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包括可逆和單次可編程磁隧道結(jié)的半導(dǎo)體器件的制作方法

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包括可逆和單次可編程磁隧道結(jié)的半導(dǎo)體器件的制造方法與工藝

示例實(shí)施方式涉及半導(dǎo)體器件,如磁性存儲(chǔ)器件。



背景技術(shù):

由于對(duì)具有更快速度和/或更低功耗的半導(dǎo)體器件的逐漸增長(zhǎng)的需求,半導(dǎo)體器件需要更快的運(yùn)算速度和/或更低的操作電壓。磁性存儲(chǔ)器件已經(jīng)被提出以滿足這樣的要求。例如,磁性存儲(chǔ)器件可以提供諸如相對(duì)低等待和/或非易失性。結(jié)果,磁性存儲(chǔ)器件正被認(rèn)為是即將到來(lái)的下一代存儲(chǔ)器件。

磁性存儲(chǔ)器件可以包括磁性隧道結(jié)(mtj)。mtj可以包括兩個(gè)磁性層和夾置在它們之間的隧道屏障層。mtj的阻抗可以取決于磁性層的磁化方向。例如,mtj的阻抗在磁性層的磁化方向逆平行時(shí)比它們平行時(shí)的高。阻抗中的這種差異可以用于在磁性存儲(chǔ)器件中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施方式提供了更高度集成的磁性存儲(chǔ)器件。

本發(fā)明構(gòu)思的一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)施方式提供了更高度可靠的磁性存儲(chǔ)器件。

至少一個(gè)示例實(shí)施方式提供了一種半導(dǎo)體器件,其包括:多個(gè)字線;多個(gè)穿過(guò)所述多個(gè)字線的位線,所述多個(gè)位線包括第一位線和第二位線,所述第二位線與所述第一位線在多個(gè)字線延伸的方向上間隔開;多個(gè)第一存儲(chǔ)單元,所述多個(gè)第一存儲(chǔ)電源連接在多個(gè)字線和第一位線之間,多個(gè)第一存儲(chǔ)單元中的每一個(gè)包括第一存儲(chǔ)元件和第一選擇元件,第一存儲(chǔ)元件和第一選擇元件彼此連接;以及多個(gè)第二存儲(chǔ)單元,所述多個(gè)第二存儲(chǔ)單元連接在多個(gè)字線和第二位線之間,所述多個(gè)第二存儲(chǔ)單元中的每一個(gè)包括第二存儲(chǔ)元件和第二選擇元件,第二存儲(chǔ)元件和第二選擇元件彼此連接。所述第一存儲(chǔ)元件包括第一磁隧道結(jié),而所述第二存儲(chǔ)元件包括第二磁隧道結(jié),所述第一和第二磁隧道結(jié)中的每一個(gè)包括被釘扎層、自由層和在所述被釘扎層和自由層之間的隧道屏障層。所述第二磁隧道結(jié)的第一部分的隧道屏障層具有不可逆阻抗?fàn)顟B(tài)。

至少一個(gè)其他示例實(shí)施方式提供了一種半導(dǎo)體器件,其包括:存儲(chǔ)單元陣列,該存儲(chǔ)單元陣列包括可再編程單元的陣列和單次可編程(otp)單元的陣列;通過(guò)第一位線電連接到可再編程單元的陣列的第一周邊電路;以及通過(guò)第二位線電連接到otp單元的陣列的第二周邊電路。可再編程單元的陣列包括多個(gè)第一存儲(chǔ)單元,所述多個(gè)第一存儲(chǔ)單元中的每一個(gè)包括第一磁隧道結(jié)和第一選擇晶體管,第一磁隧道結(jié)和第一選擇晶體管彼此連接。otp單元的陣列包括多個(gè)第二存儲(chǔ)單元,所述多個(gè)第二存儲(chǔ)單元中的每一個(gè)包括第二磁隧道結(jié)和第二選擇晶體管,第二磁隧道結(jié)和第二選擇晶體管彼此連接。所述第二磁隧道結(jié)的第一部分具有不可逆阻抗?fàn)顟B(tài)。

至少一個(gè)其他示例實(shí)施方式提供了一種半導(dǎo)體器件,其包括:存儲(chǔ)單元陣列,該存儲(chǔ)單元陣列包括第一磁性存儲(chǔ)單元的陣列和第二磁性存儲(chǔ)單元的陣列,第一磁性存儲(chǔ)單元中的每一個(gè)包括具有可逆阻抗?fàn)顟B(tài)的第一磁隧道結(jié)結(jié)構(gòu),且第二磁性存儲(chǔ)單元中的每一個(gè)包括具有單次可編程(otp)阻抗?fàn)顟B(tài)的第二磁性隧道結(jié)結(jié)構(gòu)。

附圖說(shuō)明

示例實(shí)施方式將從下面結(jié)合附圖給出的簡(jiǎn)要描述中更清楚地理解。附圖示出了非限定性示例實(shí)施方式,如在此描述的。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的磁性存儲(chǔ)器件的方塊圖;

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的磁性存儲(chǔ)器件的一部分的電路圖;

圖3是示意性示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的第一存儲(chǔ)單元的視圖;

圖4a和4b是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的兩種不同類型的第一磁隧道結(jié)的示意圖;

圖5a和5b是示意性示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的第一子單元和第二子單元的視圖;

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的第一存儲(chǔ)單元的示例讀取操作的示意性電路圖;

圖7a和7b是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的第二存儲(chǔ)單元的示例性讀取操作的示意性電路圖;

圖8a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的磁性存儲(chǔ)器件的示例的平面圖;

圖8b是沿著圖8a的線a-a’和b-b’截取的剖面圖;

圖8c是沿著圖8a的線c-c’、d-d’和e-e’截取的剖面圖;

圖9a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的磁性存儲(chǔ)器件的示例的平面圖;

圖9b是沿著圖9a的線a-a’和b-b’截取的剖面圖;以及

圖9c是沿著圖9a的線c-c’、d-d’和e-e’截取的剖面圖。

應(yīng)該指出的是,這些圖意在說(shuō)明在特定示例實(shí)施方式中利用的方法、結(jié)構(gòu)和/或材料的通常特性并補(bǔ)充在下面提供的文字描述。但是,這些圖并不是按比例的并可以不精確地反映任何給定實(shí)施方式的精確結(jié)構(gòu)或性能特性,且不應(yīng)解釋為定義或限制示例實(shí)施方式所涵蓋的數(shù)值范圍或特性。例如,分子、層、區(qū)域和/或結(jié)構(gòu)元件的相對(duì)厚度和定位為了清晰而可以被減小或夸大。在各個(gè)附圖中類似或相同附圖標(biāo)記的使用旨在表示類似或相同元件或特征的存在。

具體實(shí)施方式

在此解釋和圖示的本發(fā)明構(gòu)思的示例實(shí)施方式包括它們互補(bǔ)的對(duì)應(yīng)零件。相同的附圖標(biāo)記或相同的附圖標(biāo)識(shí)在整個(gè)說(shuō)明書中表示相同元件。

圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的磁性存儲(chǔ)器件的方塊圖。

參照?qǐng)D1,磁性存儲(chǔ)器件可以包括存儲(chǔ)單元陣列10,該存儲(chǔ)單元陣列被構(gòu)造成存儲(chǔ)從外部輸入的數(shù)據(jù),并包括周邊電路,該周邊電路被構(gòu)造成控制存儲(chǔ)單元陣列10。存儲(chǔ)單元陣列10可以包括正常單元陣列(在此也稱為可再編程單元陣列)10a和單次可編程(otp)單元陣列10b。換言之,例如,一部分存儲(chǔ)單元陣列10可以用作正常單元陣列10a,且另一部分存儲(chǔ)單元陣列10可以用作otp單元陣列10b。周邊電路可以包括行解碼器20、列解碼器30、讀/寫電路40和控制邏輯50。

正常單元陣列10a和otp單元陣列10b中的每一個(gè)可以包括多個(gè)存儲(chǔ)單元,每個(gè)存儲(chǔ)單元包括至少一個(gè)存儲(chǔ)元件和至少一個(gè)選擇元件。正常單元陣列10a的存儲(chǔ)單元可以是可再寫入存儲(chǔ)單元,且otp單元陣列10b的存儲(chǔ)單元可以是單次可編程存儲(chǔ)單元。正常單元陣列10a和otp單元陣列10b的存儲(chǔ)單元可以連接到字線和位線。下面,為了簡(jiǎn)要的緣故,正常單元陣列10a的存儲(chǔ)單元將稱為‘正常存儲(chǔ)單元’,而otp單元陣列10b的存儲(chǔ)單元將稱為‘otp存儲(chǔ)單元’。另外,連接到正常存儲(chǔ)單元的位線將稱為‘第一位線’,而連接到‘otp存儲(chǔ)單元’的位線將稱為‘第二位線’。

行解碼器20可以通過(guò)字線連接到正常單元陣列10a和otp單元陣列10b。行解碼器20可以被構(gòu)造成解碼從外側(cè)傳輸?shù)牡刂沸畔⒉⒒诮獯a的地址信息選擇字線中的一條。

