本專利文件要求在2015年11月30日提交的名稱為“電子設(shè)備(ELECTRONIC DEVICE)”的第10-2015-0168252號(hào)韓國(guó)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該韓國(guó)專利申請(qǐng)通過(guò)引用整體合并于此。

技術(shù)領(lǐng)域

本專利文件涉及一種存儲(chǔ)電路或存儲(chǔ)器件及其在電子設(shè)備或系統(tǒng)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

近來(lái)，隨著電子設(shè)備或電子器件趨向于小型化、低功耗、高性能、多功能等，存在對(duì)能夠?qū)⑿畔?chǔ)存在各種電子設(shè)備或電子器件(諸如計(jì)算機(jī)、便攜式通信設(shè)備等)中的電子設(shè)備的需要，且已經(jīng)對(duì)這種電子設(shè)備進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā)。這種電子設(shè)備的示例包括可以使用根據(jù)所施加的電壓或電流而在不同阻態(tài)之間切換的特性來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的電子設(shè)備，并且可以以各種配置來(lái)實(shí)施，例如，RRAM(電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、PRAM(相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、FRAM(鐵電隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、MRAM(磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、電熔絲等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在本專利文件中所公開(kāi)的技術(shù)包括存儲(chǔ)電路或設(shè)備以及其在電子設(shè)備或系統(tǒng)及電子設(shè)備的各種實(shí)施方式中的應(yīng)用，其中電子設(shè)備包括半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，其可以改善可變電阻元件的特性。

在一個(gè)方面，電子設(shè)備可以包括半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，其中，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可以包括：自由層，具有可變磁化方向；隧道阻擋層，形成在自由層之上；釘扎層，形成在隧道阻擋層之上以及具有釘扎磁化方向；交換耦合層，形成在釘扎層之上；以及磁性校正層，形成在交換耦合層之上，其中，磁性校正層包括順序地層疊的第一磁性層、間隔層和第二磁性層，以及第一磁性層具有比第二磁性層的飽和磁化強(qiáng)度小的飽和磁化強(qiáng)度。

第一磁性層和第二磁性層可以具有釘扎磁化方向。第一磁性層可以具有與第二磁性層相同的磁化方向。釘扎層可以具有被固定為第一方向的磁化方向，磁性校正層可以具有被固定為不同于第一方向的第二方向的磁化方向。SF(合成鐵磁體)結(jié)構(gòu)存在于第一磁性層與第二磁性層之間，SAF(合成反鐵磁體)結(jié)構(gòu)存在于磁性校正層與釘扎層之間。間隔層可以包括與交換耦合層相同的材料。

電子設(shè)備還可以包括微處理器，微處理器包括：控制單元，被配置為接收包括來(lái)自微處理器外部的命令的信號(hào)，以及執(zhí)行命令的提取、解碼或者對(duì)微處理器的信號(hào)的輸入或輸出的控制；操作單元，被配置為基于控制單元解碼命令的結(jié)果來(lái)執(zhí)行操作；以及存儲(chǔ)單元，被配置為儲(chǔ)存用于執(zhí)行操作的數(shù)據(jù)、與執(zhí)行操作的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)或被執(zhí)行操作的數(shù)據(jù)的地址，其中，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是微處理器中的存儲(chǔ)單元的部件。

電子設(shè)備還可以包括處理器，微處理器包括：核心單元，被配置為基于從處理器外部輸入的命令而通過(guò)使用數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行與命令相對(duì)應(yīng)的操作；高速緩沖存儲(chǔ)單元，被配置為儲(chǔ)存用于執(zhí)行操作的數(shù)據(jù)、與執(zhí)行操作的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)或被執(zhí)行操作的數(shù)據(jù)的地址；以及總線接口，連接在核心單元與高速緩沖存儲(chǔ)單元之間，以及被配置為在核心單元與高速緩沖存儲(chǔ)單元之間傳送數(shù)據(jù)，其中，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是處理器中的高速緩沖存儲(chǔ)單元的部件。

電子設(shè)備還可以包括處理系統(tǒng)，處理系統(tǒng)包括：處理器，被配置為對(duì)由處理器接收到的命令解碼，以及基于解碼命令的結(jié)果來(lái)控制對(duì)信息的操作；輔助存儲(chǔ)器件，被配置為儲(chǔ)存用于對(duì)命令解碼的程序和信息；主存儲(chǔ)器件，被配置為調(diào)用和儲(chǔ)存來(lái)自輔助存儲(chǔ)器件的程序和信息，使得處理器在運(yùn)行程序時(shí)能夠使用程序和信息來(lái)執(zhí)行操作；以及接口設(shè)備，被配置為執(zhí)行處理器、輔助存儲(chǔ)器件和主存儲(chǔ)器件中的至少一個(gè)與外部之間的通信，其中，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是處理系統(tǒng)中的輔助存儲(chǔ)器件或主存儲(chǔ)器件的部件。

電子設(shè)備還可以包括數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)包括：儲(chǔ)存器件，被配置為儲(chǔ)存數(shù)據(jù)以及無(wú)論電源如何都保存儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)；控制器，被配置為根據(jù)從外部輸入的命令來(lái)控制數(shù)據(jù)向儲(chǔ)存器件的輸入以及數(shù)據(jù)從儲(chǔ)存器件的輸出；暫時(shí)儲(chǔ)存器件，被配置為暫時(shí)儲(chǔ)存在儲(chǔ)存器件與外部之間交換的數(shù)據(jù)；以及接口，被配置為執(zhí)行儲(chǔ)存器件、控制器和暫時(shí)儲(chǔ)存器件中的至少一個(gè)與外部之間的通信，其中，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)中的儲(chǔ)存器件或暫時(shí)儲(chǔ)存器件的部件。

電子設(shè)備還可以包括存儲(chǔ)系統(tǒng)，存儲(chǔ)系統(tǒng)包括：存儲(chǔ)器，被配置為儲(chǔ)存數(shù)據(jù)并且無(wú)論電源如何都保存儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)器控制器，被配置為根據(jù)從外部輸入的命令來(lái)控制數(shù)據(jù)向存儲(chǔ)器的輸入以及數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器的輸出；緩沖存儲(chǔ)器，被配置為緩存在存儲(chǔ)器與外部之間交換的數(shù)據(jù)；以及接口，被配置為執(zhí)行存儲(chǔ)器、存儲(chǔ)器控制器和緩沖存儲(chǔ)器中的至少一個(gè)與外部之間的通信，其中，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器是存儲(chǔ)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器或緩沖存儲(chǔ)器的部件。

在另一方面，電子設(shè)備可以包括：自由層，具有可變磁化方向；隧道阻擋層，形成在自由層之上；釘扎層，形成在隧道阻擋層之上以及具有被固定為第一方向的磁化方向；交換耦合層，形成在釘扎層之上；以及磁性校正層，形成在交換耦合層之上，其中，磁性校正層包括多個(gè)磁性層，以及多個(gè)磁性層中的每個(gè)具有被固定為不同于第一方向的第二方向的磁化方向。

