[發明專利]一種STT-MRAM存儲單元

在審

• 申請號: 201410306563.3
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104134456A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 胡少堅;王全;陳壽面;任錚;郭奧
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司;成都微光集電科技有限公司
• 主分類號: G11C11/16
• 分類號: G11C11/16;H01L43/00
• 代理公司: 上海天辰知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31275
• 代理人: 吳世華;林彥之

1.一種STT-MRAM存儲單元，包括磁隧道結和選擇晶體管，其特征在于，所述晶體管為鰭式場效晶體管，所述鰭式場效晶體管包括1個形成于襯底上的硅體鰭結構和相互獨立的二個柵極，所述鰭的兩端具有源、漏區，二個所述柵極分別位于所述源、漏區之間的所述鰭的兩側，二個所述柵極分別與所述鰭的所述源、漏區構成一個MOS器件，其中一個所述MOS器件的所述柵極連接所述STT-MRAM存儲單元的讀字線端，另一個所述MOS器件的所述柵極連接所述STT-MRAM存儲單元的寫字線端，所述鰭的漏區端連接所述磁隧道結的一端，所述鰭的源區端連接所述STT-MRAM存儲單元的地線，所述磁隧道結的另一端連接所述STT-MRAM存儲單元的位線；其中，二個所述MOS器件的所述柵極互為背柵，二個所述柵極可分別控制所述鰭開啟或關閉導電溝道。

2.如權利要求1所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，二個所述柵極為以TiN或TiAl填充形成的金屬柵。

3.如權利要求1所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，所述鰭的所述源、漏區之間的上表面具有絕緣層，位于所述鰭兩側的二個所述柵極之間通過所述絕緣層相隔離。

4.如權利要求3所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，所述絕緣層為氮化硅硬掩膜層。

5.如權利要求1～3任意一項所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，位于所述鰭兩側的二個所述柵極與所述鰭之間具有柵氧層。

6.如權利要求5所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，所述柵氧層為高介電常數柵介質層。

7.如權利要求6所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，所述柵氧層為以HfO₂和SiO₂堆疊形成的柵介質層。

8.如權利要求1所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，所述鰭式場效晶體管包括復數個所述鰭，各所述鰭的所述源、漏區之間的兩側各具有一個所述柵極，二個所述柵極相互獨立，各所述鰭之間相互隔離，并通過所述柵極串聯連接，二個位于最外側的所述柵極中的一個連接所述STT-MRAM存儲單元的讀字線端，另一個與位于內側的各所述柵極并聯連接所述STT-MRAM存儲單元的寫字線端，各所述鰭的漏區端并聯連接所述磁隧道結的一端，各所述鰭的源區端并聯連接所述STT-MRAM存儲單元的地線，所述磁隧道結的另一端連接所述STT-MRAM存儲單元的位線。

9.如權利要求1所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，所述鰭式場效晶體管包括復數個所述鰭，各所述鰭的所述源、漏區之間的兩側各具有一個所述柵極，二個所述柵極相互獨立，各所述鰭之間相互隔離，并通過所述柵極串聯連接，位于內側的各所述柵極并聯連接所述STT-MRAM存儲單元的讀字線端，二個位于最外側的所述柵極并聯連接所述STT-MRAM存儲單元的寫字線端，各所述鰭的漏區端并聯連接所述磁隧道結的一端，各所述鰭的源區端并聯連接所述STT-MRAM存儲單元的地線，所述磁隧道結的另一端連接所述STT-MRAM存儲單元的位線。