【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体，尤其涉及一种磁存储器及其制备方法、电子设备。
技术介绍
1、随着半导体技术的不断发展，磁存储器（magnetic random access memory，简称mram）成为下一代存储器技术的主要候选者之一。磁存储器包括磁隧道结（magnetictunnel junction，简称mtj），其通常为两个铁磁层夹着一个势垒层而形成的三明治结构。两个铁磁层中的一个铁磁层磁化方向不变，被称为固定层。另一个铁磁层的磁化方向可以被外界激励改变，被称为自由层。当自由层的磁化方向与固定层平行或反平行时，磁隧道结分别处于低电阻态或高电阻态，这两种阻态分别代表二进制数据“0”和“1”。
2、自旋轨道矩磁存储器（spin-orbit torque mram，简称sot-mram）具有非易失性、高速低功耗数据写入和高器件耐久性等优点，有望突破后摩尔时代集成电路功耗瓶颈。自旋轨道矩磁存储器通过自旋电流能够翻转自由层的磁化方向，从而实现数据写入。然而，自旋轨道矩磁存储器作为三端口器件，每个磁隧道结至少需要耦合两个晶体管，磁存储器的存储密度较低。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本申请实施例提供一种磁存储器及其制备方法、电子设备，提高其存储密度。
2、本申请提供一种磁存储器，所述磁存储器具有至少一个行单元，每个所述行单元包括：自旋轨道转矩层、至少两个磁隧道结和选择器；
3、所述至少两个磁隧道结设置在所述自旋轨道转矩层上且沿第一方向间隔排布，所述至少两个磁隧
4、在一些可能的实现方式中，所述行单元还包括源极线、第一字线，以及至少两条第二字线，所述源极线与所述至少两个磁隧道结一侧的所述选择器耦接，所述第一字线与所述至少两个磁隧道结另一侧的所述选择器耦接，每个所述磁隧道结与一条所述第二字线对应耦接；
5、所述源极线和所述第一字线中的一者被配置为施加写入电压，另一者被配置为接地，所述第二字线被配置为浮空或者施加辅助写入电压，以使所述两个选择器均导通，与施加所述辅助写入电压的所述第二字线对应连接的所述磁隧道结写入数据；
6、在一些可能的实现方式中，所述行单元还包括源极线、第一字线，以及至少两条第二字线，所述源极线与所述至少两个磁隧道结一侧的所述选择器耦接，所述第一字线与所述至少两个磁隧道结另一侧的所述选择器耦接，每个所述磁隧道结与一条所述第二字线对应耦接；
7、所述源极线被配置为施加读取电压，所述第一字线被配置为浮空，所述第二字线被配置为接地或者浮空，以使一个所述选择器导通，另一个所述选择器截止，与接地的所述第二字线对应连接的所述磁隧道结读出数据。
8、在一些可能的实现方式中，所述磁存储器还包括衬底、设置在所述衬底上的介质层，以及设置在所述介质层内的互连结构；
9、所述自旋轨道转矩层设置在所述衬底上，所述互连结构分别连接所述第一字线和相对应所述选择器、所述第二字线和相对应所述磁隧道结，以及所述源极线和相对应的所述选择器。
10、在一些可能的实现方式中，所述自旋轨道转矩层包括相连接的第一分层和第二分层，所述第一分层与所述磁隧道结相对，所述第二分层与所述磁隧道结相错，所述第一分层的材质包括可产生自旋轨道矩的材料，所述第二分层的材质包括低阻材料或者铁磁材料。
11、在一些可能的实现方式中，所述第一分层和所述第二分层沿第三方向依次交替设置，每个所述第一分层上对应设置有一个所述磁隧道结。
12、在一些可能的实现方式中，所述行单元还包括填充层和隔离层，所述填充层设置在相邻两个所述磁隧道结之间，且与所述磁隧道结间隔设置，所述隔离层填充在所述磁隧道结与所述填充层之间，以及所述磁隧道结和所述选择器之间，所述填充层与所述选择器材质相同。
