磁性存储器结构及存储器制造技术

本公开实施例涉及半导体领域，提供一种磁性存储器结构，包括至少一个磁性存储单元，磁性存储单元包括：多个堆叠设置的第一晶体管，不同第一晶体管的栅极用于连接不同第一控制线，且不同第一晶体管的源极或者漏极中的一端子连接同一第一传输线，源极或者漏极中的另一端子连接同一第一信号线；第一磁性隧道结，底部连接第一传输线，顶部用于连接第二信号线，以提高磁性存储器结构的集成密度。以提高磁性存储器结构的集成密度。以提高磁性存储器结构的集成密度。

【技术实现步骤摘要】
磁性存储器结构及存储器


[0001]本公开实施例涉及半导体领域，特别涉及一种磁性存储器结构及存储器。

技术介绍

[0002]磁性随机存储器(Magnetic Random Access Memory，MRAM)是基于磁性隧道结(Magnetic Tunnel Junction，MTJ)的特性做成的一种新型固态非易失性记忆体，它有着高速读写的特性。MRAM靠磁场极化而非电荷来存储数据，MTJ由自由层、隧穿层、固定层组成，自由层的磁场极化方向可以改变，固定层的磁场方向不变，当自由层与固定层的磁场方向相同时，MTJ呈现低电阻；反之MTJ呈高电阻，通过检测MTJ电阻的高低，即可判断所存数据是“0”还是“1”。
[0003]但是，在现有的磁性随机存储器中，由于存储单元的排布方式以及磁性隧道结与晶体管的连接方式的限制，制约了磁性随机存储器综合性能的进一步提高，从而限制了磁性随机存储器的广泛应用。因此，如何改善磁性存储器的结构，实现高密度MRAM的结构，提升存储器的综合性能，是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本公开实施例提供一种磁性存储器结构及存储器，以提高磁性存储器结构的集成密度。
[0005]根据本公开一些实施例，本公开实施例一方面提供一种磁性存储器结构，包括至少一个磁性存储单元，磁性存储单元包括：多个堆叠设置的第一晶体管，不同第一晶体管的栅极用于连接不同第一控制线，且不同第一晶体管的源极或者漏极中的一端子连接同一第一传输线，源极或者漏极中的另一端子连接同一第一信号线；第一磁性隧道结，底部连接第一传输线，顶部用于连接第二信号线。
[0006]在一些实施例中，第一晶体管的数量为3个，其中，至少2个第一晶体管的栅极连接的第一控制线为写入控制线。
[0007]在一些实施例中，磁性存储单元沿第一方向和第二方向排布，其中，第一控制线沿第一方向延伸，且在第一方向上，排列于同一层的第一晶体管连接同一第一控制线，不同磁性存储单元中第一磁性隧道结连接不同第二信号线。
[0008]在一些实施例中，第二信号线沿第二方向延伸，且在第二方向上，不同磁性存储单元的第一磁性隧道结连接同一第二信号线。
[0009]在一些实施例中，第二信号线沿第三方向延伸，且在第三方向上，不同磁性存储单元的第一磁性隧道结连接同一第二信号线，其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向在同一平面内。
[0010]在一些实施例中，在第二方向上，相邻两个磁性存储单元对称设置。
[0011]在一些实施例中，磁性存储单元还包括：多个堆叠设置的第二晶体管，不同第二晶体管的栅极用于连接不同第二控制线，且不同第二晶体管的源极或者漏极中的一端子连接
同一第二传输线，源极或者漏极中的另一端子与第一晶体管的源极或者漏极中的另一端子连接同一第一信号线；第二磁性隧道结，底部连接第二传输线，顶部用于连接第二信号线。
[0012]在一些实施例中，磁性存储单元中，排列于同一层的第一晶体管和第二晶体管沿第一信号线对称设置，第一控制线与第二控制线平行设置。
[0013]在一些实施例中，磁性存储单元沿第一方向和第二方向排布，第一控制线和第二控制线沿第一方向延伸，且在第一方向上，排布于同一层的第一晶体管连接同一第一控制线，排布于同一层的第二晶体管连接同一第二控制线。
[0014]在一些实施例中，同一磁性存储单元中，第一磁性隧道结与第二磁性隧道结连接同一第二信号线，第二信号线沿第二方向延伸，且在第二方向上，不同磁性存储单元的第一磁性隧道结和第二磁性隧道结连接同一第二信号线。
[0015]在一些实施例中，同一磁性存储单元中，第一磁性隧道结与第二磁性隧道结连接不同第二信号线，第二信号线沿第三方向延伸，且在第三方向上，不同磁性存储单元的第一磁性隧道结连接同一第二信号线，不同磁性存储单元的第二磁性隧道结连接同一第二信号线，其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向在同一平面内。
[0016]在一些实施例中，不同磁性存储单元的第一信号线相互连通。
[0017]在一些实施例中，第一晶体管包括沟道区，沟道区连接第一晶体管的栅极，第一晶体管的栅极包裹沟道区设置。
