[发明专利]SOT-MRAM存储单元及SOT-MRAM存储器

说明书

本发明提供一种SOT‑MRAM存储单元，包括：用于提供自旋轨道矩的重金属线、两个MTJ及其各自连接的二极管、双向选通器以及一个晶体管，所述重金属线的两端各自连接至一条位线，两个所述MTJ均位于所述重金属线的上表面，所述MTJ的自由层靠近所述重金属线而固定层远离所述重金属线，两个所述MTJ通过各自连接的二极管连接至所述晶体管的漏极，两个所述二极管的连接方向相反；所述双向选通器的一端与所述重金属线连接，连接点位于所述重金属线的两个所述MTJ之间的位置，所述双向选通器的另一端与所述晶体管的漏极连接；所述晶体管的栅极与字线连接，所述晶体管的源极与源线连接。本发明能够减小存储单元的面积，提高存储密度。

技术领域

本发明涉及磁性存储器技术领域，尤其涉及一种SOT-MRAM存储单元及SOT-MRAM存储器。

背景技术

MRAM(Magnetic Random Access Memory，磁性随机存储器)是一种新型固态非易失性记忆体，它有着高速读写的特性，利用磁性隧道结(MTJ，Magnetic Tunnel Junction)中自由层的磁化反向的翻转改变电阻，可以做成磁性随机存储器的存储单元。

SOT-MRAM(Spin-Orbit Torque Magnetic Random Access Memory，自旋轨道矩磁性存储器)是基于自旋霍尔效应产生的自旋轨道矩来驱动MTJ自由层的磁化翻转，进而达到调控磁性存储单元的目的。

目前，SOT-MRAM存储单元一般采用如图1所示的结构，存储单元包括一条自旋轨道矩提供线、位于自旋轨道矩提供线上的磁性隧道结MTJ以及两个晶体管，自旋轨道矩提供线用于对磁性隧道结MTJ提供写数据需要的自旋轨道矩，读数据时，自旋轨道矩提供线只作为电极使用，两个晶体管分别用于控制读和写。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下技术问题：

现有的SOT-MRAM存储单元为三端结构，需要两个晶体管去控制读写，而且只能存储1bit数据，当存储2bit数据时，需要两个存储单元，会占用较大的面积，造成存储器的存储密度低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种SOT-MRAM存储单元及SOT-MRAM存储器，能够减小存储单元的面积，提高存储密度。

本发明提供一种SOT-MRAM存储单元，包括：用于提供自旋轨道矩的重金属线、两个MTJ及其各自连接的二极管、双向选通器以及一个晶体管，

所述重金属线的两端各自连接至一条位线，两个所述MTJ均位于所述重金属线的上表面，所述MTJ的自由层靠近所述重金属线而固定层远离所述重金属线，两个所述MTJ通过各自连接的二极管连接至所述晶体管的漏极，两个所述二极管的连接方向相反；

所述双向选通器的一端与所述重金属线连接，连接点位于所述重金属线的两个所述MTJ之间的位置，所述双向选通器的另一端与所述晶体管的漏极连接；

所述晶体管的栅极与字线连接，所述晶体管的源极与源线连接。

本发明还提供一种SOT-MRAM存储单元，包括：用于提供自旋轨道矩的重金属线、两个MTJ及其各自连接的二极管、双向选通器以及两个晶体管，

所述重金属线的两端各自连接至一个所述晶体管的漏极，两个所述MTJ均位于所述重金属线的上表面，所述MTJ的自由层靠近所述重金属线而固定层远离所述重金属线，两个所述MTJ通过各自连接的二极管连接至位线，两个所述二极管的连接方向相反；

所述双向选通器的一端与所述重金属线连接，连接点位于所述重金属线的两个所述MTJ之间的位置，所述双向选通器的另一端与所述位线连接；

两个所述晶体管的栅极各自连接至一条字线，两个所述晶体管的源极均连接至源线。