一种磁性随机储存器及制备方法技术

本申请提供一种磁性随机存储器及制备方法。本申请提供的磁性随机储存器包括衬底和形成在衬底上的多个磁性隧道结阵列，按照远离衬底的方向，每个磁性隧道结阵列中的各个磁性隧道结的膜堆结构依次包括参考层、阻挡层和自由层；每个磁性隧道结阵列中的各个磁性隧道结的参考层连通，且衬底上与该磁性隧道结阵列相对的位置上设置有至少一个底电极；每个磁性隧道结阵列中的各个磁性隧道结的自由层相互隔离，且每个自由层上各自覆盖有顶电极；每个磁性隧道结阵列中的各个自由层在参考层上的投影均在参考层内。这样，可使得参考层作用在自由层的面外杂散磁场在工作温度范围内稳定地维持在零场附近，可提高磁性随机储存器的存储密度和性能。和性能。和性能。

【技术实现步骤摘要】
一种磁性随机储存器及制备方法


[0001]本申请涉及半导体制造
，尤其涉及一种磁性随机储存器及制备方法。

技术介绍

[0002]磁性随机储存器（Magnetoresistance Random Access Memory，简称MRAM）是一种新型的非挥发性存储器，它利用磁性材料的特性来存储数据。相比传统的存储器技术，MRAM具有更快的读写速度、更低的功耗和更高的可靠性。随着科技的不断进步，MRAM已经成为了下一代存储器技术的热门选择之一。
[0003]磁性随机储存器中的参考层产生并作用在自由层的面外杂散磁场严重影响磁性随机储存器的性能。因此，如何减少面外杂散磁场对磁性随机储存器的影响，提高磁性随机储存器的存储密度和性能，成为当前研究的热点。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请提供一种磁性随机储存器及制备方法，以使磁性随机储存器的面外杂散磁场在其工作温度范围内维持在零场附近、提高磁性随机储存器的存储密度和性能。
[0005]本申请第一方面提供一种磁性随机储存器，所述磁性随机储存器包括衬底和形成在所述衬底上的多个磁性隧道结阵列；其中，按照远离所述衬底的方向，每个所述磁性隧道结阵列中的各个磁性隧道结的膜堆结构依次包括参考层、阻挡层和自由层；每个所述磁性隧道结阵列中的各个磁性隧道结的参考层相互连通，且所述衬底上与该磁性隧道结阵列相对的位置上设置有至少一个底电极；每个所述磁性隧道结阵列中的各个磁性隧道结的自由层相互隔离，且每个所述自由层上各自覆盖有顶电极；其中，每个所述磁性隧道结阵列中的各个所述自由层在所述参考层上的投影均在所述参考层内。
[0006]本申请第二方面提供一种磁性随机储存器制备方法，所述方法用于制备本申请第一方面提供的任一项所述的磁性随机储存器；所述方法包括：在衬底上方形成至少由参考层、阻挡层和自由层组成的磁性隧道结膜堆结构；刻蚀出每个磁性隧道结阵列中的各个磁性隧道结对应的自由层，且刻蚀出的该磁性隧道结阵列中的各个磁性隧道结的自由层相互隔离；刻蚀出每个磁性隧道结阵列之间的沟道，且刻蚀出的各个磁性隧道结阵列相互隔离、每个磁性隧道阵列中的各个磁性隧道结的参考层连通、每个所述磁性隧道结阵列中的各个所述自由层在所述参考层上的投影均在所述参考层内。
[0007]本申请提供的磁性随机储存器，通过设置衬底和多个磁性隧道结阵列，进而让每个所述磁性隧道结阵列中的各个磁性隧道结的参考层相互连通，且所述衬底上与该磁性隧道结阵列相对的位置上设置有至少一个底电极，并让每个所述磁性隧道结阵列中的各个磁
性隧道结的自由层相互隔离，且每个所述自由层上各自覆盖有顶电极，最后让每个所述磁性隧道结阵列中的各个所述自由层在所述参考层上的投影均在所述参考层内。这样，可使得参考层作用在自由层的面外杂散磁场在工作温度范围内稳定地维持在零场附近，同时可提高磁性隧道结自由层的密度，提高磁性随机储存器的性能。
附图说明
[0008]图1a为本申请实施例一提供的磁性随机储存器阵列的俯视图；图1b为本申请实施例一提供的磁性随机储存器阵列的剖视图；图1c为本申请实施例一提供的磁性随机储存器阵列的立体图；图2a为本申请实施例二提供的磁性随机储存器阵列的立体图；图2b为本申请实施例二提供的磁性随机储存器阵列的剖视图；图3为本申请实施例三提供的磁性随机储存器阵列的剖视图；图4为本申请实施例四提供的磁性随机储存器的结构示意图；图5为本申请实施例五提供的磁性随机储存器的结构示意图；图6为本申请提供的磁性随机储存器制备方法实施例一的流程图；图7为本申请提供的磁性随机储存器制备方法制备出的磁性随机储存器中间结构的剖视图；图8为本申请提供的磁性随机储存器制备方法制备出的磁性随机储存器中间结构的剖视图；图9为本申请提供的磁性随机储存器制备方法制备出的磁性随机储存器中间结构的剖视图；图10为本申请一示例性实施例提出的一种磁性存储器的制备方法的流程图;图11为本申请提供的磁性随机储存器制备方法制备出的磁性随机储存器中间结构的剖视图；图12为本申请提供的磁性随机储存器制备方法制备出的磁性随机储存器中间结构的剖视图；图13为本申请提供的磁性随机储存器制备方法制备出的磁性随机储存器中间结构的剖视图；图14为本申请提供的磁性随机储存器制备方法制备出的磁性随机储存器中间结构的剖视图；图15为本申请提供的磁性随机储存器制备方法制备出的磁性随机储存器的剖视图；图16 