1)의 핀드층(50) 상에 에피텍셜 성장법을 이용하여 성장시켜 형성할 수 있다. 또한, 그라핀 시트(60)는 하부 자성층(LM1)이 아닌 다른 곳에서 형성한 다음, 하부 자성층(LM1)의 핀드층(50) 상에 트랜스퍼(transfer)하여 형성할 수도 있다. 이와 같이 여러 방법으로 그라핀 시트(60)를 형성한 다음, 그라핀 시트(60) 상에 상부 자성층(UM1)을 형성한다. 상부 자성층(UM1)의 층 구성과 물질은 도 1에서 설명한 바와 동일할 수 있다. 상부 자성층(UM1)을 형성한 다음, 상부 자성층(UM1) 상에 스핀밸브소자가 형성될 영역을 한정하는 마스크들(M1)을 형성한다. 마스크들(M1)은 감광막 패턴일 수 있다. 각 마스크(M1)는 단위 셀의 스핀밸브소자가 형성될 영역을 한정한다. 마스크들(M1)을 형성한 후, 마스크들(M1) 둘레의 상부 자성층(UM1), 그라핀 시트(60) 및 하부 자성층(LM1)을 순차적으로 식각한다. 이러한 식각은 기판(200)이 노출될 때까지 실시한다. 상기 식각 후, 마스크들(M1)을 제거한다. 이러한 식각 결과, 도 6에 도시한 바와 같이, 기판(200) 상에 복수의 패턴들, 곧 복수의 스핀밸브소자(300)가 형성된다. 스핀밸브소자(300)는, 예를 들면 GMR 소자일 수 있다.
한편, 도 5에서 하부 자성층(LM1)을 형성한 다음에는 도 7에 도시한 바와 같이, 하부 자성층(LM1) 상에 하부 스페이서(56)를 먼저 형성하고, 그라핀 소자(60)는 하부 스페이서(56) 상에 형성할 수도 있다. 또한, 그라핀 소자(60)를 형성한 다음에는 그라핀 소자(60) 상에 상부 스페이서(66)를 먼저 형성하고, 상부 자성층(UM1)은 상부 스페이서(66) 상에 형성할 수도 있다. 하부 및 상부 스페이서(56, 66)는 도 2에서 설명한 물질로 형성할 수 있다.
이러한 스페이서(56, 66)가 구비되면 그라핀에 있는 카본과의 원하지 않는 혼성화(hybridization)을 방지하여 비강자성 금속(nonferomagnetic metal)으로서의 그라핀 특성을 최대한 나타낼 수 있기 때문에, 자기 저항비(MR ratio)를 증가시킬 수 있다.
다음, 본 발명의 다른 실시예에 의한 스핀밸브소자의 제조방법을 도 8 내지 도 11을 참조하여 설명한다. 본 발명의 다른 실시예에 의한 스핀밸브소자의 제조방법의 특징들 중 하나는 하부 자성층을 먼저 셀 단위로 패터닝하는 것이다.
도 8을 참조하면, 기판(200) 상에 복수의 하부 자성층 패턴(LP1...LPn)을 형성한다. 하부 자성층 패턴(LP1...LPn) 각각은 셀 단위의 스핀밸브소자의 하부 자성층으로 사용된다. 하부 자성층 패턴(LP1...LPn)은 기판(200)의 상부면 전체에 하부 자성층(도 1의 LM1)을 형성한 다음, 셀 단위로 스핀밸브소자가 형성될 영역을 한정하는 마스크를 형성하는 공정과 형성된 마스크를 이용하여 하부 자성층(LM1)을 식각하는 공정 및 마스크를 제거하는 공정 등, 통상적으로 알려진 사진 및 식각 공정을 이용하여 형성할 수 있다. 하부 자성층 패턴(LP1...LPn) 사이는 층간 절연층으로 채울 수도 있다. 하부 자성층 패턴(LP1...LPn) 사이가 절연층으로 채워지면 하부 자성층 패턴(LP1...LPn) 각각은 상부면만 노출되기 때문에, 후속 그라핀 시트(60) 형성 공정에서 하부 자성층 패턴(LP1...LPn)의 상부면 상에만 선택적으로 그라핀을 형성할 수 있을 것이다.
도 9를 참조하면, 하부 자성층 패턴(LP1...LPn) 상에 그라핀 시트(60)를 형성한다. 그라핀 시트(60)는 하부 자성층 패턴(LP1...LPn)의 상부면 전체를 덮도록 형성할 수 있다. 그라핀 시트(60) 대신 h-BN을 형성할 수도 있다.
다음, 도 10에 도시한 바와 같이, 각 그라핀 시트(60) 상에 상부 자성층 패턴(UP1...UPn)을 형성한다. 상부 자성층 패턴(UP1...UPn)은 각각 하부 자성층 패턴(LP1...LPn)과 일대 일로 대응된다. 곧, 하나의 하부 자성층 패턴(예컨대, LP1) 위에는 그라핀 시트(60)를 사이에 두고 하나의 상부 자성층 패턴(예컨대, UP1)이 형성된다. 이렇게 해서, 기판(200) 상에는 복수의 스핀밸브소자(400)가 형성된다. 스핀밸브소자(400)의 구성은 도 6의 스핀밸브소자(300)와 동일할 수 있다.
