CN112259139B - 存储单元、存储器以及存储器的初始化方法 - Google Patents

存储单元、存储器以及存储器的初始化方法 Download PDF

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CN112259139B CN201910663272.2A CN201910663272A CN112259139B CN 112259139 B CN112259139 B CN 112259139B CN 201910663272 A CN201910663272 A CN 201910663272A CN 112259139 B CN112259139 B CN 112259139B
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Abstract

本申请提供了一种存储单元、存储器以及存储器的初始化方法。其中，该存储单元包括：自旋轨道矩提供线，自旋轨道矩提供线的第一端与源线连接，第二端与第一开关的源极连接；两个存储结构，两个存储结构间隔设置在自旋轨道矩提供线的表面上，且每个存储结构均包括阻变层和磁性隧道结，其中，磁性隧道结包括与自旋轨道矩提供线接触设置的自由层，阻变层的第一端与磁性隧道结的参考层连接，阻变层的第二端与第二开关连接；其中，第一开关用于控制自旋轨道矩提供线的连通状态，第二开关用于控制两个存储结构的连通状态。本申请解决了相关技术中MTJ的差分电路相对复杂，导致制造难度大或占用面积大的技术问题。

Description

存储单元、存储器以及存储器的初始化方法
技术领域
本申请涉及存储器领域，具体而言，涉及一种存储单元、存储器以及存储器的初始化方法。
背景技术
磁性随机存储器MRAM(Magnetic Random Access Memory，简称为MRAM)具有长寿命、低功耗以及非易失等优点，其主要是通过翻转自由层的磁化方向，使其与参考层的磁化方向平行或反平行，以在不同电阻间切换。
自旋转移力矩磁性随机存储器，利用电子自旋改变磁性隧道结(Magnetic TunnelJunctions，简称为MTJ)状态的存储器为磁性随机存储器，具有电路设计简单，读写速度快等优点。但由于写电流相对较大会影响器件的可靠性，而且电子的自旋转移力矩效率不高，写电流相对较大。
自旋轨道矩磁性随机存储器能够有效地克服了上述缺点，利用自旋轨道矩对MTJ磁性层进行翻转。通过三端电路将读写分离，从而实现接近无限次的擦写。
基于自旋轨道矩磁性随机存储器，通常设计成双MTJ差分互补结构的MRAM单元，这样的差分互补MTJ结构，可以兼具SOT-MRAM的优点和差分电路的优点，且通过同一写电流就能对上下两个MTJ同时进行翻转，利用率高。其中，差分电路的输入端是两个信号的输入，电路的输出是对这两个信号对应输出信号之差的放大。如果存在环境干扰，会对两个器件产生相同的干扰，通过二者之差，干扰信号的作用就会降低，这就达到了抗共模干扰的目的。
目前有设计在自旋轨道矩磁性随机存储器中，将两个MTJ放置与自旋轨道矩提供线两侧，使参考层的磁化方向相同，但写入时自由层的磁化方向相反。但是，由于这种结构的差分互补MTJ器件膜层多，两个MTJ在自旋轨道矩提供线两侧，存在制造难度大或占用面积大的问题。
针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本申请实施例提供了一种存储单元、存储器以及存储器的初始化方法，以至少解决相关技术中MTJ的差分电路相对复杂，导致制造难度大或占用面积大的技术问题。
