磁性存储轨道和磁性存储器制造技术

本发明专利技术提供一种磁性存储轨道和磁性存储器，包括多个堆叠的存储轨道单元，相邻两个存储轨道单元之间设置有过渡层，且该过渡层由在绝缘材料上淀积的半导体材料构成，包括选通电路和读写装置。由于磁性存储轨道包括多个堆叠的存储轨道单元，从而磁性存储轨道的轨道长度由多个存储轨道单元的轨道长度构成，因此，当增大磁性存储轨道的轨道长度时，可通过增加存储轨道单元实现，避免增加存储轨道单元的轨道长度，从而解决了在提高磁性存储轨道存储能力时，由于磁性存储轨道的轨道长度增长导致工艺难度增大的技术问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及半导体技术，尤其涉及一种磁性存储轨道和磁性存储器。
技术介绍
磁性存储器是一种利用磁性存储轨道中磁畴的磁化方向进行信息存储的存储器件。其中，磁畴是指构成磁性存储轨道的磁性材料在自发磁化的过程中为降低静磁能而产生分化的方向各异的小型磁化区域，这些小型磁化区域内部包含大量原子，这些原子的原子磁矩都像许多个小磁铁般整齐排列，原子磁矩排列的方向与其内部电子的自旋方向相关联，原子磁矩是其内部所有电子集合的轨道磁矩、自旋磁矩和核磁矩的矢量和。由于相邻的磁畴之间原子磁矩排列的方向不同，因此，各磁畴之间的交界会形成磁畴壁。磁性存储器具体是通过施加到磁性存储轨道上的电流或磁场推移磁畴壁所在的位置，以此将原子磁矩排列的方向推移到待写入的磁畴中，从而利用磁畴互成一定角度的两个磁化方向分别代表0和1，实现信息存储。由于磁性存储器的存储能力与磁性存储轨道的轨道长度直接相关，轨道长度越长，存储能力就越强。但是，在磁性存储轨道制备过程中，轨道长度越长，磁性存储轨道的制造工艺难度越大。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种磁性存储轨道和磁性存储器，用于解决在提高磁性存储轨道存储能力时，由于磁性存储轨道的轨道长度增长导致制造工艺难度增大的技术问题。本专利技术实施例的第一个方面是提供一种磁性存储轨道，包括多个堆叠的存储轨道单元，相邻两个存储轨道单元之间设置有过渡层，其中，所述存储轨道单元包括由磁性材料构成的用于存储数据的数据区域，每个过渡层由在绝缘材料上淀积的半导体材料构成，每个过渡层中包括:选通电路，所述选通电路的一端与层叠于所述过渡层之上的存储轨道单元连接，所述选通电路的另一端连接驱动电源，用于向层叠于所述过渡层之上的存储轨道单元传输驱动信号，所述驱动信号用于驱动所述存储轨道单元中的磁畴移动；读写装置，与层叠于所述过渡层之上的存储轨道单元连接，用于在所述选通电路传输的驱动脉冲的作用下，对层叠于所述过渡层之上的存储轨道单元中的磁畴进行读操作或写操作。本专利技术实施例的第二个方面是提供一种磁性存储器，所述磁性存储器包括至少两个如上所述的磁性存储轨道。本专利技术实施例提供的磁性存储轨道和磁性存储器，包括多个堆叠的存储轨道单元，相邻两个存储轨道单元之间设置有过渡层，且每个过渡层由在绝缘材料上淀积的半导体材料构成，每个过渡层中包括选通电路和读写装置，其中，选通电路用于向层叠于该过渡层之上的存储轨道单元传输驱动信号，读写装置用于在选通电路传输的驱动脉冲的作用下，对层叠于所述过渡层之上的存储轨道单元中的磁畴进行读操作或写操作。本专利技术实施例提供的磁性存储轨道由于包括多个堆叠的存储轨道单元，磁性存储轨道的轨道长度由多个存储轨道单元的轨道长度构成，因此，当增大磁性存储轨道的轨道长度时，可通过增加存储轨道单元实现，避免增加存储轨道单元的轨道长度，从而解决了在提高磁性存储轨道存储能力时，由于磁性存储轨道的轨道长度增长导致制造工艺难度增大的技术问题。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有技术中的一种磁性存储轨道的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种磁性存储轨道的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的另一种磁性存储轨道的结构示意图；图4为磁性存储轨道阵列的结构示意图。【具体实施方式】为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。磁性存储器由驱动电源、读写装置和磁性存储轨道构成。磁性存储轨道中包括磁畴，用于存储数据。