[发明专利]包括自旋轨道转矩线的半导体器件及其操作方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括：

存储层，包括至少一个第一磁性层；

参考层，面对所述存储层并且包括至少一个第二磁性层；

隧道势垒层，在所述存储层和所述参考层之间；以及

至少一个自旋轨道转矩线，与所述存储层相邻。

2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述至少一个自旋轨道转矩线直接接触所述存储层。

3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述至少一个自旋轨道转矩线比所述存储层宽。

4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述至少一个自旋轨道转矩线与所述参考层间隔开。

5.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述至少一个自旋轨道转矩线设置在与所述隧道势垒层不同的水平处。

6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述至少一个旋转轨道转矩线包括：

第一自旋轨道转矩线；以及

面对所述第一自旋轨道转矩线的第二自旋轨道转矩线，

其中所述存储层设置在所述第一自旋轨道转矩线和所述第二自旋轨道转矩线之间。

7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述至少一个自旋轨道转矩线包含普通金属。

8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述至少一个自旋轨道转矩线包含铂、钨、钽、铱、铪、铪/钨、钛/钴铁硼和铋硒化物中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括间隔物，所述间隔物在所述至少一个自旋轨道转矩线和所述存储层之间，并且包含与所述至少一个自旋轨道转矩线和所述存储层不同的材料。

10.根据权利要求1所述的半导体器件，其中所述存储层的磁极化呈现为垂直方向，其中流过所述至少一个自旋轨道转矩线的电流在与所述垂直方向相交的横向方向上流动。

11.根据权利要求10所述的半导体器件，其中所述横向方向垂直于所述垂直方向。

12.根据权利要求1所述的半导体器件，还包括：

源极线；

第一晶体管，连接在所述源极线和所述存储层之间；

读取字线，连接到所述第一晶体管的栅电极；

位线，连接到所述参考层；

第二晶体管，连接在所述至少一个自旋轨道转矩线的第一端和所述位线之间；以及

写入字线，连接到所述第二晶体管的栅电极。

13.根据权利要求12所述的半导体器件，还包括第三晶体管，所述第三晶体管连接在所述至少一个自旋轨道转矩线的第二端和所述源极线之间，其中所述第三晶体管的栅电极连接到所述写入字线。

14.一种操作根据权利要求12所述的半导体器件的方法，该方法包括：

将漏极电压施加到所述写入字线；

将所述漏极电压施加到所述读取字线；

将所述漏极电压施加到所述位线；以及

将所述源极线与地连接。

15.一种操作根据权利要求12所述的半导体器件的方法，该方法包括：

将漏极电压施加到所述写入字线；

将所述漏极电压施加到所述读取字线；

将所述位线连接到地；以及

将所述漏极电压施加到所述源极线。

16.一种操作根据权利要求12所述的半导体器件的方法，该方法包括：

将所述写入字线连接到地；

将漏极电压施加到所述读取字线；

将读取电压施加到所述位线；以及

将所述源极线连接到地。