磁性校正層還可以包括介于多個(gè)磁性層之間的間隔層。間隔層可以包括與交換耦合層相同的材料。

多個(gè)磁性層中的每個(gè)可以具有彼此不同的飽和磁化強(qiáng)度，以及磁性校正層的飽和磁化強(qiáng)度沿垂直方向可以具有線狀輪廓。磁性校正層的飽和磁化強(qiáng)度可以根據(jù)磁性校正層與釘扎層之間的距離而改變。磁性校正層的飽和磁化強(qiáng)度可以隨著磁性校正層與釘扎層之間的距離減小而減小，以及可以隨著所述距離增大而增大。SF(合成鐵磁體)結(jié)構(gòu)存在于多個(gè)磁性層之間，SAF(合成反鐵磁體)結(jié)構(gòu)存在于磁性校正層與釘扎層之間。多個(gè)磁性層可以包括第一磁性層和形成在第一磁性層之上的第二磁性層，以及第二磁性層可以具有比第一磁性層的飽和磁化強(qiáng)度大的飽和磁化強(qiáng)度。

在附圖、說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中更加詳細(xì)地描述了這些和其他方面、實(shí)施方式和相關(guān)優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是圖示根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的示例性可變電阻元件的剖視圖。

圖2是圖示根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的示例性存儲(chǔ)器件及其制造方法的剖視圖。

圖3是圖示根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施方式的示例性存儲(chǔ)器件及其制造方法的剖視圖。

圖4是基于所公開(kāi)技術(shù)的實(shí)施存儲(chǔ)電路的微處理器的配置圖的示例。

圖5是基于所公開(kāi)技術(shù)的實(shí)施存儲(chǔ)電路的處理器的配置圖的示例。

圖6是基于所公開(kāi)技術(shù)的實(shí)施存儲(chǔ)電路的系統(tǒng)的配置圖的示例。

圖7是基于所公開(kāi)技術(shù)的實(shí)施存儲(chǔ)電路的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)的配置圖的示例。

圖8是基于所公開(kāi)技術(shù)的實(shí)施存儲(chǔ)電路的存儲(chǔ)系統(tǒng)的配置圖的示例。

具體實(shí)施方式

以下參照附圖來(lái)詳細(xì)描述所公開(kāi)技術(shù)的各種示例和實(shí)施方式。

附圖可能不一定成比例，在某些情況下，可以夸大附圖中的至少一些結(jié)構(gòu)的比例以清楚地圖示所描述的示例或?qū)嵤┓绞降奶囟ㄌ卣鳌Ｔ诟綀D或描述中呈現(xiàn)具有多層結(jié)構(gòu)中的兩層或更多層的特定示例中，所示的這些層的相對(duì)位置關(guān)系或這些層的布置順序反映了所描述的或所圖示的示例的特定實(shí)施方式，這些層的不同的相對(duì)位置關(guān)系或布置順序是可能的。另外，所描述的或所圖示的多層結(jié)構(gòu)的示例可以不反映在特定多層結(jié)構(gòu)中存在的所有層(例如，一個(gè)或更多個(gè)額外層可以存在于兩個(gè)圖示的層之間)。作為特定示例，當(dāng)所描述的或所圖示的多層結(jié)構(gòu)中的第一層被稱為“在”第二層“上”或“之上”或者“在”襯底“上”或“之上”時(shí)，第一層可以直接形成在第二層或襯底上，也可以表示一個(gè)或更多個(gè)其他中間層可以存在于第一層與第二層或襯底之間的結(jié)構(gòu)。

本公開(kāi)的以下實(shí)施方式在于提供一種半導(dǎo)體存儲(chǔ)器以及包括其的電子設(shè)備，該半導(dǎo)體存儲(chǔ)器包括具有改善的性能的可變電阻元件。在本文中，可變電阻元件可以表示能夠響應(yīng)于所施加的偏置(例如，電流或電壓)而在不同阻態(tài)之間切換的元件。因此，具有改善性能的可變電阻元件可以表示具有改善的在不同阻態(tài)之間的切換特性的可變電阻元件。

圖1是圖示根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的示例性可變電阻元件的剖視圖。

如圖1中所示，可變電阻元件100可以包括MTJ(磁性隧道結(jié)(magnetic tunnel junction))結(jié)構(gòu)，MTJ結(jié)構(gòu)包括具有可變磁化方向的自由層120、具有釘扎磁化方向(pinned magnetization direction)的釘扎層(pinned layer)140、以及介于自由層120與釘扎層140之間的隧道阻擋層130。

在MTJ結(jié)構(gòu)中，由于自由層120的磁化方向是可變的，因此自由層120實(shí)際上可以根據(jù)其磁化方向來(lái)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。因此，自由層120可以被稱為儲(chǔ)存層。自由層120的磁化方向可以通過(guò)自旋轉(zhuǎn)移力矩來(lái)改變。由于釘扎層140的磁化方向被釘扎，因此釘扎層140可以與自由層120進(jìn)行比較，并且被稱作參考層。隧道阻擋層130可以用于通過(guò)隧穿電子來(lái)改變自由層120的磁化方向。自由層120和釘扎層140可以具有垂直于每個(gè)層的表面的磁化方向。如圖中箭頭所指示的，自由層120的磁化方向可以在向下方向與向上方向之間改變，而釘扎層140的磁化方向可以被固定為向上方向，例如，第一方向。

響應(yīng)于被施加至可變電阻元件100的電壓或電流，可以改變自由層120的磁化方向來(lái)平行于或反平行于釘扎層140的磁化方向。結(jié)果，可變電阻元件100可以在低電阻狀態(tài)與高電阻狀態(tài)之間切換來(lái)儲(chǔ)存不同的數(shù)據(jù)。即，可變電阻元件100可以起到存儲(chǔ)單元的作用。

自由層120和釘扎層140中的每個(gè)可以具有包括鐵磁材料的單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施方式中，自由層120和釘扎層140中的每個(gè)可以包括主要成分是Fe、Ni或Co的合金，諸如Co-Fe-B合金、Co-Fe-B-X合金(這里，X可以是或包括Al、Si、Ti、V、Cr、Ni、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Hf、Ta、W或Pt)、Fe-Pt合金、Fe-Pd合金、Co-Pd合金、Co-Pt合金、Fe-Ni-Pt合金、Co-Fe-Pt合金、Co-Ni-Pt合金、Fe-Pd合金、Co-Pd合金、Co-Pt合金、Fe-Ni-Pt合金、Co-Fe-Pt合金或Co-Ni-Pt合金等。自由層120和釘扎層140中的每個(gè)可以包括Co/Pt或Co/Pd等的層疊結(jié)構(gòu)，或者磁性材料與非磁性材料的交替層疊結(jié)構(gòu)。隧道阻擋層130可以包括絕緣氧化物，例如，MgO、CaO、SrO、TiO、VO或NbO等。

在一些實(shí)施方式中，根據(jù)該實(shí)施方式的可變電阻元件100還可以包括執(zhí)行各種功能以改善MTJ結(jié)構(gòu)的特性的一個(gè)或更多個(gè)額外層。例如，可變電阻元件的一個(gè)實(shí)施方式包括底層110、交換耦合層150、磁性校正層160和蓋層170來(lái)作為額外層。然而，本公開(kāi)不局限于此，而其他實(shí)施方式也是可能的。

底層110可以用于改善設(shè)置在底層110之上的層(例如，自由層120)的垂直磁各向異性或結(jié)晶度。底層110可以具有包括各種導(dǎo)電材料(諸如金屬或金屬氮化物等)的單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)。