根据本申请实施例的一个方面，提供了一种存储单元，包括：自旋轨道矩提供线，所述自旋轨道矩提供线的第一端与源线连接，第二端与第一开关的源极连接；两个存储结构，两个所述存储结构间隔设置在所述自旋轨道矩提供线的表面上，且每个所述存储结构均包括阻变层和磁性隧道结，其中，所述磁性隧道结包括与所述自旋轨道矩提供线接触设置的自由层，所述阻变层的第一端与所述磁性隧道结的参考层连接，所述阻变层的第二端与第二开关连接；其中，所述第一开关用于控制所述自旋轨道矩提供线的连通状态，所述第二开关用于控制两个所述存储结构的连通状态。
可选地，在所述存储单元的初始化阶段，所述阻变层处于高阻态，用于改变所述磁性隧道结的参考层的磁化方向；在所述存储单元的工作阶段，所述阻变层处于低电阻状态，用于在不影响所述磁性隧道结的参考层的磁化方向的情况下，使所述磁性隧道结保持原有的磁阻。
可选地，所述自旋轨道矩提供线，用于根据通入电流方向改变所述磁性隧道结的自由层的磁化方向。
可选地，两个所述存储结构分别为第一存储结构与第二存储结构，所述第一存储结构的磁性隧道结的自由层的磁化方向与所述第二存储结构的磁性隧道结的自由层的磁化方向相同。
可选地，所述参考层的磁化方向与自由层的磁化方向平行或反平行。
可选地，所述磁性隧道结还包括势垒层，设置在所述自由层和所述参考层之间。
可选地，所述第一存储结构的自由层与所述自旋轨道矩提供线接触的表面和所述第二存储结构的自由层与所述自旋轨道矩提供线接触的表面在同一个平面上。
可选地，所述自旋轨道矩提供线的材料包括以下至少之一：非磁性重金属材料、拓扑绝缘体材料、反铁磁导体材料。
可选地，所述非磁性重金属材料包括以下至少之一：Pt、Ta、W、Ir、Hf、Ru、Ti、Bi、Au、Os，所述拓扑绝缘体材料包括以下至少两种形成的合金：Bi、Te、Se，所述反铁磁导体材料包括以下至少两种形成的合金：Pt、Mn、Ir。
可选地，所述阻变层的材料包括阻变材料和相变材料中的至少一种。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种存储器，包括存储单元，所述存储单元为上述中的任一项所述的存储单元。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种应用于上述所述存储器的初始化方法，所述存储器的初始化方法包括：第一存储结构处于高阻态，向所述第一存储结构施加加热电流，使所述第一存储结构的参考层临界翻转磁场降低，利用外加电场对所述第一存储结构施加向下磁场，使得所述第一存储结构的参考层的磁化方向向下；第二存储结构处于高阻态，向所述第二存储结构施加加热电流，使所述第二存储结构的参考层临界翻转磁场降低，利用外加电场对所述第二存储结构施加向上磁场，使得所述第二存储结构的参考层的磁化方向向上；或者，利用外加电场对所述第一存储结构和所述第二存储结构施加向下磁场，使得所述第一存储结构和所述第二存储结构的参考层的磁化方向均向下；所述第二存储结构处于高阻态，向所述第二存储结构施加加热电流，使所述第二存储结构的参考层临界翻转磁场降低，利用外加电场对所述第二存储结构施加向上磁场，使得所述第二存储结构的参考层的磁化方向向上。
在本申请实施例中，存储单元包括：自旋轨道矩提供线，所述自旋轨道矩提供线的第一端与源线连接，第二端与第一开关的源极连接；两个存储结构，两个所述存储结构间隔设置在所述自旋轨道矩提供线的表面上，且每个所述存储结构均包括阻变层和磁性隧道结，其中，所述磁性隧道结包括与所述自旋轨道矩提供线接触设置的自由层，所述阻变层的第一端与所述磁性隧道结的参考层连接，所述阻变层的第二端与第二开关连接；其中，所述第一开关用于控制所述自旋轨道矩提供线的连通状态，所述第二开关用于控制两个所述存储结构的连通状态的结构，从而实现了存储单元的结构简单，便于制造、占用面积小的技术效果，进而解决了相关技术中MTJ的差分电路相对复杂，导致制造难度大或占用面积大的技术问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1示出了根据本申请的一种实施例提供存储单元的结构示意图；
