[发明专利]存储器单元、制造方法、半导体装置结构及存储器系统

权利要求书

1.一种存储器单元，其包括：

衬底上的磁性单元芯，所述磁性单元芯包括：

氧化物区域与另一氧化物区域之间的自由区域，所述自由区域展现可切换的、垂直磁性定向；及

所述氧化物区域与所述另一氧化物区域之间的磁性界面区域，所述磁性界面区域安置在所述自由区域的磁性子区域之间，所述磁性界面区域由铁组成且界定小于10埃的厚度，所述磁性界面区域比临近所述磁性界面区域的所述磁性单元芯的区域薄，

所述氧化物区域为安置在所述自由区域和展现固定的、垂直磁性定向的固定区域之间且在所述自由区域和所述固定区域之外的电绝缘区域，所述氧化物区域与所述磁性界面区域隔开。

2.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述固定区域通过所述氧化物区域而与所述自由区域隔开。

3.根据权利要求2所述的存储器单元，其中所述磁性界面区域安置在所述固定区域上方。

4.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述自由区域包括铁以及钴及硼中的至少一者。

5.根据权利要求1所述的存储器单元，其进一步包括另一磁性界面区域。

6.根据权利要求1所述的存储器单元，其中所述自由区域展现大于4,000奥斯特的垂直磁性各向异性。

7.一种存储器单元，其包括：

磁性单元芯，所述磁性单元芯包括：

经配置以展现可切换垂直磁性定向的自由区域；

经配置以展现固定垂直磁性定向的固定区域；

位于所述自由区域和所述固定区域之间的非磁性区域；以及

磁性界面区域，其在所述自由区域的磁性子区域之间。

8.根据权利要求7所述的存储器单元，其中所述非磁性区域包括镁、铝或钛的氧化物。

9.根据权利要求7所述的存储器单元，其中所述磁性界面区域具有3埃到4埃的厚度。

10.根据权利要求7所述的存储器单元，其中所述磁性单元芯进一步包括另一磁性界面区域，其接触所述固定区域。

11.一种半导体装置结构，其包括：

自旋扭矩转移磁性随机存取存储器STT-MRAM阵列，所述STT-MRAM阵列包括：

多个STT-MRAM单元，所述多个STT-MRAM单元中的每个STT-MRAM单元包括：

单元芯，所述单元芯包括：

位于自由区域和固定区域之间的电绝缘非磁性区域，所述自由区域和所述固定区域中的每一个经配置以展现垂直磁性定向；

通过所述自由区域和所述固定区域中的一者与所述电绝缘非磁性区域隔开的氧化物区域；以及

位于所述氧化物区域和所述电绝缘非磁性区域之间的磁性界面区域，所述磁性界面区域还安置在所述自由区域的磁性子区域之间，所述磁性界面区域由铁组成，且界定小于10埃的厚度，10埃的厚度小于所述自由区域的厚度。

12.一种自旋扭矩转移磁性随机存取存储器STT-MRAM系统，所述系统包括：

磁性单元芯，所述磁性单元芯包括：

在具有15埃至30埃的厚度的自由区域上或中的具有小于10埃的厚度的磁性界面区域，所述磁性界面区域由铁组成且安置在所述自由区域的磁性子区域之间，所述自由区域经配置以展现可切换垂直磁性定向；和

与所述磁性界面区域隔开的电绝缘氧化物区域，所述电绝缘氧化物区域安置在所述自由区域和固定区域之间，所述固定区域展现固定垂直磁性定向；以及

与所述磁性单元芯进行可操作通信的多个导电材料。