交換耦合層150可以介于磁性校正層160與釘扎層140之間，以及用于提供其間的層間交換耦合。交換耦合層150可以包括金屬非磁性材料，諸如Cr、Ru、Ir或Rh等。

磁性校正層160可以用來(lái)抵消或減小由釘扎層140產(chǎn)生的雜散場(chǎng)的影響。在這種情況下，釘扎層140的雜散場(chǎng)對(duì)自由層120的影響被降低，使得可以減小自由層120中的偏置磁場(chǎng)。結(jié)果，可以改善釘扎層140的熱穩(wěn)定性和磁特性。

磁性校正層160可以包括多個(gè)磁性層161和163以及介于多個(gè)磁性層161和163之間的間隔層162。在一些實(shí)施方式中，磁性校正層160可以具有在其處第一磁性層161、間隔層162和第二磁性層163順序?qū)盈B的多層疊結(jié)構(gòu)。第一磁性層161和第二磁性層163中的每個(gè)可以包括主要成分是Fe、Ni或Co的合金，諸如Co-Fe-B合金、Co-Fe-B-X合金(這里，X可以是或包括Al、Si、Ti、V、Cr、Ni、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Hf、Ta、W或Pt)、Fe-Pt合金、Fe-Pd合金、Co-Pd合金、Co-Pt合金、Fe-Ni-Pt合金、Co-Fe-Pt合金、Co-Ni-Pt合金、Fe-Pd合金、Co-Pd合金、Co-Pt合金、Fe-Ni-Pt合金、Co-Fe-Pt合金或Co-Ni-Pt合金等。在一些實(shí)施方式中，第一磁性層161和第二磁性層163中的每個(gè)可以包括Co/Pt或Co/Pd等的層疊結(jié)構(gòu)。間隔層162可以用來(lái)提供第一磁性層161與第二磁性層163之間的交換耦合。間隔層162可以包括與交換耦合層150相同的材料。例如，間隔層162可以包括金屬非磁性材料，諸如Cr、Ru、Ir或Rh等。

第一磁性層161和第二磁性層163可以具有釘扎磁化方向。這里，第一磁性層161與第二磁性層163的磁化方向可以彼此相同。例如，如圖中所示，第一磁性層161與第二磁性層163可以具有向下的磁化方向，諸如被固定為與第一方向相反的第二方向的磁化方向。因此，磁性校正層160可以具有反平行于釘扎層140的磁化方向的磁化方向。因此，SF(合成鐵磁體)結(jié)構(gòu)可以存在于磁性校正層160自身中，例如，在第一磁性層161與第二磁性層163之間。在一些實(shí)施方式中，合成反鐵磁體(SAF)結(jié)構(gòu)可以存在于磁性校正層160與釘扎層140之間。以上所描述的釘扎層140的磁化方向與磁性校正層160的磁化方向的關(guān)系有助于根據(jù)磁性校正層160中的飽和磁化強(qiáng)度來(lái)控制特性，這將在下面來(lái)描述。

在磁性校正層160中，多個(gè)磁性層161和163中的每個(gè)可以具有彼此不同的飽和磁化強(qiáng)度Ms，在磁性校正層160中沿垂直方向的飽和磁化強(qiáng)度可以具有線狀輪廓。在一些實(shí)施方式中，磁性校正層的飽和磁化強(qiáng)度根據(jù)磁性校正層與釘扎層之間的距離而改變。例如，隨著磁性校正層160的位置接近釘扎層140，磁性校正層160的飽和磁化強(qiáng)度可以減小，而隨著磁性校正層160的位置進(jìn)一步遠(yuǎn)離釘扎層140，磁性校正層160的飽和磁化強(qiáng)度可以增大。在一些實(shí)施方式中，在磁性校正層160中，第一磁性層161與第二磁性層163可以具有彼此不同的飽和磁化強(qiáng)度，以及第一磁性層161的飽和磁化強(qiáng)度可以小于第二磁性層163的飽和磁化強(qiáng)度。由于磁性校正層160中的第一磁性層161具有相對(duì)小的飽和磁化強(qiáng)度，因此可以減少釘扎層140中的雜散場(chǎng)。這里，由于第一磁性層161中的飽和磁化強(qiáng)度降低以減小釘扎層140中的雜散場(chǎng)，因此自由層120中的雜散場(chǎng)可能偏移而使特性劣化。為了防止這種問(wèn)題，第二磁性層163可以具有比第一磁性層161的飽和磁化強(qiáng)度大的飽和磁化強(qiáng)度。由于相鄰于釘扎層140的第一磁性層161的飽和磁化強(qiáng)度小于第二磁性層163的飽和磁化強(qiáng)度，因此可以減少釘扎層140中的雜散場(chǎng)，并且可以防止自由層120中的雜散場(chǎng)的偏移。

蓋層170可以起到用于圖案化可變電阻元件100的硬掩膜的作用。蓋層170可以包括各種導(dǎo)電材料，諸如金屬等。

如上所述，根據(jù)實(shí)施方式的可變電阻元件100可以包括磁性校正層160，磁性校正層160包括具有彼此不同的飽和磁化強(qiáng)度的多個(gè)磁性層161和163，從而改善了可變電阻元件100的諸如熱穩(wěn)定性的特性。

根據(jù)實(shí)施方式，可以改善可變電阻元件的特性，因此改善包括可變電阻元件的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的特性以及包括半導(dǎo)體器件的電子設(shè)備的特性。

可以提供多個(gè)根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的可變電阻元件(例如，圖1中的可變電阻元件100)，以形成單元陣列。單元陣列可以包括各種組件(諸如線、元件等)來(lái)驅(qū)動(dòng)可變電阻元件100。這將參照?qǐng)D2和圖3來(lái)示例性地描述。

圖2是圖示根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件及其制造方法的剖視圖。

參照?qǐng)D2，本實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件可以包括襯底500、下接觸520、可變電阻元件100和上接觸550。襯底500可以包括控制訪問(wèn)可變電阻元件100所需的特定結(jié)構(gòu)(未示出)，例如，晶體管。下接觸520可以設(shè)置在襯底500之上，以及將可變電阻元件100的下端與襯底500的部分(例如，晶體管的漏極)耦接。上接觸550可以設(shè)置在可變電阻元件100之上，以及將可變電阻元件100的上端與特定線(未示出)(例如，位線)耦接。

以上存儲(chǔ)器件可以通過(guò)以下工藝來(lái)制造。

首先，可以提供其中形成有晶體管的襯底500，然后可以在襯底500之上形成第一層間電介質(zhì)層510。隨后，可以通過(guò)選擇性地刻蝕第一層間電介質(zhì)層510以形成暴露襯底500的部分的孔，并且用導(dǎo)電材料填充所述孔來(lái)形成下接觸520。然后，可以通過(guò)在第一層間電介質(zhì)層510和下接觸520之上形成用于可變電阻元件100的材料層，并且選擇性地刻蝕所述材料層來(lái)形成可變電阻元件100?？梢酝ㄟ^(guò)用絕緣材料填充可變電阻元件100之中的空間來(lái)形成第二層間電介質(zhì)層530。然后，可以在可變電阻元件100與第二層間電介質(zhì)層530之上形成第三層間電介質(zhì)層540，然后可以形成穿透第三層間電介質(zhì)層540并耦接至可變電阻元件100的上端的上接觸550。

