磁性随机存储器制造技术

本申请提供了一种磁性随机存储器。该磁性随机存储器包括：衬底；多个驱动器组，各驱动器组位于衬底的表面上，多个驱动器组沿远离衬底的方向依次设置，各驱动器组包括一个或者多个沿第一方向间隔设置的驱动器，一个驱动器组中的各驱动器的中心与衬底的距离相同，各驱动器组中的至少一个驱动器在衬底上的投影与相邻的驱动器组中的至少一个驱动器在衬底表面的投影有重叠，多个驱动器组中，与衬底之间距离最大的驱动器组为顶层驱动器组，第一方向与衬底的厚度方向垂直；多个沿第一方向间隔设置的MTJ位元，位于顶层驱动器组的远离衬底的一侧，一个或者多个MTJ位元与一个或者多个驱动器对应电连接。磁性随机存储器的存储密度较大。

Magnetic random access memory

【技术实现步骤摘要】
磁性随机存储器
本申请涉及存储领域，具体而言，涉及一种磁性随机存储器。
技术介绍
由于目前MTJ位元的写入电流较大，在传统1T1R-MRAM存储器中，作为驱动器的MOS管的宽度必须做得足够大来保证写入供电能力，结果导致IT1R结构中晶体管的面积明显大于MTJ的面积，限制了MRAM存储密度。上述1T1R表示一个晶体管对应一个存储位元。MRAM存储器中MTJ位元的结构和材料都较复杂，MTJ薄膜制备成本高昂，对衬底表面粗糙度要求极高，且MTJ磁电性能对温度敏感，因此MRAM不适合通过3D堆垛方式提升存储密度。在
技术介绍
部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的
技术介绍
的理解，因此，
技术介绍
中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。
技术实现思路
本申请的主要目的在于提供一种磁性随机存储器，以解决现有技术中的磁性随机存储器的存储密度较小的问题。为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种磁性随机存储器，该磁性随机存储器包括：衬底；多个驱动器组，各上述驱动器组位于上述衬底的表面上，多个上述驱动器组沿远离上述衬底的方向依次设置，各上述驱动器组包括一个或者多个沿第一方向间隔设置的驱动器，一个上述驱动器组中的各上述驱动器的中心与上述衬底的距离相同，各上述驱动器组中的至少一个上述驱动器在上述衬底上的投影与相邻的上述驱动器组中的至少一个上述驱动器在上述衬底表面的投影有重叠，多个上述驱动器组中，与上述衬底之间距离最大的上述驱动器组为顶层驱动器组，上述第一方向与上述衬底的厚度方向垂直；多个沿上述第一方向间隔设置的MTJ位元，位于上述顶层驱动器组的远离上述衬底的一侧，一个或者多个上述MTJ位元与一个或者多个上述驱动器对应电连接。进一步地，各上述驱动器组包括多个相同的上述驱动器，各上述驱动器组中的上述驱动器在上述衬底上的投影与相邻的上述驱动器组中的上述驱动器在上述衬底上的投影一一对应有重叠，上述驱动器与上述MTJ位元一一对应地电连接，且在上述衬底上的投影一一对应有重叠的两个上述驱动器对应电连接的两个上述MTJ位元相邻。进一步地，上述各上述驱动器组中的上述驱动器在上述衬底上的投影与相邻的上述驱动器组中的上述驱动器在上述衬底上的投影一一对应重合。进一步地，上述磁性随机存储器还包括多个隔离介质层，各上述隔离介质层设置在上述衬底的表面上，且多个上述隔离介质层沿着远离上述衬底的方向依次叠置设置，各上述驱动器组位于至少一个上述隔离介质层中，多个MTJ位元至少位于一个上述隔离介质层中。进一步地，上述磁性随机存储器还包括多个通孔组，各上述通孔组包括至少一个通孔，至少两个上述通孔组中的上述通孔的高度不同，各上述通孔位于上述隔离介质层中，多个上述通孔组中的至少部分与上述驱动器组一一对应，与上述驱动器组对应的一个上述通孔组中的上述通孔用于电连接一个上述MTJ位元和一个上述驱动器组中的一个上述驱动器。进一步地，上述磁性随机存储器包括至少一个驱动互连组，上述驱动互连组位于上述隔离介质层中，上述驱动互连组包括多个沿上述第一方向间隔设置的驱动互连金属部，至少有一个上述驱动互连组中的上述驱动互连金属部用于一一对应地电连接上述通孔和上述驱动器。进一步地，上述驱动器组有两个，分别为第一驱动器组和第二驱动器组，上述第一驱动器组位于上述衬底的表面上，上述第二驱动器组位于上述第一驱动器组的远离上述衬底的一侧，上述第一驱动器组包括多个第一驱动器，上述第二驱动器组包括多个第二驱动器。进一步地，上述驱动器为MOSFET，上述MOSFET包括源极、栅极和漏极，上述磁性随机存储器还包括多个间隔设置的源极线、多个间隔设置的字线和多个间隔设置的位线，上述源极线与上述源极一一对应地电连接，上述字线与上述驱动器组一一对应，一个上述字线与上述驱动器组的各上述驱动器的上述栅极电连接，上述位线与上述MTJ位元一一对应地电连接。进一步地，各上述MTJ位元在上述衬底表面上的投影位于对应电连接的上述驱动器在上述衬底表面上的投影的内部，各上述MTJ位元位于包括依次叠置设置的底电极、自由磁性层、绝缘层、固定磁性层以及顶电极。进一步地，所有用于电连接上述MTJ位元和上述驱动器的上述通孔的电阻值相等。应用本申请的技术方案，该磁性随机存储器中通过设置多个堆叠的驱动器组，且相邻的驱动器组中的驱动器在衬底表面上的投影具有重合的部分，这样相对于现有技术来说，通过在垂直空间上分层排布驱动器，使驱动器在垂直方向上的面密度获得提升，从而相对应的MTJ存储位元的面密度也获得相应提升，最终使得磁性随机存储器的存储密度相对于现有技术有提升。并且，在提升存储密度的同时，并没有增加最具挑战性的MTJ存储位元的加工难度，使该高密度磁性随机存储器的制作工艺简单且制造成本低。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：图1示出了根据本申请的磁性随机存储器的实施例的电路结构示意图；图2示出了本申请的实施例1中的磁性随机存储器的结构示意图；图3示出了本申请的实施例2中的磁性随机存储器的结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、衬底；20、驱动器组；21、第一驱动器组；22、第二驱动器组；200、驱动器；210、第一驱动器；220、第二驱动器；30、隔离介质层；40、通孔组；50、驱动互连组；500、驱动互连金属部；60、MTJ位元；70、源极线；80、字线；90、位线；81、第一字线；82、第二字线；41、第一通孔；42、第二通孔；43、第三通孔；44、第四通孔；45、第五通孔；46、第六通孔；47、第七通孔；48、第八通孔；810、第一字线引出电极；820、第二字线引出电极；61、底电极；62、MTJ部；63、顶电极；100、其他互连金属部。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“连接”至该另一元件。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中，由于MTJ位元的写入电流较大，在传统1T1R-MRAM磁性随机存储器件中，MOS管的宽度必须做得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性随机存储器，其特征在于，所述磁性随机存储器包括：/n衬底(10)；/n多个驱动器组(20)，各所述驱动器组(20)位于所述衬底(10)的表面上，多个所述驱动器组(20)沿远离所述衬底(10)的方向依次设置，各所述驱动器组(20)包括一个或者多个沿第一方向间隔设置的驱动器(200)，一个所述驱动器组(20)中的各所述驱动器(200)的中心与所述衬底(10)的距离相同，各所述驱动器组(20)中的至少一个所述驱动器(200)在所述衬底(10)上的投影与相邻的所述驱动器组(20)中的至少一个所述驱动器(200)在所述衬底(10)表面的投影有重叠，多个所述驱动器组(20)中，与所述衬底(10)之间距离最大的所述驱动器组(20)为顶层驱动器组，所述第一方向与所述衬底(10)的厚度方向垂直；/n多个沿所述第一方向间隔设置的MTJ位元(60)，位于所述顶层驱动器组的远离所述衬底(10)的一侧，一个或者多个所述MTJ位元(60)与一个或者多个所述驱动器(200)对应电连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种磁性随机存储器，其特征在于，所述磁性随机存储器包括：
衬底(10)；
多个驱动器组(20)，各所述驱动器组(20)位于所述衬底(10)的表面上，多个所述驱动器组(20)沿远离所述衬底(10)的方向依次设置，各所述驱动器组(20)包括一个或者多个沿第一方向间隔设置的驱动器(200)，一个所述驱动器组(20)中的各所述驱动器(200)的中心与所述衬底(10)的距离相同，各所述驱动器组(20)中的至少一个所述驱动器(200)在所述衬底(10)上的投影与相邻的所述驱动器组(20)中的至少一个所述驱动器(200)在所述衬底(10)表面的投影有重叠，多个所述驱动器组(20)中，与所述衬底(10)之间距离最大的所述驱动器组(20)为顶层驱动器组，所述第一方向与所述衬底(10)的厚度方向垂直；
多个沿所述第一方向间隔设置的MTJ位元(60)，位于所述顶层驱动器组的远离所述衬底(10)的一侧，一个或者多个所述MTJ位元(60)与一个或者多个所述驱动器(200)对应电连接。


