磁性随机存储器及其形成方法、工作方法技术

技术编号:43876965 阅读:27 留言:0更新日期:2024-12-31 18:59
一种磁性随机存储器及其形成方法、工作方法,磁性随机存储器包括:衬底;位于衬底上的第一电极层;位于第一电极层上的若干存储单元,所述存储单元包括:透射层、位于透射层上的自由层、位于自由层上的势垒层,位于势垒层上的钉扎层,各个存储单元的透射层的厚度不同;位于若干存储单元上的第二电极层,所述第二电极层与所述钉扎层电连接。所述磁性随机存储器的存储密度提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域,尤其涉及一种磁性随机存储器及其形成方法、工作方法


技术介绍

1、目前,在芯片工业领域,基于电荷的sram和dram存储单元得到了广泛的应用。这些器件的逐步精简是以增加待机功耗为代价的。解决这一挑战的有效方法是开发足够快的非易失性存储器。除了研究电子的电荷性质外,还研究了电子的自旋性质,并将其应用于逻辑器件的设计中。基于电子自旋的自旋电子器件正引起芯片制造商的关注。

2、现有的基于电子自旋的自旋电子器件包括自旋传递转矩磁阻随机存取存储器(spin-transfer torque magnetoresistive random access memory,简称stt-mram)和自旋轨道转矩磁阻随机存取存储器(spin-orbit torque magnetoresistive random accessmemory,简称sot-mram)。自旋传递转矩磁阻随机存取存储器是一种很有前途的新兴非易失性存储器技术,但通过磁隧道结(mtj)的大写入电流会限制可靠性。具有三端的自旋轨道转矩磁阻随机存取存储器读写路径可以分离,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种磁性随机存储器,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述透射层的自旋轨道耦合效应小于第一电极层的自旋轨道耦合效应。

3.如权利要求2所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述透射层的材料包括金属或金属氮化物,所述金属包括铜或铝,所述金属氮化物包括氮化钛。

4.如权利要求1所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述第一电极层的材料包括金属,所述金属包括钨。

5.如权利要求1所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述透射层的厚度范围为大于等于0并且小于等于10纳米。

6.如权利要求5所述的磁性随机存储器...

【技术特征摘要】

1.一种磁性随机存储器,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述透射层的自旋轨道耦合效应小于第一电极层的自旋轨道耦合效应。

3.如权利要求2所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述透射层的材料包括金属或金属氮化物,所述金属包括铜或铝,所述金属氮化物包括氮化钛。

4.如权利要求1所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述第一电极层的材料包括金属,所述金属包括钨。

5.如权利要求1所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述透射层的厚度范围为大于等于0并且小于等于10纳米。

6.如权利要求5所述的磁性随机存储器,其特征在于,各个存储单元的透射层的厚度呈梯度变化,相邻两个梯度的透射层之间的差值绝对值范围为0.2纳米~1纳米。

7.如权利要求1所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述存储单元的数量范围为:1~50。

8.如权利要求1所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述势垒层的材料包括氧化镁。

9.如权利要求1所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述自由层的材料包括铁磁性材料,所述铁磁性材料包括:钴铁硼、钴、铁锗碲、钴铂、钴钯、镍铂、镍钯、碲化铬或铁铂。

10.如权利要求1所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述钉扎层的材料包括铁磁性材料,所述铁磁性材料包括:钴铁硼、钴、铁锗碲、钴铂、钴钯、镍铂、镍钯、碲化铬或铁铂。

11.如权利要求1所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述第二电极层的材料包括金属,所述金属包括铜。

12.如权利要求1所述的磁性随机存储器,其特征在于,所述衬底包括:基底;位于基底上的第一字线栅结构和第二字线栅结构;位于第一字线栅结构两侧基底内的第一掺杂区和第二掺杂区;位于第二字线栅结构两侧基底内的第三掺杂区和第四掺杂区;位于第一掺杂区上的第一位线;位于第二掺杂区上的第一导电结构,所述第一电极层位于所述第一导电结构上,且所述第一电极层与所述第一导电结构电连接;位于第三掺杂区上的第二导电结构,所述第二电极层还位于所述第二导电结构上,且所述第二电极层与所述第二导电结构电连接;位于第四掺杂区上的第二位线;位于基底上的介质结构,所述第一字线栅结构、第二字线栅结构、第一位线、第一导电结构、第二导电结构和第二位线位于所述介质结构内。

13.一种磁性随机存储器的形成方法,其特征在于,包括:

14.如权利要求13所述的磁性随机存储器的形成方...

【专利技术属性】
技术研发人员:任增耀隋振超刘晓西王高翔李艾琳章纬
申请(专利权)人:中芯北方集成电路制造北京有限公司
类型:发明
国别省市:

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