图2示出了根据本申请的一种优选实施例提供存储单元的结构示意图；
图3示出了根据本申请的一种优选实施例提供存储单元的工作过程的结构示意图；
图4示出了根据本申请的一种优选实施例提供另一种存储单元的结构示意图；
图5示出了根据本申请的一种优选实施例提供又一种存储单元的结构示意图；
图6示出了根据本申请的一种优选实施例提供再一种存储单元的结构示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
应该理解的是，当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时，该元件可直接在该另一元件上，或者也可存在中间元件。而且，在说明书以及下面的权利要求书中，当描述有元件“连接”至另一元件时，该元件可“直接连接”至该另一元件，或者通过第三元件“电连接”至该另一元件。
本申请的一种典型的实施方式中，提供了一种存储单元，图1示出了根据本申请的一种实施例提供存储单元的结构示意图，如图1所示，该存储单元包括：存储单元包括：自旋轨道矩提供线10和两个存储结构20，自旋轨道矩提供线10的第一端与源线连接，第二端与第一开关30的源极连接；两个存储结构20间隔设置在自旋轨道矩提供线10的表面上，且每个存储结构20均包括阻变层21和磁性隧道结22，其中，磁性隧道结22包括与自旋轨道矩提供线10接触设置的自由层221，阻变层21的第一端与磁性隧道结22的参考层222连接，阻变层21的第二端与第二开关40连接；其中，第一开关30用于控制自旋轨道矩提供线10的连通状态，第二开关40用于控制两个存储结构20的连通状态。
上述的自旋轨道矩提供线与两个存储结构所对应的存储单元中，当向该存储单元输入一个写入电流时，自旋轨道矩提供线材料中对存储结构自由层作用产生同一磁化方向。相比于相关技术而言，本申请在每个磁性隧道结均与阻变层连接，这样可以通过开关控制阻变层，控制阻变层的电阻状态，例如，在电阻层处于高阻态时，就会施加加热电流，使MTJ参考层上面电极温度升高，参考层翻转磁场降低，以改变参考层的磁化方向。经过添加阻变层实现的两个MTJ形成差分电路，结构简单，便于制造、占用面积小，克服了相关技术中MTJ的差分电路相对复杂，导致制造难度大或占用面积大的技术问题。
上述阻变层两端设置有电极，其中，第一电极与MTJ连接，第二电极与第二开关连接。在第一电极与MTJ连接时，实际上就是第一电极与MTJ的参考层连接。
上述第一开关和第二开关可以为晶体管等。
可选地，在存储单元的初始化阶段，阻变层21处于高阻态，用于改变磁性隧道结22的参考层222的磁化方向；在存储单元的工作阶段，阻变层21处于低电阻状态，用于在不影响磁性隧道结22的参考层222的磁化方向的情况下，使磁性隧道结22保持原有的磁阻。
作为一种可选的实施例，在存储单元的初始化阶段，阻变层处于高阻态，通过施加加热电流，使MTJ参考层上面电极温度升高，参考层临界翻转磁场降低，整体施加外加电场使得对应参考层的磁化方向发生改变，而另一未施加加热电流对应的MTJ参考层磁化方向不发生改变，从而实现两个具有相反磁化方向参考层的MTJ。而在存储单元的工作阶段，阻变层处于低电阻状态，施加电流产生热量小，不会造成参考层临界翻转磁场的降低，此时的参考层的磁化方向就会保持不变。同时，由于阻变层处于低阻态，阻变层的加入不会增加MTJ的串联电，MTJ仍能保持原有的磁阻，其中，上述磁阻，也即是MTJ在反平行态与平行态电阻差值与平行态电阻的比值。在具体实施中，如果不采用阻变层，而使用一个高电阻的元件，则会降低磁阻。作为一个优选的实施方式，可以使其中一个MTJ的保持高阻态，另一个MTJ的保持低阻态。需要说明的是，在存储单元的工作阶段，两个MTJ能保持较大的高低阻态比值。此外，在本发明实施例中，阻变层两端可以设置有金属电极层。
