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[发明专利]存储器电路及其数据写入和读取方法、存储器、电子设备-CN202110864849.3有效
发明人： 杨美音;李文静;叶力;向清懿;罗军;高建峰 -专利权人：中国科学院微电子研究所;深圳市海思半导体有限公司
申请日： 2021-07-29 - 公布日： 2023-09-19 - 主分类号： G11C11/16 文献下载
摘要：本发明能够提供存储器电路及其数据写入和读取方法、存储器、电子设备。写入方法包括：向与隧道结相连的底电极中通入处于第一预设范围内的单向电流，以写入第一数据至隧道结；或向与隧道结相连的底电极中通入处于第二预设范围内的单向电流，以写入第二数据至隧道结。其中，第二预设范围内的电流绝对值大于第一预设范围，第一、第二数据相反。读出方法包括：向隧道结中施加预设读取电压，以读出已写入于隧道结中存储的数据。存储器电路包括底电极、隧道结、第一开关器件、第二开关器件、位线、源线及读线。本发明通过控制单向电流绝对值的大小改变写入的数据内容，以有效解决现有存储器技术存在的至少一个问题。
存储器电路及其数据写入读取方法电子设备

[发明专利]MRAM存储单元及其写入方法、读取方法和制备方法-CN202310449702.7在审
发明人： 杨美音;罗军;李彦如 -专利权人：中国科学院微电子研究所
申请日： 2023-04-24 - 公布日： 2023-08-29 - 主分类号： H10N50/10 文献下载
摘要：本申请属于存储器件技术领域，具体涉及一种MRAM存储单元及其写入方法、读取方法和制备方法。本申请中的存储单元包括依次堆叠设置的衬底、第一电极、铁电层、磁性隧道结、钉扎层及第二电极；磁性隧道结包括自由层、隧穿层及被钉扎层，自由层为反铁磁结构层，反铁磁结构层具备垂直的磁各向异性；该存储单元还包含电压调控装置，该电压调控装置用于改变自由层的磁化状态。本申请利用电场作用下自由层的磁化状态转变，实现MRAM存储单元的写入，既降低了器件功耗，又降低了大电流密度带来的器件烧毁损坏的问题，改善了存储器件的使用寿命。
mram 存储单元及其写入方法读取制备

[发明专利]一种磁性隧道结及其制造方法、存储单元-CN202011301738.3有效
发明人： 杨美音;罗军;崔岩;许静 -专利权人：中国科学院微电子研究所
申请日： 2020-11-19 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： H10N50/10 文献下载
摘要：本申请提供一种磁性隧道结及其制造方法、存储单元，磁性隧道结可以包括纵向依次层叠的第一电极层、固定磁性层、隧穿绝缘层、自由磁性层、第二电极层，第一固定磁性层可以具有固定的磁化方向，第二电极层可以通过第一方向的横向电流，自由磁性层表面在第二方向上具有最大尺寸，第一方向和第二方向不垂直，则自由磁性层的最大尺寸在第一方向上有投影，从而在垂直第一方向上有退磁场，从结构上实现了自由磁性层的磁矩定向翻转，无需外设磁场，因此能够提高器件集成度。
一种磁性隧道及其制造方法存储单元

[发明专利]磁隧道结的形成方法及磁阻式随机存储器-CN201910419482.7有效
发明人：崔岩;罗军;杨美音;许静 -专利权人：中国科学院微电子研究所
申请日： 2019-05-20 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： H10N50/01 文献下载
摘要：本申请公开一种磁隧道结的形成方法，包括提供衬底，所述衬底形成有底电极；在所述底电极上形成磁隧道结，所述磁隧道结包括由下至上依次层叠的垂直钉扎层、第一磁性层、隧穿层、第二磁性层和反铁磁层，所述第一磁性层和所述第二磁性层具有垂直各向异性，所述反铁磁层在与所述第二磁性层的交界处形成有界面偏置场，在界面偏置场和自旋霍尔效应的作用下完成磁矩翻转，实现数据写入。该写入操作依靠脉冲电压，通过隧道结的电流极小，因此功耗极低，也不会对隧道结的势垒层产生损伤，并且，脉冲时间与所施加的脉冲电压强度有关，无需精确控制脉冲时间即可实现磁矩定向翻转，减小了时钟电路的压力，增加了可靠性。本申请还公开了一种磁阻式随机存储器。
隧道形成方法磁阻随机存储器

