存储器器件及存储器电路制造技术

本揭露提供一种存储器器件及一种存储器电路。存储器器件包括自旋轨道力矩(spin

【技术实现步骤摘要】
存储器器件及存储器电路


[0001]本揭露涉及一种存储器器件及存储器电路。

技术介绍

[0002]许多现代电子器件包括电子存储器。电子存储器可为易失性存储器(volatile memory)或非易失性存储器(non
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volatile memory)。非易失性存储器能够在没有电力的情况下保留数据，而易失性存储器在断电时会丢失数据。应用电子自旋(electron spin)效应来存储数据的磁阻式随机存取存储器(magnetoresistive random
‑
access memory，MRAM)因优于当前电子存储器而有潜力成为下一代非易失性电子存储器。与当前非易失性存储器(例如闪速随机存取存储器(flash random
‑
access memory))相比，MRAM速度更快且具有更好的耐久性。与当前易失性存储器(例如动态随机存取存储器(dynamic random
‑
access memory，DRAM)及静态随机存取存储器(static random
‑
access memory，SRAM))相比，MRAM具有类似的性能及密度，但功耗较低。

技术实现思路

[0003]本揭露的一态样提供一种存储器器件。所述存储器器件包括：自旋轨道力矩(SOT)层；磁性穿遂结(MTJ)，站立在所述SOT层上；读取字线，电连接到所述MTJ；选择器；以及写入字线，通过所述选择器连接到所述SOT层，其中当所述选择器接通时所述写入字线电连接到所述SOT层，且当所述选择器处于断开状态时所述写入字线与所述SOT层电隔离。
[0004]本揭露的另一态样提供一种存储器器件。所述存储器器件包括：SOT层；MTJ，站立在所述SOT层上；第一字线，电连接到所述MTJ；第二字线，选择性地与所述SOT层电接触；以及位线，电连接到所述SOT层，其中所述SOT层的在上面站立有所述MTJ的部分位于所述SOT层的与所述位线连接的部分和所述SOT层的与所述第二字线选择性地电接触的部分之间。
[0005]本揭露的又一态样提供一种存储器电路。所述存储器电路包括：磁阻存储单元，被排列成阵列，且分别被配置成通过旋轨道力矩进行写入；读取字线，分别与一行磁阻存储单元直接电连接；写入字线，分别通过选择器连接到一行磁阻存储单元；以及位线，分别连接到一列磁阻存储单元。
附图说明
[0006]结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本揭露的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为使论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。
[0007]图1A是示出根据本揭露一些实施例的存储器器件的读取路径的示意性三维视图。
[0008]图1B是示出根据本揭露一些实施例的存储器器件的写入路径的示意性三维视图。
[0009]图2A是示出根据本揭露一些实施例的读取操作期间的存储器电路的电路图。
[0010]图2B是示出根据本揭露一些实施例的写入操作期间的存储器电路的电路图。
[0011]图3A到图3D是示出根据本揭露一些实施例的选择器的示意性剖视图。
[0012]图4A到图4C是示出根据本揭露一些实施例的存储器器件的示意性三维视图。
[0013]图5A到图5E是示出根据本揭露一些实施例的存储器器件的示意性三维视图。
具体实施方式
[0014]以下揭露内容提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本揭露。当然，这些仅为实例且不旨在进行限制。举例来说，以下说明中将第一特征形成在第二特征之上或第二特征上可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征从而使得所述第一特征与所述第二特征可不直接接触的实施例。另外，本揭露可能在各种实例中重复使用参考编号和/或字母。这种重复使用是出于简洁及清晰的目的，而不是自身指示所论述的各种实施例和/或配置之间的关系。
[0015]此外，为易于说明，本文中可能使用例如“在
…
之下(beneath)”、“在
…
下方(below)”、“下部的(lower)”、“在
…
上方(above)”、“上部的(upper)”等空间相对性用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对性用语旨在除图中所绘示的取向外还囊括器件在使用或操作中的不同取向。设备可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)，且本文中所使用的空间相对性描述语可同样相应地进行解释。
[0016]图1A是示出根据本揭露一些实施例的存储器器件10的读取路径RP的示意性三维视图。图1B是示出存储器器件10的写入路径WP的示意性三维视图。
[0017]参照图1A及图1B，存储器器件10是磁阻式随机存取存储器(MRAM)器件。在一些实施例中，存储器器件10嵌置在形成在逻辑器件(未示出，例如有源器件、无源器件或其组合)之上的内连线结构(未示出)中。逻辑器件的至少一部分可被配置成控制存储器器件10。存储器器件10包括磁性穿遂结(magnetic tunnel junction，MTJ)100。尽管未示出，但MTJ 100可包括：绝缘层(或被称为穿遂障壁(tunnel barrier))，夹置在包括钉扎层(pinned layer)及自由层的铁磁层之间。自由层的磁化方向可通过外部磁场来切换，而钉扎层的磁化方向是固定的。如果自由层的磁化与钉扎层的磁化处于平行的取向上，则与所述磁化处于相反(反平行)取向上的情况相比，电子将更有可能穿遂过(tunnel through)绝缘层。因此，MTJ 100可在高电阻状态与低电阻状态之间进行切换。以这种方式，MTJ 100可用作存储单元。
[0018]在一些实施例中，存储器器件10是自旋轨道力矩MRAM(spin
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orbit torque MRAM，SOT
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MRAM)器件。在这些实施例中，存储器器件10的磁阻存储单元SU不仅包括MTJ 100，还包括自旋轨道力矩(spin
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orbit torque，SOT)层102，SOT层102可由重金属(例如，W、Pt、Ta、Ru、Co、Fe、Cu、相似金属或其组合)、拓扑绝缘体(例如，Bi2Se3、MgO等)、或者其他合适的材料制成。SOT层102可被形成为导电图案(conductive patch)，且MTJ 100站立在SOT层102上。在读取操作期间，读取电流经过(如图1A中所示的读取路径RP所指示)MTJ 100。另一方面，在写入操作期间，SOT通过注入SOT层102中的面内电流(in
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plane current)(如图1B中所示的写入路径WP所指示)而引起MTJ 100的自由层的切换。作为这种分离的读取路径RP及写入路径WP的结果，磁阻存储单元SU可具有三个端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种存储器器件，包括：自旋轨道力矩层；磁性穿遂结，站立在所述自旋轨道力矩层上；读取字线，电连接到所述磁性穿遂结；选择器；以及写入字线，通过所述选择器连接到所...

【专利技术属性】
技术研发人员：江宏礼，林仲德，林世杰，陈自强，宋明远，黄汉森，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：