【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及mram存储器，特别是涉及一种磁存储单元以及一种sot-mram存储器。
技术介绍
1、sot-mtj(spin-orbit torque magnetic tunnel junction，自旋轨道矩磁隧道结)器件是mram(magnetoresistive random access memory，磁性随机存储器)产品的核心结构类型之一，相比于stt-mtj(spin transfer torque magnetic tunnel junction，自旋转移力矩磁隧道结)器件，sot-mtj器件具有写入速度快、无限次擦写和读写分离的特点外。sot-mtj器件的两个明显结构特征是：sot(spin-orbit torque，自旋轨道矩)轨道层为写电流提供了独立的通道，读写分离；其次，需要沿着电流方向施加一个水平磁场，才可以实现垂直自由层的确定性翻转，且翻转极性取决于作用于自由层水平磁场与电流的相对方向。
2、传统的sot-mram(spin-orbit torque magnetoresistive random accessmemory，自旋轨道矩磁性随机存储器)制造中，mtj(magnetic tunnel junction，磁性隧道结)使用顶钉扎的结构，自旋轨道矩材料与高tmr(tunnel magneto resistance，隧穿磁电阻)材料的集成较难，tmr比值普遍不高，目前只能达到100％左右，直接影响sot-mram的读写速度；针对这个问题，差分位元是一种有效解决方案。但是在现有技术中，
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于垂直磁化的sot-mram差分位元设计方案，可以同时解决零磁场的可靠写入问题和高速读取问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供一种磁存储单元，包括至少一组差分位元和辅助磁结构；所述差分位元包括：
3、自旋轨道矩提供线；
4、位于所述自旋轨道矩提供线一侧的两个磁性隧道结；所述差分位元具有平行于所述自旋轨道矩提供线轴线的第一方向，和与所述第一方向垂直的初始磁化方向；
5、所述辅助磁结构对同一所述差分位元中的两个磁性隧道结分别提供偏置磁场，所述偏置磁场具有沿所述第一方向的分量，和沿所述初始磁化方向的分量；两所述偏置磁场沿所述初始磁化方向的分量方向相同，两所述偏置磁场沿所述第一方向的分量方向相反。
6、可选的，所述磁性隧道结背向所述自旋轨道矩提供线一侧表面设置有分离层；
7、所述辅助磁结构包括位于所述分离层背向所述自旋轨道矩提供线一侧表面的，具有面内易轴的辅助磁性层；所述辅助磁性层的磁矩与所述第一方向具有夹角，使同一所述差分位元对应的两个所述辅助磁性层的磁矩沿所述第一方向的分量方向相反，沿第二方向的分量方向相同；所述第二方向为在水平面内垂直于所述第一方向的方向。
8、可选的，同一所述差分位元对应的两个所述辅助磁性层对应的夹角互为余角。
9、可选的，同一所述差分位元对应的一个所述辅助磁性层与所述第一方向的夹角的取值范围为20°至70°，包括端点值；另一个所述辅助磁性层与所述第一方向的夹角的取值范围为110°至160°，包括端点值。
10、可选的，所述辅助磁结构还包括位于所述辅助磁性层背向所述自旋轨道矩提供线一侧表面的钉扎层；所述钉扎层的磁矩方向与接触的所述辅助磁性层的磁矩方向相对应。
11、可选的，所述辅助磁结构包括辅助磁性体，一所述辅助磁性体向同一所述差分位元中的两个所述磁性隧道结提供所述偏置磁场。
12、可选的，所述辅助磁性体位于所述自旋轨道矩提供线背向所述磁性隧道结一侧，所述辅助磁性体具有垂直磁各向异性。
13、可选的，所述辅助磁性体位于同一所述差分位元的两个所述磁性隧道结的中间位置。
14、可选的，包括两组所述差分位元，两组所述差分位元的所述自旋轨道矩提供线平行，所述辅助磁性体位于两组所述差分位元之间，一所述辅助磁性体向两组所述差分位元，共四个所述磁性隧道结提供所述偏置磁场。
