Brevet FR2910716A1 — publié le 20080627

DISPOSITIF MAGNETIQUE MULTICOUCHES, PROCEDE POUR SA REALISATION, CAPTEUR DE CHAMP MAGNETIQUE, MEMOIRE MAGNETIQUE ET PORTE LOGIQUE METTANT EN OEUVRE UN TEL DISPOSITIF DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention se rattache au domaine des matériaux magnétiques, plus particulièrement destinés à être mis en oeuvre en tant que capteurs de champ magnétique, ou au sein des mémoires magnétiques à accès aléatoire non volatiles, permettant le stockage et la lecture de données dans des systèmes électroniques, voire dans la réalisation d'éléments utilisables dans le domaine de la logique magnétique reprogrammable. ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE Une des applications visées par la présente invention concerne des dispositifs magnétiques permettant la détection de champs magnétiques basée sur la mesure de l'Effet Hall Extraordinaire. Il existe deux types d'Effets Hall : l'Effet Hall Ordinaire et l'Effet Hall Extraordinaire. L'Effet Hall Ordinaire existe dans les matériaux métalliques ou semi-conducteurs dopés, et est dû à la force de Lorentz agissant sur les électrons sous l'effet d'un champ magnétique. L'Effet Hall Extraordinaire existe limitativement dans les matériaux ferromagnétiques et résulte de la diffusion des électrons par interaction spin-orbite avec les moments magnétiques du matériau ferromagnétique. La figure 1 est une représentation parmi d'autres d'une géométrie de mesure de l'Effet Hall. Elle schématise une croix réalisée en un matériau ferromagnétique, de longueur L (selon l'axe x), de largeur w (selon l'axe y) et d'épaisseur t (selon l'axe z), parcourue par un courant I selon l'axe x, et soumise à un champ magnétique H perpendiculaire au plan (x, y). Sous l'effet de la force de Lorentz résultant du champ magnétique appliqué et des interactions spin-orbite couplant les trajectoires électroniques avec l'aimantation locale du matériau, les lignes de courant se courbent dans la direction transverse à la direction du courant et une tension, dite tension de Hall, va apparaître afin de rétablir l'équilibre. Cette tension est mesurée perpendiculairement au sens du courant, soit selon la direction y. Un paramètre caractéristique de l'effet Hall est la résistivité de Hall, qui s'exprime selon l'expression : Pxy = (VRy / I)t = RoH + 4itRsMz (1) 2910716 2 où : ^ VRy est la tension de Hall mesurée dans le plan (L, w) suivant une direction perpendiculaire à celle du courant électrique, ^ I est l'intensité du courant injecté, 5 ^ t est l'épaisseur du film mince, ^ Ro est le coefficient de Hall Ordinaire, ^ H est l'amplitude du champ magnétique appliqué, ^ RS est le coefficient de Hall Extraordinaire et Mz, est la composante perpendiculaire de l'aimantation du film mince. 10 D'autre part, le courant I circulant dans le film mince génère une tension longitudinale selon l'expression : VRR = RI (2) où R = pRRL/(wt) est la résistance du matériau et pRR sa résistivité électrique longitudinale (parallèlement à la direction du courant I). En combinant les relations (1) et (2), on obtient: VRy/VRR = (w/L) pxy/pRR (3) 20 où pxy/pRR est un paramètre sans dimension appelé angle de Hall, caractérisant la capacité du matériau à dévier le flot d'électrons par rapport à la direction du champ électrique longitudinal. Sa valeur est de l'ordre de quelques pour cent pour les matériaux magnétiques usuels. w/L est un facteur géométrique qui peut être au plus de l'ordre de 1. Le premier terme de l'équation (1), RoH, correspond à la résistivité de Hall Ordinaire, et le second terme, 4iRSMz, correspond à la résistivité de Hall Extraordinaire. Pour des champs magnétiques relativement faibles, l'Effet Hall Ordinaire est généralement plusieurs ordres de grandeur plus faible que l'Effet Hall Extraordinaire, et peut donc être négligé. 30 Si l'aimantation du film ferromagnétique est parallèle au plan, ce qui est généralement le cas pour des couches minces, sa composante perpendiculaire Mz, augmente linéairement avec le champ magnétique appliqué, jusqu'à atteindre l'aimantation à saturation Ms. Donc, tant que Mz, est inférieur à ms, la tension de Hall Extraordinaire est proportionnelle au champ 35 magnétique appliqué. 