向示意圖。
[0050]圖3B顯示為環(huán)形磁隧道結(jié)不希望的磁場翻轉(zhuǎn)方向示意圖。
[0051]圖3C顯示為環(huán)形磁隧道結(jié)不希望的磁場翻轉(zhuǎn)方向示意圖。
[0052]圖3D顯示為環(huán)形磁隧道結(jié)不希望的磁場翻轉(zhuǎn)方向示意圖。
[0053]圖4A顯示為外圓內(nèi)圓形狀的環(huán)形磁隧道結(jié)的磁場與磁阻曲線示意圖。
[0054]圖4B顯示為外圓內(nèi)橢圓形狀的環(huán)形磁隧道結(jié)的磁場與磁阻曲線示意圖。
[0055]圖5A顯示為本發(fā)明的納米環(huán)形磁隧道結(jié)的立體示意圖。
[0056]圖5B顯示為本發(fā)明的納米環(huán)形磁隧道結(jié)的俯視示意圖。
[0057]圖6顯示為本發(fā)明的納米環(huán)形磁隧道結(jié)的制造方法之步驟SI形成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0058]圖7顯示為本發(fā)明的納米環(huán)形磁隧道結(jié)的制造方法之步驟S2圖形化后形成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0059]圖8顯示為本發(fā)明的納米環(huán)形磁隧道結(jié)的制造方法之步驟S2蝕刻后形成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0060]圖9顯示為本發(fā)明的納米環(huán)形磁隧道結(jié)的制造方法之步驟S3形成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0061]圖10顯示為本發(fā)明的納米環(huán)形磁隧道結(jié)的制造方法之步驟S4形成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0062]圖11顯示為本發(fā)明的納米環(huán)形磁隧道結(jié)的制造方法之步驟S5形成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0063]圖12顯示為本發(fā)明的納米環(huán)形磁隧道結(jié)的制造方法之步驟S6形成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0064]圖13顯示為本發(fā)明的納米環(huán)形磁隧道結(jié)的制造方法之步驟S7形成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0065]圖14顯示為本發(fā)明的納米環(huán)形磁隧道結(jié)的制造方法之步驟S8形成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0066]圖15顯示為本發(fā)明的納米環(huán)形磁隧道結(jié)的制造方法之步驟S9形成的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0067]圖16顯示為本發(fā)明的含磁隧道結(jié)的存儲(chǔ)單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0068]元件標(biāo)號(hào)說明
[0069]601 下電極
[0070]602 下磁性層
[0071]603 隧穿氧化層
[0072]604 上磁性層
[0073]60 橢圓柱形貫穿孔
[0074]605 第一阻擋層
[0075]6061第一光刻膠層
[0076]6051硬掩膜層
[0077]6052蝕刻止刻層
[0078]6053第一掩膜層
[0079]6054第二掩膜層
[0080]606 第二阻擋層
[0081]607 第二光刻膠層
[0082]608 上電極
[0083]11 磁隧道結(jié)
[0084]12 圓柱形開口
[0085]13 第一介質(zhì)層
[0086]14 橢圓柱形貫穿孔
[0087]15 第二介質(zhì)層
[0088]901 晶體管
[0089]902 導(dǎo)體
[0090]903 位線
[0091]904 導(dǎo)體
[0092]905 字線
[0093]906 源極線
[0094]907 導(dǎo)體
[0095]S1-S9 步驟
【具體實(shí)施方式】