每個(gè)列選擇電路30和讀/寫電路40可以分成兩個(gè)區(qū)域,所述兩個(gè)區(qū)域分別與正常單元陣列10a和otp單元陣列10b相關(guān)聯(lián)。換言之,例如,列選擇電路30可以包括電連接到正常存儲(chǔ)單元的第一列選擇電路30a和電連接到otp存儲(chǔ)單元的第二列選擇電路30b。類似地,讀/寫電路40可以包括電連接到正常存儲(chǔ)單元的第一讀/寫電路40a和電連接到otp存儲(chǔ)單元的第二讀/寫電路40b。

更詳細(xì)地說(shuō),例如,第一列選擇電路30a可以通過(guò)第一位線連接到正常單元陣列10a并且可以被構(gòu)造成解碼從外側(cè)傳輸?shù)牡刂沸畔?,并基于被解碼的地址信息選擇多條第一位線中的一條。被第一列選擇電路30a選擇的第一位線可以連接到第一讀/寫電路40a。第二列選擇電路30b可以通過(guò)第二位線連接到otp單元陣列10b,并可以構(gòu)造成解碼從外側(cè)傳輸?shù)牡刂沸畔?,并基于被解碼的地址信息選擇多條第二位線中的一條。被第二列選擇電路30b選擇的第二位線可以連接到第二讀/寫電路40b。

在控制邏輯50的控制下,第一讀/寫電路40a可以被構(gòu)造成提供第一位線偏壓,用于訪問(wèn)正常存儲(chǔ)單元中的被選擇的一個(gè)。例如,第一讀/寫電路40a可以被構(gòu)造成向被選擇的第一位線提供第一位線電壓,并在此,第一位線電壓可以用于在正常存儲(chǔ)單元的選擇的一個(gè)上執(zhí)行讀或?qū)懖僮?。第一讀/寫電路40a可以包括第一寫入驅(qū)動(dòng)器和第一感測(cè)放大器。在控制邏輯50的控制下,第二讀/寫電路40b可以被構(gòu)造成提供第二位線偏壓,用于訪問(wèn)從otp存儲(chǔ)單元選擇的至少一個(gè)。例如,第二讀/寫電路40b可以被構(gòu)造成向被選擇的第二位線提供第二位線電壓,并且在此,第二位線電壓可以用于在otp存儲(chǔ)單元的被選擇一個(gè)上執(zhí)行讀或?qū)懖僮?。第二讀/寫電路40b可以包括第二寫入驅(qū)動(dòng)器和第二感測(cè)放大器。

控制邏輯50可以被構(gòu)造成響應(yīng)于從外側(cè)輸入的命令信號(hào)輸出控制信號(hào),用于控制磁性存儲(chǔ)器件。所述控制信號(hào)可以用于控制讀/寫電路40。

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的磁性存儲(chǔ)裝置的一部分的電路圖。

參照?qǐng)D2,磁性存儲(chǔ)器件可以包括多個(gè)字線wl、多個(gè)位線、存儲(chǔ)單元陣列10、第一周邊電路pc1和第二周邊電路pc2。存儲(chǔ)單元陣列10可以包括依次在第一方向d1上布置的第一存儲(chǔ)單元陣列10a和第二存儲(chǔ)單元陣列10b。第一存儲(chǔ)單元陣列10a可以對(duì)應(yīng)于圖1的正常單元陣列10a,而第二存儲(chǔ)單元陣列10b可以對(duì)應(yīng)于圖1的otp單元陣列10b。在此,第一方向d1可以被選擇成平行于或基本上平行于字線wl。第二方向d2可以被選擇成穿過(guò)第一方向d1或者平行于或基本平行于位線。字線wl可以在第一方向d1上延伸以穿過(guò)第一存儲(chǔ)單元陣列10a和第二存儲(chǔ)單元陣列10b。位線可以布置成穿過(guò)字線wl。位線可以包括連接到第一存儲(chǔ)單元陣列10a的第一位線bl1和連接到第二存儲(chǔ)單元陣列10b的第二位線bl2。

第一存儲(chǔ)單元陣列10a可以包括第一存儲(chǔ)單元mc1。第一存儲(chǔ)單元mc1可以被二維或三維布置。所述第一存儲(chǔ)單元mc1可以設(shè)置在字線wl和第一位線bl1之間并連接到字線wl和第一位線bl1。第一存儲(chǔ)單元mc1可以對(duì)應(yīng)于參照?qǐng)D1描述的正常存儲(chǔ)單元。第二存儲(chǔ)單元陣列10b可以包括第二存儲(chǔ)單元mc2。第二存儲(chǔ)單元mc2可以被二維或三維布置。第二存儲(chǔ)單元mc2可以設(shè)置在字線wl和第二位線bl2之間并連接到字線wl和第二位線bl2。第二存儲(chǔ)單元mc2可以對(duì)應(yīng)于參照?qǐng)D1描述的otp存儲(chǔ)單元。多個(gè)第一存儲(chǔ)單元mc1和多個(gè)第二存儲(chǔ)單元mc2可以共同連接到每個(gè)位線wl。而且,構(gòu)成每列的多個(gè)第一存儲(chǔ)單元mc1可以分別連接到不同一條字線wl上并可以共享相對(duì)應(yīng)的一條第一位線bl1。類似地,構(gòu)成每列的多個(gè)第二存儲(chǔ)單元mc2可以分別連接到不同一條字線wl并可以共享相對(duì)應(yīng)一條第二位線bl2。

每個(gè)第一存儲(chǔ)單元mc1可以包括第一存儲(chǔ)元件me1和第一選擇元件se1。第一存儲(chǔ)元件me1可以設(shè)置在第一位線bl1和第一選擇元件se1之間并連接到第一位線bl1和第一選擇元件se1,且第一選擇元件se1可以設(shè)置在第一存儲(chǔ)元件me1和字線wl之間并連接到第一存儲(chǔ)元件me1和字線wl。第一存儲(chǔ)元件me1可以是可變阻抗器件,其阻抗可以通過(guò)施加于其上的電脈沖而切換到至少兩個(gè)狀態(tài)中的一個(gè)。在至少一些示例實(shí)施方式中,第一存儲(chǔ)元件me1可以具有分層結(jié)構(gòu),其電阻可以通過(guò)利用穿過(guò)它的電流的自旋轉(zhuǎn)移過(guò)程而變化。例如,第一存儲(chǔ)元件me1可以具有分層結(jié)構(gòu),該分層結(jié)構(gòu)被構(gòu)造成呈現(xiàn)磁阻特性,并可以包括至少一個(gè)鐵磁材料和/或至少一個(gè)反鐵磁性材料。在至少一些示例實(shí)施方式中,第一存儲(chǔ)元件me1可以包括磁隧道結(jié)。

第一選擇元件se1可以被構(gòu)造成控制穿過(guò)第一存儲(chǔ)元件me1的電荷的電流流動(dòng)。例如,第一選擇元件se1可以是二極管、pnp偶極晶體管、npn偶極晶體管、nmos(n溝道金屬氧化物半導(dǎo)體)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(fet)和pmos(p溝道金屬氧化物半導(dǎo)體)fet中的一種。在第一選擇元件se1是三端子開關(guān)器件(例如,偶極晶體管或mosfet)的情況下,另外的線(例如,源極線)(未示出)可以連接到第一選擇元件se1。將參照?qǐng)D3、4a和4b更加詳細(xì)描述第一存儲(chǔ)單元mc1的示例實(shí)施方式。

第二存儲(chǔ)單元mc2可以設(shè)置成具有類似于第一存儲(chǔ)單元mc1或與第一存儲(chǔ)單元mc1相同的結(jié)構(gòu)。例如,第二存儲(chǔ)單元mc2中的每一個(gè)可以包括第二存儲(chǔ)元件me2和第二選擇元件se2,該第二存儲(chǔ)元件設(shè)置成磁隧道結(jié)的形式,并且第二選擇元件se2被構(gòu)造成具有與第一選擇元件se1基本相同的結(jié)構(gòu)。但是,一些第二存儲(chǔ)元件me2可以處于熔斷狀態(tài)(blownstate),而其他的可以處于非熔斷狀態(tài)(un-blownstate)。在此,熔斷狀態(tài)意味著在每個(gè)第二存儲(chǔ)元件me2的兩個(gè)磁性層之間形成短路。例如,在執(zhí)行單次編程操作以向兩個(gè)磁性層施加高于擊穿電壓的電壓的情況下,在隧道屏障層內(nèi)會(huì)發(fā)生介電擊穿現(xiàn)象,且由此第二存儲(chǔ)元件me2可以成為熔斷狀態(tài)。隧道屏障層的介電擊穿現(xiàn)象可以是不可逆的,并且熔斷磁隧道結(jié)的電阻抗可以小于非熔斷磁隧道結(jié)的電阻抗??傊?,由于一些第二存儲(chǔ)元件me2可以設(shè)定為不可逆阻抗?fàn)顟B(tài),第二存儲(chǔ)單元陣列10b可以用于實(shí)現(xiàn)otp存儲(chǔ)器件。下面,為了簡(jiǎn)明的緣故,其第二存儲(chǔ)元件me2處于非熔斷狀態(tài)的第二存儲(chǔ)單元mc2將稱為第一子單元(例如,圖5a的mc2_1),而其第二存儲(chǔ)元件me2處于熔斷狀態(tài)的第二存儲(chǔ)單元mc2將稱為第二子單元(例如,圖5b的mc2_2)。將參照?qǐng)D5a和5b更加詳細(xì)描述第一和第二子單元mc2_1和mc2_2的示例實(shí)施方式。

