用于磁性隨機存取存儲器(MRAM)單元的切換膜結構制造技術

一種MRAM單元可包括磁性隧穿結(MTJ)。該MTJ包括銷釘層、阻擋層、自由層和覆蓋層。該MRAM單元進一步包括雙向二極管選擇器，該雙向二極管選擇器直接耦合到MTJ的電極，以實現對MTJ的存取。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】背景領域本公開的諸方面涉及半導體器件，尤其涉及磁性隨機存取存儲器(MRAM)結構。背景存儲器的磁性結構提供了改善的存儲器存儲。然而，用于磁性隨機存取存儲器(MRAM)結構的存取晶體管通常主導存儲器的單元面積。如此，MRAM密度受存取晶體管而不是存儲器存儲的限制，這限制了將MRAM結構縮放到較小的幾何尺寸。概述一種磁性隨機存取存儲器(MRAM)可包括磁性隧穿結(MTJ)。所述MTJ包括銷釘層、阻擋層、自由層和覆蓋層。MRAM單元進一步包括雙向二極管選擇器，所述雙向二極管選擇器直接耦合到所述MTJ的電極，以實現對所述MTJ的存取。一種磁性隨機存取存儲器(MRAM)單元可包括用于磁性地存儲數據比特的裝置。該MRAM單元還包括用于對所述存儲裝置進行存取的裝置。所述用于存取的裝置可直接耦合到所述存儲裝置。一種用于在磁性隨機存取存儲器(MRAM)單元中存儲數據的方法可包括：在磁性隧穿結(MTJ)器件中存儲數據比特。所述方法還包括：用直接耦合到所述MTJ的電極的雙向二極管選擇器來對所述MTJ器件進行存取。這已較寬泛地勾勒出本公開的各個方面的特征和技術優點以便下面的詳細描述可以被更好地理解。本公開的附加特征和優點將在下文描述。本領域技術人員應該領會，本公開可容易地被用作修改或設計用于實施與本公開相同的目的的其他結構的基礎。本領域技術人員還應認識到，這樣的等效構造并不脫離所附權利要求中所闡述的本公開的教導。被認為是本公開的特性的新穎特征在其組織和操作方法兩方面連同進一步的目的和優點在結合附圖來考慮以下描述時將被更好地理解。然而，要清楚理解的是，提供每一幅附圖均僅用于解說和描述目的，且無意作為對本公開的所描述方面的限定的定義。附圖簡述為了更全面地理解本公開，現在結合附圖參閱以下描述。圖1解說了本公開的一方面中的半導體晶片的立體圖。圖2解說了根據本公開的一方面的管芯的橫截面視圖。圖3解說了本公開的一方面中的金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)器件的橫截面視圖。圖4解說了根據本公開的一個方面的垂直磁性隧道結(pMTJ)結構的橫截面視圖。圖5解說了磁性隨機存取存儲器(MRAM)單元。圖6解說了根據本公開的一方面的MRAM單元。圖7解說了根據本公開的一方面的非線性選擇器器件曲線。圖8解說了根據本公開的一方面的1S1J存儲器單元的操作。圖9解說了存儲器單元的讀潛行漏泄路徑。圖10解說了本公開的用于緩解圖9中所示出的讀潛行漏泄路徑的各方面。圖11解說了用于本公開的1S1JMRAM單元的混合架構。圖12-15解說了根據本公開的各方面的結構。圖16是解說了根據本公開的一方面的過程的過程流圖。圖17是示出其中可有利地采用本公開的配置的示例性無線通信系統的框圖。圖18是解說了根據一種配置的用于半導體組件的電路、布局、以及邏輯設計的設計工作站的框圖。詳細描述以下結合附圖闡述的詳細描述旨在作為各種配置的描述，而無意表示可實踐本文中所描述的概念的僅有的配置。本詳細描述包括具體細節以便提供對各種概念的透徹理解。然而，對于本領域技術人員將顯而易見的是，沒有這些具體細節也可實踐這些概念。在一些實例中，以框圖形式示出眾所周知的結構和組件以避免湮沒此類概念。如本文所述的，術語“和/或”的使用旨在代表“可兼性或”，而術語“或”的使用旨在代表“排他性或”。半導體制造工藝通常被分為三個部分：前端制程(FEOL)、中部制程(MOL)以及后端制程(BEOL)。前端制程包括晶片制備、隔離、阱形成、柵極圖案化、間隔物、和摻雜植入。中部制程包括柵極和端子觸點形成。然而，中部制程的柵極和端子觸點形成是制造流程的越發有挑戰的部分，特別是對于光刻圖案化而言。后端制程包括形成互連和電介質層以用于耦合至FEOL器件。這些互連可以用使用等離子體增強化學氣相沉積法(PECVD)來沉積的層間電介質(ILD)材料的雙鑲嵌工藝來制造。圖1解說了本公開的一方面中的半導體晶片的立體圖。晶片100可以是半導體晶片，或者可以是在晶片100的表面上具有一層或多層半導體材料的基板材料。當晶片100是半導體材料時，其可使用切克勞斯基(Czochralski)過程從籽晶生長，在切克勞斯基過程中籽晶被浸入半導體材料的熔池中，并且緩慢旋轉并從池中被移除。熔融材料隨后在晶體的取向上結晶到籽晶上。晶片100可以是復合材料，諸如砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、諸如砷化銦鎵(InGaAs)的三元材料、四元材料、或者可以是用于其他半導體材料的基板材料的任何材料。雖然許多材料本質上可以是晶體，但是多晶或非晶材料也可用于晶片100。晶片100或者耦合到晶片100的各層可被提供有使晶片100更具導電性的材料。