[发明专利]SOT-MRAM存储单元及其制备方法-CN202310450021.2在审
发明人： 杨美音;舒敬坤;罗军;李彦如 -专利权人：中国科学院微电子研究所
申请日： 2023-04-24 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： H10N50/10 文献下载
摘要：本申请属于存储器件技术领域，具体涉及一种SOT‑MRAM存储单元及其制备方法。本申请中的存储单元包含衬底，设于衬底表面的重金属层，在重金属层上形成的磁性隧道结，以及位于磁性隧道结上方的硬掩膜，该磁性隧道结包含层叠的自由层、势垒层、参考层及钉扎参考层，其中，参考层、钉扎参考层及硬掩膜构成柱体，在柱体外周还形成有保护层。该存储单元具备大面积的不被硬掩膜遮盖的自由层，方便注入掺杂离子，在不需要额外增加电路复杂度及不易造成器件短路前提下，能够有效驱动自由层的磁化翻转。
sot mram 存储单元及其制备方法

[发明专利]STT-MRAM参考单元及其制备方法及包含该参考单元的芯片-CN201910552881.0有效
发明人：崔岩;罗军;杨美音;许静 -专利权人：中国科学院微电子研究所
申请日： 2019-06-24 - 公布日： 2023-06-09 - 主分类号： H10N50/01 文献下载
摘要：一种STT‑MRAM参考单元及其制备方法及包含该参考单元的芯片，该参考单元包含两个并联的支路，其中一个支路上包含两个串联的隧道结，这两个串联的隧道结阻态不同，一个隧道结的自由层与另一个隧道结的自由层串联连接。通过自由层与自由层的互联，在初始化时仅通过单向电流即可实现，方便简单；另外，在数据读出时，由于两个串联的隧道结通过自由层相连接，在读出电流与初始化电流的方向相同时，无论如何都不会产生某一个隧道结发生翻转的情形，具有很高的可靠性，避免了现有技术中参考层与自由层连接形式对应的读出时较容易使其中一个隧道结发生翻转的问题，此外，对应的制备工艺相对简单，省去了传统结构中的通孔。
stt mram 参考单元及其制备方法包含芯片

[发明专利]磁性单粒子探测装置及其制造方法、磁性单粒子探测方法-CN201910479336.3有效
发明人：崔岩;罗军;杨美音;许静 -专利权人：中国科学院微电子研究所
申请日： 2019-06-04 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G01N27/72 文献下载
摘要：本发明公开了一种磁性单粒子探测装置及其制造方法、磁性单粒子探测方法。所述磁性单粒子探测装置包括金属霍尔条以及设置在所述金属霍尔条表面的分子磁体薄膜，所述分子磁体具有二维磁结构且分子间交换作用为反铁磁耦合，所述分子磁体的易磁化轴垂直于所述二维磁结构表面。所述磁性单粒子探测方法包括：提供第一磁共振场，将所述分子磁体薄膜磁化至饱和状态；在所述分子磁体薄膜被磁化至饱和状态后，提供第二磁共振场，所述第二磁共振场为将所述分子磁体薄膜磁化至(N‑1，1)配位态的磁共振场；检测提供所述第二磁共振场之后所述金属霍尔条的输出电压，根据所述输出电压判断是否存在磁性单粒子。本发明能够降低磁性单粒子探测成本。
磁性粒子探测装置及其制造方法

