[发明专利]MRAM存储器单元、阵列及存储器

权利要求书

1.一种MRAM存储器单元，其特征在于，包括两个垂直堆叠的磁隧道结、选择器元件以及晶体管，其中，

两个所述磁隧道结之间布置有隔离层，每个所述磁隧道结的参考层靠近所述隔离层布置，每个所述磁隧道结的自由层外侧各布置有一条自旋轨道矩提供线，所述选择器元件具有双向导通功能，所述选择器元件的两端通过金属连接层连接至两条所述自旋轨道矩提供线，所述晶体管的漏极与任意一条所述自旋轨道矩提供线的靠近所述选择器元件的一端连接；

两条所述自旋轨道矩提供线的靠近所述磁隧道结的一端各自引出一个端点，用于连接位线；

所述晶体管的栅极引出一个端点，用于连接字线；

所述晶体管的源极引出一个端点，用于连接源线。

2.根据权利要求1所述的MRAM存储器单元，其特征在于，两个所述磁隧道结为面内磁化MTJ或者面外垂直磁化MTJ。

3.根据权利要求2所述的MRAM存储器单元，其特征在于，当两个所述磁隧道结为面内磁化MTJ时，两个所述磁隧道结之间的隔离层包括一层非磁性隔离层；当两个所述磁隧道结为面外垂直磁化MTJ时，两个所述磁隧道结之间的隔离层包括两层非磁性隔离层，分别靠近两个所述磁隧道结的参考层，两层所述非磁性隔离层之间还包括一层面内磁化的磁性层，所述面内磁化的磁性层的磁化方向与电流方向平行或反平行。

4.根据权利要求1所述的MRAM存储器单元，其特征在于，所述自旋轨道矩提供线的长度大于所靠近的磁隧道结的特征长度。

5.根据权利要求1所述的MRAM存储器单元，其特征在于，所述自旋轨道矩提供线的材料为重金属、拓扑绝缘体BiSe合金或者反铁磁合金。

6.根据权利要求1所述的MRAM存储器单元，其特征在于，所述选择器元件的导通阈值电压低于MTJ写入电压，同时高于MTJ读取电压。

7.根据权利要求1所述的MRAM存储器单元，其特征在于，所述选择器元件为基于硅材料的双向导通二极管或者双向导通二极管组合。

8.一种MRAM存储器阵列，其特征在于，包括多组成对的位线、多条字线、多条源线以及多个如权利要求1至7中任一项所述的MRAM存储器单元，每个所述MRAM存储器单元的四个端点分别连接一组位线、一条字线和一条源线。

9.一种MRAM存储器，其特征在于，包括如权利要求8所述的MRAM存储器阵列。