本技术涉及磁传感器，尤其涉及隧道磁电阻技术。
背景技术：
1、磁敏传感器是利用磁敏材料或元件对外界磁场变化的响应特性而设计的一种传感器。不同的磁敏材料或元件结构其磁场敏感度、适用磁场检测范围、信噪比、温度特性均有很大的不同。以霍尔元件为代表的传统磁敏传感器自上世纪九十年年代起就已经被广泛应用于磁信号的检测中。随着汽车电子、工业自动化、智能系统、仪器仪表、物联网技术的飞速发展，传统的磁敏传感器一定程度上已经不能满足现代先进智能测量技术及控制系统、电子通信设备、工业测试设备以及军事应用等领域应用要求。因此，开发具有高精度、高可靠性、高性价比的磁敏传感器是目前迫切需要解决的难题之一。
2、目前，隧道磁电阻技术(tmr)集各向异性磁电阻技术(amr)的高灵敏度和巨磁电阻技术(gmr)宽动态范围优点于一体，在各类磁传感器技术中表现出无可比拟的技术优势，其各项性能指标均远优于其他类型的传感器。在磁性隧道结材料中，tmr的工作机理是自旋相关的隧穿效应。磁性隧道结材料的一般结构为铁磁层/非磁绝缘层/铁磁层的三明治结构。饱和磁化时，两铁磁层的磁化方向互相平行，而通常两铁磁层的矫顽力不同，因此反向磁化时，矫顽力小的铁磁层磁化矢量首先翻转，使得两铁磁层的磁化方向变成反平行。因此，铁磁层是磁性隧道结材料中的核心材料，其性能直接影响磁性隧道结材料的灵敏度。然而，现有的铁磁层的性能仍然不够理想，磁性隧道结材料的灵敏度仍然不够高。
技术实现思路
1、本技术实施例提供了一种磁性隧道结及其制备方法、隧道磁器件，以解决磁性隧道结材料的灵敏度不够高的技术问题。
2、第一方面，本技术实施例提供一种磁性隧道结，所述磁性隧道结包括衬底，以及在所述衬底上层叠设置的：
3、缓冲层；
4、钉扎层，
5、第一铁磁层；
6、绝缘势垒层；
7、第二铁磁层；
8、保护层，
9、其中，所述第一铁磁层的材料和所述第二铁磁层的材料均为co40fe40b20。
10、在本技术的一些实施例中，所述钉扎层包括：
11、设置在所述缓冲层上的反铁磁层，所述反铁磁层的材料为irmn；
12、设置在所述反铁磁层上的第三铁磁层，所述第三铁磁层的材料为铁钴合金。
13、在本技术的一些实施例中，所述钉扎层还包括：
14、设置在所述第三铁磁层上的隔离层，所述隔离层的材料为ru。
15、在本技术的一些实施例中，所述缓冲层包括设置在所述衬底上的第一ta层、设置在所述第一ta层上的第一ru层；和/或，
16、所述保护层包括设置在所述钉扎层上的第二ru层、设置在所述第二ru层上的第二ta层。
17、在本技术的一些实施例中，所述衬底的材料为硅或二氧化硅；和/或，
18、所述绝缘势垒层的材料为mgo；和/或，
19、所述第一ta层的厚度为1～10nm；和/或，
20、所述第一ru层的厚度为2～20nm；和/或，
21、所述反铁磁层的厚度为2～20nm；和/或，
22、所述第三铁磁层的厚度为3～15nm；和/或，
23、所述隔离层的厚度为0.4～2nm；和/或，
24、所述第一铁磁层的厚度为1～20nm；和/或，
25、所述绝缘势垒层的厚度为0.4～4nm；和/或，
26、所述第二铁磁层的厚度为1～20nm；和/或，
27、所述第二ru层的厚度为2～20nm；和/或，
28、所述第二ta层的厚度为1～10nm。
29、第二方面，本技术实施例提供一种磁性隧道结的制备方法，所述磁性隧道结的制备方法包括如下步骤：
30、提供衬底，在衬底上沉积缓冲层；
31、在所述缓冲层上沉积钉扎层；
32、在所述钉扎层上沉积co40fe40b20以形成第一铁磁层；
33、在所述第一铁磁层上沉积绝缘势垒层；
34、在所述绝缘势垒层上沉积co40fe40b20以形成第二铁磁层；
35、在所述第二铁磁层上沉积保护层，得到预制隧道结材料；
36、将所述预制隧道结材料在预定温度下退火，得到所述磁性隧道结。
37、在本技术的一些实施例中，所述在所述缓冲层上沉积钉扎层，包括如下步骤：
38、在所述缓冲层上沉积irmn以形成反铁磁层；
39、在所述反铁磁层上沉积铁钴合金以形成第三铁磁层；
40、在所述第三铁磁层上沉积ru以形成隔离层。
41、在本技术的一些实施例中，所述在衬底上沉积缓冲层，包括如下步骤：
42、在所述衬底上沉积ta以形成第一ta层；
43、在所述第一ta层上沉积ru以形成第一ru层，
44、和/或，
45、在所述第二铁磁层上沉积保护层，包括如下步骤：
46、在所述第二铁磁层上沉积ru以形成第二ru层；
47、在所述第二ru层上沉积ta以形成第二ta层。
48、在本技术的一些实施例中，所述衬底的材料为硅或二氧化硅；和/或，
49、所述绝缘势垒层的材料为mgo；和/或，
50、所述第一ta层的厚度为1～10nm；和/或，所述第一ru层的厚度为2～20nm；和/或，所述反铁磁层的厚度为2～20nm；和/或，
51、所述第三铁磁层的厚度为3～15nm；和/或，
52、所述隔离层的厚度为0.4～2nm；和/或，
53、所述第一铁磁层的厚度为1～20nm；和/或，
54、所述绝缘势垒层的厚度为0.4～4nm；和/或，
55、所述第二铁磁层的厚度为1～20nm；和/或，
56、所述第二ru层的厚度为2～20nm；和/或，所述第二ta层的厚度为1～10nm。
