CN102074649A - 存储器装置、磁性随机存取存储器的存储单元及制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种存储器装置、磁性随机存取存储器的存储单元及其制造方法，用于MRAM的反向连接的STT MTJ元件，当切换该MTJ元件的磁化自平行至反平行方向时，用以克服源极退化效应。一MRAM的存储单元具有反向连接的MTJ元件，包括一切换元件，具有一源极、一栅极和一漏极，以及反向连接的MTJ元件具有一自由层、一固定层和一隔离层。该反向连接的MTJ元件的自由层与该切换元件的漏极连接，及该固定层与一位元线连接。该反向连接的MTJ元件运用该存储单元的低IMTJ能力，致使源极退化效应对IMTJ(AP→P)影响较不严厉，而保有较高的IMTJ能力因应较严格的IMTJ(P→AP)需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁性随机存取存储器(MRAM)装置，尤其涉及一种存储器装置、磁性随机存取存储器的存储单元及其制造方法，将自旋矩转换(STT)用以数据写入。
背景技术
磁性随机存取存储器(MRAM)为非易失性存储器技术，其使用磁化以表示存储的数据。一般而言，MRAM包括多个磁性存储单元于一阵列中。各个存储单元基本上表示数据的一个位元。于存储单元中所包含的是磁性构件。一磁性构件可包括两个铁磁性“板”(或者于半导体基底上的材料层)，分别具有与其相关的一磁化方向(或者磁矩的位向)。所述两个铁磁性板借由一薄的非磁性层隔离。
更明确地说，一MRAM元件通常是以磁性穿隧结(MTJ)元件为基础。一MTJ元件包括至少三个基本层：一“自由层”、一穿隧阻障层、以及一“固定层”。该自由层和固定层为铁磁性层；该穿隧阻障层为一薄的隔离层，位于该自由层和固定层之间。该自由层的磁化方向可自由旋转，但是受到该层的物理尺寸的制约，仅指向两个方向之一；该固定层的磁化方向为固定于一特定的方向。一位元借由定位该自由层的磁化方向于上述两个方向之一而写入。依凭着该自由层和固定层的磁矩的位向，该MTJ元件的电阻将随之改变。因此，借由决定出该MTJ元件的电阻，可将该位元读取。当该自由层和固定层的磁化方向为平行，且磁矩具有相同的极性时，该MTJ元件的电阻为低阻态。基本上，此表示为“0”。当该自由层和固定层的磁化方向为反平行，且磁矩具有相反的极性时，该MTJ元件的电阻为高阻态。基本上，此表示为“1”。
自旋矩转换(STT)(也称为自旋转换切换或自旋转换效应)为MTJ存储元`件的写入技术之一。STT技术概念是基于当一自旋极化电流(电流中大部分的电子自旋朝着相同的位向)施于一自由铁磁性层，所述电子可将其电子角动量转换至该自由层，以切换该自由层的磁化方向。使用STT写入磁性元件的优点包括较小的位元尺寸以及较低的写入电流需求。然而，于STT中，所需将MTJ元件的磁化方向自平行切换成反平行状态所需的切换电流为20-50％大于自反平行切换成平行状态所需的切换电流。更有甚者，于一传统的STTMTJ元件中，较大的平行至反平行切换电流受限于“源极退化”效应或者为“源极位置负载”效应。此源极退化效应制约流经MTJ元件的电流总量，并且可阻碍该MTJ元件可靠地切换磁化方向自反平行至平行状态。有鉴于此，业界急需一种STT MTJ元件，并不受限于源极退化效应，以确使该MTJ元件可靠地切换磁化方向自平行至反平行状态。
发明内容
在此所揭示的装置及方法为一MRAM的反向连接STT MTJ元件，当切换该MTJ元件的磁化方向自平行至反平行状态时，用以克服源极退化效应。