每個(gè)第一存儲(chǔ)單元mc1可以通過(guò)相對(duì)應(yīng)一個(gè)第一位線bl1連接到第一周邊電路pc1,且每個(gè)第二存儲(chǔ)單元mc2可以通過(guò)相應(yīng)一個(gè)第二位線bl2連接到第二周邊電路pc2。第一周邊電路pc1可以包括圖1的第一列選擇電路30a和/或第一讀/寫電路40a。第二周邊電路pc2可以包括圖1的第二列選擇電路30b和/或第二讀/寫電路40b。根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的至少一些示例實(shí)施方式,第一周邊電路pc1可以包括第一周邊晶體管,它們是低壓晶體管。第二周邊電路pc2可以包括第二周邊晶體管,且至少一個(gè)第二周邊晶體管可以是高壓晶體管,其閾值電壓高于第一周邊晶體管的閾值電壓。這使得有可能允許高壓更穩(wěn)定施加到一些第二存儲(chǔ)單元mc2上,所述第二存儲(chǔ)單元利用第二子單元mc2_2實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)讀取操作在第一存儲(chǔ)單元陣列10a上執(zhí)行時(shí),一些第一存儲(chǔ)單元mc1可以用作基準(zhǔn)單元。類似地,當(dāng)讀取操作在第二存儲(chǔ)單元陣列10b上執(zhí)行時(shí),一些第二存儲(chǔ)單元mc2可以用作基準(zhǔn)單元。下面,第一存儲(chǔ)單元陣列10a的基準(zhǔn)單元將被稱為第一基準(zhǔn)單元rc1,而第二存儲(chǔ)單元陣列10b的基準(zhǔn)單元將被稱為第二基準(zhǔn)單元rc2。

在至少一些示例實(shí)施方式中,第一基準(zhǔn)單元rc1可以設(shè)置在相鄰一對(duì)字線wl和穿過(guò)它們的其中一條第一位線bl1之間并連接到所述相鄰的一對(duì)字線wl和所述其中一條第一位線bl1。例如,第一基準(zhǔn)單元rc1可以包括與第一位線bl1并聯(lián)的一對(duì)第一存儲(chǔ)元件,以及分別串聯(lián)該對(duì)第一存儲(chǔ)元件的一對(duì)第一選擇元件se1。但是,本發(fā)明構(gòu)思不應(yīng)局限于此。第一基準(zhǔn)單元rc1可以設(shè)置成多個(gè)。例如,多個(gè)第一基準(zhǔn)單元rc1可以設(shè)置在相鄰一對(duì)字線wl和穿過(guò)它們的第一位線bl1之間并連接到所述相鄰的一對(duì)字線wl和所述第一位線bl1。第一基準(zhǔn)單元rc1的示例實(shí)施方式將參照?qǐng)D6再次描述。

第二基準(zhǔn)單元rc2可以利用第二子單元mc2_2實(shí)現(xiàn)。換句話說(shuō),例如,第二基準(zhǔn)單元rc2可以包括處于熔斷狀態(tài)的第二存儲(chǔ)元件me2。第二基準(zhǔn)單元rc2可以設(shè)置成多個(gè),且多個(gè)第二基準(zhǔn)單元rc2可以沿著第二方向d2布置,由此構(gòu)成列。構(gòu)成每一列的多個(gè)第二基準(zhǔn)單元rc2可以連接到不同一個(gè)字線wl上并可以共享相應(yīng)一個(gè)第二位線bl2。第二基準(zhǔn)單元rc2將參照?qǐng)D7a再次描述。

圖3是示意性示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些實(shí)施方式的第一存儲(chǔ)單元的視圖。

參照?qǐng)D3,第一存儲(chǔ)單元mc1可以包括作用為存儲(chǔ)器件的第一磁隧道結(jié)mtj1和作為選擇元件的第一選擇晶體管se1。第一選擇晶體管se1的柵電極可以連接到相應(yīng)一個(gè)字線wl,第一選擇晶體管se1的源電極可以連接到相應(yīng)一個(gè)源極線sl,且第一選擇晶體管se1的漏電極可以通過(guò)第一磁隧道結(jié)mtj1連接到相應(yīng)一個(gè)第一位線bl1。

第一磁隧道結(jié)mtj1可以包括被釘扎層pl、自由層fl和夾置于其間的隧道屏障層tbl。被釘扎層pl可以被構(gòu)造成具有固定磁化方向,且自由層fl可以構(gòu)造成具有可切換磁化方向(例如,與被釘扎層pl的磁化方向平行或逆平行)。第一磁隧道結(jié)mtj1可以具有電阻抗,該電阻抗取決于被釘扎層pl和自由層fl的相對(duì)磁化方向。在第一磁隧道結(jié)mtj1的被釘扎層pl和自由層fl具有彼此平行的磁化方向的情況下,第一磁隧道結(jié)mtj1可以具有低阻抗?fàn)顟B(tài)(例如,具有第一阻抗r1)或者對(duì)應(yīng)于第一數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)‘0’的狀態(tài)。可替代的,在第一磁隧道結(jié)mtj1的被釘扎層pl和自由層fl具有彼此逆平行的磁化方向的狀態(tài)下,第一磁隧道結(jié)mtj1可以具有高阻抗?fàn)顟B(tài)(例如,具有第二阻抗r2)或者對(duì)應(yīng)于第二數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)‘1’的狀態(tài)。例如,第一阻抗r1可以是大約10kω,而第二阻抗r2可以是大約40kω。

當(dāng)在第一存儲(chǔ)單元mc1上執(zhí)行寫入操作時(shí),開啟電壓可以施加到字線wl上,且第一寫入電壓可以施加到第一磁隧道結(jié)mtj1的兩個(gè)端部之間。取決于施加到第一磁隧道結(jié)mtj1上的第一寫入電壓的極性,第一寫入電流iw1或第二寫入電流iw2可以流過(guò)第一磁隧道結(jié)mtj1。第一寫入電流iw1可以在從第一位線bl1向源極線sl的方向上流過(guò)第一磁隧道結(jié)mtj1,且第二寫入電流iw2可以在從源極線sl到第一位線bl1的方向上流過(guò)第一磁隧道結(jié)mtj1。自由層fl的磁化方向可以利用構(gòu)成寫入電流的電荷的自旋扭矩現(xiàn)象來(lái)改變。總之,通過(guò)改變穿過(guò)第一磁隧道結(jié)mtj1的寫入電流的方向,有可能可逆地將第一存儲(chǔ)單元mc1的電阻抗改變成第一和第二阻抗r1和r2中的一個(gè),并由此,第一存儲(chǔ)單元mc1可以作用為正常存儲(chǔ)單元,其數(shù)據(jù)可以變化若干次。

如圖3所示,自由層fl和被釘扎層pl可以分別連接到第一位線bl1和第一選擇晶體管se1,但是本發(fā)明構(gòu)思不應(yīng)局限于此。在至少一些示例實(shí)施方式中,雖然未示出,被釘扎層pl可以連接到第一位線bl1,且自由層fl可以連接到第一選擇晶體管se1。下面,將參照?qǐng)D4a和4b更詳細(xì)描述第一磁隧道結(jié)mtj1。

圖4a和4b是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的第一磁隧道結(jié)的兩種不同類型的示意圖。

第一磁隧道結(jié)mtj1的電阻抗可以取決于被釘扎層pl和自由層fl的相對(duì)磁化方向。例如,第一磁隧道結(jié)mtj1的電阻抗可以在被釘扎層pl和自由層fl的磁化方向彼此逆平行時(shí)可以大于(例如,遠(yuǎn)大于或相當(dāng)大于)當(dāng)它們彼此平行時(shí)的。結(jié)果,第一磁隧道結(jié)mtj1的電阻抗可以通過(guò)改變自由層fl的磁化方向來(lái)控制,并且這可以用作根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的磁性存儲(chǔ)器件中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)機(jī)制。

參照?qǐng)D4a,被釘扎層pl和自由層fl可以被構(gòu)造成具有面內(nèi)磁化結(jié)構(gòu),例如,它們中的每一個(gè)可以是或包括至少一個(gè)磁化層,其磁化方向基本上平行于隧道屏障層tbl的頂表面。在這種情況下,被釘扎層pl可以包括包含反鐵磁性材料的層和包含鐵磁材料的另一層。在至少一些示例實(shí)施方式中,包含反鐵磁性材料的層可以包括ptmn、irmn、mno、mns、mnte、mnf2、fecl2、feo、cocl2、coo、nicl2、nio和cr中的至少一種。在至少一些示例實(shí)施方式中,包含反鐵磁性材料的層可以包括貴重金屬中的至少一種。所述貴重金屬可以包括釕(ru)、銠(rh)、鈀(pd)、鋨(os)、銥(ir)、鉑(pt)、金(au)或銀(ag)。相反,包含鐵磁材料的層可以包括cofeb、fe、co、ni、gd、dy、cofe、nife、mnas、mnbi、mnsb、cro2、mnofe2o3、feofe2o3、niofe2o3、cuofe2o3、mgofe2o3、euo和y3fe5o12中的至少一種。

