一种自旋轨道矩磁性随机存储器及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种自旋轨道矩磁性随机存储器及其制备方法，自旋轨道矩磁性随机存储器包括衬底、第一导电结构、拓朴结构、磁性隧道结、第二导电结构及第三导电结构；通过与第一导电结构垂直设置，且第一端与第一导电结构电连接、第二端与第三导电结构电连接的拓朴结构，及在拓朴结构外围设置电连接的磁性隧道结，以及在磁性隧道结的外围设置电连接的第二导电结构，可提高自旋轨道矩磁性随机存储器的存储能力，降低自旋轨道矩磁性随机存储器的功耗，以扩大自旋轨道矩磁性随机存储器的应用。以扩大自旋轨道矩磁性随机存储器的应用。以扩大自旋轨道矩磁性随机存储器的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种自旋轨道矩磁性随机存储器及其制备方法


[0001]本专利技术属于半导体
，涉及一种自旋轨道矩磁性随机存储器及其制备方法。

技术介绍

[0002]磁阻随机存取存储器(Magnetoresistive Random Access Memory，MRAM)是一种随机存储器件，其工作原理是使用其电阻值而非电荷来存储数据。其核心包括磁性隧道结(MTJ)结构，通过控制MTJ的电阻，以表征存储结构的“0”或“1”状态。
[0003]MTJ结构通常包括固定铁磁层和自由铁磁层，并通过位于固定铁磁层和自由铁磁层之间的绝缘隧穿势垒层将其分隔开，并利用顶部电极和底部电极夹住MTJ结构，使得电流可在顶部电极与底部电极之间流动。
[0004]在量子力学中，自旋与原子轨道的角动量可以交互作用，其中力或转矩的根源是原子核，而原子序愈大的原子，自旋轨道交互作用愈大，在有些特殊的物质，譬如拓扑绝缘体，其表面也存在有异常大的自旋轨道交互作用。利用自旋轨道转矩(Spin Orbit Torque，SOT)效应来翻转MTJ中自由层的磁矩，则可制备自旋轨道矩磁性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自旋轨道矩磁性随机存储器，其特征在于，所述自旋轨道矩磁性随机存储器包括：衬底；第一导电结构，所述第一导电结构位于所述衬底上；拓朴结构，所述拓朴结构位于所述第一导电结构上，且与所述第一导电结构垂直设置，其中，所述拓朴结构包括拓朴结构第一端及相对的拓朴结构第二端，且所述拓朴结构第一端与所述第一导电结构电连接；磁性隧道结，所述磁性隧道结位于所述拓朴结构外围，且与所述拓朴结构电连接，其中，所述磁性隧道结包括固定铁磁层、自由铁磁层及位于所述固定铁磁层与所述自由铁磁层之间的绝缘隧穿势垒层，通过所述绝缘隧穿势垒层分隔所述固定铁磁层及所述自由铁磁层，且所述自由铁磁层与所述拓朴结构相接触；第二导电结构，所述第二导电结构位于所述磁性隧道结外围，且与所述磁性隧道结电连接；第三导电结构，所述第三导电结构位于所述拓朴结构上，且与所述拓朴结构第二端电连接。2.根据权利要求1所述的自旋轨道矩磁性随机存储器，其特征在于：所述拓朴结构包括Bi
x
Sb1‑
x
拓朴结构，0＜x＜1；或所述拓朴结构为重金属拓朴结构，所述重金属拓朴结构包括由W、Pt、Ta中的一种或多种所构成。3.根据权利要求1所述的自旋轨道矩磁性随机存储器，其特征在于：所述固定铁磁层的厚度与所述自由铁磁层的厚度的比值为2
‑
100；所述固定铁磁层包括由Mn与Pt、Ir、Rh、Ni、Pd、Fe及Os中的一种或多种所构成。4.根据权利要求1所述的自旋轨道矩磁性随机存储器，其特征在于：所述自由铁磁层的厚度为1nm
‑
1000nm；所述自由铁磁层包括由Fe、NiCo、Ru、Ir、Rh、CoHf、Co、CoFeB及CoZr中的一种或多种所构成。5.根据权利要求1所述的自旋轨道矩磁性随机存储器，其特征在于：所述绝缘隧穿势垒层的厚度为0.5nm
‑
3.0nm；所述绝缘隧穿势垒层包括由MgO、AlO及AlN中的一种或多种所构成。6.根据权利要求1所述的自旋轨道矩磁性随机存储器，其特征在于：所述第一导电结构包括由Cu、Co、Al、Ti、Ta、W、Pt、Ni、Cr、Ru、TiN、TaN及Ta中的一种或多种所构成；所述第二导电结构包括由Cu、Co、Al、Ti、Ta、W、Pt、Ni、Cr、Ru、TiN、TaN...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘金营，
申请(专利权)人：上海积塔半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：