15 25 2910716 3 La figure 2 représente schématiquement la variation de la résistivité de Hall avec le champ magnétique appliqué. Pour H matériau-cible composite MOx, où M désigne un des métaux cités plus haut et Ox l'oxygène. 35 Des résultats analogues sont obtenus en effectuant une nitruration ou une hydruration et non pas une oxydation. 2910716 18 Afin de modifier les qualités de croissance des différentes couches, il peut aussi être intéressant de déposer les couches successives, ou certaines d'entre elles, sur un substrat maintenu à une température différente de la température ambiante. 5 L'ensemble constitué par la couche M et la couche O peut se répéter jusqu'à ce qu'il y ait environ 20 couches O, et de manière optionnelle peut comporter une dernière couche M afin de terminer le dispositif multicouche par une couche M, notamment dans le cas où l'on souhaite appliquer le dispositif magnétique selon l'invention à des applications du type mémoires magnétiques ou portes logiques magnétiques. Typiquement, le couple de couches 10 M puis O se répète par exemple 5 fois. La figure 5 présente la variation de la résistance de Hall en fonction du champ magnétique pour une structure du type Pt 0,3nm / (CoFe 0,6nm / Al2O3 2,0nm)5. Le champ magnétique est appliqué selon une direction perpendiculaire au plan des couches. Cette structure est donc 15 composée de cinq répétitions d'une bicouche (CoFe/Al2O3) déposées sur une couche de croissance de platine d'une épaisseur de 0,3 nanomètre. La résistivité longitudinale de cet empilement est de l'ordre de 1000 S2cm, soit presque deux ordres de grandeur supérieurs à un empilement similaire métallique (i.e. dans lequel on aurait 20 remplacé par exemple les couches d'oxyde par des couches de platine d'épaisseur équivalente). La résistance de Hall varie de façon linéaire et réversible sur une gamme de champ magnétique de +/- 0,4 T (Tesla), et la sensibilité au champ correspondante est de l'ordre de 14 n /T. La figure 6 est une représentation schématique d'une deuxième forme de réalisation conforme à 25 l'invention. La figure 7 présente la variation de la résistance de Hall en fonction du champ magnétique pour une structure du type Pt 1,0nm / Co 0,6nm / Al2O3 2,0nm / (CoFe 0,6nm / Al2O3 2,0nm)5, c'est-à-dire une bicouche (Co/Al2O3) déposée sur une couche de croissance de platine d'une épaisseur de 1 nanomètre et surmontée de cinq bicouches (CoFe/Al2O3). 30 Comme dans le cas précédent, la résistivité longitudinale de cet empilement est également de l'ordre de 1000 S2cm. La résistance de Hall est plus faible que dans le cas précédent (de l'ordre de 412 à la saturation au lieu de 8n), à cause d'une part du plus grand nombre de répétitions de l'empilement (6 au total au lieu de 5) et de l'effet négatif de la couche initiale de platine plus épaisse (1,0 nm au lieu de 0,3 nm) qui dérive une partie du courant circulant dans la structure. 35 2910716 19 Par contre, cette couche de platine légèrement plus épaisse renforce considérablement les propriétés d'anisotropie magnétique perpendiculaire. Le champ d'anisotropie perpendiculaire n'est en effet que de 6 mT (milliTesla), soit cent fois plus faible que dans le cas de la figure 5, et trois cent fois plus faible que la valeur du terme de champ démagnétisant 4irMs, où Ms est 5 l'aimantation de l'alliage Co9oFelo. On obtient dans ce cas une sensibilité au champ magnétique de l'ordre de 700 n /T, soit 50 fois plus forte que dans le cas précédent. Cette valeur est très largement supérieure aux valeurs mentionnées dans l'état antérieur de la technique, ainsi qu'à celles obtenues avec des capteurs 10 classiques semi-conducteurs, ce qui rend les réalisations selon ce mode particulièrement adaptée à leur utilisation en tant que capteurs de champ magnétique. On peut également remarquer que cette sensibilité au champ magnétique peut, en modifiant la structure de l'empilement, et donc les propriétés d'anisotropie magnétique perpendiculaire, être 15 ajustée à volonté. Dans des conditions particulières (par exemple par une oxydation plus ou moins importante de la couche séparatrice non magnétique), la contribution d'anisotropie magnétique perpendiculaire peut devenir tellement élevée que l'aimantation de l'empilement est alors spontanément (sans champ magnétique appliqué) dirigée dans une direction perpendiculaire au plan des couches. 