本发明专利技术提供一种包括压电材料（１０２）的磁性存储器单元（１０４、１０６、１０８）和操作所述存储器单元的方法。所述存储器单元包括堆叠，且所述压电材料可形成为所述堆叠中的层或邻近于单元堆叠的若干层的层。所述压电材料可用以在所述存储器单元的编程期间引发瞬时应力以减小所述存储器单元的临界切换电流。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体上涉及磁性随机存取存储器，且更明确地说，涉及自旋力矩转移磁性随机存取存储器(STT-MRAM)。
技术介绍
此部分意在向读者介绍在下文描述和/或主张的可与本专利技术的各种方面相关的技术的各种方面。相信此论述在向读者提供背景信息以促进对本专利技术的各种方面的较佳理解方面有所帮助。因此，应理解，将以此角度阅读这些陈述，且不承认其为现有技术。磁性随机存取存储器(MRAM)是基于磁阻的非易失性计算机存储器技术。MRAM在若干方面不同于易失性随机存取存储器(RAM)。因为MRAM是非易失性的，所以MRAM可在存储器装置不被供电时维持存储器内容。虽然非易失性RAM通常比易失性RAM慢，但MRAM具有可与易失性RAM的读取和写入响应时间相当的读取和写入响应时间。与将数据存储为电荷的典型RAM技术不同，MRAM数据是由磁阻元件存储。通常，磁阻元件是由两个磁性层组成，所述磁性层中的每一者保持一磁化。一个层(“针扎层”)的磁化在其磁定向上是固定的，且另一层(“自由层”)的磁化可通过由编程电流产生的外部磁场来改变。因此，所述编程电流的磁场可致使两个磁性层的磁定向平行(提供跨越所述层的较低电阻(“0”状态)) 或反平行(提供跨越所述层的较高电阻(“1”状态))。自由层的磁定向的切换和跨越所述磁性层的所得高电阻状态或低电阻状态提供了典型MRAM单元的写入操作和读取操作。虽然MRAM技术提供非易失性和较快的响应时间，但MRAM单元在可缩放性方面受限且易受写入干扰影响。用以在跨越MRAM磁性层的高电阻状态与低电阻状态之间切换的编程电流通常较高。因此，当在MRAM阵列中排列多个单元时，导引到一个存储器单元的编程电流可在邻近单元的自由层中引发场变化。可使用自旋力矩转移技术来解决写入干扰的此潜在可能(也称为“半选问题”)。常规自旋力矩转移MRAM (STT-MRAM)单元包括磁性隧道结(MTJ)，所述磁性隧穿结 (MTJ)为磁阻数据存储元件，其包括两个磁性层(一个针扎层和一个自由层)和位于所述两个磁性层之间的绝缘层、一位线、一字线、一源极线和一存取晶体管。编程电流通常流经所述存取晶体管和所述MTJ。所述针扎层使编程电流的电子自旋极化，且当经自旋极化的电流穿过MTJ时产生力矩。经自旋极化的电子流通过对自由层施加力矩而与自由层相互作用。 当穿过MTJ的经自旋极化的电子流的力矩大于临界切换电流密度(J。)时，由经自旋极化的电子流施加的力矩足以切换自由层的磁化。因此，可使自由层的磁化对准而平行于针扎层或反平行于针扎层，且改变跨越MTJ的电阻状态。STT-MRAM具有优于MRAM的有利特性，因为经自旋极化的电子流消除了对用以切换磁阻元件中的自由层的外部磁场的需要。另外，因为编程电流随单元大小减小而减小，所以可缩放性得以改进，且写入干扰和半选问题得以解决。另外，STT-MRAM技术允许较高的隧穿磁阻比，意味着在高电阻状态与低电阻状态之间存在较大比率，从而改进磁畴中的读取操作。然而，穿过STT-MRAM单元的高编程电流密度仍造成问题，因为穿过磁性层的高电流密度增加了单元中的能量消耗和层中的热分布，从而影响单元的完整性和可靠性。穿过磁性层的高电流密度还可导致每一单元的较大占用面积(real estate)消耗。附图说明在以下详细描述中且参看图式来描述特定实施例，其中图1描绘根据本专利技术的技术的实施例的基于处理器的系统的框图；图2描绘具有根据本专利技术实施例而制造的存储器单元的存储器阵列的一部分的示意图；图3A和图3B，以及图4A和图4B描绘根据本专利技术实施例的具有内置式压电层的 STT-MRAM单元堆叠；以及图5描绘根据本专利技术实施例的包含压电间隔物的STT-MRAM单元堆叠；图6描绘根据本专利技术实施例的包含绝缘压电材料的两个STT-MRAM单元堆叠；以及图7描绘根据本专利技术实施例的在STT-MRAM单元中的压电材料的可能实施方案。