在該實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件中，包括在可變電阻元件100中的所有層可以具有彼此對(duì)準(zhǔn)的側(cè)壁。這是因?yàn)榭勺冸娮柙?00可以通過(guò)使用單個(gè)掩膜的刻蝕工藝而形成。

然而，與圖2的實(shí)施方式不同，可變電阻元件100的部分和可變電阻元件100的剩余部分可以被分別地圖案化。這將在圖3中示例性地示出。

圖3是圖示根據(jù)本公開(kāi)的另一實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件及其制造方法的剖視圖。將主要描述與圖2的實(shí)施方式的差別之處。

參照?qǐng)D3，在該實(shí)施方式的存儲(chǔ)器件中，可變電阻元件100的部分，例如，底層110，可以具有與可變電阻元件100的剩余層的側(cè)壁不對(duì)準(zhǔn)的側(cè)壁。底層110可以具有與下接觸620的側(cè)壁對(duì)準(zhǔn)的側(cè)壁。

以上存儲(chǔ)器件可以通過(guò)以下工藝來(lái)制造。

首先，可以在襯底600之上形成第一層間電介質(zhì)層610，然后可以通過(guò)選擇性地刻蝕第一層間電介質(zhì)層610來(lái)形成暴露襯底600的部分的孔H。然后，可以形成填充在孔H的下部中的下接觸620。具體地，可以通過(guò)形成覆蓋其中形成有孔H的所得結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電材料，以及通過(guò)回刻蝕工藝等來(lái)去除導(dǎo)電材料的部分直到導(dǎo)電材料具有目標(biāo)高度來(lái)形成下接觸620。然后，可以形成填充在孔H(其中形成有下接觸620)的剩余空間中的底層110。具體地，可以通過(guò)形成包括輕金屬且覆蓋其中形成有下接觸620的所得結(jié)構(gòu)的材料層，以及執(zhí)行平坦化工藝(例如，CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)工藝)直到暴露第一層間電介質(zhì)層610的頂表面來(lái)形成底層110。然后，可以通過(guò)形成除底層110以外的用于可變電阻元件100的剩余層的材料層，以及選擇性地刻蝕所述材料層來(lái)形成可變電阻元件100的剩余部分。接下來(lái)的工藝與圖2的實(shí)施方式基本相同。

在該實(shí)施方式中，由于要被刻蝕以形成可變電阻元件100的厚度減小，因此可以降低刻蝕工藝的難度。

此外，在該實(shí)施方式中，描述了底層110填充在孔H中的情況。然而，其他實(shí)施方式也是可能的。例如，可變電阻元件100的另一部分還可以填充在孔H中。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施方式的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器可以被應(yīng)用至多種電子設(shè)備或系統(tǒng)。圖4至圖8示出可以實(shí)施本文所公開(kāi)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的電子設(shè)備或系統(tǒng)的一些示例。

參照?qǐng)D4，微處理器1000可以執(zhí)行用于控制和調(diào)整從各種外部設(shè)備接收數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和將處理結(jié)果輸出至外部設(shè)備的一系列處理的任務(wù)。微處理器1000可以包括存儲(chǔ)單元1010、操作單元1020、控制單元1030等。微處理器1000可以是諸如中央處理單元(CPU)、圖形處理單元(GPU)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)和應(yīng)用處理器(AP)的各種數(shù)據(jù)處理單元。

存儲(chǔ)單元1010是微處理器1000中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的部件，如處理器寄存器、寄存器等。存儲(chǔ)單元1010可以包括數(shù)據(jù)寄存器、地址寄存器、浮點(diǎn)寄存器等。此外，存儲(chǔ)單元1010可以包括各種寄存器。存儲(chǔ)單元1010可以執(zhí)行暫時(shí)儲(chǔ)存以下內(nèi)容的功能：要由操作單元1020對(duì)其執(zhí)行操作的數(shù)據(jù)、執(zhí)行操作的結(jié)果數(shù)據(jù)以及執(zhí)行操作的數(shù)據(jù)所被儲(chǔ)存的地址。

存儲(chǔ)單元1010可以包括根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)或更多個(gè)上述半導(dǎo)體器件。存儲(chǔ)單元1010可以包括具有可變電阻元件的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器?？勺冸娮柙梢园ǎ鹤杂蓪樱哂锌勺兇呕较?；隧道阻擋層，形成在自由層之上；釘扎層，形成在隧道阻擋層之上并且具有釘扎磁化方向；交換耦合層，形成在釘扎層之上；以及磁性校正層，形成在交換耦合層之上。磁性校正層可以包括順序地層疊的第一磁性層、間隔層和第二磁性層，第一磁性層的飽和磁化強(qiáng)度可以小于第二磁性層的飽和磁化強(qiáng)度。從而改善了可變電阻元件的諸如熱穩(wěn)定性的特性。因此，可以提供具有改善的操作特性的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。由此，存儲(chǔ)單元1010和微處理器1000可以具有改善的可靠性。

操作單元1020可以根據(jù)控制單元1030解碼命令的結(jié)果來(lái)執(zhí)行四則算術(shù)運(yùn)算或邏輯運(yùn)算。操作單元1020可以包括至少一個(gè)算術(shù)邏輯單元(ALU)等。

控制單元1030可以從微處理器1000的存儲(chǔ)單元1010、操作單元1020和外部設(shè)備接收信號(hào)，執(zhí)行命令的提取、解碼以及對(duì)微處理器1000的信號(hào)的輸入和輸出的控制，以及運(yùn)行由程序表示的處理。

根據(jù)本實(shí)施方式的微處理器1000可以另外包括高速緩沖存儲(chǔ)單元1040，其可以暫時(shí)儲(chǔ)存要從除存儲(chǔ)單元1010以外的外部設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)或要被輸出至外部設(shè)備的數(shù)據(jù)。在這種情況下，高速緩沖存儲(chǔ)單元1040可以經(jīng)由總線接口1050與存儲(chǔ)單元1010、操作單元1020和控制單元1030交換數(shù)據(jù)。

圖5是基于本公開(kāi)技術(shù)的實(shí)施存儲(chǔ)電路的處理器的配置圖的示例。

參照?qǐng)D5，處理器1100可以通過(guò)包括除微處理器的功能以外的各種功能來(lái)改善性能和實(shí)現(xiàn)多功能性，微處理器執(zhí)行用于控制和調(diào)整從各種外部設(shè)備接收數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和將處理結(jié)果輸出至外部設(shè)備的一系列處理的任務(wù)。處理器1100可以包括用作微處理器的核心單元1110、用于暫時(shí)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的高速緩沖存儲(chǔ)單元1120、以及用于在內(nèi)部設(shè)備與外部設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)的總線接口1130。處理器1100可以包括各種芯片上系統(tǒng)(SoC)，諸如多核處理器、圖形處理單元(GPU)和應(yīng)用處理器(AP)。

本實(shí)施方式的核心單元1110是對(duì)從外部設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)執(zhí)行算術(shù)邏輯運(yùn)算的部件，以及可以包括存儲(chǔ)單元1111、操作單元1112和控制單元1113。

