【技术实现步骤摘要】
本申请涉及半导体器件，具体而言，本申请涉及一种存储单元及其制备方法、存储器、电子设备。
技术介绍
1、目前，应用于中央处理器(central processing unit，cpu)和主存之间的高速缓存主要是l1、l2、l3三级缓存。虽然其速度快，但是是由于6t结构，静态随机存取存储器(static random access memory，sram)很难实现微缩。自旋电流写入非易失性磁性随机存储器(spin transfer torque magnetoresistive random access memory，stt-mram)具有工艺可微缩性、低能耗、高可写次数、低错误率等优点，成为了高密度、低耗能缓存的备选对象。
2、但是，随着stt-mram的持续微缩，导致stt-mram无法写入数据或者写入速度非常慢，以及电极的磁阻尼过大，不利于电流驱动磁矩翻转。
3、综上，相关技术中的存储器存在无法写入数据、写入速度过慢、电流驱动磁矩难以反转的技术问题。
技术实现思路
1、本申请针对现有方式的缺点，提出一种存储单元及其制备方法、存储器、电子设备，用以解决相关技术中存储器存在的无法写入数据、写入速度过慢、电流驱动磁矩难以反转的至少一个技术问题。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种存储单元，包括：
3、衬底；
4、晶体管，位于衬底的一侧；晶体管包括：源极、漏极、栅极和半导体层，源极与漏极相对设置且通过半导体层连接，栅极环绕半
5、磁性存储器，位于晶体管远离衬底的一侧；磁性存储器包括：从靠近晶体管的一侧起向远离晶体管的一侧依次层叠的第一磁性层、复合绝缘层和第二磁性层，复合绝缘层包括从靠近第一磁性层的一侧起向靠近第二磁性层的一侧依次层叠的至少两个子绝缘层，相邻两个子绝缘层的绝缘材料不同；
6、其中，栅极沿第一方向的长度不小于22纳米且不大于32纳米，第一方向平行于源极与漏极之间的连线。
7、在本申请的一些实施例中，复合绝缘层包括层叠的第一子绝缘层、第二子绝缘层和第三子绝缘层，第一子绝缘层位于第二子绝缘层靠近第一磁性层的一侧，第三子绝缘层位于第二子绝缘层靠近第二磁性层的一侧，第一子绝缘层和第三子绝缘层的绝缘材料相同且均与第二子绝缘层的绝缘材料不同。
8、在本申请的一些实施例中，相邻两个子绝缘层中其中一者的绝缘材料包括氧化镁，另一者的绝缘材料包括二氧化铪、二氧化锆和氧化铝中的至少一种。
9、在本申请的一些实施例中，磁性存储器在衬底上的正投影面积不小于3.6×10-12平方厘米且不大于6.4×10-12平方厘米。
10、在本申请的一些实施例中，半导体层包括2-20个纳米片，每个纳米片分别与源极、漏极连接，栅极包裹全部纳米片。
11、在本申请的一些实施例中，存储单元还包括栅极绝缘层和阻挡层，每个栅极绝缘层环绕一个纳米片，每个阻挡层环绕一个栅极绝缘层，栅极绝缘层的内、外表面分别与纳米片、阻挡层接触，阻挡层的内、外表面分别与栅极绝缘层、栅极接触。
12、在本申请的一些实施例中，纳米片的材料包括锗元素或者硅元素。
13、在本申请的一些实施例中，存储单元还包括延伸绝缘层，延伸绝缘层分别位于栅极与源极之间、以及栅极与漏极之间。
14、在本申请的一些实施例中，晶体管在衬底上的正投影面积不小于7.42×10-12平方厘米且不大于12.2×10-12平方厘米。
15、第二方面，本申请实施例提供一种存储单元的制备方法，包括以下步骤：
16、提供衬底，在衬底上制备周期性层叠的第一牺牲层和半导体层；
17、在半导体层相对的两端制备源极和漏极，使得源极与漏极通过半导体层连接；
18、去除第一牺牲层；
19、在半导体层外周制备栅极，使得栅极环绕半导体层，形成晶体管；
20、在源极或者漏极远离衬底的一侧依次制备层叠的第一磁性层、复合绝缘层、第二磁性层，使得第一磁性层与源极或者漏极连接，复合绝缘层包括从靠近第一磁性层的一侧起向靠近第二磁性层的一侧依次层叠的至少两个子绝缘层，相邻两个子绝缘层的绝缘材料不同，形成磁性存储器；
21、其中，栅极沿第一方向的长度不小于22纳米且不大于32纳米，第一方向平行于源极与漏极之间的连线。
22、在本申请的一些实施例中，在衬底上制备半导体层，包括：
23、在衬底上周期性外延生长2-20个周期的超晶格半导体；
24、对超晶格半导体进行原位掺杂，形成2-20个纳米片。
25、在本申请的一些实施例中，在源极或者漏极远离衬底的一侧依次制备层叠的第一磁性层、复合绝缘层、第二磁性层，包括：
26、在第一磁性层的一侧制备第一子绝缘层；
27、在第一子绝缘层远离第一磁性层的一侧制备第二子绝缘层；
28、在第二子绝缘层远离第一磁性层的一侧制备第三子绝缘层；
29、其中，第一子绝缘层和第三子绝缘层的绝缘材料相同且均与第二子绝缘层的绝缘材料不同。
30、第三方面，本申请实施例提供一种存储器，包括：如第一方面中的存储单元。
31、第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括：如第三方面中的存储器。
32、在本申请的一些实施例中，电子设备包括存储装置、智能电话、计算机、平板电脑、人工智能设备、可穿戴设备或移动电源。