本发明的实施例提供一种磁性随机存取存储器的存储单元，包括：一切换元件，包括一源极、一栅极和一漏极；以及一磁性穿隧结元件，包括一自由层、一固定层和一隔离层，其中该隔离层夹置于该自由层与该固定层之间；其中该磁性穿隧结元件的自由层与该切换元件的漏极连接，该磁性穿隧结元件的固定层与一位元线连接，该切换元件的栅极与一字元线连接，及该切换元件的源极与一感测线连接。
本发明的实施例另提供一种磁性随机存取存储器的存储单元的制造方法，包括：形成一基底；形成一切换元件，该切换元件包括一源极区域、一有源区域和一漏极区域；形成一磁性穿隧结元件，该磁性穿隧结元件包括一自由层、一固定层和一隔离层，其中该隔离层夹置于该自由层与该固定层之间；连接该源极区域至一感测线；形成一写入线以通过该有源区域控制该切换元件；连接该漏极区域至该磁性穿隧结元件的自由层；以及连接该磁性穿隧结元件的固定层至一位元线。
本发明的实施例又提供一种存储器装置，包括：一存储单元包括：一基底；一切换元件，包括一源极区域、一有源区域和一漏极区域；一磁性穿隧结元件，包括一自由层、一固定层和一隔离层，其中该隔离层夹置于该自由层与该固定层之间；一感测线，连接至该源极区域；一写入线，以通过该有源区域控制该切换元件；以及一位元线，连接至该磁性穿隧结元件的固定层；其中该存储单元的电流承载能力大于切换该自由层的磁化方向成为平行于该固定层的磁化方向所需的电流，并且大于切换该自由层的磁化方向成为反平行于该固定层的磁化方向所需的电流。
本发明的反向连接的MTJ元件运用该存储单元的低IMTJ能力，致使源极退化效应对IMTJ(AP→P)影响较不严厉，而保有较高的IMTJ能力因应较严格的IMTJ(P→AP)需求。
为使本发明能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：
附图说明
图1显示一磁性随机存取存储器(MRAM)的存储单元；
图2显示流经图1的MTJ元件100的电流IMTJ为VMTJ的函数的示意图；
图3显示根据本发明所揭示的一或多个的实施例的一MRAM的存储单元具有反向连接的MTJ元件的示意图；
图4显示根据本发明所揭示的一或多个的实施例的图3的存储单元具有反向连接的MTJ元件的VMTJ/IMTJ特性关系示意图；
图5显示根据本发明所揭示的一或多个的实施例的第一MRAM存储单元具有图3的反向连接的MTJ元件的剖面示意图；以及
图6显示根据本发明所揭示的一或多个的实施例的第二MRAM存储单元600具有图3的反向连接的MTJ元件的剖面示意图。
其中，附图标记说明如下：
100～MTJ元件；
102～固定层；
104～隔离层；
106～自由层；
110～切换元件；
120～位元线BL；
130～字元线WL；
140～感测线SL；
301-313～曲线；
500～第一MRAM存储单元；
501、601～有源区域；
502、602～栅极绝缘层；
510、610～源极区域；
520、620～漏极区域；
530、630～感测线SL；
540、640～字元线WL；
550、650～位元线BL；
560、660～反向连接的MTJ元件；
561、661～自由层；
562、662～隔离层；
563、663～固定层；
570、670～接触层CT；
581、681～第一金属层M1；
582～第二金属层M2；
583～第三金属层M3；
584～第四金属层M2；
591～第一导通孔V1；
592～第二导通孔V2；
593～第三导通孔V3；
600～第二MRAM存储单元。
具体实施方式
以下以各实施例详细说明并伴随着附图说明的范例，作为本发明的参考依据。在附图或说明书描述中，相似或相同的部分均使用相同的附图标记。且在附图中，实施例的形状或是厚度可扩大，并以简化或是方便标示。另外，附图中各元件的部分将以分别描述说明，值得注意的是，图中未示出或描述的元件，为本领域普通技术人员所知的形式，另外，特定的实施例仅为揭示本发明使用的特定方式，其并非用以限定本发明。