15、本专利技术还提供了一种sot-mram存储器，所述sot-mram存储器包括如上述任一项所述的磁存储单元。
16、本专利技术所提供的一种磁存储单元，包括至少一组差分位元和辅助磁结构；差分位元包括：自旋轨道矩提供线；位于自旋轨道矩提供线一侧的两个磁性隧道结；差分位元具有平行于自旋轨道矩提供线轴线的第一方向，和与第一方向垂直的初始磁化方向；辅助磁结构对同一差分位元中的两个磁性隧道结分别提供偏置磁场，偏置磁场具有沿第一方向的分量，和沿初始磁化方向的分量；两偏置磁场沿初始磁化方向的分量方向相同，两偏置磁场沿第一方向的分量方向相反。
17、由于辅助磁结构对磁性隧道结提供的偏置磁场在第一方向以及初始磁化方向均具有分量，且同一差分位元中两个磁性隧道结受到偏置磁场沿第一方向的分量相反，沿初始磁化方向的分量相同。因此仅需要受到沿初始磁化方向的一次初始磁化，就可以使得偏置磁场的杂散场在两个磁性隧道结的自由层的水平分量方向相反，完成初始化，进而同时解决垂直磁化的mtj零磁场的可靠写入问题和高速读取问题。
18、本专利技术还提供了一种sot-mram存储器，同样具有上述有益效果，在此不再进行赘述。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种磁存储单元，其特征在于，包括至少一组差分位元和辅助磁结构；所述差分位元包括：
2.根据权利要求1所述的磁存储单元，其特征在于，所述磁性隧道结背向所述自旋轨道矩提供线一侧表面设置有分离层；
3.根据权利要求2所述的磁存储单元，其特征在于，同一所述差分位元对应的两个所述辅助磁性层对应的夹角互为余角。
4.根据权利要求3所述的磁存储单元，其特征在于，同一所述差分位元对应的一个所述辅助磁性层与所述第一方向的夹角的取值范围为20°至70°，包括端点值；另一个所述辅助磁性层与所述第一方向的夹角的取值范围为110°至160°，包括端点值。
5.根据权利要求2所述的磁存储单元，其特征在于，所述辅助磁结构还包括位于所述辅助磁性层背向所述自旋轨道矩提供线一侧表面的钉扎层；所述钉扎层的磁矩方向与接触的所述辅助磁性层的磁矩方向相对应。
6.根据权利要求1所述的磁存储单元，其特征在于，所述辅助磁结构包括辅助磁性体，一所述辅助磁性体向同一所述差分位元中的两个所述磁性隧道结提供所述偏置磁场。
7.根据权利要求6所述的磁存储单元，其
8.根据权利要求6所述的磁存储单元，其特征在于，所述辅助磁性体位于同一所述差分位元的两个所述磁性隧道结的中间位置。
9.根据权利要求6所述的磁存储单元，其特征在于，包括两组所述差分位元，两组所述差分位元的所述自旋轨道矩提供线平行，所述辅助磁性体位于两组所述差分位元之间，一所述辅助磁性体向两组所述差分位元，共四个所述磁性隧道结提供所述偏置磁场。
10.一种SOT-MRAM存储器，其特征在于，所述SOT-MRAM存储器包括如权利要求1-9中任一项权利要求所述的磁存储单元。
...【技术特征摘要】
1.一种磁存储单元，其特征在于，包括至少一组差分位元和辅助磁结构；所述差分位元包括：
2.根据权利要求1所述的磁存储单元，其特征在于，所述磁性隧道结背向所述自旋轨道矩提供线一侧表面设置有分离层；
3.根据权利要求2所述的磁存储单元，其特征在于，同一所述差分位元对应的两个所述辅助磁性层对应的夹角互为余角。
4.根据权利要求3所述的磁存储单元，其特征在于，同一所述差分位元对应的一个所述辅助磁性层与所述第一方向的夹角的取值范围为20°至70°，包括端点值；另一个所述辅助磁性层与所述第一方向的夹角的取值范围为110°至160°，包括端点值。
5.根据权利要求2所述的磁存储单元，其特征在于，所述辅助磁结构还包括位于所述辅助磁性层背向所述自旋轨道矩提供线一侧表面的钉扎层；所述钉扎层的磁矩方向与接触的所述辅助磁性层的磁矩方向相对应。
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：何世坤，杨雯龙，刘恩隆，
申请(专利权)人：浙江驰拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。