[0096]以下通過特定的具體實(shí)例說明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0097]請(qǐng)參閱圖5A本發(fā)明的納米環(huán)形磁隧道結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖。該納米環(huán)形磁隧道結(jié)至少包括:
[0098]隧穿氧化層603，所述隧穿氧化層603材料為金屬氧化物；
[0099]上磁性層604，設(shè)置于所述隧穿氧化層603的上部；
[0100]下磁性層602，設(shè)置于所述隧穿氧化層603的下部，其中，所述上磁性層604、所述隧穿氧化層603和所述下磁性層602的外圍形成為一柱體；
[0101]橢圓柱形貫穿孔60，豎向貫穿所述上磁性層604、所述隧穿氧化層603和所述下磁性層602。
[0102]需要說明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0103]以下對(duì)納米環(huán)形磁隧道結(jié)的各層結(jié)構(gòu)做介紹，下磁性層602也稱為固定層，上磁性層604也稱為自由層，固定層的磁場方向是固定的，自由層的磁場方向是可變的。下磁性層602和上磁性層604均為磁性層，而隧穿氧化層603為金屬氧化物。下磁性層602和上磁性層604可為鐵磁材料，如CoFeB、NiFe, CoFe等，隧穿氧化層502可以為Al2O3或MgO。所述納米環(huán)形磁隧道結(jié)還包括:反鐵磁層(未示出)，設(shè)置于下磁性層602之下，所述反鐵磁層用于在磁隧道結(jié)寫入過程中固定下磁性層6021的磁化方向，避免由于所述固定層的矯頑力不夠大導(dǎo)致受位線或字線中的電流流過時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)磁場的方向影響而改變磁化方向。反鐵磁層的材料可以選擇包含Pt或Mn的合金，其厚度大于下磁性層602。當(dāng)寫入電流由下磁性層602向上磁性層604流過時(shí),只有自旋方向與下磁性層602的磁化方向相同的電流才能通過下磁性層602與隧穿氧化層603進(jìn)入上磁性層604，從而改變上磁性層604的磁化方向與下磁性層602相同，定義此時(shí)寫入“O”；當(dāng)翻轉(zhuǎn)電流方向，使電流由上磁性層604向下磁性層602流過，此時(shí)仍為只有自旋方向與下磁性層602的磁化方向相同的電子才能通過，因此上磁性層604的磁化方向與下磁性層602相反，則此時(shí)寫入“I”。
[0104]如圖5A所不,在本發(fā)明一實(shí)施例中，上磁性層604、隧穿氧化層603和下磁性層602的外邊緣是光滑的曲線，這些光滑的曲線共同構(gòu)成一柱體，上磁性層604、隧穿氧化層603和下磁性層602均單獨(dú)構(gòu)成一形狀相同的柱體。優(yōu)選地，所述柱體為圓柱體或橢圓柱體，即上磁性層604、隧穿氧化層603和下磁性層602的上部和下部為平面，外邊緣構(gòu)成圓柱體或橢圓柱體。
[0105]如圖5A和圖5B所示，橢圓柱形貫穿孔60豎向貫穿上磁性層604、隧穿氧化層603和下磁性層602的平面部分。優(yōu)選地，所述柱體的幾何軸線與所述橢圓柱形貫穿孔60的幾何軸線重合。具體地，當(dāng)所述柱體為圓柱體或橢圓柱體時(shí)，所述柱體橫剖面的中心點(diǎn)與所述橢圓柱形貫穿孔60的橫剖面的中心點(diǎn)重合，即所述橢圓柱形貫穿孔60位于所述柱體的正中央。所述橢圓柱形貫穿孔60的橫剖面的長軸與短軸之比A:B滿足1:1 <A:B< 1:2。優(yōu)選地，A:B=1: 2。
[0106]需要說明的是，當(dāng)所述柱體為圓柱體時(shí)，圓柱體的橫剖面的直徑范圍為100?300納米，當(dāng)所述柱體為橢圓柱體時(shí)，橢圓柱體的橫剖面的長軸范圍為100?300納米。所述橢圓柱形貫穿孔60的橫剖面的長軸范圍為50?200納米，短軸范圍為25?100納米。優(yōu)選地，所述圓柱體的橫剖面直徑為200納米，所述橢圓柱形貫穿孔60的橫剖面的長軸為100納米，短軸為50納米。
[0107]需要指出的是，所述橢圓柱形貫穿孔60中可以填充介質(zhì)層(圖中未示出)，所述介質(zhì)層可以為氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中任一種或其組合。所述磁隧道結(jié)還包括上電極和下電極(圖中未示出)，其中，上電極與上磁性層604電連接，下電極與下磁性層602電連接。上電極和下電極可以是金屬等導(dǎo)電材料，例