[发明专利]存储器装置、磁性随机存取存储器的存储单元及制造方法

权利要求书

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。