20 C'est le cas qui est illustré dans une troisième forme de réalisation de l'invention schématisée à la figure 8, avec un empilement identique à celui présenté à la figure 6, mais pour lequel les conditions d'oxydation ont été légèrement modifiées (pression d'oxygène légèrement inférieure pendant l'oxydation plasma de la couche d'aluminium), avec pour conséquence de stabiliser la 25 direction de l'aimantation des couches perpendiculairement au plan desdites couches en l'absence de champ magnétique appliqué. Ce type de structure est donc tout à fait adapté à la réalisation de mémoires magnétiques ou de portes logiques magnétiques. Comme on peut le voir sur la figure 9, on obtient dans ce cas deux états stables en champ 30 magnétique nul, soit une résistance de Hall de +/- 3, 5 1-2 suivant que l'on vient des champs magnétiques positifs ou négatifs. L'inversion de résistance se produit pour des champs magnétiques très faibles, de l'ordre de 0,3 mT dans le cas présent. 2910716 20 Il faut à nouveau rappeler que ce paramètre (le champ coercitif, ainsi que défini en relation avec la figure 3) peut lui aussi être ajusté, soit en modifiant la composition de l'empilement (épaisseurs de couches, nature du matériau ferromagnétique, nombre de répétitions du motif métal magnétique/oxyde), soit en utilisant une technique ou des conditions d'oxydation 5 différentes (pression d'oxygène, temps d'oxydation, puissance plasma, etc.) soit en effectuant des traitements thermiques post-dépôt. C'est l'effet de ce dernier paramètre qui est illustré dans une quatrième forme de réalisation. Dans ce cas, l'empilement représenté à la figure 8 et dont la courbe d'aimantation avant tout 10 traitement thermique est présentée à la figure 9, a été, après dépôt, maintenu à une température de 350 C pendant un temps de 30 minutes dans une atmosphère raréfiée de 10-6 mbar, puis refroidi jusqu'à la température ambiante, où ses propriétés magnétiques ont à nouveau été mesurées. 15 La figure 10 illustre la variation de la résistance de Hall en fonction du champ magnétique appliqué perpendiculairement au plan des couches. Deux différences essentielles apparaissent par rapport à la figure 9 qui représentait la mesure de la même propriété sur l'empilement n'ayant pas subi de traitement thermique. 20 Tout d'abord, on constate une importante augmentation de l'amplitude de la résistance de Hall, qui est maintenant de +/- 4,7 S2 après traitement thermique, soit une augmentation de 35% par rapport à la valeur initiale. De plus, le champ coercitif s'est considérablement modifié, puisqu'il passe de 0,3 mT à 22 mT après traitement thermique, soit une augmentation de près de deux ordres de grandeur. 25 Il est donc tout à fait possible, par traitement thermique, de modifier à volonté les propriétés magnétiques de ce type de matériau, afin de maximiser la résistance de Hall et d'ajuster en fonction de l'application visée la stabilité de l'aimantation par rapport au champ magnétique extérieur (c'est-à-dire son champ coercitif). Ces traitements thermiques ont de plus l'avantage 30 de rendre le dispositif beaucoup plus stable en terme structural par rapport à d'éventuelles variations de température. Dans cette forme de réalisation, l'état magnétique du dispositif peut être déterminé soit par mesure d'Effet Hall, soit encore par une mesure magnéto-optique. 35 2910716 21 Dans une cinquième forme de réalisation, en relation avec la représentation schématique de la figure 11, il est possible de superposer deux blocs élémentaires du type (Mi/0i)R/Miet M2/(02/M2)y, où M désigne un matériau magnétique et O une couche d'oxyde, d'hydrure ou de nitrure, séparés par une troisième couche 03. 