[發(fā)明專(zhuān)利]存儲(chǔ)器件、存儲(chǔ)器件的制備方法及電子設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810184734.8
• 申請(qǐng)日: 2018-03-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108336223A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張雨;趙巍勝;林曉陽(yáng);康旺;張有光
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)青島研究院
• 主分類(lèi)號(hào): H01L43/08
• 分類(lèi)號(hào): H01L43/08;H01L43/12;H01L45/00
• 代理公司: 北京太合九思知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11610
• 代理人: 劉戈

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種存儲(chǔ)器件、存儲(chǔ)器件的制備方法及電子設(shè)備。該存儲(chǔ)器件包括：阻變材料、依次層疊的第一導(dǎo)電層、磁性隧道結(jié)以及第二導(dǎo)電層；阻變材料位于第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層之間；阻變材料貼合在磁性隧道結(jié)的邊緣處，以包裹磁性隧道結(jié)；磁性隧道結(jié)包括：依次層疊的磁性固定層、勢(shì)壘層以及磁性自由層；阻變材料中靠近磁性隧道結(jié)的區(qū)域內(nèi)形成有導(dǎo)電通道，導(dǎo)電通道的兩端分別連接在磁性固定層和磁性自由層上。本發(fā)明實(shí)施例提供的存儲(chǔ)器件在電學(xué)結(jié)構(gòu)上可等效為磁性存儲(chǔ)器單元和阻抗存儲(chǔ)器單元的并聯(lián)，具有讀寫(xiě)速度快、無(wú)限次讀寫(xiě)操作以及高開(kāi)關(guān)比率等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種存儲(chǔ)器件、存儲(chǔ)器件的制備方法及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

目前，磁性隨機(jī)存儲(chǔ)器(Magnetic Random Memory，MRAM)為新型非易失存儲(chǔ)器，其在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)過(guò)程中無(wú)需持續(xù)供電，可降低器件數(shù)據(jù)保持過(guò)程中漏電流的影響。

雖然MRAM具有磁阻特性，且具有讀寫(xiě)速度快、無(wú)限次讀寫(xiě)操作以及防輻照等特點(diǎn)，但MRAM的開(kāi)關(guān)比率(ON/OFF ratio)較低。較低的開(kāi)關(guān)比率使得現(xiàn)有技術(shù)中的MRAM難以滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用中對(duì)更高性能的存儲(chǔ)器件的需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種存儲(chǔ)器件、存儲(chǔ)器的制備方法及電子設(shè)備，目的在于提供一種既具有讀寫(xiě)速度快、無(wú)限次讀寫(xiě)操作等優(yōu)點(diǎn)，還具有高開(kāi)關(guān)比率的存儲(chǔ)器件。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一實(shí)施例提供了一種存儲(chǔ)器件。該存儲(chǔ)器件包括：阻變材料、依次層疊的第一導(dǎo)電層、磁性隧道結(jié)以及第二導(dǎo)電層；所述阻變材料位于所述第一導(dǎo)電層和所述第二導(dǎo)電層之間；所述阻變材料貼合在所述磁性隧道結(jié)的邊緣處，以包裹所述磁性隧道結(jié)；所述磁性隧道結(jié)包括：依次層疊的磁性固定層、勢(shì)壘層以及磁性自由層；其中，所述磁性固定層的磁化方向固定，所述磁性自由層的磁化方向可在外加磁場(chǎng)或極化電流的作用下發(fā)生翻轉(zhuǎn)；所述阻變材料中靠近所述磁性隧道結(jié)的區(qū)域內(nèi)形成有導(dǎo)電通道，所述導(dǎo)電通道的兩端分別連接在所述磁性固定層和所述磁性自由層上。

可選地，所述導(dǎo)電通道為離子通道。

可選地，所述磁性隧道結(jié)呈橢圓柱狀或圓柱狀結(jié)構(gòu)；所述導(dǎo)電通道包括多個(gè)；多個(gè)所述導(dǎo)電通道形成于所述橢圓柱狀或所述圓柱狀結(jié)構(gòu)的側(cè)面的周?chē)?/p>

可選地，所述阻變材料包括：氧化硅、氮化硅以及二氧化鉿中的一種或多種。

可選地，所述阻變材料為氧化硅時(shí)，所述阻變材料中距所述阻變材料和所述磁性隧道結(jié)的界面的距離小于10nm的區(qū)域內(nèi)硅離子濃度與氧離子濃度的比值為第一比值；所述阻變材料中距所述阻變材料和所述磁性隧道結(jié)的界面的距離大于10nm的區(qū)域內(nèi)硅離子濃度與氧離子濃度的比值為第二比值；所述第一比值大于所述第二比值；所述導(dǎo)電通道為硅離子通道。

可選地，所述磁性固定層包括：層疊的磁性參考層和磁性釘扎層；所述磁性參考層位于所述磁性釘扎層與所述勢(shì)壘層之間；所述磁性參考層和所述磁性釘扎層中的磁化方向固定，且所述磁性參考層和所述磁性釘扎層中的磁化方向相反；其中，所述磁性參考層和所述磁性自由層包括鐵磁金屬材料；所述磁性釘扎層包括反鐵磁金屬材料。

可選地，所述磁性參考層還包括非磁性金屬材料和/或氧化物；所述磁性自由層還包括非磁性金屬材料和/或氧化物；所述非磁性金屬材料包括鉭、釕、鎢、銥、鉑中的一種或多種。

可選地，所述磁性參考層為綜合鐵磁層SyF結(jié)構(gòu)。

可選地，所述勢(shì)壘層為氧化鎂層；所述磁性自由層為雙層結(jié)構(gòu)，包括CoFe層和CoFeB層；所述CoFe層位于所述CoFeB層和所述氧化鎂層之間。

可選地，所述磁性隧道結(jié)還包括：與所述第一導(dǎo)電層接觸的籽晶層和與所述第二導(dǎo)電層接觸的覆蓋層。