한편, 도 11에 도시한 바와 같이, 하부 자성층 패턴(LP1...LPn) 상에 하부 스페이서 패턴(56A)을 형성한 다음, 하부 스페이서 패턴(56A) 상에 그라핀 시트(60)를 형성할 수 있다. 또한, 그라핀 시트(60) 상에 상부 스페이서 패턴(66A)을 형성한 다음, 상부 스페이서 패턴(66A) 상에 상부 자성층 패턴(UP1...UPn)을 형성할 수도 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 스핀밸브소자의 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 스핀밸브소자의 단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 스핀밸브소자를 포함하는 자기 메모리 소자의 단면도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 스핀밸브소자를 포함하는 MPM(Magnetic Packet Memory)의 개략적 단면도를 나타낸다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 스핀밸브소자의 제조방법을 단계별로 나타낸 단면도들이다.
도 8 내지 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 의한 스핀밸브소자의 제조방법을 단계별로 나타낸 단면도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>
30:씨드층 40:피닝층
50:핀드층 60:중간층
70:자유층 80:캡핑층
56, 66:하부 및 상부 스페이서 56A:하부 스페이서 패턴
66A:상부 스페이서 패턴 90, 200:기판
92, 94:제1 및 제2 불순물 영역 96:게이트
98:층간 절연층 100:콘택홀
102:도전성 플러그 104:MTJ
106:도전성 배선 110:기록매체
112:자기헤드 114:자구벽
300, 400:스핀밸브소자
LM1:하부 자성층 LP1...LPn:하부 자성층 패턴
M1:마스크 UM1:상부 자성층
UP1...Upn:상부 자성층 패턴

Claims (18)

  1. 하부 자성층;
    상기 하부 자성층 상에 구비된 그라핀 시트; 및
    상기 그라핀 시트 상에 구비된 상부 자성층을 포함하는
    스핀밸브소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 그라핀 시트는 단일 시트 또는 스핀밸브소자의 정상 동작이 수행될 수 있는 수의 그라핀 시트를 포함하는 스핀밸브소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 하부 자성층과 상기 그라핀 시트 사이에 스페이서가 구비된 스핀밸브소자.
  4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 그라핀 시트와 상기 상부 자성층 사이에 스페이서가 구비된 스핀밸브소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 및 하부 자성층은 Ni, Co, Fe 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나를 포함하는 스핀밸브소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 그라핀 시트 대신에 h-BN(hexagonal boron nitride)이 구비된 스핀밸브소자.
  7. 스위칭 소자와 이에 연결된 스토리지 노드를 포함하는 자기 메모리 소자에 있어서,
    상기 스토리지 노드는 청구항 1 또는 청구항 6의 스핀밸브소자인 자기 메모리 소자.
  8. 스핀밸브소자를 포함하는 스핀 트랜스퍼 나노-오실레이터에 있어서,
    상기 스핀밸브소자는 청구항 1 또는 청구항 6의 스핀밸브소자인 스핀 트랜스퍼 나노-오실레이터.
  9. 하부 자성층 상에 그라핀 시트를 형성하는 단계;
    상기 그라핀 시트 상에 상부 자성층을 형성하는 단계; 및
    상기 상부 자성층, 상기 그라핀 시트 및 상기 하부 자성층을 순차적으로 식각하여 복수의 셀 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 스핀밸브소자의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 그라핀 시트는 단일 시트 또는 스핀밸브소자의 정상 동작이 수행될 수 있는 수의 그라핀 시트를 포함하는 스핀밸브소자의 제조방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 하부 자성층과 상기 그라핀 시트 사이에 하부 스페이서를 더 형성하는 스핀밸브소자의 제조방법.
  12. 제 9 항 또는 제 11 항에 있어서,
    상기 상부 자성층과 상기 그라핀 시트 사이에 상부 스페이서를 더 형성하는 스핀밸브소자의 제조방법.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 그라핀 시트 대신에 h-BN을 형성하는 스핀밸브소자의 제조방법.
  14. 기판 상에 하부 자성층 패턴을 형성하는 단계;
    상기 하부 자성층 패턴의 상부면에 그라핀 시트를 형성하는 단계; 및
    상기 그라핀 시트 상에 상부 자성층 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 스핀밸브소자의 제조방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 그라핀 시트는 단일 시트 또는 스핀밸브소자의 정상 동작이 수행될 수 있는 수의 그라핀 시트를 포함하는 스핀밸브소자의 제조방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 하부 자성층 패턴과 상기 그라핀 시트 사이에 하부 스페이서 패턴을 더 형성하는 스핀밸브소자의 제조방법.
  17. 제 14 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 상부 자성층 패턴과 상기 그라핀 시트 사이에 상부 스페이서 패턴을 더 형성하는 스핀밸브소자의 제조방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 그라핀 시트 대신에 h-BN을 형성하는 스핀밸브소자의 제조방법.
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