5 La composition et l'épaisseur des couches formant chacun de ces deux blocs, ainsi que les nombres respectifs x et y de répétitions des deux motifs élémentaires (MI/01) et (02/M2) sont choisis pour que chacun des deux blocs présente spontanément (en champ magnétique nul) une aimantation perpendiculaire au plan des couches. Ces nombres de répétitions peuvent 10 varier typiquement de 0 à 20. Si le nombre, la nature et l'épaisseur des couches MI, M2, 01 et 02 constitutives de chacun des deux blocs, ainsi que l'épaisseur et la nature de la couche 03, sont bien choisis, les duretés magnétiques (les champs coercitifs) de ces deux blocs peuvent être différentes. Dans ce cas, 15 une séquence particulière de champs magnétiques appliqués permettra d'atteindre les quatre états magnétiques de l'empilement, pour lesquels les aimantations des deux blocs sont parallèles (toutes deux vers le haut ou vers le bas, en supposant que les couches sont empilées dans un plan horizontal), ou antiparallèles (une vers le haut et une vers le bas). Cette description peut également être généralisée à un nombre de blocs magnétiques supérieur à 20 deux. Dans cette forme de réalisation, chacun des quatre états magnétiques correspond à une résistance de Hall différente. La mesure de la tension de Hall correspondante, ou de l'aimantation, ou de la rotation ou de l'ellipticité Kerr ou Faraday, ou de la magnétorésistance, 25 permet donc d'identifier l'état magnétique du dispositif. Cette forme de réalisation est donc adaptée à la réalisation de dispositifs du type supports d'enregistrement magnétique multiniveaux. Dans une sixième forme de réalisation de l'invention, décrite en relation avec la 30 représentation schématique de la figure 12, il est possible de superposer deux blocs élémentaires du type (Mi/Ni)R/Miet M2/(N2/M2)y, où M désigne un matériau magnétique et N une couche métallique non magnétique, séparés par une couche d'oxyde, d'hydrure ou de nitrure 0. 2910716 22 La composition et l'épaisseur des couches composant chacun de ces deux blocs, ainsi que les nombres respectifs x et y de répétitions des deux motifs élémentaires (MI/NI) et (N2/M2) sont choisis pour que chacun des deux blocs présente spontanément (en champ magnétique nul) une aimantation perpendiculaire au plan des couches. Ces nombres de répétitions peuvent 5 varier typiquement de 0 à 20. Si le nombre, la nature et l'épaisseur des couches MI, M2, NI et N2 constitutives de chacun des deux blocs, ainsi que l'épaisseur et la nature de la couche 03, sont bien choisis, les duretés magnétiques (les champs coercitifs) de ces deux blocs peuvent être différentes. 10 La figure 13 représente la courbe d'aimantation d'un tel empilement, à savoir Ta 3nm / Pt 20nm / (Co 0,6nm / Pt 1,8nm)3 / Co 0,6 nm / Al2O3 2nm / (CoFe 0,6nm / (Pt 1,8nm / Co 0,6nm) / Ptl,8nm. Dans ce cas, une couche de croissance Ta/Pt a été insérée entre le bloc élémentaire (MI/NI) et le substrat, les nombres de répétitions sont égaux à 3 et 1 pour chacun 15 des blocs. NI et N2 désignent le platine, et MI et M2 désignent le cobalt (sauf pour la couche précédant le deuxième bloc et réalisée en alliage Co90Felo. Une couche supplémentaire de platine a été déposée par-dessus le deuxième bloc, à des fins de protection contre la corrosion. Il est tout à fait possible de remplacer cette couche par une couche d'un matériau, tel les alliages IrMn, PtMn, FeMn ou NiMn, réputés pour induire un couplage d'échange 20 antiferromagnétique avec le deuxième bloc. Ainsi que le montre la figure 13, il est possible, par une séquence particulière de champs magnétiques appliqués, à savoir par exemple + 60 mT puis 0 mT, et + 60 mT puis û 20 mT puis 0 mT, ou alors û 60 mT puis 0 mT et - 60 mT puis + 20 mT puis 0 mT, d'atteindre les 25 quatre états où les aimantations des deux blocs, toujours perpendiculaires au plan des couches, sont, en champ magnétique nul, soit parallèles, soit antiparallèles entre elles. Ces valeurs de champs appliqués ne sont évidemment pas universelles et dépendent de la composition du matériau considéré. Par le phénomène bien connu dans la littérature et dit de "magnétorésistance tunnel", les états parallèle et antiparallèle correspondent respectivement à 30 des états de basse et haute résistance électrique. Dans cette forme de réalisation, si l'empilement ainsi réalisé, et taillé sous forme d'un pilier à base carrée, rectangulaire, circulaire ou elliptique, avec des dimensions latérales de quelques centaines de nanomètres ou moins, est parcouru par un courant électrique dans une direction 35 perpendiculaire au plan des couches, des prises de tension connectées en bas et en haut de l'empilement permettent de détecter cette différence de résistance électrique. 