可选地，自旋轨道矩提供线10，用于根据通入电流方向改变磁性隧道结22的自由层221的磁化方向。
在实施过程中，在自旋轨道矩提供线中通入电流方向与磁性隧道结的自由层的磁化方向密切相关，可以通过改变通入电流方向进而改变自由层的磁化方向。需要说明的是，在存在多个磁性隧道结情况下，这些磁性隧道结均设置在自旋轨道矩提供线，可以改变通入电流方向进而改变自由层的磁化方向，此时，每个磁性隧道结的自由层的磁化方向可以一样、也可以不一样。在具体实施过程中，可以根据应用场景的不同进行设置。
可选地，两个存储结构20分别为第一存储结构201与第二存储结构202，第一存储结构201的磁性隧道结22的自由层的磁化方向与第二存储结构202的磁性隧道结的自由层221的磁化方向相同。
作为一种可选的实施例，在本申请的存储单元中的两个磁性隧道结，由于两者的通入电流方向是一样的，相应的两个磁性隧道结的自由层就会产生一样的磁化方向，比如，通入电流方向从左到右，则两个磁性隧道结的自由层的磁化方向均向下；通入电流方向从右到左，则两个磁性隧道结的自由层的磁化方向均向上。在具体实施过程，并不仅限于上述所举例说明的内容。
可选地，参考层222的磁化方向与自由层221的磁化方向平行或反平行。
作为一种可选的实施例，参考层的磁化方向与自由层的磁化方向平行或反平行。例如，自由层的磁化方向为下时，此时，该自由层对应的参考层的磁化方向可以为上或者为下，无论哪个方向，均与自由层的磁化方向平行。当然，在本申请具体实施过程中，对于自由层的磁化方向或者参考层的磁化方向并不限制，但是需要保证两个不同的磁化方向处于平行或者反平行。这样就会使得磁性隧道结产生差分电阻，形成差分电路，用于存储器的写读任务。
可选地，磁性隧道结还包括势垒层223，设置在自由层221和参考层222之间。
需要说明的是，在磁性隧道结中，势垒层一般设置在自由层和参考层之间，其中，此处的势垒层与固体物理中的势垒层是不同的。
可选地，第一存储结构201的自由层221与自旋轨道矩提供线10接触的表面和第二存储结构202的自由层221与自旋轨道矩提供线10接触的表面在同一个平面上。
为了进一步保证两个存储结构中的自由层的磁化方向相反，在相关技术中，两个MTJ之间的自旋轨道矩提供线中引出线，这种方式会加大制造难度且会降低容量。因此，本申请用将两个MTJ设置在自旋轨道矩提供线的同一侧，也即使得两个存储结构中对应的自由层与自旋轨道矩提供线接触的表面在同一个平面上。该方式可以有效降低存储器件的制造难度，一定程度上可以增加存储器的容量。
可选地，自旋轨道矩提供线10的材料包括以下至少之一：非磁性重金属材料、拓扑绝缘体材料、反铁磁导体材料。
本申请中的自旋轨道矩提供线的材料可以选自现有技术中的任何可以产生自旋电流的材料，具体地，根据不同的情况，多个自旋轨道矩提供线的材料可以部分不相同，也可以完全不同，只要能够使得对应的自由层向预定方向的翻转即可。
作为一种可选的实施例，自旋轨道矩提供线的材料选自非磁性重金属材料、拓扑绝缘体材料与反铁磁导体材料中的至少一种。这些材料取材方便，且能够更好地保证其产生的自旋极化方向为预定的方向，从而进一步保证自由层的磁化方向为预定的方向。
可选地，非磁性重金属材料包括以下至少之一：Pt、Ta、W、Ir、Hf、Ru、Ti、Bi、Au、Os，拓扑绝缘体材料包括以下至少两种形成的合金：Bi、Te、Se，反铁磁导体材料包括以下至少两种形成的合金：Pt、Mn、Ir。