13、在一些可能的实现方式中，所述填充层沿所述第三方向相对的两侧分别与对应的所述第二分层沿所述第三方向相对的两侧对齐，所述选择器沿所述第三方向相对的两侧分别与对应的所述第二分层沿所述第三方向相对的两侧对齐；
14、和/或，所述选择器背离所述自旋轨道转矩层的表面与所述填充层背离所述自旋轨道转矩层的表面对齐。
15、在一些可能的实现方式中，所述可产生自旋轨道矩的材料包括重金属材料、拓扑绝缘体和二维材料；
16、和/或，所述选择器的材质包括相变材料、氧化铌、铜锗硒铪的氧化物、砷碲锗硅的氮化物或者可在绝缘态和导电态之间转变的材料。
17、本申请实施例提供的磁存储器至少具有如下优点：
18、本申请实施例提供的磁存储器包括至少一个行单元，每个行单元包括自旋轨道转矩层、至少两个磁隧道结和选择器。至少两个磁隧道结沿第一方向间隔排布在自旋轨道转矩层，最外侧的两个磁隧道结彼此背离的一侧分别设置有选择器。选择器与自旋轨道转矩层耦接，且被配置为允许电流在自旋轨道转矩层沿第一方向或者第二方向流动。通过两个选择器可以改变自旋轨道转矩层内电流的流动方向，无需设置晶体管，可以降低其所占用面积，从而提升磁存储器的存储密度。同时，行单元中的至少两个磁隧道结共用两个选择器，可以降低选择器的数量，进一步提高磁存储器的存储密度。
19、本申请实施例还提供一种电子设备，包括如上所述的磁存储器，因而至少具有存储密度较大的优点，具体效果参照上文，在此不再赘述。
20、本申请实施例还提供一种磁存储器的制备方法，其包括：
21、形成叠置的自旋轨道转矩层和磁隧道结堆叠层；
22、去除部分所述磁隧道结堆叠层，形成多个沿第三方向间隔设置的磁隧道结；
23、在所述磁隧道结的两个侧壁上形成隔离层，各所述隔离层间隔设置；
24、在最外侧的两个所述隔离层彼此背离的侧壁上形成选择器。
25、在一些可能的实现方式中，在所述磁隧道结的两个侧壁上形成隔离层之后，在最外侧的两个所述隔离层彼此背离的侧壁上形成选择器之前，还包括：
26、刻蚀去除暴露的所述自旋轨道转矩层，形成多个间隔设置的第一分层；
27、在所述相邻的所述第一分层之间形成第二分层，所述第二分层与所述第一分层相接，所述第一分层和所述第二分层形成新的所述自旋轨道转矩层，所述第二分层的材质包括低阻材料或者铁磁材料。
28、在一些可能的实现方式中，在最外侧的两个所述隔离层彼此背离的侧壁上形成选择器的同时，还在其余相邻的两个所述隔离层之间的空隙内形成填充层，所述填充层与所述选择器材质相同。
29、在一些可能的实现方式中，在最外侧的两个所述隔离层彼此背离的侧壁上形成选择器之后，还包括：
30、去除部分所述自旋轨道转矩层、所述磁隧道结和所述选择器，形成多个沿第四方向间隔设置的第一沟槽，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磁存储器，其特征在于，所述磁存储器具有至少一个行单元，每个所述行单元包括：自旋轨道转矩层、至少两个磁隧道结和选择器；
2.根据权利要求1所述的磁存储器，其特征在于，所述行单元还包括源极线、第一字线，以及至少两条第二字线，所述源极线与所述至少两个磁隧道结一侧的所述选择器耦接，所述第一字线与所述至少两个磁隧道结另一侧的所述选择器耦接，每个所述磁隧道结与一条所述第二字线对应耦接；
3.根据权利要求1所述的磁存储器，其特征在于，所述行单元还包括源极线、第一字线，以及至少两条第二字线，所述源极线与所述至少两个磁隧道结一侧的所述选择器耦接，所述第一字线与所述至少两个磁隧道结另一侧的所述选择器耦接，每个所述磁隧道结与一条所述第二字线对应耦接；
4.根据权利要求2或3所述的磁存储器，其特征在于，所述磁存储器还包括衬底、设置在所述衬底上的介质层，以及设置在所述介质层内的互连结构；
5.根据权利要求1-3任一项所述的磁存储器，其特征在于，所述自旋轨道转矩层包括相连接的第一分层和第二分层，所述第一分层与所述磁隧道结相对，所述第二分层与所述磁隧道结