2910716 23 Cette forme de réalisation, typique d'une structure de type jonction tunnel magnétique, est donc adaptée à la réalisation de dispositifs tels que des mémoires magnétiques non volatiles ou des portes logiques magnétiques. 5 Dans une forme voisine de réalisation, on peut, en l'absence de contacts électriques, détecter les directions relatives des aimantations par des mesures magnéto-optiques. L'invention concerne également le procédé de fabrication de dispositifs conformes auxdescriptions précédentes. Ce procédé est défini comme suit, sans que cette présentation ne soit 10 en aucun cas exhaustive. Les différentes couches des empilements présentés ici sont déposées par pulvérisation cathodique avec des vitesses de dépôt de l'ordre de 0,1 nm/s, sur des substrats de silicium recouverts de 500 nm de silicium oxydé thermiquement. Les couches d'oxyde, d'hydrure ou de nitrure sont réalisées en déposant tout d'abord la couche du matériau correspondant, puis en effectuant une oxydation, hydruration ou nitruration plasma de cette couche avec des puissances de l'ordre de 10 W sous une pression de 3 x 10-3 mbar d'oxygène, d'hydrogène ou d'azote pendant une durée de quelques minutes. 20 Tout d'abord, on dépose sur le substrat une fine couche de platine, d'une épaisseur typiquement inférieure ou de l'ordre de 2 nanomètres. Cette couche initiale a pour but de permettre une bonne croissance des couches suivantes. Il faut néanmoins qu'elle soit la plus mince possible, afin qu'elle court-circuite le moins possible le courant injecté dans la structure 25 lorsqu'on désire mesurer l'aimantation de l'empilement par Effet Hall. On dépose ensuite une couche d'alliage magnétique Co90Fe10, d'une épaisseur également très faible. Il est connu dans la littérature que, dans le cas des multicouches cobalt/platine par exemple, les meilleures propriétés d'anisotropie magnétique perpendiculaire sont obtenues 30 pour des épaisseurs de couches magnétiques comprises entre 0, 3 et 1,0 nanomètre. Dans les exemples décrits ci après, cette épaisseur a été fixée à 0,6 nanomètre. Le choix d'une épaisseur aussi faible permet également, comme mentionné supra, d'augmenter fortement la résistivité de cette couche comparée à celle d'une couche plus épaisse. 15 2910716 24 Inversement, trop diminuer cette épaisseur pourrait, soit diminuer l'aimantation intrinsèque de cette couche, soit fortement diminuer sa température d'ordre magnétique. Dans les deux cas, ceci conduirait à une diminution de l'aimantation effective de cette couche à la température d'utilisation du dispositif, à savoir à proximité de la température ambiante. Selon la relation 5 (1), ceci conduirait à une diminution de la résistivité de Hall, et donc à une diminution du signal de sortie du dispositif. Enfin, on dépose une couche, d'aluminium par exemple, d'une épaisseur de l'ordre de 0,4 à 5 nanomètres. L'échantillon est ensuite soumis à un plasma, d'oxygène par exemple, dans des 10 conditions de pression, puissance et temps bien définies. Ceci permet de transformer cet aluminium métallique en oxyde d'aluminium. Il est évident que, cette couche d'alumine étant isolante électriquement, son épaisseur est beaucoup moins critique que celle des couches précédentes. Ceci est en revanche différent si 15 l'oxyde (ou l'hydrure ou le nitrure) du métal considéré est conducteur électrique. Dans le cas d'une couche isolante, ce qui fixe son épaisseur dépend à la fois des propriétés de croissance de cette couche, dont la rugosité peut s'amplifier avec l'épaisseur et donc avoir un effet néfaste sur la qualité de croissance des couches suivantes, et des mécanismes d'oxydation qui peuvent éventuellement se modifier en fonction de l'épaisseur totale. Les exemples suivants 20 