33、本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：通过设置复合绝缘层和限制栅极的有效长度进行优化，复合绝缘层包括至少两个子绝缘层，增加垂直磁各向异性，降低临界反转电流密度，从而提高存储单元的写入速度，限制栅极的有效长度，使得栅极在相同横截面积下电阻不至于过大，晶体管得以保持足够的输出电流，从而提高存储单元的写入速度。本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种存储单元，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述复合绝缘层包括层叠的第一子绝缘层、第二子绝缘层和第三子绝缘层，所述第一子绝缘层位于所述第二子绝缘层靠近所述第一磁性层的一侧，所述第三子绝缘层位于所述第二子绝缘层靠近所述第二磁性层的一侧，所述第一子绝缘层和所述第三子绝缘层的绝缘材料相同且均与所述第二子绝缘层的绝缘材料不同。
3.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，相邻两个所述子绝缘层中其中一者的绝缘材料包括氧化镁，另一者的绝缘材料包括二氧化铪、二氧化锆和氧化铝中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述磁性存储器在所述衬底上的正投影面积不小于3.6×10-12平方厘米且不大于6.4×10-12平方厘米。
5.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述半导体层包括2-20个纳米片，每个所述纳米片分别与所述源极、所述漏极连接，所述栅极包裹全部所述纳米片。
6.根据权利要求5所述的存储单元，其特征在于，所述存储单元还包括栅极绝缘层和阻挡层，每个所述栅极绝缘层环
7.根据权利要求5所述的存储单元，其特征在于，所述纳米片的材料包括锗元素或者硅元素。
8.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述存储单元还包括延伸绝缘层，所述延伸绝缘层分别位于所述栅极与所述源极之间、以及所述栅极与所述漏极之间。
9.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述晶体管在所述衬底上的正投影面积不小于7.42×10-12平方厘米且不大于12.2×10-12平方厘米。
10.一种存储单元的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述在所述衬底上制备半导体层，包括：
12.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，所述在所述源极或者所述漏极远离所述衬底的一侧依次制备层叠的第一磁性层、复合绝缘层、第二磁性层，包括：
13.一种存储器，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的存储单元。
14.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求13中所述的存储器。
15.根据权利要求14所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储装置、智能电话、计算机、平板电脑、人工智能设备、可穿戴设备或移动电源。
...【技术特征摘要】
1.一种存储单元，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述复合绝缘层包括层叠的第一子绝缘层、第二子绝缘层和第三子绝缘层，所述第一子绝缘层位于所述第二子绝缘层靠近所述第一磁性层的一侧，所述第三子绝缘层位于所述第二子绝缘层靠近所述第二磁性层的一侧，所述第一子绝缘层和所述第三子绝缘层的绝缘材料相同且均与所述第二子绝缘层的绝缘材料不同。
3.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，相邻两个所述子绝缘层中其中一者的绝缘材料包括氧化镁，另一者的绝缘材料包括二氧化铪、二氧化锆和氧化铝中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述磁性存储器在所述衬底上的正投影面积不小于3.6×10-12平方厘米且不大于6.4×10-12平方厘米。
5.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述半导体层包括2-20个纳米片，每个所述纳米片分别与所述源极、所述漏极连接，所述栅极包裹全部所述纳米片。
6.根据权利要求5所述的存储单元，其特征在于，所述存储单元还包括栅极绝缘层和阻挡层，每个所述栅极绝缘层环绕一个所述纳米片，每个所述阻挡层环绕一个所述栅极绝缘层，所述栅极绝缘层的内、外表面分别与所述纳米片、所述阻挡层接触，所述阻挡层的内、...
【专利技术属性】
技术研发人员：王文奇，
申请(专利权)人：北京超弦存储器研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。