[发明专利]一种磁阻式随机存储器及其制造方法-CN201811604863.4有效
发明人： 杨美音;罗军;杨腾智;许静 -专利权人：中国科学院微电子研究所
申请日： 2018-12-26 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： H10B61/00 文献下载
摘要：本发明提供一种磁阻式随机存储器及其制造方法，在保护层沿自旋轨道耦合层中的电流方向一侧上覆盖有应力层，这样，由于应力层的存在，会在磁性层的局部表面上产生应力，从而形成直于电流源方向上形成横向不对称结构，当自旋轨道耦合层中通入电流时，在应力作用下使得磁性层的自旋轨道耦合作用为非对称，从而，在局部应力作用下实现磁矩的定向翻转。
一种磁阻随机存储器及其制造方法

[发明专利]一种磁隧道结的形成方法及磁阻式随机存储器-CN201910420330.9有效
发明人：崔岩;罗军;杨美音;许静 -专利权人：中国科学院微电子研究所
申请日： 2019-05-20 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： H10N50/01 文献下载
摘要：本申请公开一种磁隧道结的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底形成有底电极，在所述底电极上形成磁隧道结，所述磁隧道结包括由下至上依次层叠的第一磁性层、隧穿层和第二磁性层，所述第一磁性层和所述第二磁性层具有垂直各向异性，当存在第二磁性层至第一磁性层电流时，第二磁性层磁矩方向与第一磁性层相同，当当电流方向相反时，第二磁性层磁矩方向与第一磁性层相反，其中，所述隧穿层中与所述第一磁性层的交界处注入有铁磁性粒子，所述铁磁性粒子的磁矩方向与所述第一磁性层的磁矩方向相同。该方法提高了磁隧道结的隧穿磁电阻比，而且不改变磁性层的性质，因此不会对隧道结其他磁电参数产生负面影响。本申请还公开一种磁阻式随机存储器。
一种隧道形成方法磁阻随机存储器

[发明专利]一种VCMA-STT MTJ的存储单元及存储方法-CN202211656274.7在审
发明人：崔岩;罗军;杨美音;许静;贺晓东 -专利权人：中国科学院微电子研究所;北方集成电路技术创新中心（北京）有限公司
申请日： 2022-12-22 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： G11C11/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种VCMA‑STT MTJ的存储单元及存储方法，VCMA‑STT MTJ的存储单元包括：多个VCMA‑STT MTJ器件；驱动电路，被配置为器件施加电压，包括施加第一电压，调控MTJ的自由层的临界翻转电流；施加第二电压，调控MTJ自由层的磁矩方向。本发明通过电压调控实现了器件在VCMA和STT模式下切换，实现了存储器件的选通开关和存储功能，替代了现有技术中的1T‑1R存储结构，规避了与CMOS集成的工艺复杂度，在特定小规模原型存储阵列的实现中具有较大的科研使用价值。
一种 vcma stt mtj 存储单元方法

[发明专利]一种多态磁存储器及其制造方法-CN201910208579.3有效
发明人： 杨美音;罗军;王素梅;许静;李彦如;李俊峰;崔岩;王文武;叶甜春 -专利权人：中国科学院微电子研究所
申请日： 2019-03-19 - 公布日： 2023-04-18 - 主分类号： H10N50/01 文献下载
摘要：本发明提供一种多态磁存储器及其制造方法，自旋轨道耦合层上设置有磁阻隧道结，沿磁阻隧道结一侧注入掺杂离子之后，进行热退火，从而，在自旋轨道耦合层所在平面内、垂直于电流方向上，在磁阻隧道结内的掺杂离子具有浓度的梯度变化，进而，在垂直于电流方向上形成对称性的破坏，当自旋轨道耦合层中通入电流时，无需外加磁场，磁阻随电流线性多态输出，实现多态存储，可以满足神经网络突触的硬件需求，应用至神经网络计算中。
一种磁存储器及其制造方法