concernent une épaisseur d'aluminium de 1,6 nanomètre, correspondant approximativement à 2 nanomètres d'alumine après oxydation de cette couche métallique. Cette bicouche métal magnétique / oxyde, ou métal magnétique / hydrure, ou métal magnétique / nitrure, peut éventuellement être répétée un certain nombre de fois. 25 Qualitativement, augmenter le nombre de répétitions permet de diminuer la contribution relative de la couche initiale de platine dans les mesures de transport électrique (proportionnellement moins de courant dérivé dans cette couche), mais par contre diminue, de manière connue, l'anisotropie magnétique perpendiculaire de l'ensemble de l'empilement. 30 Dans le cas d'une seule répétition, on peut également terminer la partie "active" de l'empilement par une seconde couche magnétique, éventuellement différente de la première en composition et en épaisseur. Enfin, il est possible de réaliser des traitements thermiques pendant ou après le dépôt de 35 l'empilement. Par traitement thermique, on entend le fait de soumettre le matériau ainsi préparé à une température plus élevée que la température à laquelle il a été déposé, pendant un temps plus ou moins long, dans une atmosphère raréfiée ou en présence éventuelle d'un certain gaz ou mélange de différents gaz, tels que oxygène, hydrogène ou azote par exemple. 2910716 25 Ces traitements ont pour but d'augmenter la résistivité longitudinale de l'empilement, par disruption éventuelle de la couche magnétique et/ou formation d'un alliage aux interfaces. Ils peuvent également modifier la structure chimique ou cristallographique des couches, et en conséquence modifier les propriétés magnétiques de l'empilement ainsi réalisé. REVENDICATIONS 1. Dispositif magnétique multicouches, comportant, sur un substrat, une alternance de couches métalliques magnétiques M et d'oxydes, d'hydrures ou de nitrures O, caractérisé : ^ en ce que le nombre de couches M est au moins égal à deux, ^ en ce que les couches M sont continues, ^ et en ce qu'il existe une anisotropie magnétique interfaciale perpendiculaire au plan des couches au niveau des interfaces M/O. 2. Dispositif magnétique multicouches selon la revendication 1, caractérisé : ^ en ce que les couches métalliques magnétiques M présentent une épaisseur inférieure ou égale à 2 nm ; ^ en ce que les couches métalliques magnétiques sont constituées d'un alliage magnétique ou d'une multicouche formée de l'alternance de matériaux non magnétiques et magnétiques, ces derniers étant choisis dans le groupe constitué par Fe, Ni, Co ou leurs alliages, ^ et en ce que les couches d'oxydes, d'hydrures ou de nitrures O présentent une épaisseur au moins égale à 0,3 nm et sont réalisées à base d'éléments choisis dans le groupe comprenant Al, Mg, Ru, Ta, Cr, Zr, Hf, Ti, V, Si, Cu, W, Co, Ni, Fe ou leurs alliages, et plus généralement de tout matériau ou alliage susceptible de former des oxydes, hydrures ou nitrures stables. 3. Dispositif magnétique multicouches selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le substrat est en silicium recouvert de silicium oxydé thermiquement ou naturellement sur une épaisseur comprise entre 2 et 500 nm. 4. Dispositif magnétique multicouches selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le substrat est un matériau transparent tel que par exemple du verre ou de l'oxyde de magnésium. 5. Dispositif magnétique multicouches selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte un matériau S servant d'initiateur de croissance pour la première couche métallique M, ce matériau S étant choisi dans le groupe comprenant le TiN, CuN, Pt, Ta, Ru, IrMn, PtMn, NiFeCr, les oxydes et les nitrures. 2910716 27 6. Dispositif magnétique multicouches selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'au moins l'une des couches M contient des additions de métaux non magnétiques Pd ou Pt, ou d'éléments choisis dans le groupe comprenant Si, C, B, P. 5 7. Dispositif magnétique multicouches selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que toutes les couches M sont réalisées en un même matériau magnétique, et toutes les couches O sont réalisées en un même matériau non magnétique. 