半导体结构及其数据读取方法和数据写入方法与流程

本公开涉及半导体，尤其涉及一种半导体结构及其数据读取方法和数据写入方法。

背景技术：

1、磁性随机存储器(magnetic random access memory，mram)是以磁性隧道结的隧道磁阻(tunnel magnetoresistance，tmr)为原理的新型非易失性(non-volatile)随机存储器，其具有读写速度快、能耗低、寿命长和工艺兼容性好等优势。

2、然而，磁性随机存储器的架构通常比较复杂，进而导致磁性随机存储器的制作工艺较为复杂，生产成本高。

技术实现思路

1、以下是对本公开详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

2、本公开提供一种半导体结构及其数据读取方法和数据写入方法。

3、本公开的第一方面提供一种半导体结构，所述半导体结构包括：

4、存储矩阵，所述存储矩阵包括多个错位排列的磁性存储结构，所述存储矩阵包括第一端、第二端和中间段；

5、读写器件，所述读写器件与所述存储矩阵的中间段连接，用于向所述磁性存储结构中写入数据以及从所述磁性存储结构中读取数据。

6、根据本公开的一些实施例，所述读写器件包括隔离层、磁性隧道结和第一控制器件。

7、根据本公开的一些实施例，所述磁性隧道结包括层叠设置的第一电极、自由层、隧穿层、参考层和第二电极，所述第一电极与所述隔离层连接。

8、根据本公开的一些实施例，所述半导体结构还包括：

9、第一源极线，所述第一源极线与所述读写器件连接；

10、第一位线，所述第一位线与所述读写器件连接；

11、驱动器件，所述驱动器件包括设置在所述存储矩阵第一端的第二源极线和设置在所述第二端的第二位线。

12、根据本公开的一些实施例，所述第一源极线与所述读写器件的第二电极连接；所述第一位线与所述读写器件的第一电极连接。

13、根据本公开的一些实施例，所述存储矩阵的第一端和所述第二源极线之间还包括第二控制器件。

14、根据本公开的一些实施例，所述第二控制器件包括选择性薄膜开关和/或晶体管。

15、根据本公开的一些实施例，所述第一控制器件包括选择性薄膜开关和/或晶体管。

16、根据本公开的一些实施例，所述第一控制器件和/或所述第二控制器件包括晶体管，所述半导体结构还包括字线，所述字线与所述第一控制器件和/或所述第二控制器件的晶体管的栅极连接。

17、根据本公开的一些实施例，所述栅极氧化层与所述存储矩阵连接，所述隔离层至少与三个所述磁性存储结构连接。

18、根据本公开的一些实施例，所述第一端包括多个连续的第一方向的磁性存储结构，所述第二端包括多个连续的第二方向的磁性存储结构，所述第一方向和所述第二方向不同。

19、根据本公开的一些实施例，相邻所述磁性存储结构交错排列。

20、根据本公开的一些实施例，相邻所述磁性存储结构之间包括重叠区域，所述重叠区域的最大尺寸为所述磁性存储结构宽度的35％-70％。

21、本公开的第二方面提供一种半导体结构的数据读取方法，所述方法包括：

22、响应于数据读取命令，向所述第二源极线和所述第二位线输入第二读取信号，以驱动目标位置的所述磁性存储结构移动至与所述读写器件对应处；

23、向所述第一源极线和所述第一位线输入第一读取信号，以读取与所述读写器件位置对应的磁性存储结构的数据。

24、本公开的第三方面提供一种半导体结构的数据写入方法，所述方法包括：

25、响应于数据写入命令，向所述第二源极线和所述第二位线输入第二写入信号，以驱动目标位置的所述磁性存储结构中的数据移动至与所述读写器件对应处；

26、向所述第一源极线和所述第一位线输入第一写入信号，以向与所述读写器件位置对应的磁性存储结构写入数据。

27、本公开实施例所提供的半导体结构中设置有存储矩阵和读写器件，存储矩阵包括多个错位排列的磁性存储结构，磁性存储结构能够进行数据存储，而将磁性存储结构进行错位排列能够保证磁性存储结构之间的数据独立性，有效保障磁性存储结构中存储数据的稳定性。读写器件与存储矩阵的中间段连接，读写器件既能够向各个磁性存储结构中写入数据，又能够从各个磁性存储结构中读取数据，使得半导体结构的结构更加简单紧凑，降低成本。

28、在阅读并理解了附图和详细描述后，可以明白其他方面。

技术特征：

1.一种半导体结构，其特征在于，所述半导体结构包括：

2.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述读写器件包括隔离层、磁性隧道结和第一控制器件。

3.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述磁性隧道结包括层叠设置的第一电极、自由层、隧穿层、参考层和第二电极，所述第一电极与所述隔离层连接。

4.根据权利要求3所述的半导体结构，其特征在于，所述半导体结构还包括：

5.根据权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的半导体结构，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的半导体结构，其特征在于，所述第二控制器件包括选择性薄膜开关和/或晶体管。

8.根据权利要求7所述的半导体结构，其特征在于，所述第一控制器件包括选择性薄膜开关和/或晶体管。

9.根据权利要求8所述的半导体结构，其特征在于，所述第一控制器件和/或所述第二控制器件包括晶体管，所述半导体结构还包括字线，所述字线与所述第一控制器件和/或所述第二控制器件的晶体管的栅极连接。

10.根据权利要求2所述的半导体结构，其特征在于，所述隔离层与所述存储矩阵连接，所述隔离层至少与三个所述磁性存储结构连接。

11.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，所述第一端包括多个连续的第一方向的磁性存储结构，所述第二端包括多个连续的第二方向的磁性存储结构，所述第一方向和所述第二方向不同。

12.根据权利要求1所述的半导体结构，其特征在于，相邻所述磁性存储结构交错排列。

13.根据权利要求1-12任一所述的半导体结构，其特征在于，相邻所述磁性存储结构之间包括重叠区域，所述重叠区域的最大尺寸为所述磁性存储结构宽度的35％-70％。

14.一种如权利要求4至9任一项所述的半导体结构的数据读取方法，其特征在于，所述方法包括：

15.一种如权利要求4至9任一项所述的半导体结构的数据写入方法，其特征在于，所述方法包括：

技术总结本公开提供一种半导体结构及其数据读取方法和数据写入方法，半导体结构包括：存储矩阵，包括多个错位排列的磁性存储结构，存储矩阵包括第一端、第二端和中间段；读写器件，读写器件与存储矩阵的中间段连接，用于向磁性存储结构中写入数据以及从磁性存储结构中读取数据。本公开实施例所提供的半导体结构中设置有存储矩阵和读写器件，存储矩阵包括多个错位排列的磁性存储结构，能够保证磁性存储结构之间的数据独立性，有效保障磁性存储结构中存储数据的稳定性。读写器件与存储矩阵的中间段连接，读写器件既能够向各个磁性存储结构中写入数据，又能够从各个磁性存储结构中读取数据，使得半导体结构的结构更加简单紧凑，降低成本。技术研发人员：邓杰芳,章纬,李辉辉,刘翔,全钟声受保护的技术使用者：长鑫存储技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/5