[發明專利]存儲單元及其數據寫入和讀取方法、存儲器、電子設備

在審

• 申請號: 202110467444.6
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113328034A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 楊美音;羅軍;崔巖;許靜
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L27/22;G11C11/16
• 代理公司: 北京辰權知識產權代理有限公司 11619
• 代理人: 劉賀秋

1.一種磁隨機存儲單元，其特征在于，包括：

半導體基底；

第一絕緣介質層，形成于所述半導體基底上；

鐵電薄膜層，設置于所述第一絕緣介質層上；

底電極，形成于所述鐵電薄膜層上；

隧道結，形成于所述底電極上；

第一金屬互連部，與底電極的第一端連接；

第二金屬互連部，與所述鐵電薄膜層連接；

第三金屬互連部，與底電極的第二端連接；所述第二端與所述第一端分別處于底電極的兩側；

第四金屬互連部，與所述隧道結連接。

2.根據權利要求1所述的磁隨機存儲單元，其特征在于，還包括：

第一互連金屬層，形成于所述第一絕緣介質層上；所述第一互連金屬層用于所述第一金屬互連部與所述底電極的第一端的連接；

第二互連金屬層，形成于所述第一絕緣介質層上；所述第二互連金屬層用于所述第三金屬互連部與所述底電極的第二端的連接。

3.根據權利要求2所述的磁隨機存儲單元，其特征在于，還包括：

第一過孔，形成于所述第一絕緣介質層內；所述第一金屬互連部形成于所述第一過孔內；

第二過孔，形成于所述第一絕緣介質層內；所述第二金屬互連部形成于所述第二過孔內；

第三過孔，形成于所述第一絕緣介質層內；所述第三金屬互連部形成于所述第三過孔內。

4.根據權利要求2所述的磁隨機存儲單元，其特征在于，還包括：

第二絕緣介質層，形成于所述第一互連金屬層和所述第二互連金屬層上；所述隧道結設置于所述第二絕緣介質層內；

第四過孔，設置于所述隧道結上，且形成于所述第二絕緣介質層內；所述第四金屬互連部形成于所述第四過孔內。

5.根據權利要求1所述的磁隨機存儲單元，其特征在于，還包括：

第二絕緣介質層，形成于所述鐵電薄膜層上；

第一過孔，形成于所述第二絕緣介質層內；所述第一金屬互連部形成于所述第一過孔內；

第三過孔，形成于所述第二絕緣介質層內；所述第三金屬互連部形成于所述第三過孔內。

6.根據權利要求5所述的磁隨機存儲單元，其特征在于，還包括：

第二過孔，形成于所述第一絕緣介質層內；所述第二金屬互連部形成于所述第二過孔內；

第四過孔，設置于所述隧道結上，且形成于所述第二絕緣介質層內；所述第四金屬互聯端形成于所述第四過孔內。

7.一種磁隨機存儲器，其特征在于，該存儲器包括權利要求1至6中任一權利要求所述的磁隨機存儲單元。

8.一種電子設備，其特征在于，該電子設備包括權利要求7所述的磁隨機存儲器。

9.一種磁隨機存儲單元的數據寫入方法，其特征在于，包括：

向鐵電薄膜層及其上的底電極施加電壓，以使所述鐵電薄膜層處于極化狀態；

停止施加電壓；

向所述底電極中通入電流，以向所述底電極上的隧道結中寫入數據。

10.根據權利要求9所述的磁隨機存儲單元的數據寫入方法，其特征在于，所述向鐵電薄膜層及其上的底電極施加電壓包括：

向沿豎向依次設置的鐵電薄膜層和底電極施加垂直方向的電壓。

11.根據權利要求9所述的磁隨機存儲單元的數據寫入方法，其特征在于，所述向鐵電薄膜層及其上的底電極施加電壓包括：

根據待寫入的數據施加正電壓或負電壓。

12.根據權利要求9所述的磁隨機存儲單元的數據寫入方法，其特征在于，所述向所述底電極中通入電流包括：

在底電極的第一端和底電極的第二端之間通入水平方向的電流。