为了进一步保证自由层的磁化方向为预定方向，本申请的一种实施例中，上述非磁性重金属材料包括Pt、Ta、W、Ir、Hf、Ru、Ti、Bi、Au与Os中的至少一种，上述拓扑绝缘体材料包括Bi、Te与Se中的至少两种形成的合金，上述反铁磁导体材料包括Pt、Mn与Ir中的至少两种形成的合金。具体的，拓扑绝缘体材料中可以包括多种合金，上述反铁磁导体材料中也可以包括多种合金。
作为一种优选的实施例，上述自旋轨道矩提供线的材料为拓扑绝缘体材料，这些材料不仅可以更好地保证自由层的磁化方向为预定方向，还能实现超低写电流密度，降低了存储单元的能耗。
可选地，阻变层21的材料包括阻变材料和相变材料中的至少一种。
本申请的一种具体的实施例中，无论是阻变材料，还是相变材料均可以是其中之一，也可以是两者的组合形式。如HfO2、TaOx、GST、ZnO和SiO2中一种或任意多种的交替生长的组合。
下面对本申请优选的实施方式进行说明。
需要说明的是，在下面实施例中，源线Source Line，简称为SL；读字线Read WordLine，简称为RWL；读位线Read Bit Line，简称为RBL；写字线Write Word Line，简称为WWL；写位线Write Bit Line，简称为WBL；电阻平行Resistance parallel，简称为Rp；电阻反向平行Resistance anti-parallel，简称为Rap。
图2示出了根据本申请的一种优选实施例提供存储单元的结构示意图；如图2所示，该存储单元包含两个由包含阻变层和上下电极的磁性隧道结(第一磁性隧道结，第二磁性隧道结)，和每个MTJ自由层直接接触的一条自旋轨道矩提供线；以及三个晶体管。其中：自旋轨道矩提供线与MTJ自由层一侧靠近；两个阻变层的一端电极与MTJ的参考层连接，另一端电极分别与一个晶体管的源极连接；自旋轨道矩提供线一端连接源线，另一端与另一个晶体管的源极连接。
与相关技术比较，存在以下区别：1)两个MTJ单元的参考层，磁化方向相反；2)既有MTJ单元又有阻变单元。
图3示出了根据本申请的一种优选实施例提供存储单元的工作过程的结构示意图；如图3所示。
在初始化过程中，方法一：1、初始化对象为MTJ A：(a)MTJ A的阻变层处于高阻态，关闭WWL、RBL B，打开RBL A；(b)施加加热电流，使MTJ A参考层上面电极温度升高，参考层翻转磁场降低；(c)整体施加向下磁场，MTJ A参考层磁化方向向下，MTJ B参考层磁化方向不变。2、初始化对象为MTJ B：(a)MTJ B的阻变层处于高阻态，关闭WWL、RBL A，打开RBL B；(b)施加加热电流，使MTJ B参考层上面电极温度升高，参考层翻转磁场降低；(c)整体施加向上磁场，MTJ B参考层磁化方向向上，MTJ A参考层磁化方向保持向下。如此，则形成MTJ A与MTJ B各自参考层相反的磁化方向。
在初始化过程中，方法二：初始化对象为MTJ A：1、施加一个整体向下的大磁场，将A和B都进行磁化。2、初始化对象为MTJ B：(a)阻变层处于高阻态，关闭WWL、RBL A，打开RBLB；(b)施加加热电流，使MTJ B参考层上面电极温度升高，参考层翻转磁场降低；(c)整体施加向上小磁场，MTJ B参考层磁化方向向上，MTJ A参考层磁化方向保持向下。如此，则同样形成MTJ A与MTJ B参考层相反的磁化方向。
在优选实施例提供存储单元的写操作具体步骤如下：打开WL，关闭RBL；电流仅通过SOT提供线，不经过MTJ单元。其中，两个MTJ存在两种不同的状态：(1)MTJ A：平行；MTJ B：反平行；(2)MTJ A：反平行；MTJ B：平行。
在优选实施例提供存储单元的读操作具体步骤如下：打开两个RBL，关闭WL；读电流仅通过MTJ单元。其中，存储单元存在两种状态：第一种状态：MTJ A的阻态为Rp1，MTJ B的阻态为Rap2，读取电流IA>IB，输出为0。第二种状态：MTJ A的阻态为Rap1，MTJ B的阻态为Rp2，读取电流IA<IB，输出为1。
