[發明專利]STT－MRAM存儲單元

在審

• 申請號: 201611264467.2
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106783907A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 尚恩明;胡少堅;陳壽面
• 申請（專利權）人: 上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: H01L27/22
• 分類號: H01L27/22
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 王仙子

1.一種STT-MRAM存儲單元，其特征在于，所述STT-MRAM存儲單元包括選擇晶體管和磁隧道結，所述選擇晶體管包括襯底、第一摻雜區、第二摻雜區和柵極，所述第一摻雜區和所述第二摻雜區位于所述襯底中，所述磁隧道結包括鐵磁金屬自由層、鐵磁金屬固定層和勢壘層，所述勢壘層設置在所述鐵磁金屬自由層與所述鐵磁金屬固定層之間，所述磁隧道結設置在所述第一摻雜區上，所述鐵磁金屬固定層的磁矩方向固定不變，所述鐵磁金屬自由層的磁矩方向可改變。

2.根據權利要求1所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，所述勢壘層的材料為氧化鎂或氧化鋁，所述勢壘層的厚度為1nm～2nm。

3.根據權利要求1所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，在所述第一摻雜區接正壓，使所述鐵磁金屬自由層的磁矩方向與所述鐵磁金屬固定層的磁矩方向相同。

4.根據權利要求1所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，在所述第一摻雜區接負壓，使所述鐵磁金屬自由層的磁矩方向與所述鐵磁金屬固定層的磁矩方向相反。

5.根據權利要求1至4中任意一項所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，所述STT-MRAM存儲單元還包括一阻擋層，所述阻擋層設置在所述磁隧道結與所述第一摻雜區之間。

6.根據權利要求5所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，所述阻擋層的材料為氮化鈦，所述阻擋層的厚度為1nm～2nm。

7.根據權利要求1至4中任意一項所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，所述STT-MRAM存儲單元還包括一隔離層，所述隔離層設置在所述磁隧道結與所述柵極之間。

8.根據權利要求7所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，所述隔離層的材料為氧化硅或氮化硅，所述隔離層的厚度為10nm～15nm。

9.根據權利要求1至4中任意一項所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，所述鐵磁金屬自由層的材料包括鐵、鈷或者兩者的組合合金。

10.根據權利要求1至4中任意一項所述的STT-MRAM存儲單元，其特征在于，所述選擇晶體管為N型金屬氧化物半導體場效應管，所述襯底為P型摻雜，所述第一摻雜區和所述第二摻雜區均為N型摻雜。