8. Dispositif magnétique multicouches selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en 10 ce que toutes les couches O présentent la même épaisseur. 9. Dispositif magnétique multicouches selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'épaisseur d'au moins l'une des couches O est différente des autres. 15 10. Dispositif magnétique multicouches selon l'une des revendications 5 à 9, caractérisé : ^ en ce que la couche S présente une épaisseur comprise entre 0 et 2 nm, ^ en ce que chaque couche métallique M présente une épaisseur comprise entre 0,3 et 2 nm, ^ en ce que chaque couche O présente une épaisseur comprise entre 0,3 et 5 nm, 20 ^ et en ce que le nombre d'alternances de couches M et O est compris entre 1,5 et 20. 11. Dispositif magnétique multicouches selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que la composition chimique d'au moins l'une des couches métalliques M est différente des autres. 12. Dispositif magnétique multicouches selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que l'épaisseur d'au moins l'une des couches métalliques M est différente des autres. 30 13. Dispositif magnétique multicouches selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que la composition chimique d'au moins l'une des couches O est différente des autres. 14. Dispositif magnétique multicouches selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, 35 caractérisé en ce qu'au moins l'une des couches O est elle-même constituée d'une pluralité de couches réalisée en oxyde, en hydrure ou en nitrure. 25 2910716 28 15. Dispositif magnétique multicouches selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que ses dimensions latérales sont inférieures à 1 micromètre. 16. Procédé de réalisation d'un dispositif magnétique multicouches conforme à la 5 revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : dépôt sur une surface électriquement isolante d'une première couche métallique magnétique M par pulvérisation cathodique, réalisation de la première couche O sur cette première couche M, répétition des deux étapes précédentes ou de la seule première de celles-ci, 10 dépôt d'un contact électrique. 17. Procédé de réalisation d'un dispositif magnétique multicouches selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'étape de dépôt de la première couche métallique M est précédée d'une pré-étape, consistant à déposer sur le substrat une couche réalisée en un 15 matériau initiateur de croissance. 18. Procédé de réalisation d'un dispositif magnétique multicouches selon la revendication 17, caractérisé en ce que ce matériau initiateur de croissance présente une épaisseur suffisamment faible pour minimiser la quantité de courant dérivée dans cette couche par 20 rapport au courant circulant dans la partie active du dispositif magnétique, lorsque ledit courant est injecté parallèlement au plan des couches. 19. Procédé de réalisation d'un dispositif magnétique multicouches selon la revendication 17, caractérisé en ce que ladite pré-étape est elle-même précédée d'un dépôt sur le 25 substrat d'une couche d'un matériau conducteur électrique, servant à injecter un courant électrique dans une direction perpendiculaire au plan des couches. 20. Procédé de réalisation d'un dispositif magnétique multicouches selon l'une des revendications 16, 17 et 19, caractérisé en ce qu'une couche conductrice de l'électricité 30 est déposée sur ledit dispositif, et en ce que ce dernier est taillé sous forme d'un pilier à base carrée, rectangulaire, circulaire ou elliptique, avec des dimensions latérales de quelques centaines de nanomètres ou moins, un courant parcourant l'empilement perpendiculairement au plan des couches permettant de mesurer la magnétorésistance dudit empilement. 35 21. Procédé de réalisation d'un dispositif magnétique multicouches selon la revendication 16, caractérisé en ce que les couches O sont réalisées par dépôt puis oxydation, hydruration ou nitruration naturelle de la couche métallique correspondante. 2910716 29 22. Procédé de réalisation d'un dispositif magnétique multicouches selon la revendication 16, caractérisé en ce que les couches O sont réalisées par dépôt puis oxydation, hydruration ou nitruration par procédé plasma de la couche métallique correspondante. 