作為示例而非限定，硅晶片可具有添加到晶片100的磷或硼以將硅改變成n型或p型，以使電荷在晶片100中流動。這些添加劑被稱為摻雜劑，并且提供由晶片100或晶片100的各部分內的n型或p型硅誘發的額外的電荷載流子(電子或空穴)。通過選擇提供額外的電荷載流子的區域、提供哪種類型的電荷載流子、以及晶片100中附加的電荷載流子的量(密度)，可在晶片100中或晶片100上形成不同類型的電子器件。晶片100具有指示該晶片100的晶向的取向102。取向102可以是如圖1中所示出的晶片100的平坦邊緣，或者可以是槽口或其他標記以解說晶片100的晶向。取向102可指示晶片100中晶格的平面的米勒指數。米勒指數形成晶格中結晶平面的標記系統。晶格平面可以由三個整數h、k和指示，這些整數是晶體中平面的米勒指數。每個指數表示基于倒易晶格矢量與方向正交的平面。這些整數通常以最低項寫出(例如，他們的最大公約數應為1)。米勒指數100表示與方向h正交的平面；指數010表示與方向k正交的平面，并且指數001表示與正交的平面。對于一些晶體，使用負數(被寫為指數上方的橫條)，并且對于一些晶體(諸如氮化鎵)，可能期望三個以上數字以充分描述不同的結晶平面。一旦按期望處理了晶片100，就使用切割線104來分割晶片100。晶片100可被鋸成或以其他方式分成多片以形成管芯106。每個管芯106可以是具有許多器件的集成電路或者可以是單個電子器件。管芯106(其也可被稱為芯片)的物理大小至少部分地取決于將晶片100分成特定大小的能力、以及管芯106被設計成包含個體器件的數量。一旦晶片100已被分成一個或多個管芯106，管芯106就可被安裝到封裝中，以允許對在管芯106上制造的器件和/或集成電路的存取。封裝可包括單列直插封裝、雙列直插封裝、母板封裝、倒裝芯片封裝、銦點/凸點封裝、或者對管芯106進行存取的其他類型的器件。還可通過線焊、探針、或者其他連接來直接對管芯106進行存取，而無需將管芯106安裝到分開的封裝中。圖2解說了根據本公開的一方面的管芯的橫截面視圖。代表性地，管芯106可包括基板200，其可以是半導體材料和/或可充當對電子器件的機械支持。基板200可以是摻雜的半導體基板，其具有存在于基板200中各處的電子(指定為n型)或空穴(指定為p型)電荷載流子。用電荷載流子離子/原子對基板200的后續摻雜可改變基板200的電荷攜帶能力。在基板200(例如，半導體基板)內，可存在阱202和204，這些阱可以是場效應晶體管(FET)的源極和本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種磁性隨機存取存儲器(MRAM)單元，包括：磁性隧穿結(MTJ)，所述MTJ包括銷釘層、阻擋層、自由層和覆蓋層；以及雙向二極管選擇器，所述雙向二極管選擇器直接耦合到所述MTJ的電極，以實現對所述MTJ的存取。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.07.17 US 14/334,5541.一種磁性隨機存取存儲器(MRAM)單元，包括：磁性隧穿結(MTJ)，所述MTJ包括銷釘層、阻擋層、自由層和覆蓋層；以及雙向二極管選擇器，所述雙向二極管選擇器直接耦合到所述MTJ的電極，以實現對所述MTJ的存取。2.如權利要求1所述的MRAM單元，其特征在于，所述雙向二極管選擇器直接耦合到所述MTJ的所述銷釘層。3.如權利要求2所述的MRAM單元，其特征在于，所述雙向二極管選擇器自對齊到所述銷釘層。4.如權利要求1所述的MRAM單元，其特征在于，所述雙向二極管選擇器直接在所述MTJ的所述覆蓋層上。5.如權利要求1所述的MRAM單元，其特征在于，所述雙向二極管選擇器包括導電膜。6.如權利要求1所述的MRAM單元，其特征在于，所述雙向二極管選擇器具有非線性選擇器特性。7.如權利要求1所述的MRAM單元，其特征在于，所述MRAM單元在MRAM單元陣列內，所述MRAM單元陣列耦合到多個存取晶體管。8.如權利要求1所述的MRAM單元，其特征在于，所述MRAM單元在第一MRAM層內，所述第一MRAM層堆疊在另一MRAM層上。9.如權利要求1所述的MRAM單元，其特征在于，所述雙向二極管選擇器在所述MTJ的電極通孔內。10.如權利要求1所述的MRAM單元，其特征在于，所述雙向二極管選擇器自對齊到所述電極。11.如權利要求1所述的MRAM單元，其特征在于，所述MRAM單元被集成到移動電話、機頂盒、音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、導航設備、計算機、手持式個人通信系統(PCS)單元、便攜式數據單元、和/或固定位置數據單元中。12.一種磁性隨機存取存儲器(MRAM)單元，包括：用于磁性地存儲存儲器比特的裝置；以及用于對所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：X·李，WC·陳，Y·陸，K·李，S·H·康，
申請(專利權)人：高通股份有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US