[发明专利]含有具有电流聚焦层的选择器的存储器装置及其制造方法

说明书

本发明提供了一种存储器单元，该存储器单元包含双向阈值开关(OTS)选择器和定位成与该OTS选择器电串联的存储器装置，该双向阈值开关选择器含有第一电极、第二电极、位于该第一电极与该第二电极之间的OTS和含有离散的导电电流聚焦区的电流聚焦层，该离散的导电电流聚焦区位于该第一电极与该OTS之间，具有30nm或更小的宽度。

技术领域

本公开大体上涉及存储器装置领域，并且具体地涉及用于磁阻随机存取存储器(MRAM)和相变存储器(PCM)装置的具有电流聚焦层的双向阈值开关(OTS)选择器及其制造方法。

背景技术

自旋转移矩(“STT”)是指磁性隧道结或自旋阀中的磁层取向由自旋极化电流修改的效应。一般地，电流是非极化的，其中电子具有随机自旋取向。自旋极化电流是电子由于优先自旋取向分布而具有非零净自旋的电流。自旋极化电流可通过使电流通过磁性极化层来生成。当自旋极化电流流过磁性隧道结或自旋阀的自由层时，自旋极化电流中的电子可将其角动量中的至少一些转移到自由层，从而对自由层的磁化产生扭矩。当足够量的自旋极化电流通过自由层时，可采用自旋转移矩以翻转自由层中的自旋取向(例如，改变磁化)。可采用自由层的不同磁化状态之间的磁性隧道结的电阻差以将数据存储在磁阻随机存取存储器(MRAM)单元内，取决于自由层的磁化是平行于还是反平行于偏振层(其也被称为参考层)的磁化。

发明内容

根据本公开的一个方面，存储器单元包括双向阈值开关(OTS)选择器，该双向阈值开关选择器含有：第一电极；第二电极；OTS，该OTS位于该第一电极与该第二电极之间；和电流聚焦层，该电流聚焦层含有位于该第一电极与该OTS之间具有30nm或更小的宽度的离散的导电电流聚焦区；和存储器装置，该存储器装置定位成与该OTS选择器电串联。

附图说明

图1和图2A是根据本公开的第一实施方案的制造具有电流聚焦层的OTS选择器的方法中的步骤的竖直横截面图。

图2B、图2C和图2D是根据本公开的第一实施方案的替代配置的具有电流聚焦层的OTS选择器的竖直横截面图。

图3A和图3B分别是根据本公开的第一实施方案的操作图2A和图2B的OTS选择器的方法中的步骤的竖直横截面图。

图4A是根据本公开的第二实施方案的具有电流聚焦层的OTS选择器的竖直横截面图。

图4B是根据本公开的第二实施方案的操作图4A的OTS选择器的方法中的步骤的竖直横截面图。

图5A是根据本公开的第三实施方案的具有电流聚焦层的OTS选择器的竖直横截面图。

图5B是根据本公开的第三实施方案的操作图5A的OTS选择器的方法中的步骤的竖直横截面图。

图5C是根据本公开的第三实施方案的替代配置的操作具有电流聚焦层的OTS选择器的方法中的步骤的竖直横截面图。

图6A和图6B是根据本公开的各种实施方案的位于MRAM存储器单元中的具有电流聚焦层的OTS选择器的竖直横截面图。

图7是根据本公开的各种实施方案的位于相变存储器单元中的具有电流聚焦层的OTS选择器的竖直横截面图。

具体实施方式