向示意图。
[0050]图3B显示为环形磁隧道结不希望的磁场翻转方向示意图。
[0051]图3C显示为环形磁隧道结不希望的磁场翻转方向示意图。
[0052]图3D显示为环形磁隧道结不希望的磁场翻转方向示意图。
[0053]图4A显示为外圆内圆形状的环形磁隧道结的磁场与磁阻曲线示意图。
[0054]图4B显示为外圆内椭圆形状的环形磁隧道结的磁场与磁阻曲线示意图。
[0055]图5A显示为本发明的纳米环形磁隧道结的立体示意图。
[0056]图5B显示为本发明的纳米环形磁隧道结的俯视示意图。
[0057]图6显示为本发明的纳米环形磁隧道结的制造方法之步骤SI形成的结构示意图。
[0058]图7显示为本发明的纳米环形磁隧道结的制造方法之步骤S2图形化后形成的结构示意图。
[0059]图8显示为本发明的纳米环形磁隧道结的制造方法之步骤S2蚀刻后形成的结构示意图。
[0060]图9显示为本发明的纳米环形磁隧道结的制造方法之步骤S3形成的结构示意图。
[0061]图10显示为本发明的纳米环形磁隧道结的制造方法之步骤S4形成的结构示意图。
[0062]图11显示为本发明的纳米环形磁隧道结的制造方法之步骤S5形成的结构示意图。
[0063]图12显示为本发明的纳米环形磁隧道结的制造方法之步骤S6形成的结构示意图。
[0064]图13显示为本发明的纳米环形磁隧道结的制造方法之步骤S7形成的结构示意图。
[0065]图14显示为本发明的纳米环形磁隧道结的制造方法之步骤S8形成的结构示意图。
[0066]图15显示为本发明的纳米环形磁隧道结的制造方法之步骤S9形成的结构示意图。
[0067]图16显示为本发明的含磁隧道结的存储单元的结构示意图。
[0068]元件标号说明
[0069]601 下电极
[0070]602 下磁性层
[0071]603 隧穿氧化层
[0072]604 上磁性层
[0073]60 椭圆柱形贯穿孔
[0074]605 第一阻挡层
[0075]6061第一光刻胶层
[0076]6051硬掩膜层
[0077]6052蚀刻止刻层
[0078]6053第一掩膜层
[0079]6054第二掩膜层
[0080]606 第二阻挡层
[0081]607 第二光刻胶层
[0082]608 上电极
[0083]11 磁隧道结
[0084]12 圆柱形开口
[0085]13 第一介质层
[0086]14 椭圆柱形贯穿孔
[0087]15 第二介质层
[0088]901 晶体管
[0089]902 导体
[0090]903 位线
[0091]904 导体
[0092]905 字线
[0093]906 源极线
[0094]907 导体
[0095]S1-S9 步骤
【具体实施方式】
[0096]以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的【具体实施方式】加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
[0097]请参阅图5A本发明的纳米环形磁隧道结的结构示意图。该纳米环形磁隧道结至少包括:
[0098]隧穿氧化层603，所述隧穿氧化层603材料为金属氧化物；
[0099]上磁性层604，设置于所述隧穿氧化层603的上部；
[0100]下磁性层602，设置于所述隧穿氧化层603的下部，其中，所述上磁性层604、所述隧穿氧化层603和所述下磁性层602的外围形成为一柱体；
[0101]椭圆柱形贯穿孔60，竖向贯穿所述上磁性层604、所述隧穿氧化层603和所述下磁性层602。
[0102]需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0103]以下对纳米环形磁隧道结的各层结构做介绍，下磁性层602也称为固定层，上磁性层604也称为自由层，固定层的磁场方向是固定的，自由层的磁场方向是可变的。下磁性层602和上磁性层604均为磁性层，而隧穿氧化层603为金属氧化物。下磁性层602和上磁性层604可为铁磁材料，如CoFeB、NiFe, CoFe等，隧穿氧化层502可以为Al2O3或MgO。所述纳米环形磁隧道结还包括:反铁磁层(未示出)，设置于下磁性层602之下，所述反铁磁层用于在磁隧道结写入过程中固定下磁性层6021的磁化方向，避免由于所述固定层的矫顽力不够大导致受位线或字线中的电流流过时产生的感应磁场的方向影响而改变磁化方向。反铁磁层的材料可以选择包含Pt或Mn的合金，其厚度大于下磁性层602。当写入电流由下磁性层602向上磁性层604流过时,只有自旋方向与下磁性层602的磁化方向相同的电流才能通过下磁性层602与隧穿氧化层603进入上磁性层604，从而改变上磁性层604的磁化方向与下磁性层602相同，定义此时写入“O”；当翻转电流方向，使电流由上磁性层604向下磁性层602流过，此时仍为只有自旋方向与下磁性层602的磁化方向相同的电子才能通过，因此上磁性层604的磁化方向与下磁性层602相反，则此时写入“I”。
[0104]如图5A所不,在本发明一实施例中，上磁性层604、隧穿氧化层603和下磁性层602的外边缘是光滑的曲线，这些光滑的曲线共同构成一柱体，上磁性层604、隧穿氧化层603和下磁性层602均单独构成一形状相同的柱体。优选地，所述柱体为圆柱体或椭圆柱体，即上磁性层604、隧穿氧化层603和下磁性层602的上部和下部为平面，外边缘构成圆柱体或椭圆柱体。
[0105]如图5A和图5B所示，椭圆柱形贯穿孔60竖向贯穿上磁性层604、隧穿氧化层603和下磁性层602的平面部分。优选地，所述柱体的几何轴线与所述椭圆柱形贯穿孔60的几何轴线重合。具体地，当所述柱体为圆柱体或椭圆柱体时，所述柱体横剖面的中心点与所述椭圆柱形贯穿孔60的横剖面的中心点重合，即所述椭圆柱形贯穿孔60位于所述柱体的正中央。所述椭圆柱形贯穿孔60的横剖面的长轴与短轴之比A:B满足1:1 <A:B< 1:2。优选地，A:B=1: 2。
[0106]需要说明的是，当所述柱体为圆柱体时，圆柱体的横剖面的直径范围为100?300纳米，当所述柱体为椭圆柱体时，椭圆柱体的横剖面的长轴范围为100?300纳米。所述椭圆柱形贯穿孔60的横剖面的长轴范围为50?200纳米，短轴范围为25?100纳米。优选地，所述圆柱体的横剖面直径为200纳米，所述椭圆柱形贯穿孔60的横剖面的长轴为100纳米，短轴为50纳米。
[0107]需要指出的是，所述椭圆柱形贯穿孔60中可以填充介质层(图中未示出)，所述介质层可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅中任一种或其组合。所述磁隧道结还包括上电极和下电极(图中未示出)，其中，上电极与上磁性层604电连接，下电极与下磁性层602电连接。上电极和下电极可以是金属等导电材料，例