MRAM存储单元、磁性存储阵列、存储器制造技术

本发明专利技术提供一种MRAM存储单元、磁性存储阵列、存储器，涉及磁性电子器件技术领域。该MRAM存储单元包括底电极、第一自由层、第一隧穿势垒层、固定层、第二隧穿势垒层、第二自由层和顶电极，其中，底电极用于写入不同方向的电流，使得第一自由层的磁化方向和固定层的磁化方向平行或反平行；顶电极用于写入不同方向的电流，使得第二自由层的磁化方向和固定层的磁化方向平行或反平行。本发明专利技术通过向底电极和顶电极写入不同方向的电流，改变第一自由层、第二自由层的磁化方向，使得MRAM存储单元存在多种阻值状态，实现了多阻态存储。同时，本发明专利技术优化了原有MTJ结构，从根本上解决了原有MTJ基础单元只能数据位简单叠加、无法实现多种功能的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
MRAM存储单元、磁性存储阵列、存储器


[0001]本专利技术涉及磁性电子器件
，具体涉及一种MRAM存储单元、磁性存储阵列、存储器。

技术介绍

[0002]近年来随着制造工艺节点的不断缩小，由于量子隧穿效应造成的漏电流持续增大，因此基于CMOS的电路静态功耗持续飙升。另一方面，传统的冯诺依曼架构因其数据存储和逻辑计算相对分离，数据传输会造成额外的动态功耗。因此，功耗成为限制当前逻辑电路和传统计算机体系发展的重要因素。为解决上述问题，基于自旋电子学的磁随机存储器(MRAM)因其非易失、低功耗和可与CMOS兼容等优异的特性被称为是当前新一代电子设备理想的存储器件。
[0003]MRAM的核心器件是磁隧道结(MTJ)，一般的MTJ结构中只有两个铁磁层，其中一个为固定层，也称钉扎层，它的磁化方向不可改变；另一个铁磁层为自由层，它的磁化方向可以改变，并且具有两个磁化方向，分别与固定层平行和反平行，这使得MTJ只有低阻态和高阻态两种状态，也就相当于MTJ只能存储两种信息。
[0004]通过上述描述可知，现有的MRAM的核心器件MTJ本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种MRAM存储单元，其特征在于，包括由下到上的层叠设置的底电极、第一自由层、第一隧穿势垒层、固定层、第二隧穿势垒层、第二自由层和顶电极；其中，所述底电极用于写入不同方向的电流，使得第一自由层的磁化方向和固定层的磁化方向平行或反平行；所述顶电极用于写入不同方向的电流，使得第二自由层的磁化方向和固定层的磁化方向平行或反平行。2.如权利要求1所述的MRAM存储单元，其特征在于，所述固定层的磁化方向通过退火的方式写入。3.如权利要求1所述的MRAM存储单元，其特征在于，所述MRAM存储单元包括四种存储状态，分别为：第一自由层、第二自由层均和固定层平行；第一自由层和固定层反平行，第二自由层和固定层平行；第一自由层和固定层平行，第二自由层和固定层反平行；第一自由层、第二自由层均和固定层反平行。4.如权利要求1～3任一所述的MRAM存储单元，其特征在于，所述底电极包括两个输入端口，用于输入从左到右或从右到左的电流，根据SOT效应，输入的电流方向决定了第一自由层的磁化方向；所述顶电极包括一个输入端口，用于输入从上到下或从下到上的电流，根据STT效应，输入的电流方向决定了第二自由层的磁化方向。5.如权利要求1～3任一所述的MRAM...

【专利技术属性】
技术研发人员：金辉，王昭昊，陈思宇，殷加亮，朱道乾，史可文，曹凯华，王碧，赵巍胜，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：