图1显示一磁性随机存取存储器(MRAM)的存储单元。所述存储单元包括一磁性存储元件例如一MTJ元件100以及一切换元件110。该MTJ元件100包括一固定层102、一穿隧阻障层或一隔离层104、以及一自由层106。自由层106的磁化方向可自由旋转指向一或两个方向，并且可使用自旋矩转换(spin-torque transfer，简称STT)切换。对于固定层102，可使用一反铁磁性层以固定或钉扎磁化于特定方向。该隔离层104为夹置于自由层106和固定层102之间。该自由层106连接至一位元线(bit line，简称BL)120，于写入或读取过程中提供该自由层一电压。该固定层102连接至该切换元件110的漏极。
该切换元件110适用于读取或写入该MTJ元件100。该切换元件110的实施例包括一金属氧化物半导体(MOS)晶体管、一MOS二极管、及/或一双极性晶体管。该切换元件110的栅极连接至一字元线(word line，简称WL)130，于写入或读取过程中活化该存储单元。该切换元件110的源极连接至一感测线(sense line，简称SL)140，于写入或读取过程中，当存储单元被字元线130活化时，以一电压驱动该固定层102。
该MTJ元件100内的数据可由该自由层106相对于该固定层102的磁化方向表示。当该自由层和该钉扎层的磁化为平行，且磁矩具有相同的极性时，该MTJ元件的电阻为低阻态。基本上，此表示为“0”。当该自由层和固定层的磁化方向为反平行，且磁矩具有相反的极性时，该MTJ元件的电阻为高阻态。基本上，此表示为“1”。
自旋矩转换(STT)为借由切换自由层106的磁矩而写入MTJ存储元件的技术之一。由该自由层106至该固定层102跨越该MTJ元件100的电压可表示为VMTJ。欲写入“0”于MTJ元件100中，VMTJ为受到正偏压，致使该自由层106相对于该固定层102处于一正电压状态下。可借由施加一正电压于位元线BL 120而实施，将感测线SL 140接地，并且通过字元线WL 130活化该切换元件110。
例如，该自由层106的磁矩假设其初始态为反平行于该固定层102的磁矩，致使该MTJ元件100是处于“1”状态下。为了切换该自由层106的磁矩成为平行于该固定层102的磁矩，将一正电压施以跨越VMTJ。所述正的VMTJ导致传导电子自固定层102朝向该自由层106移动。大部分的电子自固定层102朝向该自由层106移动使得自旋极化于相同的方向，如同固定层102的磁矩。由于该MTJ元件100的磁化方向的初始化为反平行，此自旋角动量也为反平行于该自由层106的磁矩。在靠近该自由层106与该隔离层104的界面处，这些电子与该自由层106的磁矩交互作用。且由于此交互作用，这些电子将其自旋角动量转换至该自由层106。若VMTJ足够正，则有足够数量的传导电子可转换足够的角动量至该自由层106，以切换该自由层106的磁矩使其平行于该固定层102的磁矩。
图2显示流经图1的MTJ元件100的电流IMTJ为VMTJ的函数的示意图。若该MTJ元件100的初始化状态是处于“1”状态，则MTJ元件100的电阻为高阻态。当逐渐地增加施以一正VMTJ，则电流IMTJ可增加，沿着“1”状态的曲线301于图2的右上象限中。当VMTJ到达点302时，传导电子便具有足够的角动量转换至该自由层106，将该MTJ元件100自“1”状态切换成“0”状态。该自由层106的磁矩变成平行于该固定层102的磁矩，并且该MTJ元件100的电阻由高阻态降至低阻态。因此，电流IMTJ沿着303跃升至“0”状态曲线304。所述电流IMTJ将该自由层106的磁矩切换成反平行于该固定层102的磁矩，可标示为IMTJ(AP→P)。典型的IMTJ(AP→P)范围在100-200μA之内。随着VMTJ持续低增加，该IMTJ可沿着“0”状态曲线304增加。相反地，随着VMTJ降低，该IMTJ可沿着“0”状态曲线304降低。