具体实施例方式如先前所论述，自旋力矩转移磁性随机存取存储器(STT-MRAM)单元是通过切换所述单元的磁性隧道结(MTJ)中的自由层的磁化来编程。切换在穿过存储器单元的电流密度大于临界切换电流密度时发生。因此，为了编程所述单元，编程电流密度仅需要略微高于临界切换电流密度。由于传递较大切换电流会增加MTJ中的能量消耗和热分布(其影响单元的完整性和可靠性)，所以需要在不影响单元的热稳定性的情况下降低临界切换电流。降低临界切换电流将允许在编程所述单元时用较小电流来切换自由层。以下论述描述根据本专利技术的技术的实施例的系统和装置，以及所述系统和装置的操作。图1描绘基于处理器的系统，其由参考标号10概括表示。如以下所阐释，系统10 可包括根据本专利技术的技术的实施例而制造的各种电子装置。系统10可为例如计算机、寻呼机、蜂窝式电话、个人备忘记事本、控制电路等多种类型中的任一者。在典型的基于处理器的系统中，例如微处理器等一个或一个以上处理器12控制系统10中的系统功能和请求的处理。如以下所阐释，处理器12和系统10的其它子组件可包括根据本专利技术的技术的实施例而制造的电阻性存储器装置。系统10通常包括电源14。举例来说，如果系统10为便携式系统，那么电源14可有利地包括燃料电池、电力收集(power scavenging)装置、永久电池、可替换电池和/或可再充电电池。举例来说，电源14还可包括AC适配器，因此系统10可插入到壁式插座中。 举例来说，电源14还可包括DC适配器，使得系统10可插入到交通工具点烟器(vehicle cigarette lighter)中。视系统10执行的功能而定，各种其它装置可耦合到处理器12。举例来说，用户接口 16可耦合到处理器12。举例来说，用户接口 16可包括按钮、开关、键盘、光笔、鼠标、数字转换器和触笔和/或语音辨识系统。显示器18还可耦合到处理器12。举例来说，显示器 18可包括IXD、SED显示器、CRT显示器、DLP显示器、等离子体显示器、OLED显示器、LED和/或音频显示器。此外，RF子系统/基带处理器20也可耦合到处理器12。RF子系统/基带处理器20可包括耦合到RF接收器且耦合到RF发射器(未图示)的天线。一个或一个以上通信端口 22也可耦合到处理器12。举例来说，通信端口 22可适于耦合到一个或一个以上外围装置24(例如，调制解调器、打印机、计算机)或耦合到网络(例如，局域网、远程域网络(remote area network)、企业内部网络或因特网)。处理器12通常通过实施存储于存储器中的软件程序来控制系统10。举例来说， 所述软件程序可包括操作系统、数据库软件、绘图软件、文字处理软件，和/或视频、相片或声音编辑软件。存储器以可操作方式耦合到处理器12以存储各种程序和促进各种程序的执行。举例来说，处理器12可耦合到系统存储器沈，所述系统存储器沈可包括自旋力矩转移磁性随机存取存储器(STT-MRAM)、磁性随机存取存储器(MRAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)和/或静态随机存取存储器(SRAM)。系统存储器沈可包括易失性存储器、非易失性存储器或其组合。系统存储器26通常较大，使得其可存储动态加载的应用程序和数据。 在一些实施例中，系统存储器沈可包括STT-MRAM装置，例如下文进一步本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种存储器单元，其包含：磁性单元结构；以及压电材料。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘峻，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：US
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