[发明专利]磁性随机存储器及其形成方法

说明书

一种磁性随机存储器及其形成方法，所述磁性随机存储器包括：基底，所述基底表面形成有导电接触垫；位于所述基底表面的磁性存储层，所述磁性存储层包括位于基底表面堆叠的至少两层子存储层，所述磁性存储层内包括垂直贯穿各子存储层的多个与所述导电接触垫连接的磁性存储单元，所述磁性存储单元包括磁性隧道结，每一子存储层内包括至少一个磁性隧道结。上述磁性随机存储器具有较高的性能。

技术领域

本发明涉及存储器技术领域，尤其涉及一种磁性随机存储器及其形成方法。

背景技术

磁性随机存储器(MARM)是基于硅基互补氧化物半导体(CMOS)与磁性隧道结(MTJ)技术的集成，是一种非易失性的存储器，它拥有静态随机存储器的高速读写能力，以及动态随机存储器的高集成度。

请参考图1，为现有磁性随机存储器的结构示意图。

所述磁性随机存储器包括一存取晶体管110和磁性隧道结120，所述磁性隧道结120包括固定层121、隧穿层122以及自由层123。所述存取晶体管110的漏极111连接至所述磁性隧道结120的固定层121，所述磁性隧道结120的自由层123连接至位线130；所述存取晶体管110的源极112连接至源线140。

在磁性随机存储器正常工作时，自由层123的磁化方向可以改变，而固定层121的磁化方向保持不变。磁性随机存储器的电阻与自由层123和固定层121的相对磁化方向有关。当自由层123的磁化方向相对于固定层121的磁化方向发生改变时，磁性随机存储器的电阻值相应改变，对应于不同的存储信息。

现有的工艺技术节点中，磁性随机存储器单位面积内的磁性隧道结密度较大，在刻蚀形成磁性隧道结的过程中，容易对磁性隧道结造成损伤，影响芯片良率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是避免在刻蚀形成磁性隧道结构的过程中，对磁性隧道结造成损伤。

为了解决上述问题，本发明提供了一种磁性随机存储器，基底，所述基底表面形成有导电接触垫；位于所述基底表面的磁性存储层，所述磁性存储层包括位于基底表面堆叠的至少两层子存储层，所述磁性存储层内包括垂直贯穿各子存储层的与所述导电接触垫连接的多个磁性存储单元，所述磁性存储单元包括磁性隧道结，每一子存储层内包括至少一个磁性隧道结。

可选的，所述多个磁性存储单元的磁性隧道结随机排布于各子存储层内。

可选的，各子存储层内的磁性隧道结以随机形式或阵列形式排布。

可选的，相邻磁性存储单元的磁性隧道结分别位于不同的子存储层内。

可选的，同一子存储层内，至少部分相邻磁性隧道结之间的间距大于磁性随机存储单元之间的最小间距。

可选的，所述磁性存储层内，相邻磁性存储单元之间的间距为a；同一子存储层内，相邻磁性隧道结之间的最小间距为n为所述磁性存储层内的子存储层的层数。

可选的，所述磁性存储层的相邻磁性存储单元之间填充有介质层。

可选的，各磁性存储单元还包括导电柱，所述导电柱位于所在磁性存储单元内的磁性隧道结上和/或下方的子存储层内，与所述磁性隧道结电连接。

可选的，所述基底内还形成有多个存取晶体管，与所述存储单元一一对应连接，所述存取晶体管包括平面型晶体管、埋栅型晶体管以及环栅型晶体管中的至少一种。

为解决上述问题，本发明的技术方案还提供一种磁性随机存储器的形成方法，包括：提供基底，所述基底表面形成有导电接触垫；在所述基底上形成连接所述导电接触垫的磁性存储层，所述磁性存储层包括位于基底表面堆叠的至少两层子存储层，所述磁性存储层内包括以阵列形式排列的垂直贯穿各子存储层的多个磁性存储单元，所述磁性存储单元包括磁性隧道结，每一子存储层内包括至少一个磁性隧道结。