自由層fl可以被構(gòu)造成具有可變化或可切換的磁化方向。自由層fl可以包括鐵磁材料。作為示例,自由層fl可以包括feb、fe、co、ni、gd、dy、cofe、nife、mnas、mnbi、mnsb、cro2、mnofe2o3、feofe2o3、niofe2o3、cuofe2o3、mgofe2o3、euo和y3fe5o12中的至少一種。

自由層fl可以包括多個(gè)層。作為示例,自由層fl可以包括多個(gè)鐵磁層和夾置在鐵磁層之間的非磁性層。在這種情況下,鐵磁層和非磁性層可以構(gòu)成合成反鐵磁結(jié)構(gòu)。合成反鐵磁結(jié)構(gòu)的存在可以允許磁性存儲(chǔ)器件具有減小的臨界電流密度和/或改善的熱穩(wěn)定性。

隧道屏障層tbl可以包括鎂氧化物、鈦氧化物、鋁氧化物、鎂鋅氧化物、鎂硼氧化物、鈦氮化物和釩氮化物中的至少一種。作為示例,隧道屏障層tbl可以是單層的鎂氧化物(mgo)。可替代的,隧道屏障層tbl可以包括多個(gè)層。隧道屏障層tbl可以利用化學(xué)氣相沉積(cvd)工藝形成。

參照?qǐng)D4b,被釘扎層pl和自由層fl可以構(gòu)造成具有垂直磁化結(jié)構(gòu);例如,它們中的每一個(gè)可以是或包括至少一個(gè)磁性層,該磁性層的磁化方向正交或基本上正交于隧道屏蔽層tbl的頂表面。在至少一些示例實(shí)施方式中,被釘扎層和自由層中的每一個(gè)可以包括具有l(wèi)10晶體結(jié)構(gòu)的材料、具有密排六方(hcp)結(jié)構(gòu)的材料、和不定形稀土過(guò)渡金屬(re-tm)合金中的至少一種。作為示例,被釘扎層pl和自由層fl中的每一個(gè)可以包括至少一種l10材料,如fe50pt50、fe50pd50、co50pt50、co50pd50和fe50ni50。在至少一些示例實(shí)施方式中,被釘扎層pl和自由層fl中每一個(gè)可以包括無(wú)序hcp鈷-鉑(copt)合金和有序hcpco3pt合金中的至少一種,所述無(wú)序hcp鈷鉑合金包含大約10%到大約45%原子數(shù)的鉑。在至少一些示例實(shí)施方式中,被釘扎層pl和自由層和fl中的每一個(gè)可以包括至少一個(gè)無(wú)定形re-tm合金和至少一個(gè)稀土金屬,所述無(wú)定形re-tm合金包含鐵(fe)、鈷(co)、和鎳(ni)中的至少一種,所述稀土金屬諸如是鋱(tb)、鏑(dy)和釕(gd)。

所述被釘扎層pl和自由層fl中的至少一個(gè)可以包括具有界面垂直磁各向異性的材料。界面垂直磁各向異性可以指垂直磁化現(xiàn)象,這可以在磁性層設(shè)置在另一層附近或與該另一層接觸時(shí),在具有固有面內(nèi)磁化特性的磁性層的界面處看到。在此,術(shù)語(yǔ)“固有面內(nèi)磁化特性”將用于意味著當(dāng)沒有外部磁場(chǎng)施加于其上時(shí)磁性層的磁化方向平行于或基本上平行于其縱向方向取向。例如,在具有固有面內(nèi)磁化特性的磁性層形成在基板上并且沒有外部磁場(chǎng)施加于其上的情況下,磁性層的磁化方向可以平行于或基本上平行于基板的頂表面取向。

作為示例,被釘扎層pl和自由層fl中的每一個(gè)可以包括鈷(co)、鐵(fe)和鎳(ni)中的至少一種。另外,被釘扎層pl和自由層fl中的每一個(gè)可以進(jìn)一步包括非磁性材料中的至少一種,該非磁性材料包括硼(b)、鋅(zn)、鋁(al)、鈦(ti)、釕(ru)、鉭(ta)、硅(si)、銀(ag)、金(au)、銅(cu)、碳(c)和氮(n)。作為示例,被釘扎層pl和自由層fl中的每一個(gè)可以包括cofe或nife的層,其中加入硼(b)。此外,被釘扎層pl和自由層fl中的至少一個(gè)可以進(jìn)一步包括鈦(ti)、鋁(al)、鎂(mg)、鉭(ta)和硅(si)中的至少一種,以降低其飽和磁化。

圖5a和5b是示意性示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的第一子單元和第二子單元的視圖。

參照?qǐng)D5a,第一子單元mc2-1可以包括作用為存儲(chǔ)器件的第二磁隧道結(jié)mtj2和作用為選擇元件的第二選擇晶體管se2。第二選擇晶體管se2的柵電極可以連接到相對(duì)應(yīng)一個(gè)字線wl,第二選擇晶體管se2的源電極可以連接到相對(duì)應(yīng)一個(gè)源極線sl,而第二選擇晶體管se2的漏電極可以通過(guò)第二磁隧道結(jié)mtj2連接到相對(duì)應(yīng)一個(gè)第二位線bl2。第二磁隧道結(jié)mtj2可以包括被釘扎層pla、自由層fla和夾置在其間的隧道屏蔽層tbla。所述第二磁隧道結(jié)mtj2的被釘扎層pla、自由層fla和隧道屏障層tbla可以由與第一磁隧道結(jié)mtj1的被釘扎層pl、自由層fl和隧道屏障層tbl相同或基本上相同的材料形成。換句話說(shuō),例如,第二磁隧道結(jié)mtj2可以是或包括可變阻抗器件,其阻抗可以通過(guò)施加到其上的電脈沖切換為至少兩個(gè)狀態(tài)中的一個(gè)。

參照?qǐng)D5b,第二子單元mc2-2可以與第一子單元mc2-1類似或基本上相同,除了第三磁隧道結(jié)mtj3用作其存儲(chǔ)器件。第三磁隧道結(jié)mtj3可以包括被釘扎層pla、自由層fla和夾置在其間的隧道屏障層tbla1。第三磁隧道結(jié)mtj3的被釘扎層pla、自由層fla和隧道屏障層tbla1可以由與第一磁隧道結(jié)mtj1的被釘扎層pl、自由層fl和隧道屏障層tbl和/或第二磁隧道結(jié)mtj2的被釘扎層pla、自由層fla和隧道屏障層tbla相同或基本上相同的材料形成。在此,隧道屏障層tbla1可以處于介電擊穿狀態(tài)或在熔斷狀態(tài)下。于是,第三磁隧道結(jié)mtj3可以具有不可逆阻抗。

根據(jù)至少一些示例實(shí)施方式,單次編程操作可以被執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)otp存儲(chǔ)單元。在單次編程操作中,第二寫入電壓可以施加到利用第一子單元mc2-1實(shí)現(xiàn)的第二存儲(chǔ)單元mc2中的一些,且第三寫入電壓可以施加到利用第二子單元mc2-2實(shí)現(xiàn)的第二存儲(chǔ)單元mc2中的其他。換句話說(shuō),例如,第二寫入電壓可以施加到第二次隧道結(jié)mtj2的兩個(gè)端部上,且第三寫入電壓可以施加到第三磁隧道結(jié)mtj3的兩個(gè)端部上。在此,第二寫入電壓可以與施加到第一磁隧道結(jié)mtj1的兩個(gè)端部上的第一寫入電壓相同或基本上相同,但是第三寫入電壓可以大于(例如遠(yuǎn)大于或相當(dāng)大于)第一寫入電壓。例如,第三寫入電壓可以被選擇成大于第三磁隧道結(jié)mtj3的擊穿電壓。于是,第三磁隧道結(jié)mtj3的隧道屏障層tbla1可以被擊穿。同時(shí),在第二存儲(chǔ)單元mc2上的編程操作可以在封裝磁性存儲(chǔ)器件的工藝之前事先執(zhí)行。第二磁隧道結(jié)mtj2可以被編程,以取決于第二寫入電壓的方向(例如,穿過(guò)第二磁隧道結(jié)mtj2的寫入電流的方向)而具有第一和第二阻抗r1和r2中的一個(gè)。但是,在隨后的熱處理(例如,封裝工藝和/或退火工藝)在磁性存儲(chǔ)器件上執(zhí)行的情況下,第二磁隧道結(jié)mtj2的阻抗可以被改變。例如,第二磁隧道結(jié)mtj2的最終阻抗可以具有在第一和第二阻抗r1和r2之間的第三阻抗r3。

作為上述單次編程操作的結(jié)果,第二磁隧道結(jié)mtj2可以具有對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)’1’狀態(tài)或第二數(shù)據(jù)的第三阻抗r3。在此,第三阻抗r3可以在第一阻抗r1和第二阻抗r2之間。熔斷狀態(tài)下的第三磁隧道結(jié)mtj3可以具有小于(例如,遠(yuǎn)小于或相當(dāng)小于)第一阻抗r1并對(duì)應(yīng)于數(shù)據(jù)’0’狀態(tài)或第一數(shù)據(jù)的第四阻抗r4。例如,第四阻抗r4可以小于或等于大約1kω。

圖6是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的第一存儲(chǔ)單元的示例讀取操作的示意性電路圖。

