[發明專利]一種存儲模式可切換的磁隨機存儲器及制造方法

在審

• 申請號: 202110770061.6
• 申請日: 2021-07-07
• 公開（公告）號: CN113488583A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 王開友;盛宇
• 申請（專利權）人: 中國科學院半導體研究所
• 主分類號: H01L43/02
• 分類號: H01L43/02;H01L43/08;H01L43/12;G11C11/16
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周天宇

1.一種存儲模式可切換的隨機存儲器，其特征在于，包括：

兩個電磁部，用于接入電流；

磁記錄部，設置在所述兩個電磁部之間，所述磁記錄部包括自旋軌道耦合層和磁性隧道結；

所述自旋軌道耦合層，用于在所述電流的作用下，產生自旋流；

所述兩個電磁部，還用于在所述自旋流的作用下，產生兩個磁矩指向相反的磁疇；

所述磁性隧道結，用于基于所述兩個磁矩指向相反的磁疇產生磁疇壁；

釘扎區，設置在每個所述電磁部與所述磁記錄部之間；

截斷區，設置在每個所述電磁部，位于與所述釘扎區相對的一側；

所述磁性隧道結，還用于在所述自旋流的作用下，驅動所述磁疇壁進行往復運動，實現磁矩的定向反轉。

2.根據權利要求1所述的隨機存儲器，其特征在于，所述磁性隧道結包括：第一磁性層、隧穿層和第二磁性層；

所述第一磁性層，設置在所述自旋軌道耦合層上，用于產生所述磁疇壁；

所述隧穿層，設置在所述第一磁性層上，用于隔離所述第一磁性層和所述第二磁性層；

所述第二磁性層，設置在所述隧穿層上，用于記錄所述第一磁性層磁性的變化。

3.根據權利要求2所述的隨機存儲器，其特征在于，所述第一磁性層和所述第二磁性層具有垂直各向異性。

4.根據權利要求1所述的隨機存儲器，其特征在于，所述磁性隧道結還包括：

固化層，設置于所述第二磁性層上，用于固定所述第二磁性層的磁化方向。

5.根據權利要求1所述的隨機存儲器，其特征在于，所述自旋軌道耦合層的材料為具有自旋耦合效應的金屬材料或拓撲絕緣體材料。

6.根據權利要求1所述的隨機存儲器，其特征在于，所述隨機存儲器的形狀為U形。

7.一種如權利要求1至6任一項所述的存儲模式可切換的隨機存儲器的制作方法，其特征在于，包括：

提供襯底；

在所述襯底上依次生長自旋軌道耦合層、第一磁性層、隧穿層和第二磁性層；

刻蝕出兩個釘扎區，所述兩個釘扎區之間為磁記錄部，兩邊為電磁部；

刻蝕出兩個截斷區，所述兩個釘扎區與所述兩個截斷區之間為電磁部；

刻蝕所述第二磁性層，形成磁性隧道結。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述在所述襯底上依次生長自旋軌道耦合層、第一磁性層、隧穿層和第二磁性層之后，還包括：

對所述自旋軌道耦合層、第一磁性層、隧穿層和第二磁性層進行刻蝕，形成U型結構，所述U型結構包括彎曲部分和兩個相對的部分。

9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述刻蝕出兩個釘扎區，所述兩個釘扎區之間為磁記錄部，兩邊為電磁部包括：

在所述U型結構的彎曲部分和兩個相對的部分的交界處，刻蝕出兩個釘扎區，所述彎曲部分為磁記錄部，所述兩個相對的部分為電磁部。

10.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述刻蝕出兩個截斷區，所述兩個截斷區與兩個釘扎區之間為電磁部包括：

在所述U型結構的兩個相對的部分的頂端部分，刻蝕出兩個截斷區，所述兩個相對的部分為電磁部，所述頂端部分為兩個電磁部中遠離所述釘扎區的一端。