2.根据权利要求1所述的磁性随机存储器，其特征在于，各所述驱动器组(20)包括多个相同的所述驱动器(200)，各所述驱动器组(20)中的所述驱动器(200)在所述衬底(10)上的投影与相邻的所述驱动器组(20)中的所述驱动器(200)在所述衬底(10)上的投影一一对应有重叠，所述驱动器(200)与所述MTJ位元(60)一一对应地电连接，且在所述衬底(10)上的投影一一对应有重叠的两个所述驱动器(200)对应电连接的两个所述MTJ位元(60)相邻。


3.根据权利要求2所述的磁性随机存储器，其特征在于，所述各所述驱动器组(20)中的所述驱动器(200)在所述衬底(10)上的投影与相邻的所述驱动器组(20)中的所述驱动器(200)在所述衬底(10)上的投影一一对应重合。


4.根据权利要求1所述的磁性随机存储器，其特征在于，所述磁性随机存储器还包括多个隔离介质层(30)，各所述隔离介质层(30)设置在所述衬底(10)的表面上，且多个所述隔离介质层(30)沿着远离所述衬底(10)的方向依次叠置设置，各所述驱动器组(20)位于至少一个所述隔离介质层(30)中，多个MTJ位元(60)至少位于一个所述隔离介质层(30)中。


5.根据权利要求4所述的磁性随机存储器，其特征在于，所述磁性随机存储器还包括多个通孔组(40)，各所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李辉辉，戴强，
申请(专利权)人：中电海康集团有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33