存儲(chǔ)單元1111是處理器1100中儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的部件，如處理器寄存器、寄存器等。存儲(chǔ)單元1111可以包括數(shù)據(jù)寄存器、地址寄存器、浮點(diǎn)寄存器等。此外，存儲(chǔ)單元1111可以包括各種寄存器。存儲(chǔ)單元1111可以執(zhí)行暫時(shí)儲(chǔ)存以下內(nèi)容的功能：要由操作單元1112對(duì)其執(zhí)行操作的數(shù)據(jù)、執(zhí)行操作的結(jié)果數(shù)據(jù)以及執(zhí)行操作的數(shù)據(jù)所被儲(chǔ)存的地址。操作單元1112是處理器1100中執(zhí)行操作的部件。操作單元1112可以根據(jù)控制單元1113解碼命令的結(jié)果來(lái)執(zhí)行四則算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算等。操作單元1112可以包括至少一個(gè)算術(shù)邏輯單元(ALU)等?？刂茊卧?113可以從處理器1100的存儲(chǔ)單元1111、操作單元1112和外部設(shè)備接收信號(hào)，執(zhí)行命令的提取、解碼以及對(duì)處理器1100的信號(hào)的輸入和輸出的控制，以及運(yùn)行由程序表示的處理。

高速緩沖存儲(chǔ)單元1120是暫時(shí)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的部件，以補(bǔ)償高速操作的核心單元1110與低速操作的外部設(shè)備之間在數(shù)據(jù)處理速度上的差異。高速緩沖存儲(chǔ)單元1120可以包括主儲(chǔ)存部1121、第二儲(chǔ)存部1122和第三儲(chǔ)存部1123。一般而言，高速緩沖存儲(chǔ)單元1120包括主儲(chǔ)存部1121和第二儲(chǔ)存部1122，以及在需要大儲(chǔ)存容量的情況下可以包括第三儲(chǔ)存部1123。如果場(chǎng)合需要，則高速緩沖存儲(chǔ)單元1120可以包括更多數(shù)量的儲(chǔ)存部。也就是說(shuō)，包括在高速緩沖存儲(chǔ)單元1120中的儲(chǔ)存部的數(shù)量可以根據(jù)設(shè)計(jì)而改變。主儲(chǔ)存部1121、第二儲(chǔ)存部1122和第三儲(chǔ)存部1123儲(chǔ)存和區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)的速度可以相同或不同。在各個(gè)儲(chǔ)存部1121、1122和1123的速度不同的情況下，主儲(chǔ)存部1121的速度可以是最大的。高速緩沖存儲(chǔ)單元1120的主儲(chǔ)存部1121、第二儲(chǔ)存部1122和第三儲(chǔ)存部1123中的至少一個(gè)儲(chǔ)存部可以包括根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)或更多個(gè)上述半導(dǎo)體器件。例如，高速緩沖存儲(chǔ)單元1120可以包括具有可變電阻元件的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器?？勺冸娮柙梢园ǎ鹤杂蓪?，具有可變磁化方向；隧道阻擋層，形成在自由層之上；釘扎層，形成在隧道阻擋層之上并且具有釘扎磁化方向；交換耦合層，形成在釘扎層之上；以及磁性校正層，形成在交換耦合層之上。磁性校正層可以包括順序地層疊的第一磁性層、間隔層和第二磁性層，以及第一磁性層的飽和磁化強(qiáng)度可以小于第二磁性層的飽和磁化強(qiáng)度。從而改善了可變電阻元件的諸如熱穩(wěn)定性的特性。因此，可以提供具有改善的操作特性的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。由此，高速緩沖存儲(chǔ)單元1120和處理器1100可以具有改善的可靠性。

雖然在圖5中示出了所有的主儲(chǔ)存部1121、第二儲(chǔ)存部1122和第三儲(chǔ)存部1123都被配置在高速緩沖存儲(chǔ)單元1120的內(nèi)部，但是要注意的是，所有的高速緩沖存儲(chǔ)單元1120的主儲(chǔ)存部1121、第二儲(chǔ)存部1122和第三儲(chǔ)存部1123可以都配置在核心單元1110的外部，并且可以補(bǔ)償核心單元1110與外部設(shè)備之間在數(shù)據(jù)處理速度上的差異。同時(shí)要注意的是，高速緩沖存儲(chǔ)單元1120的主儲(chǔ)存部1121可以設(shè)置在核心單元1110的內(nèi)部，而第二儲(chǔ)存部1122和第三儲(chǔ)存部1123可以配置在核心單元1110的外部來(lái)加強(qiáng)補(bǔ)償數(shù)據(jù)處理速度的差異的功能。在另一個(gè)實(shí)施方式中，主儲(chǔ)存部1121和第二儲(chǔ)存部1122可以設(shè)置在核心單元1110的內(nèi)部，而第三儲(chǔ)存部1123可以設(shè)置在核心單元1110的外部。

總線接口1130是連接核心單元1110、高速緩沖存儲(chǔ)單元1120與外部設(shè)備的部件，并且允許有效地傳送數(shù)據(jù)。

根據(jù)本實(shí)施方式的處理器1100可以包括多個(gè)核心單元1110，多個(gè)核心單元1110可以共享高速緩沖存儲(chǔ)單元1120。多個(gè)核心單元1110和高速緩沖存儲(chǔ)單元1120可以直接連接或者經(jīng)由總線接口1130連接。多個(gè)核心單元1110可以以與核心單元1110的上述配置相同的方式來(lái)配置。在處理器1100包括多個(gè)核心單元1110的情況下，高速緩沖存儲(chǔ)單元1120的主儲(chǔ)存部1121可以相應(yīng)于多個(gè)核心單元1110的數(shù)量而配置在每個(gè)核心單元1110中，第二儲(chǔ)存部1122和第三儲(chǔ)存部1123可以以通過(guò)總線接口1130共享的方式配置在多個(gè)核心單元1110的外部。主儲(chǔ)存部1121的處理速度可以大于第二儲(chǔ)存部1122和第三儲(chǔ)存部1123的處理速度。在另一實(shí)施方式中，主儲(chǔ)存部1121和第二儲(chǔ)存部1122可以相應(yīng)于多個(gè)核心單元1110的數(shù)量而配置在每個(gè)核心單元1110中，第三儲(chǔ)存部1123可以以通過(guò)總線接口1130共享的方式配置在多個(gè)核心單元1110的外部。

根據(jù)本實(shí)施方式的處理器1100還可以包括：嵌入式存儲(chǔ)單元1140，儲(chǔ)存數(shù)據(jù)；通信模塊單元1150，可以以有線方式或無(wú)線方式將數(shù)據(jù)傳送至外部設(shè)備以及接收來(lái)自外部設(shè)備的數(shù)據(jù)；存儲(chǔ)器控制單元1160，驅(qū)動(dòng)外部存儲(chǔ)器件；以及媒體處理單元1170，處理在處理器1100中處理的數(shù)據(jù)或者從外部輸入設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)，以及將處理數(shù)據(jù)輸出至外部接口設(shè)備等。此外，處理器1100可以包括多個(gè)各種模塊和器件。在這種情況下，添加的多個(gè)模塊可以經(jīng)由總線接口1130與核心單元1110和高速緩沖存儲(chǔ)單元1120交換數(shù)據(jù)，以及彼此交換數(shù)據(jù)。

