[發(fā)明專利]包括可逆和單次可編程磁隧道結(jié)的半導(dǎo)體器件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610900064.6
• 申請(qǐng)日: 2016-10-14
• 公開（公告）號(hào): CN107039579B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐輔永;李龍圭;高寬協(xié);李重在
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三星電子株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01L43/08
• 分類號(hào): H01L43/08;G11C11/16
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 翟然

一種半導(dǎo)體器件，其包括存儲(chǔ)單元陣列，該存儲(chǔ)單元陣列進(jìn)一步包括第一磁性存儲(chǔ)單元的陣列和第二磁性存儲(chǔ)單元的陣列。第一磁性存儲(chǔ)單元中的每一個(gè)包括具有可逆阻抗?fàn)顟B(tài)的第一磁隧道結(jié)結(jié)構(gòu)，而第二磁性存儲(chǔ)單元中的每一個(gè)包括具有單次可編程(OTP)阻抗?fàn)顟B(tài)的第二磁隧道結(jié)結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

示例實(shí)施方式涉及半導(dǎo)體器件，如磁性存儲(chǔ)器件。

背景技術(shù)

由于對(duì)具有更快速度和/或更低功耗的半導(dǎo)體器件的逐漸增長(zhǎng)的需求，半導(dǎo)體器件需要更快的運(yùn)算速度和/或更低的操作電壓。磁性存儲(chǔ)器件已經(jīng)被提出以滿足這樣的要求。例如，磁性存儲(chǔ)器件可以提供諸如相對(duì)低等待和/或非易失性。結(jié)果，磁性存儲(chǔ)器件正被認(rèn)為是即將到來(lái)的下一代存儲(chǔ)器件。

磁性存儲(chǔ)器件可以包括磁性隧道結(jié)(MTJ)。MTJ可以包括兩個(gè)磁性層和夾置在它們之間的隧道屏障層。MTJ的阻抗可以取決于磁性層的磁化方向。例如，MTJ的阻抗在磁性層的磁化方向逆平行時(shí)比它們平行時(shí)的高。阻抗中的這種差異可以用于在磁性存儲(chǔ)器件中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施方式提供了更高度集成的磁性存儲(chǔ)器件。

本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施方式提供了更高度可靠的磁性存儲(chǔ)器件。

至少一個(gè)示例實(shí)施方式提供了一種半導(dǎo)體器件，其包括：多個(gè)字線；多個(gè)穿過(guò)所述多個(gè)字線的位線，所述多個(gè)位線包括第一位線和第二位線，所述第二位線與所述第一位線在多個(gè)字線延伸的方向上間隔開；多個(gè)第一存儲(chǔ)單元，所述多個(gè)第一存儲(chǔ)電源連接在多個(gè)字線和第一位線之間，多個(gè)第一存儲(chǔ)單元中的每一個(gè)包括第一存儲(chǔ)元件和第一選擇元件，第一存儲(chǔ)元件和第一選擇元件彼此連接；以及多個(gè)第二存儲(chǔ)單元，所述多個(gè)第二存儲(chǔ)單元連接在多個(gè)字線和第二位線之間，所述多個(gè)第二存儲(chǔ)單元中的每一個(gè)包括第二存儲(chǔ)元件和第二選擇元件，第二存儲(chǔ)元件和第二選擇元件彼此連接。所述第一存儲(chǔ)元件包括第一磁隧道結(jié)，而所述第二存儲(chǔ)元件包括第二磁隧道結(jié)，所述第一和第二磁隧道結(jié)中的每一個(gè)包括被釘扎層、自由層和在所述被釘扎層和自由層之間的隧道屏障層。所述第二磁隧道結(jié)的第一部分的隧道屏障層具有不可逆阻抗?fàn)顟B(tài)。

至少一個(gè)其他示例實(shí)施方式提供了一種半導(dǎo)體器件，其包括：存儲(chǔ)單元陣列，該存儲(chǔ)單元陣列包括可再編程單元的陣列和單次可編程(OTP)單元的陣列；通過(guò)第一位線電連接到可再編程單元的陣列的第一周邊電路；以及通過(guò)第二位線電連接到OTP單元的陣列的第二周邊電路。可再編程單元的陣列包括多個(gè)第一存儲(chǔ)單元，所述多個(gè)第一存儲(chǔ)單元中的每一個(gè)包括第一磁隧道結(jié)和第一選擇晶體管，第一磁隧道結(jié)和第一選擇晶體管彼此連接。OTP單元的陣列包括多個(gè)第二存儲(chǔ)單元，所述多個(gè)第二存儲(chǔ)單元中的每一個(gè)包括第二磁隧道結(jié)和第二選擇晶體管，第二磁隧道結(jié)和第二選擇晶體管彼此連接。所述第二磁隧道結(jié)的第一部分具有不可逆阻抗?fàn)顟B(tài)。

至少一個(gè)其他示例實(shí)施方式提供了一種半導(dǎo)體器件，其包括：存儲(chǔ)單元陣列，該存儲(chǔ)單元陣列包括第一磁性存儲(chǔ)單元的陣列和第二磁性存儲(chǔ)單元的陣列，第一磁性存儲(chǔ)單元中的每一個(gè)包括具有可逆阻抗?fàn)顟B(tài)的第一磁隧道結(jié)結(jié)構(gòu)，且第二磁性存儲(chǔ)單元中的每一個(gè)包括具有單次可編程(OTP)阻抗?fàn)顟B(tài)的第二磁性隧道結(jié)結(jié)構(gòu)。

附圖說(shuō)明

示例實(shí)施方式將從下面結(jié)合附圖給出的簡(jiǎn)要描述中更清楚地理解。附圖示出了非限定性示例實(shí)施方式，如在此描述的。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的磁性存儲(chǔ)器件的方塊圖；

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的磁性存儲(chǔ)器件的一部分的電路圖；

圖3是示意性示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的第一存儲(chǔ)單元的視圖；

圖4A和4B是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的兩種不同類型的第一磁隧道結(jié)的示意圖；

圖5A和5B是示意性示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的第一子單元和第二子單元的視圖；