[发明专利]一种存储模式可切换的磁随机存储器及制造方法

说明书

本公开提供了一种存储模式可切换的随机存储器，应用于数据存储技术领域，包括：两个电磁部，用于接入电流，磁记录部，设置在该两个电磁部之间，该磁记录部包括自旋轨道耦合层和磁性隧道结，该自旋轨道耦合层，用于在该电流的作用下，产生自旋流，该两个电磁部，还用于在该自旋流的作用下，产生两个磁矩指向相反的磁畴，该磁性隧道结，用于基于该两个磁矩指向相反的磁畴产生磁畴壁，钉扎区，设置在每个该电磁部与该磁记录部之间，截断区，设置在每个所述电磁部，位于与所述钉扎区相对的一侧，该磁性隧道结，还用于在该自旋流的作用下，驱动该磁畴壁进行往复运动，实现磁矩的定向反转，该电磁部还用于在该电流的作用下，使磁畴壁在其中湮灭。

技术领域

本公开涉及数据存储技术领域，尤其涉及一种存储模式可切换的随机存储器及其制造方法。

背景技术

随着信息技术的不断发展，所产生的以及所依赖的数据量成爆炸式增长。作为数据载体的存储器因而得到了广泛的应用。存储器的性能包括：写入和读取速度、能耗、耐久性、存储密度以及安全性。

自旋轨道矩磁电阻式随机存储器(SOT-MRAM，Spin-Orbit TorqueMagnetoresistive Random Access Memory)是利用磁矩翻转进行随机存储的磁性随机存取存储器，其具有高速读写能力、高集成度以及接近无限次重复写入的优点。在该器件中，利用自旋轨道耦合产生自旋流，进而诱导磁体的磁矩翻转。然而，磁矩在电流作用下的翻转方向是随机的，而有效的数据存储需要磁矩的定向翻转，现有技术无法实现磁矩的定向翻转。

发明内容

本公开的主要目的在于提供一种存储模式可切换的随机存储器及其制造方法，可实现存储器中磁矩的定向翻转，即数据的写入，实现存储器中磁性状态的读取，即数据的读取，实现可擦写模式到只读模式的电控切换，即模式可切换。

为实现上述目的，本公开实施例第一方面提供一种存储模式可切换的随机存储器，包括：

两个电磁部，用于接入电流；

磁记录部，设置在所述两个电磁部之间，所述磁记录部包括自旋轨道耦合层和磁性隧道结；

所述自旋轨道耦合层，用于在所述电流的作用下，产生自旋流；

所述两个电磁部，还用于在所述自旋流的作用下，产生两个磁矩指向相反的磁畴；

所述磁性隧道结，用于基于所述两个磁矩指向相反的磁畴产生磁畴壁；

钉扎区，设置在每个所述电磁部与所述磁记录部之间；

截断区，设置在每个所述电磁部，位于与所述钉扎区相对的一侧；

所述磁电阻隧道结，还用于在所述自旋流的作用下，驱动所述磁畴壁进行往复运动，实现磁矩的定向翻转。

在本公开一实施例中，所述磁电阻隧道结包括：第一磁性层、隧穿层和第二磁性层；

所述第一磁性层，设置在所述自旋轨道耦合层上，用于产生所述磁畴壁；

所述隧穿层，设置在所述第一磁性层上，用于与第一磁性层和所述第二磁性层形成隧穿磁电阻；

所述第二磁性层，设置在所述隧穿层上，用于记录所述第一磁性层磁性的变化。

在本公开一实施例中，其特征在于，所述第一磁性层和所述第二磁性层具有垂直各向异性。

在本公开一实施例中，所述磁电阻隧道结还包括：

固化层，设置于所述第二磁性层上，用于固定所述第二磁性层的磁化方向。

在本公开一实施例中，所述自旋轨道耦合层的材料为具有自旋耦合效应的金属材料或拓扑绝缘体材料。

在本公开一实施例中，所述随机存储器的形状为U形。