磁隧道结、其制作方法及含磁隧道结的存储单元技术

本发明专利技术提供一种磁隧道结，包括材质为非磁性材料的穿隧绝缘层、设置于所述穿隧绝缘层一侧的固定铁磁层、设置于所述穿隧绝缘层另一侧的自由铁磁层；所述自由铁磁层沿各层排列方向伸长的边线、所述边线与穿隧绝缘层形成的凸角分别与所述固定铁磁层沿各层排列方向伸长的边线、固定铁磁层的所述边线与穿隧绝缘层形成的凸角呈错位设置。本发明专利技术还提供了此磁隧道结的制作方法及含磁隧道结的存储单元。采用本发明专利技术的磁隧道结及含此磁隧道结的存储单元，可以避免磁隧道结发生泄漏电流、绝缘层低击穿电压等问题，以及避免这些问题导致的磁隧道结过早被击穿。

【技术实现步骤摘要】
磁隧道结、其制作方法及含磁隧道结的存储单元
本专利技术涉及一种磁阻随机存取存储器，尤其涉及一种磁隧道结、其制作方法及含磁隧道结的存储单元。
技术介绍
磁阻随机存取存储器(MagneticRandomAccessMemory，MRAM)由多个磁隧道结(MagneticTunnelJunction，MTJ)及多个控制晶体管组成。图1A与图1B示出了现有技术中磁阻随机存取存储器的其中一个单元，由于目的在于说明磁阻随机存取存储器的原理，因此没有按比例制图。最简化的磁隧道结包括三层结构，位于上方的自由铁磁层11，位于中间的穿隧绝缘层12，位于下方的固定铁磁层13。当自由铁磁层11的磁化方向与固定铁磁层13的磁化方向一致时，磁隧道结的电阻最小；当自由铁磁层11的磁化方向与固定铁磁层13的磁化方向相差180度时，磁隧道结的电阻最大。因此，可以利用将自由铁磁层11的磁化方向与固定铁磁层13的磁化方向一致时定义为存储“0”，将自由铁磁层11的磁化方向与固定铁磁层13的磁化方向相差180度定义为存储“1”，或者相反定义来使用磁隧道结存储信息。磁隧道结的写入方法有两种，第一种写入方法称为磁场感应写入，对应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁隧道结，包括：穿隧绝缘层，所述穿隧绝缘层材质为非磁性材料；固定铁磁层，设置于所述穿隧绝缘层的一侧；自由铁磁层，设置于所述穿隧绝缘层的另一侧；其特征在于，所述自由铁磁层沿各层排列方向伸长的边线、所述边线与穿隧绝缘层形成的凸角分别与所述固定铁磁层沿各层排列方向伸长的边线、固定铁磁层的所述边线与穿隧绝缘层形成的凸角呈错位设置。

【技术特征摘要】
1.一种磁隧道结，包括：穿隧绝缘层，所述穿隧绝缘层材质为非磁性材料；固定铁磁层，设置于所述穿隧绝缘层的一侧，所述固定铁磁层呈平面；自由铁磁层，设置于所述穿隧绝缘层的另一侧；其特征在于，所述自由铁磁层为杯形结构，杯形结构的杯底与所述固定铁磁层平行，杯形结构的开口远离所述固定铁磁层；所述自由铁磁层沿各层排列方向伸长的边线、所述边线与穿隧绝缘层形成的凸角分别与所述固定铁磁层沿各层排列方向伸长的边线、固定铁磁层的所述边线与穿隧绝缘层形成的凸角呈错位设置。2.根据权利要求1所述的磁隧道结，其特征在于，所述穿隧绝缘层、所述固定铁磁层、所述自由铁磁层的杯底两两平行，所述自由铁磁层杯底区域整体位于所述固定铁磁层平面区域内。3.根据权利要求1所述的磁隧道结，其特征在于，所述磁隧道结还包括：反铁磁层，设置于所述固定铁磁层异于所述穿隧绝缘层的一侧。4.根据权利要求1所述的磁隧道结，其特征在于，所述穿隧绝缘层的材质为Al2O3、MgO、SiO2或Si3N4中至少一种，所述穿隧绝缘层厚度范围为1-3纳米。5.根据权利要求1所述的磁隧道结，其特征在于，所述固定铁磁层为复合结构，包括：第一铁磁层与第二铁磁层，及位于所述第一铁磁层与所述第二铁磁层之间的第一耦合层。6.根据权利要求3所述的磁隧道结，其特征在于，所述自由铁磁层为复合结构，包括：第三铁磁层与第四铁磁层，及位于所述第三铁磁层与所述第四铁磁层之间的第二耦合层。7.根据权利要求6所述的磁隧道结，其特征在于，所述磁隧道结还包括：上电极与下电极，其中所述上电极位于所述第三铁磁层异于所述第二耦合层的一侧，所述下电极位于所述反铁磁层异于所述固定铁磁层的一侧。8.一种磁隧道结的制作方法，其特征在于，包括：形成固定铁磁层，所述固定铁磁层呈平面；在所述固定铁磁层上淀积第二层间介电层；在所述第二层间介电层上形成第二开口，所述第二开口的底面整体位于所述固定铁磁层的平面区域内；在所述第二开口内依次形成穿隧绝缘层与自由铁磁层，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：季明华，韩秀峰，于国强，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：