存储器及其存储方法、制造方法、电子设备与流程

本公开实施例涉及但不限于存储，具体涉及一种存储器及其存储方法、制造方法、电子设备。

背景技术：

1、磁阻随机存取存储器(magnetoresistiverandomaccessmemory，mram)是新型存储器中最有应用前景的存储技术之一，磁阻随机存取存储器具有速度、面积和功耗方面的优点。

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、第一方面，本公开实施例提供了一种存储器，包括：

3、衬底；

4、设置在所述衬底上的自旋轨道转矩层；

5、设置在所述自旋轨道转矩层上的磁性隧道结；

6、所述自旋轨道转矩层包括依次设置在所述衬底上的导电层和转矩层，所述导电层位于靠近所述衬底一侧，所述转矩层包括至少一种金属氧化物。

7、在示例性实施例中，所述金属氧化物包括铜的氧化物、铂的氧化物、钨的氧化物和钽的氧化物中的至少一种。

8、在示例性实施例中，所述导电层包括合金材料，所述合金材料中的至少部分金属元素与所述转矩层中的金属元素相同。

9、在示例性实施例中，所述导电层包括铜铂合金材料，所述转矩层包括铜的氧化物。

10、在示例性实施例中，所述导电层的晶体取向与所述转矩层的晶体取向相同。

11、在示例性实施例中，所述导电层的晶体取向为(1，1，1)。

12、在示例性实施例中，所述磁性隧道结包括层叠设置的自由磁化层、势垒层以及钉扎磁化层，所述自由磁化层设置在所述转矩层上，并与所述转矩层接触。

13、在示例性实施例中，所述磁性隧道结包括层叠设置的自由磁化层、势垒层以及钉扎磁化层，所述自由磁化层设置在所述转矩层上，并与所述转矩层接触。

14、在示例性实施例中，所述磁性隧道结还包括设置在所述势垒层与所述钉扎磁化层之间的参考层。

15、在示例性实施例中，所述自由磁化层的磁化方向与所述钉扎磁化层的磁化方向相同或相反。

16、在示例性实施例中，还包括源线、位线、写入字线、读取字线、第一晶体管和第二晶体管，所述位线与所述自旋轨道转矩层的第一端连接，所述源线通过所述第二晶体管与所述自旋轨道转矩层的第二端连接，所述源线通过所述第一晶体管与所述磁性隧道结远离所述衬底一侧连接，所述第一晶体管的栅极与所述读取字线连接，所述第二晶体管的栅极与所述写入字线连接。

17、第二方面，本公开实施例还提供了一种电子设备，包括前述的存储器。

18、第三方面，本公开实施例还提供了前述的存储器的储存方法，包括写入过程和读取过程：

19、所述写入过程包括：

20、向所述旋轨道转矩层中通入写入电流，使所述写入电流通过所述旋轨道转矩层，使所述写入电流不通过所述磁性隧道结；

21、所述写入电流使所述旋轨道转矩层中的转矩层产生转矩，所述转矩改变所述磁性隧道结的自由磁化层的磁化方向，使所述磁性隧道结的自由磁化层的磁化方向与所述磁性隧道结的钉扎磁化层的磁化方向相同或相反；

22、所述读取过程包括：

23、向所述磁性隧道结中通入读取电流，使所述读取电流通过所述磁性隧道结，读取所述磁性隧道结的电阻。

24、在示例性实施例中，所述写入电流与所述旋轨道转矩层中转矩层的晶体取向之间的夹角包括0度至10度、50度至70度、110度至130度或170度至180度。

25、第四方面，本公开实施例还提供了一种前述的存储器的制造方法，包括：

26、在衬底上形成合金薄膜；

27、对所述合金薄膜远离所述衬底一侧的表面进行氧化处理，使所述合金薄膜远离所述衬底一侧的部分形成转矩层，使所述合金薄膜靠近所述衬底一侧的部分形成导电层，所述转矩层包括至少一种金属氧化物；