5 23. Procédé de réalisation d'un dispositif magnétique multicouches selon la revendication 16, caractérisé en ce que les couches O sont réalisées par pulvérisation réactive de la couche métallique correspondante en présence d'oxygène, d'hydrogène ou d'azote dans l'atmosphère de la chambre de dépôt. 10 24. Procédé de réalisation d'un dispositif magnétique multicouches selon la revendication 16, caractérisé en ce que les couches O sont obtenues par dépôt direct de l'oxyde, de l'hydrure ou du nitrure par pulvérisation cathodique radio-fréquence à partir d'un matériau-cible composite d'oxyde, d'hydrure ou de nitrure métallique. 15 25. Procédé de réalisation d'un dispositif magnétique multicouches selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, caractérisé en ce que le dépôt de certaines couches est réalisé à une température différente de la température ambiante. 26. Procédé de réalisation d'un dispositif magnétique multicouches selon l'une quelconque 20 des revendications 16 à 19, caractérisé en ce que le dépôt de certaines couches est suivi d'un traitement thermique à une température supérieure à ladite température de dépôt. 27. Procédé de réalisation d'un dispositif magnétique multicouches selon l'une quelconque des revendications 16 à 25, caractérisé en ce qu'après réalisation des étapes de dépôt, 25 on soumet l'ensemble ainsi obtenu à un traitement thermique pendant un temps plus ou moins long, dans une atmosphère raréfiée, afin de modifier la structure et/ou les propriétés de transport électrique et/ou les propriétés magnétiques du dispositif. 28. Procédé de réalisation d'un dispositif magnétique multicouches selon l'une quelconque 30 des revendications 16 à 26, caractérisé en ce qu'après réalisation des étapes de dépôt, on soumet l'ensemble ainsi obtenu à un traitement thermique pendant un temps plus ou moins long, en présence d'un certain gaz ou mélange de différents gaz, afin de modifier la structure et/ou les propriétés de transport électrique et/ou les propriétés magnétiques du dispositif. 35 2910716 30 29. Capteur de champ magnétique caractérisé en ce qu'il est constitué d'un dispositif magnétique multicouches selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, présentant un champ d'anisotropie perpendiculaire contrebalançant presque son champ démagnétisant. 30. Mémoire magnétique caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un dispositif magnétique multicouches selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel les couches magnétiques ont leur aimantation perpendiculaire au plan des couches en l'absence de champ magnétique extérieur. 31. Porte logique magnétique caractérisée en ce qu'elle est constituée d'un dispositif magnétique multicouches selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, dans lequel les couches magnétiques ont leur aimantation perpendiculaire au plan des couches en l'absence de champ magnétique extérieur. 15 32. Procédé pour la mise en oeuvre d'une mémoire magnétique ou d'une porte logique selon l'une des revendications 30 et 31, caractérisé en ce que l'orientation des aimantations des couches magnétiques du dispositif magnétique qui les compose est détectée par mesure de l'Effet Hall Extraordinaire par injection d'un courant électrique dans une 20 direction parallèle au plan des couches. 33. Procédé pour la mise en oeuvre d'une mémoire magnétique ou d'une porte logique selon l'une des revendications 30 et 31, caractérisé en ce que l'orientation des aimantations des couches magnétiques du dispositif magnétique qui les compose est détectée par 25 mesure de magnétorésistance par injection d'un courant électrique dans une direction perpendiculaire au plan des couches. 34. Procédé pour la mise en oeuvre d'une mémoire magnétique ou d'une porte logique selon l'une des revendications 30 et 31, caractérisé en ce que l'orientation des aimantations 30 des couches magnétiques du dispositif magnétique qui les compose est détectée par mesure de l'Effet Kerr ou de l'Effet Faraday magnéto-optique. 5 10