【技术实现步骤摘要】
一种自旋轨道矩磁阻式随机存储器及制备方法
本专利技术涉及半导体器件及其制造领域，特别涉及一种自旋轨道矩磁阻式随机存储器及其制备方法。
技术介绍
随着存储技术以及电子技术的不断发展，随机存取存储器得到了广泛的应用，可以独立或集成于使用随机存取存储器的设备中，如处理器、专用集成电路或片上系统等。自旋轨道矩磁阻式随机存储器(Spin-OrbitTorqueMagnetoresistiveRandomAccessMemory，SOT-MRAM)，是利用磁矩翻转进行随机存储的磁性随机存取存储器，具有高速读写能力、高集成度以及无限次重复写入的优点。在该器件中，利用自旋轨道耦合产生自旋流，进而诱导磁体的磁矩翻转，然而，磁矩在电流作用下的翻转方向是随机的，而有效的数据存取需要磁矩的定向翻转，如何实现磁矩的定向翻转是SOT-MRAM的研究重点。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种自旋轨道矩磁阻式随机存储器及其制备方法，实现存储器中磁矩的定向翻转。(二)技术方案本专利技术提供了一种自旋轨道矩磁阻式随机存储器及制备方法，该存取器的结构包括：一楔形自旋...
【技术保护点】
1.一种自旋轨道矩磁阻式随机存储器，包括：一楔形自旋轨道耦合层；一磁阻隧道结，位于所述楔形自旋轨道耦合层上，包括由下至上依次层叠的第一磁性层、隧穿层和第二磁性层，所述第一磁性层和所述第二磁性层具有垂直各向异性。
【技术特征摘要】
1.一种自旋轨道矩磁阻式随机存储器，包括：一楔形自旋轨道耦合层；一磁阻隧道结，位于所述楔形自旋轨道耦合层上，包括由下至上依次层叠的第一磁性层、隧穿层和第二磁性层，所述第一磁性层和所述第二磁性层具有垂直各向异性。2.根据权利要求1所述的自旋轨道矩磁阻式随机存储器，其特征在于，所述楔形自旋轨道耦合层为金属层或拓扑绝缘体层，厚度为3nm-10nm。3.根据权利要求2所述的自旋轨道矩磁阻式随机存储器，其特征在于，所述金属层采用的材料为Ta、Pt、W、Hf、Ir、CuBi、CuIr或AuW，所述拓扑绝缘体层采用的材料为BiSn、SnTe或BiSe。4.根据权利要求1所述的自旋轨道矩磁阻式随机存储器，其特征在于，所述磁阻隧道结为圆形、椭圆形或矩形。5.根据权利要求1所述的自旋轨道矩磁阻式随机存储器，其特征在于，所述第一磁性层和所述第二磁性层采用的材料为Co、Fe、CoFeB或FePt，厚度为0.8nm-1.1nm；所述隧穿层采用的材料为非磁金属或绝缘材料，厚度为0.5nm-3.0nm。6.根据权利要求5所述的自旋轨道矩磁阻式随机存储器，其特征在于，所述非磁金属为Cu或Ag，所述绝缘材料Al2O3、MgO或HfO2。7.根据权利要求1所述的自旋轨道矩磁阻式随机存储器，其特征在于，所述磁阻隧道结还包括钉扎层，形成于所述第二磁性层之上，用于固定磁化方向。8.根据权利要求7所述的自旋轨道矩磁阻式随机存储器，其特征在于，所述钉扎层采用的材料为Mn基反铁磁性材料IrMn或FeMn，或者为多层膜人工反铁磁Co/Pd材料，厚度为4nm-6nm。9.一种权利要求1至8中任一项所述的自旋轨道矩磁阻式随机存储器的制备方法，其特征在于，包括：形成一自旋轨道耦合层；在自旋轨道耦合层上形成一磁阻隧道结；以及对自旋轨道耦合层进行刻蚀，形成楔形自旋轨道耦合层；其中，所述磁阻隧道结包括由下至上依次层叠的第一磁性层、隧穿层和第二磁性层，所述第一磁性层和所述第二磁性层具有垂直各向异性。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述在自旋轨道耦合层上形成一磁阻隧道结，包括：在自旋轨道耦合层上依次形成第一磁性层、隧穿层和第二磁性层；对所述第一磁性层、隧穿层和第二磁性层进行刻蚀，形成磁阻隧道结。11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述第一磁性层和所述第二磁性层是通过溅射法形成；所述隧穿层是通过溅射法、原子层沉积或物理气相沉积形成；对所述第一磁性层、隧穿层和第二磁性层进行刻蚀的步骤中，采用离子束刻蚀技术实现。12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，该方法还包括：形成一钉扎层于所述第二磁性层之上，用于固定磁化方向。13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：王开友，杨美音，邓永城，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11
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