[发明专利]一种自旋轨道矩磁性随机存储器及其制备方法

权利要求书

1.一种自旋轨道矩磁性随机存储器，其特征在于，所述自旋轨道矩磁性随机存储器包括：

衬底；

绝缘层，所述绝缘层位于位于所述衬底上，且所述绝缘层中具有沟槽；

拓朴结构，所述拓朴结构位于所述沟槽内，且所述拓朴结构由间隔设置的、底部连接的拓朴结构第一侧面及拓朴结构第二侧面构成；

磁性隧道结，所述磁性隧道结位于所述拓朴结构内，由间隔设置的、底部连接的磁性隧道结第一侧面及磁性隧道结第二侧面构成，所述磁性隧道结包括固定铁磁层、自由铁磁层及位于所述固定铁磁层与所述自由铁磁层之间的绝缘隧穿势垒层，通过所述绝缘隧穿势垒层分隔所述固定铁磁层及所述自由铁磁层，且所述自由铁磁层与所述拓朴结构相接触；

第一导电结构，所述第一导电结构位于所述磁性隧道结内，且所述第一导电结构与所述固定铁磁层相接触；

第二导电结构，所述第二导电结构与所述拓朴结构第一侧面相接触；

第三导电结构，所述第三导电结构与所述拓朴结构第二侧面相接触。

2.根据权利要求1所述的自旋轨道矩磁性随机存储器，其特征在于：所述拓朴结构的形貌包括U型或V型；所述磁性隧道结的形貌包括U型或V型。

3.根据权利要求1所述的自旋轨道矩磁性随机存储器，其特征在于：所述拓朴结构包括Bi_xSb_1-x拓朴结构，0＜x＜1；或所述拓朴结构为重金属拓朴结构，所述重金属拓朴结构包括由W、Pt、Ta中的一种或多种所构成。

4.根据权利要求1所述的自旋轨道矩磁性随机存储器，其特征在于：所述固定铁磁层的厚度与所述自由铁磁层的厚度的比值为2-100；所述固定铁磁层包括由Mn与Pt、Ir、Rh、Ni、Pd、Fe及Os中的一种或多种所构成。

5.根据权利要求1所述的自旋轨道矩磁性随机存储器，其特征在于：所述自由铁磁层的厚度为1nm-1000nm；所述自由铁磁层包括由Fe、NiCo、Ru、Ir、Rh、CoHf、Co、CoFeB及CoZr中的一种或多种所构成。

6.根据权利要求1所述的自旋轨道矩磁性随机存储器，其特征在于：所述绝缘隧穿势垒层的厚度为0.5nm-3.0nm；所述绝缘隧穿势垒层包括由MgO、AlO及AlN中的一种或多种所构成。

7.根据权利要求1所述的自旋轨道矩磁性随机存储器，其特征在于：所述第一导电结构包括由Cu、Co、Al、Ti、Ta、W、Pt、Ni、Cr、Ru、TiN、TaN及Ta中的一种或多种所构成；所述第二导电结构包括由Cu、Co、Al、Ti、Ta、W、Pt、Ni、Cr、Ru、TiN、TaN及Ta中的一种或多种所构成；所述第三导电结构包括由Cu、Co、Al、Ti、Ta、W、Pt、Ni、Cr、Ru、TiN、TaN及Ta中的一种或多种所构成。

8.一种自旋轨道矩磁性随机存储器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供衬底；

于所述衬底上形成绝缘层，并刻蚀所述绝缘层形成沟槽；

于所述沟槽内形成拓朴结构，且所述拓朴结构由间隔设置的、底部连接的拓朴结构第一侧面及拓朴结构第二侧面构成；

于所述拓朴结构内形成磁性隧道结，所述磁性隧道结由间隔设置的、底部连接的磁性隧道结第一侧面及磁性隧道结第二侧面构成，所述磁性隧道结包括固定铁磁层、自由铁磁层及位于所述固定铁磁层与所述自由铁磁层之间的绝缘隧穿势垒层，通过所述绝缘隧穿势垒层分隔所述固定铁磁层及所述自由铁磁层，且所述自由铁磁层与所述拓朴结构相接触；

于所述磁性隧道结内形成第一导电结构，且所述第一导电结构与所述固定铁磁层相接触；

形成第二导电结构及第三导电结构，且所述第二导电结构与所述拓朴结构第一侧面相接触，所述第三导电结构与所述拓朴结构第二侧面相接触。

9.根据权利要求8所述的自旋轨道矩磁性随机存储器的制备方法，其特征在于：形成的所述拓朴结构的形貌包括U型或V型；形成的所述磁性隧道结的形貌包括U型或V型。

10.根据权利要求8所述的自旋轨道矩磁性随机存储器的制备方法，其特征在于：形成的所述拓朴结构包括采用MBE、CVD、MOCVD、PVD、ALD中的一种制备的Bi_xSb_1-x拓朴结构，0＜x＜1；或采用MBE、CVD、MOCVD、PVD、ALD中的一种制备的重金属拓朴结构，且所述重金属拓朴结构包括由W、Pt、Ta中的一种或多种所构成。