欲写入“1”于MTJ元件100中，VMTJ为受到正偏压。例如，该MTJ元件的初始态是处于“0”状态下，该自由层106的磁矩为平行于该固定层102的磁矩，将一负电压施以跨越VMTJ以写入“1”于MTJ元件100中。实施的方式可借由将位元线BL 120接地，施加一正电压于感测线SL 140接地，并且通过字元线WL 130活化该切换元件110。所述负的VMTJ导致传导电子自自由层106朝向该固定层102移动。大部分的电子从自由层106移动，具有自旋极化于相同的方向，如同自由层106的磁矩。这些电子的自旋角动量也平行于该固定层102的磁矩。然而，大部分的电子具有自旋极化反平行于该自由层106与固定层102的磁矩。此大部分的电子会从该固定层102反射，并返回至该自由层106。在靠近该自由层106与该隔离层104的界面处，这些反射的电子与该自由层106的磁矩交互作用。且由于此交互作用，这些电子将其自旋角动量的一部分转换至该自由层106。若VMTJ足够负，则有足够数量的传导电子可转换足够的角动量至该自由层106，以切换该自由层106的磁矩使其反平行于该固定层102的磁矩。
请再参阅图2，该MTJ元件100的初始化状态是处于“0”状态曲线304，表示该MTJ元件100的电阻为低电阻态。当逐渐地增加施以一负的VMTJ，则电流IMTJ可沿着“0”状态的曲线304增加于图2的左下象限中。当VMTJ到达点305时，大部分的传导电子具有自旋极化反平行于该自由层106的磁矩，便具有足够的角动量转换至该自由层106，将该MTJ元件100自“0”状态切换成“1”状态。该自由层106的磁矩变成反平行于该固定层102的磁矩，并且该MTJ元件100的电阻由低阻态上升至高阻态。因此，电流IMTJ沿着306降落至“1”状态曲线301，其表示该MTJ元件100正处于高阻态。所述电流IMTJ将该自由层106的磁矩自平行方向切换成反平行方向，可标示为IMTJ(P→AP)。IMTJ(P→AP)通常为20-50％高于IMTJ(AP→P)，典型的IMTJ(P→AP)的范围在200-300μA之内。
有鉴于此，为了将MTJ元件100从“0”状态切换至“1”状态，可将VMTJ施加负偏压。于图1中的存储单元，该自由层106连接至位元线BL 120，且该固定层102连接至该切换元件110的漏极。所述负的VMTJ导致该切换元件110驱动电流从源极(SL 140)至漏极。然而，一种公知的现象，称为“源极退化”效应，限制该切换元件110可提供的电流量。
请再参阅图2，曲线310表示图1的存储单元的IMTJ能力与VMTJ的函数关系，当VMTJ受到负偏压以切换该自由层106的磁矩从平行方向至反平行方向。曲线311表示该存储单元的IMTJ能力与VMTJ的函数关系，当VMTJ受到正偏压以切换该自由层106的磁矩从反平行方向至平行方向。基于源极退化效应，曲线310的IMTJ能力相对于曲线311的IMTJ能力降低。也即，当VMTJ受负的方向偏压切换“0”状态至“1”状态，该存储单元可支持的极大值IMTJ低于当VMTJ受正的方向偏压切换“1”状态至“0”状态，该存储单元可支持的极大值IMTJ。然而，当切换“0”状态至“1”状态时，该IMTJ能力必须高于支持较高的IMIJ(P→AP)需求。如图2左下象限中所示，曲线310的衰退的IMTJ能力可能不足以支持IMTJ(P→AP)以切换该MTJ元件100。因此，该存储单元并无法可靠地从“1”状态切换至“0”状态。