被選擇的第一存儲(chǔ)單元mc1的數(shù)據(jù)可以從被選擇的第一存儲(chǔ)單元mc1和第一基準(zhǔn)單元rc1之間的電阻抗的差確定。參照?qǐng)D6,第一基準(zhǔn)單元rc1可以包括分別并聯(lián)到第一位線bl1的一對(duì)第一磁隧道結(jié)mtj1和串聯(lián)到一對(duì)第一磁隧道結(jié)mtj1的一對(duì)第一選擇晶體管se1。分別連接到第一基準(zhǔn)單元rc1的第一選擇晶體管se1的源極線sl可以彼此電連接。在至少一些示例實(shí)施方式中,第一基準(zhǔn)單元rc1的第一選擇晶體管se1可以具有共享一條源極線sl的源電極。

在讀取操作之前,第一基準(zhǔn)單元rc1的第一磁隧道結(jié)mtj1可以被編程以具有彼此不同的阻抗。例如,第一基準(zhǔn)單元rc1的其中一個(gè)第一磁隧道結(jié)mtj1可以被編程以具有第一阻抗r1,而另一個(gè)可以被編程以具有第二阻抗r2。在這種情況下,第一基準(zhǔn)單元rc1可以具有大約(r1+r2)/2的阻抗。額外的編程操作可以在選擇的第一存儲(chǔ)單元mc1上執(zhí)行,以在選擇的第一存儲(chǔ)單元mc1內(nèi)存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于第一阻抗r1或第二阻抗r2的數(shù)據(jù)。

在讀取操作中,第一讀取電流ir1可以被施加以流過(guò)選擇的第一存儲(chǔ)單元mc1的第一磁隧道結(jié)mtj1,同時(shí)導(dǎo)通電壓施加到選擇的第一存儲(chǔ)單元mc1的字線wl。第二讀取電流ir2_1和ir2_2可以被施加以流過(guò)第一基準(zhǔn)單元rc1的第一磁隧道結(jié)mtj1,同時(shí)導(dǎo)通電壓施加到第一基準(zhǔn)單元rc1的字線wl。第一感測(cè)放大器sa1可以被構(gòu)造成感測(cè)和放大第一存儲(chǔ)單元mc1和第一基準(zhǔn)單元rc1的阻抗之間的差,所述阻抗分別與第一讀取電流ir1和第二讀取電流ir2_1和ir2_2關(guān)聯(lián),并且通過(guò)第一感測(cè)放大器sa1獲得的結(jié)果可以用于確定在選擇的第一存儲(chǔ)單元mc1內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的狀態(tài)。在至少一些示例實(shí)施方式中,第一感測(cè)放大器sa1可以是參照?qǐng)D2描述的第一周邊電路pc1的一部分。

在選擇的第一存儲(chǔ)單元mc1的第一磁隧道結(jié)mtj1的自由層fl和被釘扎層pl具有彼此平行的磁化方向的情況下,被選擇的第一存儲(chǔ)單元mc1可以被解釋為處于數(shù)據(jù)’0’狀態(tài)。可替代的,在選擇的第一存儲(chǔ)單元mc1的第一磁隧道結(jié)mtj1的自由層fl和被釘扎層pl具有彼此逆平行的磁化方向的情況下,選擇的第一存儲(chǔ)單元mc1可以被解釋為處于數(shù)據(jù)’1’狀態(tài)。

圖7a和7b是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的第二存儲(chǔ)單元的示例讀取操作的示意性電路圖。

參照?qǐng)D7a,第二基準(zhǔn)單元rc2可以從第二子單元mc2_2中選擇。于是,第二基準(zhǔn)單元rc2可以包括具有第四阻抗r4的第三磁隧道結(jié)mtj3。選擇的第二存儲(chǔ)單元mc2可以是第一子單元mc2-1或第二子單元mc2-2。換句話說(shuō),選擇的第二存儲(chǔ)單元mc2可以包括第二磁隧道結(jié)mtj2或第三磁隧道結(jié)mtj3。于是,被選擇的第二存儲(chǔ)單元mc2可以具有與第三阻抗r3或第四阻抗r4相同或基本上相同的電阻抗。

選擇的第二存儲(chǔ)單元mc2的數(shù)據(jù)可以從選擇的第二存儲(chǔ)單元mc2和第二基準(zhǔn)單元rc2之間的電阻抗的差來(lái)確定。在此,為了增加感測(cè)裕量,第二基準(zhǔn)單元rc2可以被構(gòu)造成使得它的電阻抗在第四阻抗r4和第三阻抗r3之間。為此,控制電阻器rct可以設(shè)置在第二位線bl2上或在第二基準(zhǔn)單元rc2和第二感測(cè)放大器sa2之間。換句話說(shuō),例如,第二基準(zhǔn)單元rc2的第三磁隧道結(jié)mtj3可以電連接到控制電阻器rct。于是,在讀取操作中,第二基準(zhǔn)單元rc2可以具有與第三磁隧道結(jié)mtj3的第四阻抗r4和控制電阻器rct的第五阻抗r5之和相同或基本上相同(即,r4+r5)。r4+r5之和可以在第四阻抗r4和第三阻抗r3之間(例如,大約7kω)。在至少一些示例實(shí)施方式中,第二感測(cè)放大器sa2和控制電阻器rct可以是參照?qǐng)D2描述的第二周邊電路pc2的一部分。

在讀取操作中,第三讀取電流ir3可以被施加以流過(guò)選擇的第二存儲(chǔ)單元mc2的第二存儲(chǔ)元件(例如,第二或第三磁隧道結(jié)mtj2或mtj3),同時(shí)導(dǎo)通電壓施加到選擇的第二存儲(chǔ)單元mc2的字線wl。第四讀取電流ir4可以被施加以流過(guò)第二基準(zhǔn)單元rc2的第三磁隧道結(jié)mtj3和控制電阻器rct,同時(shí)導(dǎo)通電壓施加到第二基準(zhǔn)單元rc2的字線wl。第二感測(cè)放大器sa2可以被構(gòu)造成感測(cè)和放大第二存儲(chǔ)單元mc2和第二基準(zhǔn)單元rc2的阻抗之間的差,所述阻抗分別與第三讀取電流ir3和第四讀取電流ir4相關(guān)聯(lián),且由第二感測(cè)放大器sa2獲得的結(jié)果可以用于確定在選擇的第二存儲(chǔ)單元mc2內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的狀態(tài)。

當(dāng)被選擇的第二存儲(chǔ)單元mc2是第一子單元mc2-1時(shí),選擇的第二存儲(chǔ)單元mc2可以被解釋為處于數(shù)據(jù)’1’狀態(tài)??商娲?,當(dāng)選擇的第二存儲(chǔ)單元mc2是第二子單元mc2-2時(shí),選擇的第二存儲(chǔ)單元mc2可以被解釋為處于數(shù)據(jù)’0’狀態(tài)。

在至少一些示例實(shí)施方式中,第二基準(zhǔn)單元rc2的結(jié)構(gòu)可以從圖7a中所示的修改。例如,作用為存儲(chǔ)元件的第三磁隧道結(jié)mtj3可以不設(shè)置在第二基準(zhǔn)單元rc2內(nèi)。

參照?qǐng)D7b,第二基準(zhǔn)單元rc2可以包括第二選擇晶體管se2。在這種情況下,控制電阻器rct的第五阻抗r5可以在第四阻抗r4和第三阻抗r3之間。例如,控制電阻器rct的第五阻抗r5可以是大約7kω。在讀取操作中,第三讀取電流ir3可以被施加以流過(guò)選擇的第二存儲(chǔ)單元mc2的第二存儲(chǔ)元件(例如第二或第三磁隧道結(jié)mjt2或mjt3),同時(shí)導(dǎo)通電壓施加到選擇的第二存儲(chǔ)單元mc2的字線wl。第四讀取電流ir4可以被施加以流過(guò)控制電阻器rct、第二位線bl2和源極線sl,它們連接到第二基準(zhǔn)單元rc2,同時(shí)導(dǎo)通電壓施加到第二基準(zhǔn)單元rc2的字線wl上。第二感測(cè)放大器sa2可以被構(gòu)造成感測(cè)和放大第二存儲(chǔ)單元mc2和第二基準(zhǔn)單元rc2的阻抗之間的差,所述阻抗分別與第三讀取電流ir3和第四讀取電流ir4相關(guān)聯(lián),并且通過(guò)第二感測(cè)放大器sa2獲得的結(jié)果可以用于確定在選擇的第二存儲(chǔ)單元mc2內(nèi)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的狀態(tài)。

otp存儲(chǔ)器件可以用于修復(fù)半導(dǎo)體器件。例如,otp存儲(chǔ)器件可以用于存儲(chǔ)關(guān)于半導(dǎo)體器件的操作特性的信息,該操作特性是通過(guò)在半導(dǎo)體器件上執(zhí)行測(cè)試工藝而獲得,并且在otp存儲(chǔ)器件中存儲(chǔ)的信息可以用于抑制和/或防止半導(dǎo)體器件的故障。另外,otp存儲(chǔ)器件可以用于存儲(chǔ)控制半導(dǎo)體器件所需的其他信息。例如,半導(dǎo)體器件可以被制造以具有從位置到位置改變的物理和/或操作特性,且otp存儲(chǔ)器件可以構(gòu)造成存儲(chǔ)關(guān)于半導(dǎo)體器件的這種位置變化的信息。在這樣的情況下,該信息可以用于控制半導(dǎo)體器件的存儲(chǔ)陣列。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的至少一些示例實(shí)施方式,由于存儲(chǔ)單元陣列的一部分被用于實(shí)現(xiàn)otp單元陣列,不需要形成用于otp存儲(chǔ)器件的另外區(qū)域。這使得有可能實(shí)現(xiàn)更高度集成的磁性存儲(chǔ)器件。另外,通過(guò)在作為存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)元件的磁隧道結(jié)中形成短路的方法,otp存儲(chǔ)單元可以更容易地實(shí)現(xiàn)。此外,通過(guò)單獨(dú)提供用于otp存儲(chǔ)單元的基準(zhǔn)單元和周邊電路,有可能改善和/或優(yōu)化otp存儲(chǔ)單元上的讀取/寫入操作。這使得有可能實(shí)現(xiàn)更高度可靠的磁性存儲(chǔ)器件。