6.根据权利要求5所述的磁存储器，其特征在于，所述第一分层和所述第二分层沿第三方向依次交替设置，每个所述第一分层上对应设置有一个所述磁隧道结。
7.根据权利要求6所述的磁存储器，其特征在于，所述行单元还包括填充层和隔离层，所述填充层设置在相邻两个所述磁隧道结之间，且与所述磁隧道结间隔设置，所述隔离层填充在所述磁隧道结与所述填充层之间，以及所述磁隧道结和所述选择器之间，所述填充层与所述选择器材质相同。
8.根据权利要求7所述的磁存储器，其特征在于，所述填充层沿所述第三方向相对的两侧分别与对应的所述第二分层沿所述第三方向相对的两侧对齐，所述选择器沿所述第三方向相对的两侧分别与对应的所述第二分层沿所述第三方向相对的两侧对齐；
9.根据权利要求5所述的磁存储器，其特征在于，所述可产生自旋轨道矩的材料包括重金属材料、拓扑绝缘体和二维材料；
10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的磁存储器。
11.一种磁存储器的制备方法，其特征在于，包括：
12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，在所述磁隧道结的两个侧壁上形成隔离层之后，在最外侧的两个所述隔离层彼此背离的侧壁上形成选择器之前，还包括：
13.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，在最外侧的两个所述隔离层彼此背离的侧壁上形成选择器的同时，还在其余相邻的两个所述隔离层之间的空隙内形成填充层，所述填充层与所述选择器材质相同。
14.根据权利要求11-13任一项所述的制备方法，其特征在于，在最外侧的两个所述隔离层彼此背离的侧壁上形成选择器之后，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种磁存储器，其特征在于，所述磁存储器具有至少一个行单元，每个所述行单元包括：自旋轨道转矩层、至少两个磁隧道结和选择器；
2.根据权利要求1所述的磁存储器，其特征在于，所述行单元还包括源极线、第一字线，以及至少两条第二字线，所述源极线与所述至少两个磁隧道结一侧的所述选择器耦接，所述第一字线与所述至少两个磁隧道结另一侧的所述选择器耦接，每个所述磁隧道结与一条所述第二字线对应耦接；
3.根据权利要求1所述的磁存储器，其特征在于，所述行单元还包括源极线、第一字线，以及至少两条第二字线，所述源极线与所述至少两个磁隧道结一侧的所述选择器耦接，所述第一字线与所述至少两个磁隧道结另一侧的所述选择器耦接，每个所述磁隧道结与一条所述第二字线对应耦接；
4.根据权利要求2或3所述的磁存储器，其特征在于，所述磁存储器还包括衬底、设置在所述衬底上的介质层，以及设置在所述介质层内的互连结构；
5.根据权利要求1-3任一项所述的磁存储器，其特征在于，所述自旋轨道转矩层包括相连接的第一分层和第二分层，所述第一分层与所述磁隧道结相对，所述第二分层与所述磁隧道结相错，所述第一分层的材质包括可产生自旋轨道矩的材料，所述第二分层的材质包括低阻材料或者铁磁材料。
6.根据权利要求5所述的磁存储器，其特征在于，所述第一分层和所述第二分层沿第三方向依次交替设置，每个所述第一分层上对应设置有一个所述磁隧道结。
7.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊丹荣，刘宏喜，曹凯华，王戈飞，
申请(专利权)人：致真存储北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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