图3显示根据本发明所揭示的一或多个的实施例的一MRAM的存储单元具有反向连接的MTJ元件的示意图。该存储单元也包括一MTJ元件100和一切换元件110。然而，该自由层106现在连接至该切换元件110的漏极，以及该固定层连接至位元线BL 140。该切换元件110的栅极仍然连接至字元线WL 130，以及该源极仍然连接至感测线SL 140。因此，图3连接该自由层106与固定层102方式正好与图1的存储单元的连接方式相反。
欲写入“0”于该反向连接的MTJ元件100中，VMTJ为受到正偏压，借由将位元线BL 120接地，施加一正电压于感测线SL 140，并且通过字元线WL130活化该切换元件110。相反地，欲写入“1”于该反向连接的MTJ元件100中，VMTJ为受到负偏压，借由施加一负电压于位元线BL 120，将感测线SL 140接地，并且通过字元线WL 130活化该切换元件110。
图4显示根据本发明所揭示的一或多个的实施例的图3的存储单元具有反向连接的MTJ元件的VMTJ/IMTJ特性关系示意图。流经该MTJ元件100的电流IMTJ为VMTJ的函数关系可表示为“0”状态曲线304和“1”状态曲线301，等同于图2的“0”状态曲线304和“1”状态曲线301。相似地，IMTJ(P→AP)与IMTJ(AP→P)的需求如同图2所示的特性。然而，由于该反向连接的MTJ元件100的型态，当切换“0”状态至“1”状态时，电流会从位元线BL 120流经该MTJ元件100和该切换元件110至感测线SL 140。将图4的MTJ元件从“0”状态切换至“1”状态的电流方向与图1的MTJ元件从“0”状态切换至“1”状态的电流方向相同。因此，当切换从反平行方向至平行方向时，存储单元具有反向连接的MTJ元件的IMTJ能力与图1的存储单元将切换从平行方向至反平行方向的IMTJ能力相同。
如同图4中的左下象限所示，曲线312表示存储单元具有反向连接的MTJ元件的IMTJ能力，将该自由层106的磁矩自平行态切换成反平行态。曲线312与图2的曲线311具有相同的特性。可观察到，曲线312的IMTJ能力并未遭受源极退化效应。有鉴于此，该存储单元具有反向连接的MTJ元件可支持较高的IMTJ(P→AP)要求，以及此存储单元能够可靠地自“0”状态切换至“1”状态。
相反地，当将图3的MTJ元件100自“1”状态切换至“0”状态时，电流会从感测线SL 140流经该切换元件110至位元线BL 120。此电流的方向与将图1的存储单元自“0”切换至“1”状态。图4的曲线313表示存储单元具有反向连接的MTJ元件的IMTJ能力，将该自由层106的磁矩自反平行态切换成平行态。曲线313与图2的曲线310具有相同的特性。因此，曲线313的IMTJ能力遭受如曲线310的源极退化效应。然而，基于IMTJ(AP→P)的要求较不严格，可观察到的是曲线313的IMTJ能力仍可支持IMTJ(AP→P)如图4的右上象限所示。因此，所述存储单元具有反向连接的MTJ元件仍然能够可靠地自“1”状态切换至“0”状态。
有鉴于此，相对于图1的存储单元，图3的存储单元具有反向连接的MTJ元件100将导因于源极退化效应的较低的IMTJ能力运用到较不严格的IMTJ(AP→P)的要求，而对较严苛的IMTJ(P→AP)要求仍保留较高的IMTJ能力。如图4中所示，本发明所揭示的实施例整体结合曲线301的“1”状态、曲线304的“0”状态、该IMTJ(AP→P)、以及IMTJ(P→AP)于IMTJ能力曲线312和313，有助于确保该MTJ元件100能够可靠地于两方向之间切换。
图3的存储单元所存储的位元值，由该MTJ元件100的磁化方向表示，可借由测量读取电流，由该MTJ元件100的电阻所决定。读取电流的测量方式可借由施以一电压至位元线BL 120以及借由字元线WL 130开启该切换元件110。当该自由层106的磁矩为平行时，也即当MTJ元件100存储“0”位元时，该MTJ元件100的电阻为低阻态。测量电流会较高如图4的“0”状态曲线304所示。相对地，当该自由层106的磁矩为反平行时，也即当MTJ元件100存储“1”位元时，该MTJ元件100的电阻为高阻态。测量电流会较低如图4的“1”状态曲线301所示。
