[发明专利]一种平面型STT-MRAM记忆单元及其读写方法

权利要求书

1.一种平面型STT-MRAM记忆单元，包括位线和堆叠结构，所述堆叠结构包括：

磁性参考层，所述磁性参考层的磁化方向不变且磁各向异性平行于层表面；

磁性记忆层，所述磁性记忆层的磁化方向可变且磁各向异性平行于层表面；

隧道势垒层，所述隧道势垒层位于所述磁性参考层和所述磁性记忆层之间且分别与所述磁性参考层和所述磁性记忆层相邻；

其特征在于，还包括：

磁晶优化辅助层，所述磁晶优化辅助层与所述磁性记忆层相邻并且设置于所述磁性记忆层远离衬底基片的一面；

置压层，所述置压层与所述磁晶优化辅助层相邻并且设置于所述磁晶优化辅助层远离所述衬底基片的一面；

控制线，所述控制线与所述置压层相邻并且设置于所述置压层远离所述衬底基片的一面；

所述磁性记忆层与所述位线相连。

2.如权利要求1所述的平面型STT-MRAM记忆单元，其特征在于，所述磁晶优化辅助层的材料为NaCl晶格结构的金属氧化物、金属氮化物或金属氯化物，且其(100)晶面平行于所述衬底基片的基面。

3.如权利要求2所述的平面型STT-MRAM记忆单元，其特征在于，所述金属氧化物、金属氮化物或金属氯化物中的金属为Na、Li、Mg、Ca、Zn、Cd、In、Sn、Cu、Ag中的至少一种。

4.如权利要求1所述的平面型STT-MRAM记忆单元，其特征在于，所述磁晶优化辅助层的厚度范围是1～20nm。

5.如权利要求1所述的平面型STT-MRAM记忆单元，其特征在于，所述磁晶优化辅助层的电阻至少5倍于所述堆叠结构的电阻。

6.如权利要求1所述的平面型STT-MRAM记忆单元，其特征在于，所述磁晶优化辅助层的电阻大于200ohm/μm²。

7.如权利要求1所述的平面型STT-MRAM记忆单元，其特征在于，所述置压层的材料为金属或者金属合金，厚度大于10nm。

8.如权利要求1所述的平面型STT-MRAM记忆单元，其特征在于，所述隧道势垒层的材料为金属氧化物、金属氮化物或金属氮氧化物。

9.如权利要求1所述的平面型STT-MRAM记忆单元，其特征在于，所述磁性记忆层的材料为B合金，其中包含Co、Fe、Ni中的至少一种元素。

10.一种如权利要求1～9任一所述的平面型STT-MRAM记忆单元的读写方法，其特征在于，

读操作时，在控制线与位线之间加正向偏置电压，产生的电场使磁性记忆层的垂直各向异性减小，面内各向异性增强；

写操作时，在控制线与位线之间加负向偏置电压，产生的电场使磁性记忆层的垂直各向异性增强，面内各向异性减弱。