需要说明的是，上述优选实施方式中SOT优势：提高MTJ寿命，实现MRAM接近无限次(10^12)读取；SOT效应更强，可实现更低的功耗；一次通电流可以同时对两个MTJ进行写操作，提高了电流利用率和有利于更简洁的电路设计。差分电路优势：降低器件读错误率，提升读取速度；上述结构还具备其他优势，比如，刻蚀难度降低，效率更高；所占面积更小，容量更大。需要说明的是，上述SOT可以是一种表面贴装的封装形式，一般引脚小于等于5个的小外形晶体管。
作为一种优选实施例提供另一种存储单元，具体实施过程为：自旋轨道力矩提供线从左向右通入电流，左侧的参考层和自由层磁化方向均向下，阻态为Rp；右侧的参考层磁化方向向上、自由层的磁化方向向下，MTJ B的阻态为Rap。
图4示出了根据本申请的一种优选实施例提供另一种存储单元的结构示意图；如图4所示，具体实施过程为：具体实施过程为：自旋轨道力矩提供线从左向右通入电流，左侧的参考层和自由层磁化方向均向下，阻态为Rp；右侧的参考层磁化方向向上、自由层的磁化方向向下，MTJ B的阻态为Rap。此时，与两个MTJ连接的晶体管开关构成一个差分放大电路。
图5示出了根据本申请的一种优选实施例提供又一种存储单元的结构示意图；如图5所示，具体实施过程为：自旋轨道力矩提供线从左向右通入电流，左侧的参考层和自由层磁化方向均向下，阻态为Rp；右侧的参考层磁化方向向上、自由层的磁化方向向下，MTJ B的阻态为Rap。此时，与两个MTJ连接的晶体管开关构成一个差分放大电路。需要说明的是，可以在两个MTJ中的任意一个设置阻变层。
图6示出了根据本申请的一种优选实施例提供再一种存储单元的结构示意图；如图6所示，具体实施过程为：自旋轨道力矩提供线位于MTJ单元上层，自旋轨道力矩提供线从左向右通入电流，左侧的参考层和自由层磁化方向均向下；右侧的参考层磁化方向向上、自由层的磁化方向向下。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种存储器，包括存储单元，存储单元为上述中的任一项的存储单元。
根据本申请实施例的另一方面，还提供了一种应用于上述存储器的初始化方法，存储器的初始化方法包括：第一存储结构处于高阻态，向第一存储结构施加加热电流，使第一存储结构的参考层临界翻转磁场降低，利用外加电场对第一存储结构施加向下磁场，使得第一存储结构的参考层的磁化方向向下；第二存储结构处于高阻态，向第二存储结构施加加热电流，使第二存储结构的参考层临界翻转磁场降低，利用外加电场对第二存储结构施加向上磁场，使得第二存储结构的参考层的磁化方向向上；或者，利用外加电场对第一存储结构和第二存储结构施加向下磁场，使得第一存储结构和第二存储结构的参考层的磁化方向均向下；第二存储结构处于高阻态，向第二存储结构施加加热电流，使第二存储结构的参考层临界翻转磁场降低，利用外加电场对第二存储结构施加向上磁场，使得第二存储结构的参考层的磁化方向向上。
作为一种优选的实施例，可以采用上述任一种方法实现存储器的初始化,还可以根据应用场景的不同设置存储器的初始化方式。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (11)

1.一种存储单元，其特征在于，所述存储单元包括：
自旋轨道矩提供线(10)，所述自旋轨道矩提供线(10)的第一端与源线连接，第二端与第一开关(30)的源极连接；
两个存储结构(20)，两个所述存储结构(20)间隔设置在所述自旋轨道矩提供线(10)的表面上，且每个所述存储结构(20)均包括阻变层(21)和磁性隧道结(22)，其中，所述磁性隧道结(22)包括与所述自旋轨道矩提供线(10)接触设置的自由层(221)，所述阻变层(21)的第一端与所述磁性隧道结(22)的参考层(222)连接，所述阻变层(21)的第二端与第二开关(40)连接；