图5显示根据本发明所揭示的一或多个的实施例的第一MRAM存储单元具有图3的反向连接的MTJ元件的剖面示意图。所述存储单元500可形成于一基底上，例如一半导体基底包括例如硅、锗、及/或一化合物半导体材料。该存储单元的切换元件包括一半导体层作为一有源区域501、一源极区域510、及一漏极区域520。该源极区域510通过一接触层CT 570耦接至该感测线SL 530。该字元线WL 540与有源区域501隔离，中间具有栅极绝缘层502，提供栅极电压以开启该切换元件。该漏极区域520可耦接至该MRAM存储单元的MTJ元件560，是通过接触层CT 570、第一金属层(M1)581、第一导通孔(V1)591、第二金属层(M2)582、第二导通孔(V2)592、第三金属层(M3)581、第三导通孔(V3)593、及第四金属层(M4)584。为了形成栅极绝缘层502，将一介电层例如氧化硅沉积于该基底上，并且可借由光刻工艺将该介电层图案化。为了形成SL 530、CT 570、M1 581、V1 591、M2 582、V2 592、M3 583、V3 593、和M4 584，可将金属材料依序地沉积在该基底上，并借由光刻工艺将该金属材料图案化。
所述存储单元500具有反向连接的MTJ元件560可形成于M3层583和M4层584之间。所述MTJ元件包括一自由层561、一隔离层562、及一固定层563。为了形成MTJ元件560，可先沉积该自由层561，接着是隔离层562以及固定层563。该自由层561和固定层563为铁磁性材料。该自由层561和固定层563可包括Co、Fe、Ni、Mn、B、及/或上述金属的合金。该隔离层562具有非磁形组成，且由适当的材料构成，其功能可作为电性绝缘体。隔离层562可独立地将自由层561与固定层563电性隔离，或者搭配其它层(未示出)夹置于该自由层561和固定层563之间。该自由层561、隔离层562、及固定层563可借由传统的制成方法形成，例如光刻、化学气相沉积法(CVD)、物理气相沉积法(PVD)、电化学沉积法、分子操纵术、蚀刻法、化学机械抛光法、及/或其他工艺方法。
所述存储单元500具有反向连接的MTJ元件560的实现方式可借由将该自由层561连接至该切换元件的漏极区域520，通过M4 584、V3 593、M3 583、V2 592、M2 582、V1 591、M1 581、和CT 570层，如先前段落中所描述。该MTJ元件560的固定层563可连接至位元线BL 550，通过M3 583和V2 592层，其中固定层563可与M2 582层沉积在相同层上。
另择一地，该反向连接的MTJ元件的自由层可在自由层之前先沉积。图6显示根据本发明所揭示的一或多个的实施例的第二MRAM存储单元600具有图3的反向连接的MTJ元件的剖面示意图。图6的存储单元的切换元件与图5中的结构相同，具有一有源区域601与字元线WL 640借着栅极绝缘层602隔离，一源极区域610耦接至SL 630，通过接触层CT 670，以及一漏极区域620耦接至第一金属层(M1)681，通过接触层CT 670。
所述MTJ元件660可形成于M1层681和位元线BL 650之间，沉积于一上层金属上。为了形成该MTJ元件660，可先行沉积该自由层661，接着才是隔离层662和固定层663。该反向连接的MTJ元件660的实现方式可借由将该自由层661连接至该切换元件的漏极区域620，通过M1层681和CT层670。该固定层663可直接连接至位元线BL 650。