圖8a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的磁性存儲(chǔ)器件的示例的平面圖。圖8b是沿著圖8a的線a-a’和b-b’截取的剖面圖。圖8c是沿著圖8a的線c-c’、d-d’和e-e’截取的剖面圖。

參照?qǐng)D8a至8c,可以制備包括單元陣列區(qū)域cr和周邊電路區(qū)域pr的基板100?;?00可以是硅晶片、鍺鏡片和/或硅-鍺鏡片,但是本發(fā)明構(gòu)思不局限于此。單元陣列區(qū)域cr可以包括第一單元陣列區(qū)域cr1和第二單元陣列區(qū)域cr2。圖2的第一存儲(chǔ)單元陣列10a可以設(shè)置在第一單元陣列區(qū)域cr1上,而圖2的第二存儲(chǔ)單元陣列10b可以設(shè)置在第二單元陣列區(qū)域cr2上。周邊電路區(qū)域pr可以包括第一周邊電路區(qū)域pr1和第二周邊電路區(qū)域pr2。圖2的第一周邊電路pc1可以設(shè)置在第一周邊電路區(qū)域pr1上,而圖2的第二周邊電路pc2可以設(shè)置在第二周邊電路區(qū)域pr2上。

器件隔離圖案102可以設(shè)置在基板100中。第一和第二單元陣列區(qū)域cr1和cr2的器件隔離圖案102可以限定有源線圖案alp。第一和第二單元陣列區(qū)域cr1和cr2的器件隔離圖案102和有源線圖案alp可以在第一方向d1上布置。當(dāng)在平面圖觀察時(shí),第一和第二單元陣列區(qū)域cr1和cr2的器件隔離圖案102和有源線圖案alp可以在穿過(guò)第一方向d1的第二方向d2上延伸。有源線圖案alp可以被摻雜以具有第一導(dǎo)電類型。

第一周邊有源部分pa1和第二周邊有源部分pa2可以通過(guò)器件隔離圖案102限定,所述器件隔離圖案分別設(shè)置在第一和第二周邊電路區(qū)域pr1和pr2上。第一周邊有源部分pa1和第二周邊有源部分pa2可以被摻雜以具有第一導(dǎo)電類型和與第一導(dǎo)電類型不同的第二導(dǎo)電類型。

在第一和第二單元陣列區(qū)域cr1和cr2上,隔離凹陷區(qū)域104可以設(shè)置成穿過(guò)有源線圖案alp和器件隔離圖案102。當(dāng)在平面圖中觀察時(shí),隔離凹陷區(qū)域104可以在第一方向d1上延伸并可以成形為類似溝槽。隔離凹陷區(qū)域104可以將每個(gè)有源線圖案alp分成多個(gè)單元有源部分ca。單元有源部分ca可以是有源線圖案alp的多個(gè)部分,所述多個(gè)部分定位在隔離凹陷區(qū)域104之間。換句話說(shuō),例如,每個(gè)單元有源部分ca可以通過(guò)相鄰對(duì)的器件隔離圖案102和相鄰對(duì)的隔離凹陷區(qū)域104來(lái)限定。當(dāng)在平面圖中觀察時(shí),單元有源部分ca可以是在第一方向d1和第二方向d2上二維布置。

至少一個(gè)柵極凹陷區(qū)域103可以設(shè)置成穿過(guò)多個(gè)單元有源部分ca,其在第一方向d1上布置。柵極凹陷區(qū)域103可以平行于或基本上平行于隔離凹陷區(qū)域104延伸。在至少一些示例實(shí)施方式中,至少一對(duì)柵極凹陷區(qū)域103可以設(shè)置成穿過(guò)在第一方向d1上設(shè)置的單元有源部分ca。在這種情況下,一對(duì)單元晶體管可以分別形成在單元有源部分ca上。第一單元陣列區(qū)域cr1的單元晶體管可以對(duì)應(yīng)于參照?qǐng)D2和3描述的第一選擇晶體管se1,且第二單元陣列區(qū)域cr2的單元晶體管可以對(duì)應(yīng)于參照?qǐng)D2、5a和5b描述的第二選擇晶體管se2。

柵極凹陷區(qū)域103可以具有底表面,該底表面定位在與隔離凹陷區(qū)域104的底表面相同或基本相同的高度上。柵極凹陷區(qū)域103和隔離凹陷區(qū)域104的底表面可以定位在比第一和第二單元陣列區(qū)域cr1和cr2的器件隔離圖案102的底表面更高的高度處。

字線wl可以分別設(shè)置在柵極凹陷區(qū)域103內(nèi)。單元柵極介電層105可以設(shè)置在字線wl和每個(gè)柵極凹陷區(qū)域103的內(nèi)表面之間。由于字線wl設(shè)置在柵極凹陷區(qū)域103內(nèi),字線wl可以是在第一方向d1上或平行于柵極凹陷區(qū)域103延伸的線形結(jié)構(gòu)。單元晶體管可以包括字線wl和被柵極凹陷區(qū)域103凹陷的溝道區(qū)域。

隔離線il可以分別設(shè)置在隔離凹陷區(qū)域104內(nèi)。隔離柵極介電層106可以設(shè)置在隔離線il和每個(gè)隔離凹陷區(qū)域104的內(nèi)表面之間。隔離線il也可以是在第一方向d1上延伸的線形結(jié)構(gòu)。

單元蓋圖案108可以分別設(shè)置在字線wl和隔離線il上。單元蓋圖案108可以設(shè)置在柵極和隔離凹陷區(qū)域103和104內(nèi)。單元蓋圖案108可以具有頂表面,該頂表面與基板100的頂表面共面或基本上共面。

當(dāng)磁性存儲(chǔ)器件操作時(shí),隔離電壓可以施加到隔離線il上。隔離電壓可以被選擇以抑制和/或防止溝道區(qū)域形成在隔離線il或隔離凹陷區(qū)域104之下。換言之,例如,通過(guò)向隔離線il施加隔離電壓,在隔離線il之下的隔離溝道區(qū)域可以處于非導(dǎo)電狀態(tài)。于是,單元有源部分ca可以彼此電分離。在有源線圖案alp是p型的情況下,隔離電壓可以是接地電壓或者負(fù)電壓。

字線wl可以包括例如摻雜的半導(dǎo)體材料(例如,摻雜的硅)、金屬材料(例如,鎢、鋁、鈦和/或鉭)、導(dǎo)電金屬氮化物(例如,鈦氮化物、鉭氮化物和/或鎢氮化物)和金屬半導(dǎo)體化合物(例如,金屬硅化物)中的至少一種。在至少一些示例實(shí)施方式中,隔離線il可以由與字線wl相同或基本上相同的材料形成。單元和隔離柵極介電層105和106可以由例如硅氧化物、硅氮化物、硅氮氧化物和/或包括絕緣金屬氧化物(例如,鉿氧化物或鋁氧化物)的高k介電材料形成或者包含這些材料。單元蓋圖案108可以由硅氧化物、硅氮化物、和硅氮氧化物中的至少一種形成或包括硅氧化物、硅氮化物、和硅氮氧化物中的至少一種。

第一和第二雜質(zhì)區(qū)域111和112可以設(shè)置在單元有源部分ca內(nèi)并且在字線wl之間或字線wl和隔離線il之間。例如,第一雜質(zhì)區(qū)域111可以形成在單元有源部分ca內(nèi)在字線wl之間,且第二雜質(zhì)區(qū)域112可以形成在單元有源部分ca內(nèi)在字線wl和隔離線il之間。于是,第一雜質(zhì)區(qū)域111可以由一對(duì)單元晶體管分享,所述一對(duì)單元晶體管在每個(gè)單元有源部分ca上。第一和第二雜質(zhì)區(qū)域111和112可以對(duì)應(yīng)于單元晶體管的源極/漏極區(qū)域。第一和第二雜質(zhì)區(qū)域111和112可以被摻雜,以具有第二導(dǎo)電類型。第一和第二導(dǎo)電類型中的一個(gè)可以是n型,而另一個(gè)可以是p型。