28、在所述转矩层上形成磁性隧道结。

29、在示例性实施例中，所述合金薄膜的晶体取向为(1，1，1)。

30、本申请实施例存储器的自旋轨道转矩层中可以通入沿平行于衬底所在平面方向流动的写入电流，使转矩层的金属氧化物与自由磁化层的交界面，在写入电流的作用下，金属氧化物中的金属原子和氧原子发生对称性破缺，进而产生垂直自旋轨道的转矩，该转矩可以使自由磁化层中的磁化方向发生偏转，例如，该转矩可以将自由磁化层中的磁化方向由与钉扎磁化层的磁化方向相同，改变为与钉扎磁化层的磁化方向相反，从而实现存储功能。

31、本申请实施例存储器通过转矩层产生的转矩，即可改变自由磁化层中的磁化方向，无需在磁性隧道结中通入写入电流，以及无需设置外场辅助，结构简单，可以应用于高密度、高性能的自旋轨道转矩-磁性随机存取存储器(sot-mram)。

32、本申请实施例存储器的写入电流不流入磁性隧道结，即在存储器写入期间，磁性隧道结中没有电流流过，实现了读写分离，具有高耐擦写性和高写入速度优势。并且，可以避免写入电流长时间流过磁性隧道结，对磁性隧道结造成的损伤。

33、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：

1.一种存储器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述金属氧化物包括铜的氧化物、铂的氧化物、钨的氧化物和钽的氧化物中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述导电层包括合金材料，所述合金材料中的至少部分金属元素与所述转矩层中的金属元素相同。

4.根据权利要求3所述的存储器，其特征在于，所述导电层包括铜铂合金材料，所述转矩层包括铜的氧化物。

5.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述导电层的晶体取向与所述转矩层的晶体取向相同。

6.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述导电层的晶体取向为(1，1，1)。

7.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，所述磁性隧道结包括层叠设置的自由磁化层、势垒层以及钉扎磁化层，所述自由磁化层设置在所述转矩层上，并与所述转矩层接触。

8.根据权利要求7所述的存储器，其特征在于，所述磁性隧道结还包括设置在所述势垒层与所述钉扎磁化层之间的参考层。

9.根据权利要求7所述的存储器，其特征在于，所述自由磁化层的磁化方向与所述钉扎磁化层的磁化方向相同或相反。

10.根据权利要求1所述的存储器，其特征在于，还包括源线、位线、写入字线、读取字线、第一晶体管和第二晶体管，所述位线与所述自旋轨道转矩层的第一端连接，所述源线通过所述第二晶体管与所述自旋轨道转矩层的第二端连接，所述源线通过所述第一晶体管与所述磁性隧道结远离所述衬底一侧连接，所述第一晶体管的栅极与所述读取字线连接，所述第二晶体管的栅极与所述写入字线连接。

11.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1至10任一所述的存储器。

12.一种如权利要求1至10任一所述的存储器的储存方法，其特征在于，包括写入过程和读取过程；

13.根据权利要求12所述的存储器的储存方法，其特征在于，所述写入电流与所述旋轨道转矩层中转矩层的晶体取向之间的夹角包括0度至10度、50度至70度、110度至130度或170度至180度。

14.一种如权利要求1至10任一所述的存储器的制造方法，其特征在于，包括：

15.根据权利要求14所述的存储器的制造方法，其特征在于，所述合金薄膜的晶体取向为(1，1，1)。

技术总结一种存储器及其存储方法、制造方法、电子设备，该存储器包括：衬底；设置在所述衬底上的自旋轨道转矩层；设置在所述自旋轨道转矩层上的磁性隧道结；所述自旋轨道转矩层包括依次设置在所述衬底上的导电层和转矩层，所述导电层位于靠近所述衬底一侧，所述转矩层包括至少一种金属氧化物。技术研发人员：李辉辉,王桂磊,赵超受保护的技术使用者：北京超弦存储器研究院技术研发日：技术公布日：2024/8/1