嵌入式存儲(chǔ)單元1140不僅可以包括易失性存儲(chǔ)器，還可以包括非易失性存儲(chǔ)器。易失性存儲(chǔ)器可以包括DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、移動(dòng)DRAM、SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)以及具有與以上提及的存儲(chǔ)器類似功能的存儲(chǔ)器等。非易失性存儲(chǔ)器可以包括ROM(只讀存儲(chǔ)器)、或非型快閃存儲(chǔ)器、與非型快閃存儲(chǔ)器、相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(PRAM)、電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)、自旋轉(zhuǎn)移力矩隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(STTRAM)、磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)、具有類似功能的存儲(chǔ)器。

通信模塊單元1150可以包括能夠與有線網(wǎng)絡(luò)連接的模塊、能夠與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的模塊以及它們二者。有線網(wǎng)絡(luò)模塊可以包括局域網(wǎng)(LAN)、通用串行總線(USB)、以太網(wǎng)、電力線通信(PLC)等，諸如經(jīng)由傳輸線收發(fā)數(shù)據(jù)的各種設(shè)備。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊可以包括紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)(IrDA)、碼分多址(CDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、無(wú)線LAN、Zigbee、泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)(USN)、藍(lán)牙、射頻識(shí)別(RFID)、長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)、近場(chǎng)通信(NFC)、無(wú)線寬帶英特網(wǎng)(Wibro)、高速下行鏈路分組接入(HSDPA)、寬帶CDMA(WCDMA)、超寬帶(UWB)等，諸如在無(wú)傳輸線的情況下收發(fā)數(shù)據(jù)的各種設(shè)備。

存儲(chǔ)器控制單元1160用來(lái)管理和處理在處理器1100與根據(jù)不同通信標(biāo)準(zhǔn)來(lái)操作的外部?jī)?chǔ)存設(shè)備之間傳送的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)器控制單元1160可以包括各種存儲(chǔ)器控制器，例如，可以控制IDE(集成電路設(shè)備)、SATA(串行高級(jí)技術(shù)附件)、SCSI(小計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)、RAID(獨(dú)立盤冗余陣列)、SSD(固態(tài)盤)、eSATA(外部SATA)、PCMCIA(個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)卡國(guó)際協(xié)會(huì))、USB(通用串行總線)、安全數(shù)字(SD)卡、迷你安全數(shù)字(迷你SD)卡、微型安全數(shù)字(微型SD)卡、安全數(shù)字大容量(SDHC)卡、記憶棒卡、智能媒體(SM)卡、多媒體卡(MMC)、嵌入式MMC(eMMC)、緊湊型閃存(CF)卡等的設(shè)備。

媒體處理單元1170可以處理在處理器1100中處理的數(shù)據(jù)或者以圖像、聲音及其他形式從外部輸入設(shè)備輸入的數(shù)據(jù)，以及將數(shù)據(jù)輸出至外部接口設(shè)備。媒體處理單元1170可以包括圖形處理單元(GPU)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、高清音頻設(shè)備(HD音頻)、高清多媒體接口(HDMI)控制器等。

圖6是基于所公開(kāi)技術(shù)的實(shí)施存儲(chǔ)電路的系統(tǒng)的配置圖的示例。

參照?qǐng)D6，作為用于處理數(shù)據(jù)的裝置的系統(tǒng)1200可以執(zhí)行輸入、處理、輸出、通信、儲(chǔ)存等，以進(jìn)行針對(duì)數(shù)據(jù)的一系列操作。系統(tǒng)1200可以包括處理器1210、主存儲(chǔ)器件1220、輔助存儲(chǔ)器件1230、接口設(shè)備1240等。本實(shí)施方式的系統(tǒng)1200可以是使用處理器來(lái)操作的各種電子系統(tǒng)，諸如計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、PDA(個(gè)人數(shù)字助理)、便攜式計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)板、無(wú)線電話、移動(dòng)電話、智能電話、數(shù)字音樂(lè)播放器、PMP(便攜式多媒體播放器)、照相機(jī)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、攝像機(jī)、錄音機(jī)、遠(yuǎn)程信息處理、視聽(tīng)(AV)系統(tǒng)、智能電視等。

處理器1210可以對(duì)輸入的命令解碼，處理針對(duì)儲(chǔ)存在系統(tǒng)1200中的數(shù)據(jù)的操作、比較等，以及控制這些操作。處理器1210可以包括微處理器單元(MPU)、中央處理單元(CPU)、單核/多核處理器、圖形處理單元(GPU)、應(yīng)用處理器(AP)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)等。

主存儲(chǔ)器件1220是這樣一種儲(chǔ)存器，其可以在運(yùn)行程序時(shí)暫時(shí)儲(chǔ)存、調(diào)用和運(yùn)行來(lái)自輔助存儲(chǔ)器件1230的程序代碼或數(shù)據(jù)，以及即使在電源中斷時(shí)也可以保存所存儲(chǔ)的內(nèi)容。主存儲(chǔ)器件1220可以包括根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)或更多個(gè)上述半導(dǎo)體器件。例如，主存儲(chǔ)器件1220可以包括具有可變電阻元件的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器?？勺冸娮柙梢园ǎ鹤杂蓪樱哂锌勺兇呕较?；隧道阻擋層，形成在自由層之上；釘扎層，形成在隧道阻擋層之上并且具有釘扎磁化方向；交換耦合層，形成在釘扎層之上；以及磁性校正層，形成在交換耦合層之上。磁性校正層可以包括順序地層疊的第一磁性層、間隔層和第二磁性層，以及第一磁性層的飽和磁化強(qiáng)度可以小于第二磁性層的飽和磁化強(qiáng)度。從而改善可變電阻元件的諸如熱穩(wěn)定性的特性。因此，可以提供具有改善的操作特性的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。由此，主存儲(chǔ)器件1220和系統(tǒng)1200可以具有改善的可靠性。

此外，主存儲(chǔ)器件1220還可以包括易失性存儲(chǔ)器類型(其中，在電源中斷時(shí)所有內(nèi)容都被擦除)的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)等。與此不同，主存儲(chǔ)器件1220可以不包括根據(jù)實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件，而是可以包括易失性存儲(chǔ)器類型(其中，在電源中斷時(shí)所有內(nèi)容都被擦除)的靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(SRAM)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(DRAM)等。

輔助存儲(chǔ)器件1230可以是用于儲(chǔ)存程序代碼或數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器件。當(dāng)輔助存儲(chǔ)器件1230的速度比主存儲(chǔ)器件1220慢時(shí)，輔助存儲(chǔ)器件1230可以儲(chǔ)存更大量的數(shù)據(jù)。輔助存儲(chǔ)器件1230可以包括根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)或更多個(gè)上述半導(dǎo)體器件。例如，輔助存儲(chǔ)器件1230可以包括具有可變電阻元件的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。可變電阻元件可以包括：自由層，具有可變磁化方向；隧道阻擋層，形成在自由層之上；釘扎層，形成在隧道阻擋層之上并且具有釘扎磁化方向；交換耦合層，形成在釘扎層之上；以及磁性校正層，形成在交換耦合層之上。磁性校正層可以包括順序地層疊的第一磁性層、間隔層和第二磁性層，以及第一磁性層的飽和磁化強(qiáng)度可以小于第二磁性層的飽和磁化強(qiáng)度。從而改善可變電阻元件的諸如熱穩(wěn)定性的特性。因此，可以提供具有改善的操作特性的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。由此，輔助存儲(chǔ)器件1230和系統(tǒng)1200可以具有改善的可靠性。