第一周邊柵極介電層114a、第一周邊柵電極116a和第一周邊蓋圖案118a可以依次層疊在第一周邊電路區(qū)域pr1的第一周邊有源部分pa1上。第一周邊源極/漏極區(qū)域120a可以設(shè)置在第一周邊有源部分pa1的分別位于第一周邊柵電極116a的兩側(cè)處的分離區(qū)域中。第一周邊柵極間隔物122a可以設(shè)置在第一周邊柵電極116a的兩側(cè)壁上。第一周邊源極/漏極區(qū)域120a可以摻雜有摻雜劑,以具有與第一周邊有源部分pa1不同的導(dǎo)電類型。不同于單元晶體管,包括第一周邊柵電極116a的第一周邊晶體管可以包括平面溝道區(qū)域。換句話說(shuō),例如,第一周邊晶體管可以是平面類型的晶體管。但是,本發(fā)明構(gòu)思不局限于此。例如,在至少一些示例實(shí)施方式中,第一周邊柵電極116a可以設(shè)置成具有用于fin-fet器件的電極結(jié)構(gòu)。第一周邊晶體管可以是pmos或nmos晶體管。

第二周邊柵極介電層114b、第二周邊柵電極116a、和第二周邊蓋圖案118b可以依次層疊在第二周邊電路區(qū)域pr2的第二周邊有源部分pa2上。第二周邊源極/漏極區(qū)域120b可以設(shè)置在第二周邊有源部分pa2的分別位于第二周邊柵電極116b的兩個(gè)端部處的分離區(qū)域內(nèi)。第二周邊柵極間隔物122b可以設(shè)置在第二周邊柵電極116b的兩個(gè)側(cè)壁上。第二周邊源極/漏極區(qū)域120b可以摻雜有摻雜劑,以具有與第二周邊有源部分pa2不同的導(dǎo)電類型。具有第二周邊柵電極116b的第二周邊晶體管可以設(shè)置成具有與第一周邊晶體管相同或基本上相同的形狀。換句話說(shuō),例如,第二周邊晶體管可以設(shè)置成平面晶體管的形式。但是,本發(fā)明構(gòu)思不應(yīng)局限于此。在至少一些示例實(shí)施方式中,第二周邊柵電極116b可以具有與fin-fet器件的柵電極相同或基本上相同的結(jié)構(gòu)。第二周邊晶體管可以是pmos或nmos晶體管。

在至少一些示例實(shí)施方式中,第一周邊晶體管可以是低壓晶體管,其在低操作電壓下操作,而第二周邊晶體管可以是高壓晶體管,其在高操作電壓下操作。第二周邊晶體管可以設(shè)置成具有比第一周邊晶體管長(zhǎng)的溝道區(qū)域,并且這使得有可能抑制和/或防止在第二周邊晶體管內(nèi)發(fā)生穿通(punch-through)現(xiàn)象。例如,第二周邊柵電極116b的第二寬度w2可以大于第一周邊柵電極116a的第一寬度w1。另外,第二周邊晶體管的柵極介電層可以形成為比第一周邊晶體管厚,并且這可以使得允許第二周邊晶體管具有增大的擊穿電壓。例如,甚至在大電勢(shì)差施加到第二周邊柵電極116b和第二周邊源極/漏極區(qū)域120b之間時(shí),第二周邊晶體管的柵極介電層的擊穿可以被抑制和/或防止。換句話說(shuō),例如,第二周邊柵極介電層114b的第二厚度t2可以大于第一周邊柵極介電層114a的第一厚度t1。

第一和第二周邊柵極介電層114a和114b的每一個(gè)可以由硅氧化物層和包含金屬氧化物(例如,鉿氧化物或鋁氧化物)的高k介電層中的至少一個(gè)形成,或包括硅氧化物層和包含金屬氧化物(例如,鉿氧化物或鋁氧化物)的高k介電層中的至少一個(gè)。在至少一些示例實(shí)施方式中,第一周邊柵極介電層114a可以由相對(duì)薄的硅氧化物層形成,而第二周邊柵極介電層114b可以由相對(duì)厚的硅氧化物層形成。在至少一些示例實(shí)施方式中,第一周邊柵極介電層114a可以是單個(gè)高k介電層,而第二周邊柵極介電層114b可以是包括硅氧化物層和高k介電層的雙層。第一和第二周邊柵電極116a和116b可以由如下材料中的至少一種形成或包括如下材料中的至少一種:例如,摻雜的半導(dǎo)體材料(例如,摻雜的硅)、金屬材料(例如,鎢、鋁、鈦和/或鉭)、導(dǎo)電金屬氮化物(例如,鈦氮化物、鉭氮化物和/或鎢氮化物)和金屬-半導(dǎo)體化合物(例如,金屬硅化物)。第一和第二周邊蓋圖案118a和118b可以由硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種形成或包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種。第一和第二周邊柵極間隔物122a和122b可以由硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種形成或包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中至少一種。

阻抗圖案124可以設(shè)置在第二周邊電路區(qū)域pr2的器件隔離圖案102上。阻抗圖案124可以包括半導(dǎo)體材料。例如,阻抗圖案124可以包括硅、鍺、或硅鍺。在至少一些示例實(shí)施方式中,阻抗圖案124可以包括多晶半導(dǎo)體材料。阻抗圖案124可以摻雜有n型或p型摻雜劑,并且阻抗圖案124的電阻率可以通過(guò)改變阻抗圖案124的摻雜濃度來(lái)控制。阻抗圖案124的整個(gè)部分可以均勻地?fù)诫s有摻雜劑??商娲?,阻抗圖案124可以部分摻雜有摻雜劑。絕緣間隔物126可以設(shè)置在阻抗圖案124的側(cè)壁上,并且保護(hù)絕緣圖案128可以設(shè)置在阻抗圖案124的頂表面上。絕緣間隔物126和保護(hù)絕緣圖案128中的每一個(gè)可以由硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種形成或包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種。阻抗圖案124可以對(duì)應(yīng)于參照?qǐng)D7a和7b描述的控制電阻器rct。

第一層間介電層130可以設(shè)置在單元陣列區(qū)域cr和周邊電路區(qū)域pr的基板100上。第一周邊電路區(qū)域pr1的第一層間介電層130可以覆蓋第一周邊晶體管,且第二周邊電路區(qū)域pr2的第一層間介電層130可以覆蓋第二周邊晶體管和阻抗圖案124。第一層間介電層130可以由硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種形成或包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種。源極線sl可以設(shè)置成穿過(guò)第一和第二單元陣列區(qū)域cr1和cr2的第一層間介電層130并與基板100接觸。源極線sl可以在第一方向d1上延伸。每個(gè)源極線sl可以電聯(lián)接到第一雜質(zhì)區(qū)域111,該第一雜質(zhì)區(qū)域111沿著第一方向d1延伸。源極線sl可以具有頂表面,該頂表面與第一和第二單元陣列區(qū)域cr1和cr2的第一層間介電層130的頂表面共面或基本上共面。源極線sl可以包括如下材料中的至少一種:例如,摻雜的半導(dǎo)體材料(例如,摻雜的硅)、金屬材料(例如,鎢、鋁、鈦和/或鉭)、導(dǎo)電金屬氮化物(例如,鈦氮化物、鉭氮化物和/或鎢氮化物)和金屬-半導(dǎo)體化合物(例如,金屬硅化物)。

第二層間絕緣層140可以設(shè)置在第一層間介電層130上。第二層間絕緣層140可以包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種。在第一單元陣列區(qū)域cr1上,第一接觸插塞142可以設(shè)置成穿過(guò)第二和第一層間介電層140和130二者。第一接觸插塞142可以分別電聯(lián)接到第一單元陣列區(qū)域cr1的第二雜質(zhì)區(qū)域112。在第二單元陣列區(qū)域cr2上,第二接觸插塞144可以設(shè)置成穿過(guò)第二和第一層間介電層140和130的二者。第二接觸插塞144可以分別電聯(lián)接到第二單元陣列區(qū)域cr2的第二雜質(zhì)區(qū)域112。在至少一些示例實(shí)施方式中,第一和第二接觸插塞142和144可以由與源極線sl相同或基本相同的導(dǎo)電材料形成,但是本發(fā)明構(gòu)思不應(yīng)局限于此。第一和第二接觸插塞142和144可以具有與第二層間絕緣層140的頂表面共面或基本上共面的頂表面。

第一存儲(chǔ)元件me1可以設(shè)置在第一單元陣列區(qū)域cr1的第二層間絕緣層140上。在平面圖中看時(shí),第一存儲(chǔ)元件me1可以分別與第一接觸插塞142重疊。換句話說(shuō),例如,第一存儲(chǔ)元件me1可以分別聯(lián)接到第一接觸插塞142。第一存儲(chǔ)元件me1可以通過(guò)第一接觸插塞142電連接到第一單元陣列區(qū)域cr1的第二雜質(zhì)區(qū)域112。當(dāng)在平面圖中觀察時(shí),第一存儲(chǔ)元件me1可以在第一方向d1和第二方向d2上二維布置。第一存儲(chǔ)元件me1可以對(duì)應(yīng)于參照?qǐng)D2、3、4a、4b和7a描述的第一存儲(chǔ)元件me1。換句話說(shuō),例如,第一存儲(chǔ)元件me1中的每一個(gè)可以包括第一磁隧道結(jié)mtj1。第一磁隧道結(jié)mtj1可以被構(gòu)造成具有與上面描述的相同或基本相同的特征,因此將省略其詳細(xì)描述。一些第一存儲(chǔ)元件me1可以構(gòu)成第一存儲(chǔ)單元mc1,而其他的第一存儲(chǔ)元件me1可以構(gòu)成第一基準(zhǔn)單元rc1。另外,每一個(gè)第一存儲(chǔ)元件me1可以進(jìn)一步包括第一底部電極be1和第一頂部電極te1。第一磁隧道結(jié)mtj1可以設(shè)置在第一底部電極be1和第一頂部電極te1之間。換句話說(shuō),例如,第一底部電極be1可以設(shè)置在第一接觸插塞142和第一磁隧道結(jié)mtj1之間,且第一頂部電極te1可以設(shè)置在第一磁隧道結(jié)mtj1上。第一底部電極be1和第一頂部電極te1中的每一個(gè)可以包括導(dǎo)電金屬氮化物(例如,鈦氮化物或鉭氮化物)、過(guò)渡金屬(例如,鈦或鉭)和稀土金屬(例如釕或鉑)中的至少一個(gè)。

