一种存储阵列、存储器、制备方法及写入方法与流程.docx

本文档涉及的技术主要聚焦在磁性随机存储器（Magnetic Random Access Memory，MRAM）的改进，特别是针对自旋转移矩磁性随机存储器（Spin-Transfer Torque MRAM，STT-MRAM）和自旋轨道矩磁性随机存储器（Spin-Orbit Torque MRAM，SOT-MRAM）的优化。MRAM作为一种非易失性存储技术，因其快速读写、低功耗和抗辐射等特性，在存储领域受到广泛关注。 传统的STT-MRAM在写入数据时，需要通过自旋转移矩效应来翻转自由层的磁化方向，写入“0”和写入“1”的电流方向相反，这导致了写入效率的不对称性，同时也可能引起源级退化问题，从而影响性能。而SOT-MRAM通过自旋轨道矩效应解决了写入速度问题，但其基本单元结构包含两个访问晶体管，这限制了集成密度，并且同样面临源级退化的挑战。 为了解决这些问题，本文提出的创新方案是一种新的存储阵列设计，它结合了STT和SOT效应，以提高写入速度和器件的可靠性。存储单元包括写入晶体管和MTJ磁隧道结，导体层的一侧与MTJ的自由层端面耦接，导体层两端分别连接高电平和低电平接线。这种设计减少了晶体管数量，降低了静态功耗，提升了存储密度。在某些实施方式中，写入晶体管和MTJ磁隧道结分别集成在不同的晶圆上并通过键合技术连接，高电平和低电平接线上还可以设置开关元件以增强控制。 此外，存储器结构还包括多个存储阵列组，每个组包含一对存储阵列，通过高电平和低电平接线进行操作。这种结构优化了电路设计，能够更有效地控制写入过程，减少不必要的能量损耗，同时提高了读取和写入操作的效率。 这项创新提供了更高效、更可靠的MRAM解决方案，不仅优化了写入速度，还解决了传统STT-MRAM和SOT-MRAM的缺点，为未来的高性能、高密度存储系统开发开辟了新途径。