底部钉扎制造技术

本公开的实施例总体上涉及数据储存和计算机存储系统，更具体地涉及

【技术实现步骤摘要】
底部钉扎SOT
‑
MRAM位结构和制造方法
[0001]本申请是
2016
年
10
月
24
日所提出的申请号为
201610939473.7、
专利技术名称为“底部钉扎
SOT
‑
MRAM
位结构和制造方法”的专利技术专利申请的分案申请
。


[0002]本公开的实施例总体上涉及数据储存和计算机存储系统，更具体地涉及自旋
‑
轨道转矩磁阻随机存取存储器
(SOT
‑
MRAM)
芯片结构
。

技术介绍

[0003]计算机的核心是磁记录装置，其通常可包括旋转磁介质或固态介质装置
。
当今存在许多不同的存储技术来存储在计算系统中使用的信息
。
总体上，这些不同存储技术可以分为两个主要类别：易失性存储器和非易失性存储器
。
易失性存储器一般指的是需要电能来保留存储的数据的计算机存储器类型
。
另一方面，非易失性存储器一般指的是不需要电能来保留存储的数据的计算机存储器类型
。
易失性存储器的示例可包括某些类型的随机存取存储器
(RAM)
，比如动态
RAM(DRAM)
和静态
RAM(SRAM)。
非易失性存储器的示例可包括只读存储器
(ROM)、
磁阻
RAM(MRAM)
和闪存
(
比如
NOR
和
NAND
闪存
)
等
。
[0004]近些年，在大容量储存器和存储应用中需要更高密度的装置，其维持比较低的每位成本
。
当今，一般在计算行业中占主导地位的存储技术是
DRAM
和
NAND
闪存，然而，这些存储技术不能够解决下一代计算系统的当前和未来容量需求
。
[0005]最近，出现的许多技术得到持续关注，作为下一代存储器的潜在竞争者
。
一个这种存储技术是磁阻随机存取存储器
(MRAM)。MRAM
提供了快速该部时间
、
近乎无限的读
/
写耐久性
、
耐辐射性和高储存密度
。
与常规
RAM
芯片技术不同，
MRAM
数据不储存为电荷，而是替代地使用磁元件的磁极化状态储存数据位
。
这些元件由两个磁极化层
(
由薄绝缘层分隔开
)
形成，每一层可维持磁极化场，它们一起形成磁隧道结
(MTJ)
结构
。
包括
MTJ
存储元件的
MRAM
单元可设计用于
MTJ
层结构相对于膜表面的面内或垂直极化
。
两层之一
(
指的是固定或参考层
)
的磁化固定并设定为特定极性，例如通过将该层耦合到反铁磁体；第二层
(
指的是自由层
)
的极化在外部写入机构
(
比如强磁场或自旋极化电流
)
的影响下自由地旋转
(
其以
MRAM
形式用作自旋扭矩传输或
STT
‑
MRAM)。
[0006]然而，由于驱动足够量的电流来切换通过
MTJ(
包括通过阻挡层
)
，
STT
‑
MRAM
装置中的
MTJ
存储元件会受到磨损的影响
。
通常，需要大量电流来切换单元的状态
。
随着时间的过去，由于大量电流，阻挡层破裂，从而导致
MTJ
失效
。
[0007]因此，在本领域中需要一种改进的
MRAM
装置
。

技术实现思路

[0008]本公开的实施例总体上涉及数据储存和计算机存储系统，更具体地涉及
SOT
‑
MRAM
芯片结构
。SOT
‑
MRAM
芯片结构包括多个引线
、
多个存储器单元以及多个晶体管
。
引线可以由具有大自旋
‑
轨道耦合强度和高电阻率的材料制成
。
每个单独的引线可包括多个第一部分
和与第一部分区分开的多个第二部分
。
第二部分的电阻率小于第一部分的电阻率，所以引线的总电阻率减小，导致改进的功率效率和信噪比
。
[0009]在一个实施例中，
SOT
‑
MRAM
芯片结构包括由具有
Pt、Ta、W、Hf、Ir、CuBi、CuIr
或
AuW
的材料制成的多个引线
、
耦合到多个引线中的每个引线的多个存储器单元以及多个晶体管
。
每个晶体管耦合到多个存储器单元的对应存储器单元
。
[0010]在另一实施例中，
SOT
‑
MRAM
芯片结构包括多个引线，每个引线具有多个第一部分和与第一部分区分开的多个第二部分
。
多个第一部分中的每个第一部分具有第一宽度，多个第二部分中的每个第二部分具有第二宽度，第一宽度小于第二宽度
。SOT
‑
MRAM
芯片结构还包括耦合到每个引线的第一部分的多个存储器单元以及多个晶体管
。
每个晶体管耦合到多个存储器单元的对应存储器单元
。
[0011]在另一实施例中，
SOT
‑
MRAM
芯片结构包括多个引线，每个引线具有多个第一部分和与第一部分区分开的多个第二部分
。
多个第一部分中的每个第一部分由第一材料制成，多个第二部分中的每个第二部分由第二材料制成，第一材料与第二材料不同
。SOT
‑
MRAM
芯片结构还包括耦合到每个引线的第一部分的多个存储器单元以及多个晶体管
。
每个晶体管耦合到多个存储器单元的对应存储器单元
。
附图说明
[0012]参考实施例更具体地描述上面简述的本公开，使得可以更详细地理解本公开的上述特征，一些实施例在附图中示出
。
然而，应注意的是，附图仅示出本公开的典型实施例，因此不应理解为限制本专利技术的范围，因为本公开可应用于其它等效实施例
。
[0013]图1是根据本文所述一个实施例的单个引线
、
多个存储器单元和多个晶体管的示意性透视图
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种自旋
‑
轨道转矩磁阻随机存取存储器
(SOT
‑
MRAM)
芯片结构，包括：多个存储器单元；多个引线，其中，多个引线中的每个引线包括多个第一部分和与第一部分区分开的多个第二部分，其中，多个第一部分中的每个第一部分由第一材料制成，多个第二部分中的每个第二部分由第二材料制成，其中，第二材料包括用掺杂物掺杂的第一材料，且其中多个第一部分中的每个第一部分耦合到多个存储器单元的对应存储器单元，且多个第二部分不与多个存储器单元接触；以及多个晶体管，其中，每个晶体管耦合到多个存储器单元的对应存储器单元，其中，多个存储器单元的每个存储器单元包括参考层
、
阻挡层和自由层，以及所述阻挡层的阻抗能够制得足够低，使得跨过所述存储器单元的磁隧道结的电流是导致所述存储器单元切换的电流的一半
。2.
如权利要求1所述的
(SOT
‑
MRAM)
芯片结构，其中，多个第一部分中的每个第一部分与多个存储器单元的存储器单元的自由层接触，多个第二部分的每个第二部分与多个存储器单元的存储器单元分隔开，通过半选择机制执行写入工艺，所述半选择机制包括使电流沿多个引线中的引线流动以及将电压施加到多个存储器单元中的存储器单元的组合
。3.
如权利要求1所述的
(SOT
‑
MRAM)
芯片结构，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：西部数据技术公司，
类型：发明
国别省市：