[发明专利]存储器

说明书

本申请提供了一种存储器，包括至少一个存储单元，存储单元包括：一条自旋轨道矩提供线，包括第一表面，第一表面具有多个写区域；多个存储结构，存储结构一一对应地位于写区域中，各存储结构为在电流的驱动下可改变存储状态的结构；一个擦除开关，擦除开关的第二端与自旋轨道矩提供线的第一端电连接；多个隔离设置的写开关，写开关一一地对应与写区域并联，写开关的与写区域并联的两端分别为写开关的第一端和写开关的第二端，多个写开关串联；多个隔离设置的读开关，读开关的第二端与存储结构电连接，擦除开关、写开关和读开关隔离设置。该存储器具有较大的存储密度和有较快的读写速度。

技术领域

本申请涉及存储器领域，具体而言，涉及一种存储器。

背景技术

传统的MTJ磁性隧道结为两端器件，写信息时会在MTJ两端加较大电压，受材料特性所限，该电压难以远离隧道结击穿电压，会显著降低MTJ的耐读写次数(当前基于MTJ的两端器件10¹²次重复读写目标也较难实现)，如图1所示。另外，由于两端器件的信息写入依赖于固定层对自由层的自旋转移力矩，因此写速度较慢，特征时间为10ns。图1中的曲线为根据各点确定的归一化曲线。

最近几年有大量研究报导，在具有自旋轨道矩效应(Spin Orbit Torque，简称SOT)或自旋霍尔效应(Spin Hall Effect)的材料中通入电流时，会在材料的界面处产生自旋化的自旋电流，该自旋电流可以用于翻转纳米磁铁，例如磁性隧道结中的自由层。以自旋霍尔效应为例，自旋极化方向可以用如下公式描述：σ＝θ_SH*j_c*j_s其中，j_s、j_c以及θ_SH分别为电荷电流密度、自旋电流密度和霍尔角。霍尔角代表了电荷电流转化为自旋电流的效率，而霍尔角的正负决定了自旋极化的方向。

需要强调的是，除了自旋霍尔效应外，Rashba效应，未知机理的自旋轨道效应等都可能产生类似效应。通常在这些效应中，可以有两类等效磁场，一类等效场和自旋霍尔效应对称性相同，沿X方向，被称为纵向场，产生反抗阻尼力矩。另一类等效场沿Y方向，对自由层产生的磁力矩和自由层磁取向相关。满足关系式τ～M*H，其中M为自由层磁取向，H为等效场。图2和图3为基于自旋轨道矩提供线10’和MTJ的存储结构20’写入原理图。

基于上述的研究，近年来有一种基于自旋轨道矩的新型器件受到广泛关注。该器件的每个存储位元中，在常规的两端器件的基础上增加一个写入线，该器件具有读写分离，读信息基于MTJ的隧道磁电阻TMR。写信息基于自旋轨道矩(包括但不限于自旋霍尔效应，Rashba效应)，只需在自由层底部的一条写入线中通过电流即可，写电流不经过MTJ，不会导致MTJ的耐久性问题。且该器件的写入速度快，可以达到亚纳秒的写入速度。另外，该器件的写电流密度低，可以比基于自旋转移力矩的两端器件低2个数量级。

上述的存储型器件中，不同存储位元中的自旋轨道矩提供线长度之间需要有至少数十纳米的间隔，这限制了存储阵列的密度。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种存储器，以解决现有技术中的基于SOT的存储器件的存储密度较小的问题。