驱动电压用于向磁性存储轨道施加驱动信号，从而驱动磁畴移动。读写装置可以包括读装置和写装置，读装置和写装置可以并列设置在U型轨道的底部，用于实现对磁畴的读操作或写操作。其中，写装置可以对一个磁畴进行写操作，将数据写入该磁畴中。具体的，当磁畴在驱动脉冲的作用下移动到写装置的位置时，可以通过写装置改变该磁畴的磁化方向，例如可以通过两个不同的磁化方向分别代表0和1，从而将数据写入磁畴中。读装置可以对一个磁畴进行读操作，读取磁畴中的数据。具体的，当磁畴在驱动脉冲的作用下移动到读装置的位置时，可以通过读装置识别所述磁畴的磁化方向，从而读出数据。当对一个磁畴执行完读操作或写操作后，该磁畴可以在驱动脉冲的作用下通过向U型轨道底部和U型轨道两臂上施加电压，控制磁畴在U型轨道内向左或向右移动，从而使读写装置可以对下一个磁畴继续执行读操作或写操作。通过上述过程，可以将数据存储在磁性存储轨道中，或者从磁性存储轨道中读取数据。在本专利技术实施例中，将读装置和写装置统称为读写装置。可以理解的是，磁性存储轨道可以不限于U型，还可以为I型或L型等。当磁性存储轨道为除U型之外的其他形状时，可以将读写装置设置在磁性存储轨道的其他位置，只要能够使读写装置能够对磁性存储轨道中的磁畴进行读操作或写操作即可。图1为现有技术中的一种磁性存储轨道的结构示意图。该磁性存储轨道包括相互连接的衬底11和刻蚀区12，其中，在磁性存储轨道内部可设置有一 U型轨道作为数据区域，U型轨道由磁性材料制成，该U型轨道的左右相互平行的两臂121位于刻蚀区，轨道的底部111位于衬底。在对U型轨道进行制备时，通过首先在与刻蚀区相连的表面，对衬底进行刻蚀，获得U型轨道的底部，然后在刻蚀区表面，对刻蚀区进行刻蚀，获得底部与衬底相连的沟槽，从而获得U型轨道的左右两臂，最后在U型轨道内填充磁性材料，获得如图1所示的磁性存储轨道。由于磁性存储器的存储能力与磁性存储轨道的轨道长度直接相关，以数据区域为U型轨道为例，U型轨道的两臂121长度越长，所包含的磁畴越多，则磁性存储轨道存储能力就越强。但是，在现有技术的制备U型轨道过程中，若需要获得较长的轨道长度，就需要增加刻蚀区的厚度，然后在刻蚀区刻蚀较深的用于淀积磁性材料以获得数据区域的沟槽。当刻蚀沟槽的深度增加到几百纳米时，往往沟槽的侧壁会呈斜坡状，而不是期望的沟槽侧壁与沟槽底部呈直角，而且表面不平整光滑，从而严重影响磁性存储轨道的稳定性。图2为本专利技术实施例提供的一种磁性存储轨道20的结构示意图，作为一种可能的实现方式，图2中磁性存储轨道20包括作为数据区域的U型存储轨道，本领域技术人员可以知晓，数据区域还可以为其他形状的存储轨道，本实施例中对此不作限定。如图2所示，本实施例中的磁性存储轨道20包括:多个堆叠的存储轨道单元22，相邻两个存储轨道单元22之间设置有过渡层23，其中，存储轨道单元22包括由磁性材料构成的用于存储数据的数据区域221。每个过渡层23由在绝缘材料上淀积的半导体材料构成。具体的，在磁性存储轨道20的制备过程中，可通过在衬底21上淀积绝缘材料，然后在淀积的绝缘材料表面进行刻蚀获得沟槽，在沟槽内部淀积磁性材料作为数据区域，最终形成存储轨道单元22，然后再在所形成的存储轨道单元22上淀积半导体材料，在淀积的半导体材料表面依次进行刻蚀和制备选通电路231和读写装置232的步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性存储轨道，其特征在于，包括多个堆叠的存储轨道单元，相邻两个存储轨道单元之间设置有过渡层，其中，所述存储轨道单元包括由磁性材料构成的用于存储数据的数据区域，每个过渡层由在绝缘材料上淀积的半导体材料构成，每个过渡层中包括：选通电路，所述选通电路的一端与层叠于所述过渡层之上的存储轨道单元连接，所述选通电路的另一端连接驱动电源，用于向层叠于所述过渡层之上的存储轨道单元传输驱动信号，所述驱动信号用于驱动所述存储轨道单元中的磁畴移动；读写装置，与层叠于所述过渡层之上的存储轨道单元连接，用于在所述选通电路传输的驱动脉冲的作用下，对层叠于所述过渡层之上的存储轨道单元中的磁畴进行读操作或写操作。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林殷茵，杨凯，张树杰，赵俊峰，杨伟，傅雅蓉，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，复旦大学，
类型：发明
国别省市：广东;44