[0018]在一些实施例中，第一晶体管包括沟道区，沟道区连接第一晶体管的栅极，沟道区包裹第一晶体管的栅极设置。
[0019]根据本公开一些实施例，本公开实施例另一方面还提供一种存储器，包括上述实施例中的任一项磁性存储器结构。
[0020]本公开实施例提供的技术方案至少具有以下优点：在一个磁性存储单元包括多个堆叠设置的第一晶体管，不同第一晶体管连接至不同的第一控制线，以此可以通过不同的第一控制线控制对应的第一晶体管的断通；不同第一晶体管的源极或者漏极中的一端子连接同一第一传输线，源极或者漏极中的另一端子连接同一第一信号线，第一磁性隧道结，底部连接第一传输线，顶部用于连接第二信号线，可以通过驱动不同的第一晶体管从而实现对第一磁性隧道结的写入或者读取，也可以同时驱动所有的第一晶体管以实现对第一磁性隧道结的写入或者读取，从而可以防止单个第一晶体管或者少量的第一晶体管的驱动能力不足的情况，提高磁性存储单元的驱动能力；其中，第一晶体管为堆叠设置，可以减少第一晶体管的面积，增加第一晶体管的空间排列密度，从而减少磁性存储单元整体的体积，进而有利于增加磁性存储器结构的集成密度。
[0021]另外，磁性存储单元还可以在第一方向和第二方向上排列，增加磁性存储器结构中磁性存储单元在单位空间内的排列密度，从而提高磁性存储器结构的集成密度；其中，第一控制线沿第一方向延伸，且在第一方向上，排列于同一层的第一晶体管连接同一第一控制线，不同磁性存储单元中第一磁性隧道结连接不同第二信号线，可以减少第一控制线的控制端；第二信号线沿第二方向延伸，且在第二方向上，不同磁性存储单元的磁性隧道结连接同一第二信号线，可以减少第二信号线的控制端，从而提高磁性存储器结构的控制能力。
附图说明
[0022]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制；为了更清楚地说明本公开实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0023]图1为本公开一实施例提供的一种磁性存储单元的结构示意图；
[0024]图2至图4为本公开一实施例提供的多种磁性存储单元沿第一方向和第二方向排布的结构示意图；
[0025]图5为本公开一实施例提供的另一种磁性存储单元的结构示意图；
[0026]图6为本公开一实施例提供的另一种磁性存储单元沿第一方向和第二方向的排布结构示意图；
[0027]图7为本公开一实施例提供的一种磁性存储单元沿第一方向和第二方向排布的俯视图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性存储器结构，其特征在于，包括至少一个磁性存储单元，所述磁性存储单元包括：多个堆叠设置的第一晶体管，不同所述第一晶体管的栅极用于连接不同第一控制线，且不同所述第一晶体管的源极或者漏极中的一端子连接同一第一传输线，源极或者漏极中的另一端子连接同一第一信号线；第一磁性隧道结，底部连接所述第一传输线，顶部用于连接第二信号线。2.如权利要求1所述的磁性存储器结构，其特征在于，所述第一晶体管的数量为3个，其中，至少2个所述第一晶体管的栅极连接的所述第一控制线为写入控制线。3.如权利要求1所述的磁性存储器结构，其特征在于，所述磁性存储单元沿第一方向和第二方向排布，其中，所述第一控制线沿所述第一方向延伸，且在所述第一方向上，排列于同一层的所述第一晶体管连接同一所述第一控制线，不同所述磁性存储单元中所述第一磁性隧道结连接不同所述第二信号线。4.如权利要求3所述的磁性存储器结构，其特征在于，所述第二信号线沿所述第二方向延伸，且在所述第二方向上，不同所述磁性存储单元的所述第一磁性隧道结连接同一所述第二信号线。5.如权利要求3所述的磁性存储器结构，其特征在于，所述第二信号线沿第三方向延伸，且在所述第三方向上，不同所述磁性存储单元的所述第一磁性隧道结连接同一所述第二信号线，其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向在同一平面内。6.如权利要求3～5中任一项所述的磁性存储器结构，其特征在于，在所述第二方向上，相邻两个所述磁性存储单元对称设置。7.如权利要求1所述的磁性存储器结构，其特征在于，所述磁性存储单元还包括：多个堆叠设置的第二晶体管，不同所述第二晶体管的栅极用于连接不同第二控制线，且不同所述第二晶体管的源极或者漏极中的一端子连接同一第二传输线，源极或者漏极中的另一端子与所述第一晶体管的源极或者漏极中的另一端子连接同一所述第一信号线；第二磁性隧道结，底部连接所述第二传输线，顶部用于连接所述第二信...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓阳，王晓光，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：