第二存儲(chǔ)元件me2可以設(shè)置在第二單元陣列區(qū)域cr2的第二層間絕緣層140上。當(dāng)在平面圖中觀察時(shí),第二存儲(chǔ)元件me2可以分別與第二接觸插塞144重疊。換句話說(shuō),例如,第二存儲(chǔ)元件me2分別聯(lián)接到第二接觸插塞144。第二存儲(chǔ)元件me2可以通過(guò)第二接觸插塞144電連接到第二單元陣列區(qū)域cr2的第二雜質(zhì)區(qū)域112。當(dāng)在平面圖中觀察時(shí),第二存儲(chǔ)元件me2可以沿著第一方向d1和第二方向d2二維布置。第二存儲(chǔ)元件me2可以對(duì)應(yīng)于參照?qǐng)D2、5a、5b和7a描述的第二存儲(chǔ)元件me2。換句話說(shuō),例如,一些第二存儲(chǔ)元件me2可以包括第二磁隧道結(jié)mtj2,而其他的第二存儲(chǔ)元件me2可以包括第三磁隧道結(jié)mtj3。第二和第三磁隧道結(jié)mtj2和mtj3可以被構(gòu)造成具有與上面描述的相同或基本上相同的特征,并因此將省略它們的詳細(xì)描述。一些第二存儲(chǔ)元件me2可以構(gòu)成第二存儲(chǔ)單元mc2,而其他的第二存儲(chǔ)元件me2可以構(gòu)成第二基準(zhǔn)單元rc2。另外,每個(gè)第二存儲(chǔ)元件me2可以進(jìn)一步包括第二底部電極be2和第二頂部電極te2。第二和第三磁隧道結(jié)mtj2和mtj3中的每一個(gè)可以設(shè)置在第二底部電極be2和第二頂部電極te2之間。第二底部電極be2和第二頂部電極te2可以包括分別與第一底部電極be1和第一頂部電極te1相同或基本上相同的材料。

第三層間絕緣層150可以設(shè)置在第二層間絕緣層140上。第一和第二單元陣列區(qū)域cr1和cr2的第三層間絕緣層150可以與第一和第二存儲(chǔ)元件me1和me2的側(cè)壁接觸。另外,第一和第二單元陣列區(qū)域cr1和cr2的第三層間絕緣層150可以設(shè)置成暴露第一和第二存儲(chǔ)元件me1和me2的頂表面。第三層間絕緣層150可以由硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種形成或包括硅氧化物、硅氮化物和硅氮氧化物中的至少一種。

在第一周邊電路區(qū)域rp1上,第一周邊插塞152可以設(shè)置成穿過(guò)第一至第三層間介電層130、140和150并與基板100接觸。第一周邊插塞152可以電聯(lián)接到第一周邊源極/漏極區(qū)域120a。在第二周邊電路區(qū)域pr2上,第二周邊插塞154可以設(shè)置成穿過(guò)第一至第三層間介電層130、140和150,并與基板100接觸。第二周邊插塞154可以電聯(lián)接到第二周邊源極/漏極區(qū)域120b。第三周邊插塞156可以設(shè)置成穿過(guò)第二周邊電路區(qū)域pr2的第一至第三層間介電層130、140和150和保護(hù)絕緣圖案128,并可以電連接到阻抗圖案124。第一至第三周邊插塞152、154、156可以基本上包括與源極線sl相同或基本上相同的導(dǎo)電材料。

第一位線bl1可以設(shè)置在第一單元陣列區(qū)域cr1的第三層間絕緣層150上。第一位線bl1可以在第二方向d2上延伸。每個(gè)第一位線bl1可以共同連接到沿第二方向d2布置的多個(gè)第一存儲(chǔ)元件me1上。第二位線bl2可以設(shè)置在第二單元陣列區(qū)域cr2的第三層間絕緣層150上。第二位線bl2可以在第二方向d2上延伸。每個(gè)第二位線bl2可以共同連接到沿著第二方向d2布置的多個(gè)第二存儲(chǔ)元件me2上。第一和第二位線bl1和bl2可以由金屬材料(例如,銅或鋁)形成或包括該金屬材料。

第一導(dǎo)電線l1可以設(shè)置在第一周邊電路區(qū)域pr1的第三層間絕緣層150上。第一導(dǎo)電線l1可以分別電聯(lián)接到第一周邊插塞152。第二導(dǎo)電線l2可以設(shè)置在第二周邊電路區(qū)域pr2的第三層間絕緣層150上。第二導(dǎo)電線l2可以分別電聯(lián)接到第二周邊插塞154。第三導(dǎo)電線l3可以設(shè)置在第二周邊電路區(qū)域pr2的第三層間絕緣層150上。第三導(dǎo)電線l3可以電聯(lián)接到第三周邊插塞156。第一至第三導(dǎo)電線l1、l2和l3可以包括與第一和第二位線bl1和bl2相同或基本上相同的材料。

第一單元陣列區(qū)域cr1的單元晶體管和第一存儲(chǔ)元件me1可以通過(guò)第一位線bl1和第一導(dǎo)電線l1電連接到第一周邊晶體管的第一周邊源極/漏極區(qū)域120a。第二單元陣列區(qū)域cr2的單元晶體管和第二存儲(chǔ)元件me2可以通過(guò)第二位線bl2和第二導(dǎo)電線l2電連接到第二周邊晶體管的第二周邊源極/漏極區(qū)域120b。另外,構(gòu)成第二基準(zhǔn)單元rc2的第二單元陣列區(qū)域cr2的單元晶體管和第二存儲(chǔ)元件me2可以通過(guò)第二位線bl2和第三導(dǎo)電線l3電連接到阻抗圖案124。

圖9a是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式的磁性存儲(chǔ)器件的示例的平面圖。圖9b是沿著圖9a的線a-a’和b-b’截取的剖面圖。圖9c是沿著圖9a的線c-c’、d-d’和e-e’截取的剖面圖。圖9a至9c的磁性存儲(chǔ)器件可以被構(gòu)造成具有與圖8a至8c的磁性存儲(chǔ)器件類似或基本上相同的特征,除了一些第二存儲(chǔ)元件me2用第三接觸插塞146替代。為了描述簡(jiǎn)潔,先前描述的元件可以由類似或相同附圖標(biāo)記來(lái)標(biāo)識(shí),而不重復(fù)它們重疊的描述。

參照?qǐng)D9a至9c,第三接觸插塞146可以設(shè)置成穿過(guò)第一至第三層間絕緣層130、140和150,且第二單元陣列區(qū)域cr2的第二雜質(zhì)區(qū)域112中的一些可以通過(guò)第三接觸插塞146連接到第二位線bl2。換句話說(shuō),例如,第二單元陣列區(qū)域cr2的一些單元晶體管可以電連接到第二位線bl2,而沒有第二單元元件me2。通過(guò)第三接觸插塞146電連接到第二位線bl2的單元晶體管可以對(duì)應(yīng)于參照?qǐng)D7b描述的第二基準(zhǔn)單元rc2。在至少一些示例實(shí)施方式中,多個(gè)第二基準(zhǔn)單元rc2可以沿著第二方向d2布置并可以共享相應(yīng)一個(gè)第二位線bl2。

根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的至少一些示例實(shí)施方式,由于一部分存儲(chǔ)單元陣列用于實(shí)現(xiàn)otp單元陣列,可以不需要形成用于otp存儲(chǔ)器件的額外區(qū)域。這可以使得有可能實(shí)現(xiàn)更高度集成的磁性存儲(chǔ)器件。另外,通過(guò)在作為存儲(chǔ)單元的存儲(chǔ)元件的磁隧道結(jié)中形成短路的方法,otp存儲(chǔ)單元可以更容易地實(shí)現(xiàn)。此外,通過(guò)單獨(dú)提供用于otp存儲(chǔ)單元的基準(zhǔn)單元和周邊電路,有可能改善和/或優(yōu)化在otp存儲(chǔ)單元上的讀取/寫入操作。這可以使得有可能實(shí)現(xiàn)更高度可靠的磁性存儲(chǔ)器件。

雖然已經(jīng)具體圖示和描述了本發(fā)明構(gòu)思的一些示例實(shí)施方式,但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解到在不背離所附權(quán)利要求書的精髓和范圍的前提下可以在其中做出形式和細(xì)節(jié)上的變化。

本申請(qǐng)要求在韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局于2015年10月15日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2015-0144117號(hào)和2015年11月16日提交的韓國(guó)專利申請(qǐng)第10-2015-0160551號(hào)的優(yōu)先權(quán),該在先申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。

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