此外，輔助存儲(chǔ)器件1230還可以包括數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)(見(jiàn)圖7的附圖標(biāo)記1300)，諸如使用磁的磁帶、磁盤、使用光的激光盤、使用磁和光二者的磁光盤、固態(tài)盤(SSD)、USB存儲(chǔ)器(通用串行總線存儲(chǔ)器)、安全數(shù)字(SD)卡、迷你安全數(shù)字(mSD)卡、微型安全數(shù)字(微型SD)卡、安全數(shù)字大容量(SDHC)卡、記憶棒卡、智能媒體(SM)卡、多媒體卡(MMC)、嵌入式MMC(eMMC)、緊湊型閃存(CF)卡等。此外不同，輔助存儲(chǔ)器件1230可以不包括根據(jù)本實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件，而是可以包括數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)(見(jiàn)圖7的附圖標(biāo)記1300)，諸如使用磁的磁帶、磁盤、使用光的激光盤、使用磁和光二者的磁光盤、固態(tài)盤(SSD)、USB存儲(chǔ)器(通用串行總線存儲(chǔ)器)、安全數(shù)字(SD)卡、迷你安全數(shù)字(mSD)卡、微型安全數(shù)字(微型SD)卡、安全數(shù)字大容量(SDHC)卡、記憶棒卡、智能媒體(SM)卡、多媒體卡(MMC)、嵌入式MMC(eMMC)、緊湊型閃存(CF)卡等。

接口設(shè)備1240可以用來(lái)在本實(shí)施方式的系統(tǒng)1200與外部設(shè)備之間執(zhí)行命令和數(shù)據(jù)的交換。接口設(shè)備1240可以是小鍵盤、鍵盤、鼠標(biāo)、揚(yáng)聲器、話筒、顯示器、各種人機(jī)交互設(shè)備(HID)、通信設(shè)備等。通信設(shè)備可以包括能夠與有線網(wǎng)絡(luò)連接的模塊、能夠與無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接的模塊以及它們二者。有線網(wǎng)絡(luò)模塊可以包括局域網(wǎng)(LAN)、通用串行總線(USB)、以太網(wǎng)、電力線通信(PLC)等，諸如經(jīng)由傳輸線收發(fā)數(shù)據(jù)的各種設(shè)備。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模塊可以包括紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)(IrDA)、碼分多址(CDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、無(wú)線LAN、Zigbee、泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)(USN)、藍(lán)牙、射頻識(shí)別(RFID)、長(zhǎng)期演進(jìn)(LTE)、近場(chǎng)通信(NFC)、無(wú)線寬帶英特網(wǎng)(Wibro)、高速下行鏈路分組接入(HSDPA)、寬帶CDMA(WCDMA)、超寬帶(UWB)等，諸如在無(wú)傳輸線的情況下收發(fā)數(shù)據(jù)的各種設(shè)備。

圖7是基于所公開(kāi)技術(shù)的實(shí)施存儲(chǔ)電路的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)的配置圖的示例。

參照?qǐng)D7，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)1300可以包括：儲(chǔ)存器件1310，作為用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的組件而具有非易失性特性；控制器1320，控制儲(chǔ)存器件1310；接口1330，用來(lái)與外部設(shè)備的連接；以及暫時(shí)儲(chǔ)存器件1340，用來(lái)暫時(shí)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)1300可以是諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)、緊湊盤只讀存儲(chǔ)器(CDROM)、數(shù)字通用盤(DVD)、固態(tài)盤(SSD)等的盤型，以及諸如USB存儲(chǔ)器(通用串行總線存儲(chǔ)器)、安全數(shù)字(SD)卡、迷你安全數(shù)字(mSD)卡、微型安全數(shù)字(微型SD)卡、安全數(shù)字大容量(SDHC)卡、記憶棒卡、智能媒體(SM)卡、多媒體卡(MMC)、嵌入式MMC(eMMC)、緊湊型閃存(CF)卡等的卡型。

儲(chǔ)存器件1310可以包括半永久性儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)器。非易失性存儲(chǔ)器可以包括ROM(只讀存儲(chǔ)器)、或非型快閃存儲(chǔ)器、與非型快閃存儲(chǔ)器、相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(PRAM)、電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)、磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)等。

控制器1320可以控制儲(chǔ)存器件1310與接口1330之間的數(shù)據(jù)交換。為此，控制器1320可以包括處理器1321，處理器1231用于執(zhí)行處理經(jīng)由接口1330從數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)1300的外部輸入的命令的操作等。

接口1330用來(lái)執(zhí)行數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)1300與外部設(shè)備之間的命令和數(shù)據(jù)交換。在數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)1300是卡型的情況下，接口1330可以與在諸如以下設(shè)備中使用的接口相兼容：USB存儲(chǔ)器(通用串行總線存儲(chǔ)器)、安全數(shù)字(SD)卡、迷你安全數(shù)字(mSD)卡、微型安全數(shù)字(微型SD)卡、安全數(shù)字大容量(SDHC)卡、記憶棒卡、智能媒體(SM)卡、多媒體卡(MMC)、嵌入式MMC(eMMC)、緊湊型閃存(CF)卡等，或者與在與以上提及的設(shè)備類似的設(shè)備中所使用的接口相兼容。在數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)1300是盤型的情況下，接口1330可以與諸如以下的接口相兼容：IDE(集成電路設(shè)備)、SATA(串行高級(jí)技術(shù)附件)、SCSI(小計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)、eSATA(外部SATA)、PCMCIA(個(gè)人計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)卡國(guó)際協(xié)會(huì))、USB(通用串行總線)等，或者與類似于以上提及的接口的接口相兼容。接口1330可以與具有彼此不同類型的一個(gè)或更多個(gè)接口相兼容。

暫時(shí)儲(chǔ)存器件1340可以暫時(shí)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)，以根據(jù)與外部設(shè)備、控制器和系統(tǒng)的接口的多樣化和高性能來(lái)在接口1330與儲(chǔ)存器件1310之間高效地傳送數(shù)據(jù)。用于暫時(shí)儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的暫時(shí)儲(chǔ)存器件1340可以包括根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)或更多個(gè)上述半導(dǎo)體器件。例如，暫時(shí)儲(chǔ)存器件1340可以包括具有可變電阻元件的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。可變電阻元件可以包括：自由層，具有可變磁化方向；隧道阻擋層，形成在自由層之上；釘扎層，形成在隧道阻擋層之上并且具有釘扎磁化方向；交換耦合層，形成在釘扎層之上；以及磁性校正層，形成在交換耦合層之上。磁性校正層可以包括順序地層疊的第一磁性層、間隔層和第二磁性層，以及第一磁性層的飽和磁化強(qiáng)度可以小于第二磁性層的飽和磁化強(qiáng)度。從而改善可變電阻元件的諸如熱穩(wěn)定性的特性。因此，可以提供具有改善的操作特性的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。由此，暫時(shí)儲(chǔ)存器件1340和數(shù)據(jù)儲(chǔ)存系統(tǒng)1300可以具有改善的可靠性。