为本申请一示例性实施例提出的另一种磁性存储器的制备方法的流程图;图17为本申请提供的磁性随机储存器制备方法制备出的磁性随机储存器中间结构的剖视图；图18为本申请一示例性实施例提出的另一种磁性存储器的制备方法的流程图；图19为本申请提供的磁性随机储存器制备方法制备出的磁性随机储存器中间结构的剖视图；图20为本申请提供的磁性随机储存器制备方法制备出的磁性随机储存器中间结
构的剖视图；图21为本申请提供的磁性随机储存器制备方法制备出的磁性随机储存器中间结构的剖视图。
具体实施方式
[0009]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。
[0010]在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0011]应当理解，尽管在本申请可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”。
[0012]本申请提供一种磁性随机储存器及制备方法，以使磁性随机储存器的面外杂散磁场在其工作温度范围内维持在零场附近，同时可提高磁性隧道结自由层的密度，提高磁性随机储存器的性能。
[0013]本申请提供的磁性随机储存器，通过设置衬底和多个磁性隧道结阵列，进而让每个所述磁性隧道结阵列中的各个磁性隧道结的参考层相互连通，且所述衬底上与该磁性隧道结阵列相对的位置上设置有至少一个底电极，并让每个所述磁性隧道结阵列中的各个磁性隧道结的自由层相互隔离，且每个所述自由层上各自覆盖有顶电极，最后让每个所述磁性隧道结阵列中的各个所述自由层在所述参考层上的投影均在所述参考层内。这样，可使得参考层作用在自由层的面外杂散磁场在工作温度范围内稳定的维持在零场附近，同时可提高磁性隧道结自由层的密度，可提高磁性随机储存器的性能。
[0014]下面给出具体的实施例，用以详细介绍本申请的技术方案。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性随机储存器，其特征在于，所述磁性随机储存器包括衬底和形成在所述衬底上的多个磁性隧道结阵列；其中；按照远离所述衬底的方向，每个所述磁性隧道结阵列中的各个磁性隧道结的膜堆结构依次包括参考层、阻挡层和自由层；每个所述磁性隧道结阵列中的各个磁性隧道结的参考层相互连通，且所述衬底上与该磁性隧道结阵列相对的位置上设置有至少一个底电极；每个所述磁性隧道结阵列中的各个磁性隧道结的自由层相互隔离，且每个所述自由层上各自覆盖有顶电极；其中，每个所述磁性隧道结阵列中的各个所述自由层在所述参考层上的投影均在所述参考层内。2.根据权利要求1所述的磁性随机储存器，其特征在于，所述磁性随机储存器还包括绝缘保护层，所述绝缘保护层包覆每个所述磁性隧道结的自由层、阻挡层和参考层组成的整体结构的侧壁。3.根据权利要求2所述的磁性随机储存器，其特征在于，每个所述磁性隧道结阵列中的相邻两个磁性隧道结的间隙由所述绝缘保护层填充或由所述绝缘保护层和电介质层共同填充。4.根据权利要求1所述的磁性随机储存器，其特征在于，相互平行的各个磁性隧道结阵列之间的间距等于该磁性隧道结阵列中相邻两个自由层之间的间距与指定值的和值；其中，所述指定值为2
‑
500nm。5.根据权利要求1所述的磁性随机储存器，每个所述磁性隧道结阵列包含的磁性隧道结的数目为2
‑212
。6.根据权利要求1所述的磁性随机储存器，其特征在于，所述磁性随机储存器还包括读写控制电路，所述读写控制电路与所述磁性隧道结阵列中的每个磁性隧道结电连接。7.根据权利要求1所述的磁性随机储存器，其特征在于，所述自由层的厚度为1
‑
50nm。8.根据权利要求6所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李尚坤，朱政，陈劲中，李岳升，吴迪，
申请(专利权)人：苏州凌存科技有限公司，
类型：发明
国别省市：