其中，所述第一开关(30)用于控制所述自旋轨道矩提供线(10)的连通状态，所述第二开关(40)用于控制两个所述存储结构(20)的连通状态；
在所述存储单元的初始化阶段，所述阻变层(21)处于高阻态，用于改变所述磁性隧道结(22)的参考层(222)的磁化方向；在所述存储单元的工作阶段，所述阻变层(21)处于低电阻状态，用于在不影响所述磁性隧道结(22)的参考层(222)的磁化方向的情况下，使所述磁性隧道结(22)保持原有的磁阻。
2.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，
所述自旋轨道矩提供线(10)，用于根据通入电流方向改变所述磁性隧道结(22)的自由层(221)的磁化方向。
3.根据权利要求2所述的存储单元，其特征在于，两个所述存储结构(20)分别为第一存储结构(201)与第二存储结构(202)，所述第一存储结构(201)的磁性隧道结(22)的自由层的磁化方向与所述第二存储结构(202)的磁性隧道结(22)的自由层(221)的磁化方向相同。
4.根据权利要求2所述的存储单元，其特征在于，所述参考层(222)的磁化方向与自由层(221)的磁化方向平行或反平行。
5.根据权利要求3所述的存储单元，其特征在于，所述磁性隧道结(22)还包括势垒层(223)，设置在所述自由层(221)和所述参考层(222)之间。
6.根据权利要求3所述的存储单元，其特征在于，所述第一存储结构(201)的自由层(221)与所述自旋轨道矩提供线(10)接触的表面和所述第二存储结构(202)的自由层(221)与所述自旋轨道矩提供线(10)接触的表面在同一个平面上。
7.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述自旋轨道矩提供线(10)的材料包括以下至少之一：非磁性重金属材料、拓扑绝缘体材料、反铁磁导体材料。
8.根据权利要求7所述的存储单元，其特征在于，所述非磁性重金属材料包括以下至少之一：Pt、Ta、W、Ir、Hf、Ru、Ti、Bi、Au、Os，所述拓扑绝缘体材料包括以下至少两种形成的合金：Bi、Te、Se，所述反铁磁导体材料包括以下至少两种形成的合金：Pt、Mn、Ir。
9.根据权利要求1所述的存储单元，其特征在于，所述阻变层(21)的材料包括阻变材料和相变材料中的至少一种。
10.一种存储器，包括存储单元，其特征在于，所述存储单元为权利要求1至9中的任一项所述的存储单元。
11.一种应用于权利要求10所述存储器的初始化方法，其特征在于，所述存储器的初始化方法包括：
第一存储结构处于高阻态，向所述第一存储结构施加加热电流，使所述第一存储结构的参考层临界翻转磁场降低，利用外加电场对所述第一存储结构施加向下磁场，使得所述第一存储结构的参考层的磁化方向向下；第二存储结构处于高阻态，向所述第二存储结构施加加热电流，使所述第二存储结构的参考层临界翻转磁场降低，利用外加电场对所述第二存储结构施加向上磁场，使得所述第二存储结构的参考层的磁化方向向上；
或者，
利用外加电场对所述第一存储结构和所述第二存储结构施加向下磁场，使得所述第一存储结构和所述第二存储结构的参考层的磁化方向均向下；所述第二存储结构处于高阻态，向所述第二存储结构施加加热电流，使所述第二存储结构的参考层临界翻转磁场降低，利用外加电场对所述第二存储结构施加向上磁场，使得所述第二存储结构的参考层的磁化方向向上。
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