圖8是基于所公開(kāi)技術(shù)的實(shí)施存儲(chǔ)電路的存儲(chǔ)系統(tǒng)的配置圖的示例。

參照?qǐng)D8，存儲(chǔ)系統(tǒng)1400可以包括：存儲(chǔ)器1410，作為用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的組件而具有非易失性特性；存儲(chǔ)器控制器1420，控制存儲(chǔ)器1410；接口1430，用來(lái)與外部設(shè)備的連接；等等。存儲(chǔ)系統(tǒng)1400可以是卡型，諸如固態(tài)盤(SSD)、USB存儲(chǔ)器(通用串行總線存儲(chǔ)器)、安全數(shù)字(SD)卡、迷你安全數(shù)字(mSD)卡、微型安全數(shù)字(微型SD)卡、安全數(shù)字大容量(SDHC)卡、記憶棒卡、智能媒體(SM)卡、多媒體卡(MMC)、嵌入式MMC(eMMC)、緊湊型閃存(CF)卡等。

用于儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器1410可以包括根據(jù)實(shí)施方式的一個(gè)或更多個(gè)上述半導(dǎo)體器件。例如，存儲(chǔ)器1410可以包括具有可變電阻元件的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器?？勺冸娮柙梢园ǎ鹤杂蓪樱哂锌勺兇呕较?；隧道阻擋層，形成在自由層之上；釘扎層，形成在隧道阻擋層之上并且具有釘扎磁化方向；交換耦合層，形成在釘扎層之上；以及磁性校正層，形成在交換耦合層之上。磁性校正層可以包括順序地層疊的第一磁性層、間隔層和第二磁性層，以及第一磁性層的飽和磁化強(qiáng)度可以小于第二磁性層的飽和磁化強(qiáng)度。從而改善可變電阻元件的諸如熱穩(wěn)定性的特性。因此，可以提供具有改善的操作特性的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。由此，存儲(chǔ)器1410和存儲(chǔ)系統(tǒng)1400可以具有改善的可靠性。

此外，根據(jù)本實(shí)施方式的存儲(chǔ)器1410還可以包括具有非易失性特性的ROM(只讀存儲(chǔ)器)、或非型快閃存儲(chǔ)器、與非型快閃存儲(chǔ)器、相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(PRAM)、電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)、磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)等。

存儲(chǔ)器控制器1420可以控制存儲(chǔ)器1410與接口1430之間的數(shù)據(jù)交換。為此，存儲(chǔ)器控制器1420可以包括處理器1421，處理器1421用于執(zhí)行處理經(jīng)由接口1430從存儲(chǔ)系統(tǒng)1400的外部輸入的命令的操作。

接口1430用來(lái)執(zhí)行存儲(chǔ)系統(tǒng)1400與外部設(shè)備之間的命令和數(shù)據(jù)的交換。接口1430可以與在諸如以下設(shè)備中所使用的接口相兼容：USB存儲(chǔ)器(通用串行總線存儲(chǔ)器)、安全數(shù)字(SD)卡、迷你安全數(shù)字(mSD)卡、微型安全數(shù)字(微型SD)卡、安全數(shù)字大容量(SDHC)卡、記憶棒卡、智能媒體(SM)卡、多媒體卡(MMC)、嵌入式MMC(eMMC)、緊湊型閃存(CF)卡等，或者與在與以上提及的設(shè)備類似的設(shè)備中所使用的接口相兼容。接口1430可以與具有彼此不同類型的一個(gè)或更多個(gè)接口相兼容。

根據(jù)本實(shí)施方式的存儲(chǔ)系統(tǒng)1400還可以包括緩沖存儲(chǔ)器1440，以用于根據(jù)與外部設(shè)備、存儲(chǔ)器控制器和存儲(chǔ)系統(tǒng)的接口的多樣化和高性能而在接口1430與存儲(chǔ)器1410之間高效地傳送數(shù)據(jù)。例如，緩沖存儲(chǔ)器1440可以包括具有可變電阻元件的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。可變電阻元件可以包括：自由層，具有可變磁化方向；隧道阻擋層，形成在自由層之上；釘扎層，形成在隧道阻擋層之上并且具有釘扎磁化方向；交換耦合層，形成在釘扎層之上；以及磁性校正層，形成在交換耦合層之上。磁性校正層可以包括順序地層疊的第一磁性層、間隔層和第二磁性層，以及第一磁性層的飽和磁化強(qiáng)度可以小于第二磁性層的飽和磁化強(qiáng)度。從而改善可變電阻元件的諸如熱穩(wěn)定性的特性。因此，可以提供具有改善的操作特性的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。由此，緩沖存儲(chǔ)器1440和存儲(chǔ)系統(tǒng)1400可以具有改善的可靠性。

此外，根據(jù)本實(shí)施方式的緩沖存儲(chǔ)器1440還可以包括具有易失性特性的SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等，以及具有非易失性特性的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(PRAM)、電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)、自旋轉(zhuǎn)移力矩隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(STTRAM)、磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)等。與此不同，緩沖存儲(chǔ)器1440可以不包括根據(jù)實(shí)施方式的半導(dǎo)體器件，但是可以包括具有易失性特性的SRAM(靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、DRAM(動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)等，以及具有非易失性特性的相變隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(PRAM)、電阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RRAM)、自旋轉(zhuǎn)移力矩隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(STTRAM)、磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)等。

基于本文件中公開(kāi)的存儲(chǔ)器件的圖11至圖15中的電子設(shè)備和系統(tǒng)的以上示例中的特征可以在各種設(shè)備、系統(tǒng)或應(yīng)用中來(lái)實(shí)施。一些示例包括移動(dòng)電話或其他便攜式通信設(shè)備、平板電腦、筆記本電腦或膝上電腦、游戲機(jī)、智能電視、電視機(jī)頂盒、多媒體服務(wù)器、有或無(wú)無(wú)線通信功能的數(shù)字照相機(jī)、腕表或具有無(wú)線通信能力的其他可穿戴設(shè)備。

雖然本專利文件包含很多細(xì)節(jié)，但是這些細(xì)節(jié)不應(yīng)當(dāng)被解釋為對(duì)任何發(fā)明的范圍或可要求保護(hù)的范圍的限制，相反地，應(yīng)當(dāng)被解釋為對(duì)可僅限于特定發(fā)明的特定實(shí)施例的特征的描述。在本專利文件中在單獨(dú)的實(shí)施例的上下文中描述的特定特征也可以在單個(gè)實(shí)施例來(lái)組合實(shí)施。相反地，在單個(gè)實(shí)施例的上下文中描述的各種特征也可以在多個(gè)實(shí)施例中分開(kāi)實(shí)施，或者以任何適當(dāng)?shù)淖咏M合來(lái)實(shí)施。此外，雖然特征在上文中可以被描述為在特定組合中起作用，以及甚至最初這樣聲稱，但是在某些情況下，可以從所聲稱的組合中去除來(lái)自該組合的一個(gè)或更多個(gè)特征，所聲稱的組合可以是針對(duì)子組合或子組合的變化。

類似地，雖然在附圖中以特定次序來(lái)描述操作，但是這不應(yīng)當(dāng)被理解為需要以所示特定次序或順序次序來(lái)執(zhí)行這樣的操作，或者不應(yīng)當(dāng)被理解為需要執(zhí)行全部所示操作來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的結(jié)果。此外，在本專利文件中描述的實(shí)施例中的各種系統(tǒng)組件的分離不應(yīng)當(dāng)理解為在全部實(shí)施例中都需要這種分離。

僅描述了少數(shù)實(shí)施方式和示例。可以基于在本專利文件中描述和圖示的內(nèi)容來(lái)做出其他實(shí)施方式、改進(jìn)和變化。