57、在本技术的一些实施例中，所述在所述衬底上沉积ta以形成第一ta层，沉积方法为分子束外延生长法，沉积过程中本底真空为10-7～10-10torr，钽蒸发源温度保持在1000～1400℃，薄膜平均生长速率为0.5nm/min，外延生长时间为2～20min；和/或，
58、所述在所述第一ta层上沉积ru以形成第一ru层，沉积方法为分子束外延生长法，沉积过程本底真空为10-7～10-10torr，钌蒸发源温度保持在1100～1300℃，薄膜平均生长速率为1nm/min，外延生长时间为2～20min；和/或，
59、所述在所述缓冲层上沉积irmn以形成反铁磁层，沉积方法为分子束外延生长法，沉积过程中本底真空为10-7～10-10torr，铱蒸发源温度保持在1000～1200℃，锰蒸发源温度保持在900～1100℃，铱和锰的原子数速率比为1～1.1：1，薄膜平均生长速率为2nm/min，外延生长时间为1～10min；和/或，
60、所述在所述反铁磁层上沉积铁钴合金以形成第三铁磁层，沉积方法为分子束外延生长法，沉积过程中本底真空为10-7～10-10torr，钴蒸发源温度保持在1200～1600℃，铁蒸发源温度保持在1000～1300℃，钴和铁的原子数速率比为7：3，薄膜平均生长速率为1.5nm/min，外延生长时间为2～10min；和/或，
61、所述在所述第三铁磁层上沉积ru以形成隔离层，沉积方法为分子束外延生长法，沉积过程中本底真空为10-7～10-10torr，钌蒸发源温度保持在1100～1300℃，薄膜平均生长速率为0.2nm/min，外延生长时间为2～10min；和/或，
62、所述在所述钉扎层上沉积co40fe40b20以形成第一铁磁层，沉积方法为分子束外延生长法，本底真空为10-7～10-10torr，钴蒸发源温度保持在1200～1600℃，铁蒸发源温度保持在1000～1300℃，硼蒸发源温度保持在800～1100℃，钴、铁和硼的原子数速率比为2：2：1，薄膜平均生长速率为2nm/min，外延生长时间为1～10min；和/或，
63、所述在所述第一铁磁层上沉积绝缘势垒层，沉积方法为分子束外延生长法，沉积过程中本底真空为10-7～10-10torr，氧气流量为20～100sccm，镁蒸发源温度保持在600～800℃，薄膜平均生长速率为0.2nm/min，外延生长时间为2～20min；和/或，
64、所述在所述绝缘势垒层上沉积co40fe40b20以形成第二铁磁层，沉积方法为分子束外延生长法，沉积过程本底真空为10-7～10-10torr，钴蒸发源温度保持在1200～1600℃，铁蒸发源温度保持在1000～1300℃，硼蒸发源温度保持在800～1100℃，钴、铁和硼的原子数速率比为2：2：1，薄膜平均生长速率为2nm/min，外延生长时间为1～10min；和/或，
65、所述在所述第二铁磁层上沉积ru以形成第二ru层，沉积方法为分子束外延生长法，沉积过程中本底真空为10-7～10-10torr，钌蒸发源温度保持在1100～1300℃，薄膜平均生长速率为1nm/min，外延生长时间为2～20min；和/或，
66、所述在所述第二ru层上沉积ta以形成第二ta层，沉积方法为分子束外延生长法，沉积过程中本底真空为10-7～10-10torr，钽蒸发源温度保持在1000～1400℃，薄膜平均生长速率为0.5nm/min，外延生长时间为2～20min；和/或，
67、所述预定温度为300～500℃。
68、本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
69、本技术实施例提供的磁性隧道结，以co40fe40b20作为第一铁磁层和所述第二铁磁层的材料，co40fe40b20具有高的自旋极化率、低的阻尼系数，可以使磁性隧道结具有高的灵敏性。
1.一种磁性隧道结，其特征在于，所述磁性隧道结包括衬底，以及在所述衬底上层叠设置的：
2.根据权利要求1所述的磁性隧道结，其特征在于，所述钉扎层包括：
3.根据权利要求2所述的磁性隧道结，其特征在于，
4.根据权利要求3所述的磁性隧道结，其特征在于，所述缓冲层包括设置在所述衬底上的第一ta层、设置在所述第一ta层上的第一ru层；和/或，
5.根据权利要求4所述的磁性隧道结，其特征在于，所述衬底的材料为硅或二氧化硅；和/或，
6.一种磁性隧道结的制备方法，其特征在于，所述磁性隧道结的制备方法包括如下步骤：
7.根据权利要求6所述的磁性隧道结的制备方法，其特征在于，所述在所述缓冲层上沉积钉扎层，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的磁性隧道结的制备方法，其特征在于，所述在衬底上沉积缓冲层，包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的磁性隧道结的制备方法，其特征在于，所述衬底的材料为硅或二氧化硅；和/或，
10.根据权利要求9所述的磁性隧道结的制备方法，其特征在于，所述在所述衬底上沉积ta以形成第一ta层，沉积方法为分子束外延生长法，沉积过程中本底真空为10-7～10-10torr，钽蒸发源温度保持在1000～1400℃，薄膜平均生长速率为0.5nm/min，外延生长时间为2～20min；和/或，