[发明专利]一种基于铁电/铁磁材料耦合的双模式电压调控MRAM存储单元及其调控方法、制备方法-CN202211732320.7在审
发明人：崔岩;罗军;杨美音;许静 -专利权人：中国科学院微电子研究所;北方集成电路技术创新中心（北京）有限公司
申请日： 2022-12-30 - 公布日： 2023-03-31 - 主分类号： H10B61/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于铁电/铁磁材料耦合的双模式电压调控MRAM存储单元及其调控方法，电压调控单元在隧道结中的自由层与底电极之间施压电压，通过施加电压调控铁电层，使得铁电层可在未击穿状态和击穿状态之间切换；当铁电层处于未击穿状态时，影响自由层的磁各向异性能发生可逆的变化；当铁电层处于击穿状态时，影响自由层的永久性磁矩增大，使得自由层的磁各向异性能发生非易失性变化。
一种基于材料耦合双模电压调控 mram 存储单元及其方法制备

[发明专利]一种自旋轨道转矩磁阻式随机存储器及其制造方法-CN201811604836.7有效
发明人： 杨美音;罗军;李彦如;杨腾智;许静;李俊峰 -专利权人：中国科学院微电子研究所
申请日： 2018-12-26 - 公布日： 2022-09-27 - 主分类号： H01L43/08 文献下载
摘要：本发明提供一种自旋轨道矩磁阻式随机存储器及其制造方法，自旋轨道耦合层上设置有磁阻隧道结，在磁阻隧道结中存在有缺陷，该缺陷由的离子注入工艺产生，且注入方向的投影与自旋轨道耦合层中电流方向不平行。这样，由于磁阻隧道结自身存在遮挡，离子注入后磁阻隧道结一侧缺陷会多于另一侧的缺陷，从而在垂直于电流源方向上形成不对称的磁阻隧道结，当自旋轨道耦合层中通入电流时，实现磁性层磁矩的定向翻转。
一种自旋轨道转矩磁阻随机存储器及其制造方法

[发明专利]一种MTJ及其驱动方法和制作方法-CN202110118880.2有效
发明人：崔岩;罗军;杨美音;许静;张骥 -专利权人：广东省大湾区集成电路与系统应用研究院;中国科学院微电子研究所
申请日： 2021-01-28 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： H01L43/08 文献下载
摘要：本发明涉及MTJ技术领域,公开了一种MTJ及其驱动方法和制作方法，该MTJ包括参考层，参考层的上表面设有势垒层，势垒层的上表面设有自由层，自由层的上表面设有阻变层，阻变层的上表面和参考层的下表面之间存在压降时，阻变层向自由层迁移氧离子，迁移到自由层的氧离子会和自由层的Fe和Co结合生成没有磁性的FeO和CoO氧化物，进而降低自由层的磁矩翻转电流，降低MTJ的写入功耗。
一种 mtj 及其驱动方法制作方法

[发明专利]基于底电极平行向电压控制的SOT-MRAM及制造方法-CN202110453425.8有效
发明人： 杨美音;罗军;崔岩;许静 -专利权人：中国科学院微电子研究所
申请日： 2021-04-26 - 公布日： 2022-08-02 - 主分类号： H01L43/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于底电极平行向电压控制的SOT‑MRAM及制造方法，属于半导体器件及其制造技术领域，解决了现有技术中SOT‑MRAM难以实现便于集成和产业化的磁矩定向翻转的问题。包括铁电薄膜层，设置有两个金属电极，通过两个金属电极向铁电薄膜层施加第一电压；底电极，位于铁电薄膜层之上并设置于铁电薄膜层中部，呈长条形，在底电极两端施加第二电压；隧道结，位于底电极之上并设置于底电极中部，包括由下至上依次层叠的自由层、隧穿层和参考层；其中，两个金属电极相对设置在铁电薄膜层相对的两个边缘上，并位于所在边缘中线的一侧，且两个边缘位于底电极短边方向的两侧，通过所述两个金属电极施加第一电压的方向与底电极长边方向平行。
基于电极平行电压控制 sot mram 制造方法

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