本发明虽以各种实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明的范围，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许的更动与润饰。本发明的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种磁性随机存取存储器的存储单元，包括：
一切换元件，包括一源极、一栅极和一漏极；以及
一磁性穿隧结元件，包括一自由层、一固定层和一隔离层，其中该隔离层夹置于该自由层与该固定层之间；
其中该磁性穿隧结元件的自由层与该切换元件的漏极连接，该磁性穿隧结元件的固定层与一位元线连接，该切换元件的栅极与一字元线连接，及该切换元件的源极与一感测线连接。
2.如权利要求1所述的磁性随机存取存储器的存储单元，其中该自由层的一磁化方向是借由自旋矩转换切换。
3.如权利要求2所述的磁性随机存取存储器的存储单元，其中该自由层的磁化方向被切换成平行于该固定层的磁化方向，将该磁性穿隧结元件的自由层施以一足够的正电压相对于该磁性穿隧结元件的固定层，以产生所需的电流转换电子的角动量，受极化而与该固定层至该自由层的磁化方向成相同的方向。
4.如权利要求2所述的磁性随机存取存储器的存储单元，其中该自由层的磁化方向被切换成反平行于该固定层的磁化方向，将该磁性穿隧结元件的固定层施以一足够的正电压相对于该磁性穿隧结元件的自由层，以产生所需的电流转换电子的角动量，受极化而与该固定层至该自由层的磁化方向成相同的方向。
5.如权利要求3所述的磁性随机存取存储器的存储单元，其中该存储单元的电流承载能力大于切换该自由层的磁化方向成为平行于该固定层的磁化方向所需的电流。
6.如权利要求4所述的磁性随机存取存储器的存储单元，其中该存储单元的电流承载能力大于切换该自由层的磁化方向成为反平行于该固定层的磁化方向所需的电流。
7.一种磁性随机存取存储器的存储单元的制造方法，包括：
形成一基底；
形成一切换元件，该切换元件包括一源极区域、一有源区域和一漏极区域；
形成一磁性穿隧结元件，该磁性穿隧结元件包括一自由层、一固定层和一隔离层，其中该隔离层夹置于该自由层与该固定层之间；
连接该源极区域至一感测线；
形成一写入线以通过该有源区域控制该切换元件；
连接该漏极区域至该磁性穿隧结元件的自由层；以及
连接该磁性穿隧结元件的固定层至一位元线。
8.如权利要求7所述的磁性随机存取存储器的存储单元的制造方法，其中所述连接该漏极区域至该磁性穿隧结元件的自由层的步骤包括形成一或多层金属层，形成一或多个导电孔，以及通过所述一或多层金属层和所述一或多个导电孔连接该漏极区域至该自由层。
9.如权利要求7所述的磁性随机存取存储器的存储单元的制造方法，其中所述连接该磁性穿隧结元件的固定层至该位元线的步骤包括形成一或多层金属层，形成一或多个导电孔，以及通过所述一或多层金属层和所述一或多个导电孔连接该固定层至该位元线。
10.一种存储器装置，包括：
一存储单元包括：
一基底；
一切换元件，包括一源极区域、一有源区域和一漏极区域；
一磁性穿隧结元件，包括一自由层、一固定层和一隔离层，其中该隔离层夹置于该自由层与该固定层之间；
一感测线，连接至该源极区域；
一写入线，以通过该有源区域控制该切换元件；以及
一位元线，连接至该磁性穿隧结元件的固定层；
其中该存储单元的电流承载能力大于切换该自由层的磁化方向成为平行于该固定层的磁化方向所需的电流，并且大于切换该自由层的磁化方向成为反平行于该固定层的磁化方向所需的电流。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20110525 |