作为SoC的单个芯片上，集成到耦合至封装器件710的封装衬底的单独IC上，或处于板层级。
[0044]图8是根据本发明的一个实施例的计算装置1000的功能框图。例如，可以在平台700内发现计算装置1000，并且计算装置1000还包括承载多个部件的板1002，例如所述多个部件可以是但不限于处理器1004(例如，应用程序处理器)和至少一个通信芯片1006。在实施例中，至少处理器1004与根据本文中别处所描述的实施例的电场增强型STTM集成在一起(例如，片上)。处理器1004物理和电耦合到板1002。处理器1004包括封装在处理器1004内的集成电路裸片。术语“处理器”可以指代对来自寄存器和/或存储器的电子数据进行处理以便将该电子数据转换成可以存储在寄存器和/或存储器中的其它电子数据的任何器件或器件的一部分。
[0045]在一些实施方式中，至少一个通信芯片1006还物理和电耦合到板1002。在其它实施方式中，通信芯片1006是处理器1004的一部分。根据其应用，计算装置1000可以包括其它部件，这些部件可以物理和电耦合到板1002，也可以不存在这样的耦合。这些其它部件包括(但不限于)易失性存储器(例如，DRAM)、具有闪速存储器或STTM等形式的非易失性存储器(例如，RAM或R0M)、图形处理器、数字信号处理器、加密处理器、芯片组、天线、触摸屏显示器、触摸屏控制器、电池、音频编解码器、视频编解码器、功率放大器、全球定位系统(GPS)装置、罗盘、加速计、陀螺仪、扬声器、相机和大容量存储装置(例如硬盘驱动器、固态驱动器(SSD)、压缩光盘(⑶)、数字多功能光盘(DVD)等等)。
[0046]通信芯片1006中的至少一个能够实现无线通信，以便将数据传送到计算装置1000以及从计算装置1000传送数据。术语“无线”及其派生词可用于描述可通过非固态介质通过使用调制电磁辐射来传送数据的电路、装置、系统、方法、技术、通信信道等。该术语并不暗示相关联的装置不含有任何导线，虽然在一些实施例中它们可能不含有。通信芯片1006可以实现多个无线标准或协议中的任何标准或协议，这些标准或协议包括(但不限于)本文中别处所描述的那些标准或协议。计算装置1000可以包括多个通信芯片1006。例如，第一通信芯片1006可以专用于较短距离无线通信(例如W1-Fi和蓝牙)，并且第二通信芯片1006可以专用于较长距离无线通信(例如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DO以及其它)。
[0047]应当理解，以上描述并不旨在进行举例说明而非构成限制。例如，尽管附图中的流程图示出了由本发明的某些实施例执行的操作的具体顺序，但是应当理解可以不需要这样的顺序(例如，替代实施例可以按照不同的顺序执行操作，结合某些操作，叠加某些操作等)。此外，对于本领域技术人员而言在阅读并理解了以上描述的情况下很多其它实施例将显而易见。尽管已经参照具体示例性实施例描述了本发明，但是将认识到的是，本发明不限于所描述的实施例，而是可以在所附权利要求的精神和范围内以修改和变更来实施本发明。因此，应当参照所附权利要求以及该权利要求的等同方案的全范围来确定本发明的范围。
【主权项】
1.一种电场增强型自旋扭矩转移存储器器件，包括: 第一电极和第二电极； 固定磁性层和自由磁性层，所述固定磁性层和所述自由磁性层设置在所述第一电极与所述第二电极之间，其中，在所述固定磁性层与所述自由磁性层之间还设置隧穿层； 电介质层，所述电介质层相邻于所述自由磁性层；以及 场板，所述场板通过所述电介质层与所述自由磁性层分隔开。
2.根据权利要求1所述的器件，其中，电流流动是通过所述自由磁性层的厚度，其中，所述电介质层相邻于与所述自由磁性层的所述厚度相关联的侧壁，其中，所述场板通过所述电介质层与所述自由磁性层侧壁分隔开。
3.根据权利要求1所述的器件，其中，所述场板用于在所述第一电极和所述第二电极中的至少一个之间施加电场，所述电场具有非平行于通过所述自由磁性层的电流的方向的分量。
4.根据权利要求2所述的器件，其中，所述场板是维持在与所述第一电极和所述第二电极中的一个电极的电压电位相等的电压电位的导体，其中，所施加的电场是施加到所述第一电极和所述第二电极的电压差的函数，并且其中，所述电压差驱动所述第一电极与所述第二电极之间的所述电流通过所述自由磁性层。
5.根据权利要求3所述的器件，其中，场板设置成与所述第一电极和所述第二电极中的一个电极直接接触，并且其中，所述自由磁性层设置在所述隧穿层上方，所述隧穿层设置在所述固定磁性层上方以形成叠置体， 其中，所述电介质层形成环绕所述叠置体的侧壁的周长，所述电介质层具有是所述叠置体的垂直高度的至少一部分的垂直高度；并且 其中，所述场板形成环绕所述电介质层的周长，所述场板具有是所述叠置体的所述垂直高度的至少一部分的垂直板高度。
6.根据权利要求5所述的器件，其中，所述叠置体、所述电介质层和所述场板全部设置在所述第一电极上，并且其中，垂直电介质高度超过垂直叠置体高度以便将所述场板与所述第二电极的侧壁分隔开。
7.根据权利要求6所述的器件，其中，所述垂直电介质高度超过所述垂直板高度。
8.根据权利要求1所述的器件，其中，所述电介质层是具有大于8的介电常数的高k电介质，并且其中，所述场板和所述第一电极两者都是金属。
9.根据权利要求1所述的器件，还包括:晶体管，其中，所述晶体管电连接到所述第一电极或所述第二电极、源线和字线。
10.一种制造自旋扭矩转移存储器器件的方法，所述方法包括: 形成垂直定向的磁性隧穿结(MTJ)元件； 在所述MTJ元件上方沉积电介质层； 在所述电介质层上方沉积导电层； 回蚀刻所述电介质层的第一部分以暴露金属层，所述金属层接触所述MTJ元件的第一端部； 回蚀刻所述导电层以暴露所述MTJ元件的第二端部；以及 形成到达所述MTJ元件的所述第二端部的触点。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，沉积所述电介质层还包括通过原子层沉积(ALD)来沉积高k电介质材料，并且其中，回蚀刻所述电介质层还包括各向异性地蚀刻所述电介质层以形成环绕所述MTJ元件的周长的间隔体。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，沉积所述金属层还包括以下各项中的至少一项:通过CVD、ALD或者电解镀覆或无电镀覆中的至少一种来沉积金属。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，形成所述MTJ元件还包括: 形成底部触点； 在所述底部触点上方形成固定磁性层； 在所述固定磁性层上方形成隧穿层； 在所述隧穿层上方形成自由磁性层；以及 暴露至少所述自由磁性层的侧壁。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，回蚀刻所述电介质层的所述第一部分还包括:减小所述电介质层的垂直高度以暴露所述MTJ元件的所述第二端部，而无需重新暴露所述自由磁性层的所述侧壁。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，回蚀刻所述导电层还包括:减小所述导电层的垂直高度以暴露所述电介质层的垂直侧壁。
16.根据权利要求9所述的方法，其中，形成所述固定磁性层还包括沉积CoFeB，并且其中，形成所述隧穿层还包括沉积MgO。
17.一种改变自旋扭矩转移存储器器件中的逻辑状态的方法，所述方法包括: 诱导电流通过设置在电极之间的固定磁性层、隧穿层和自由磁性层； 诱导电场，所述电场非平行于在所述第一电极与场板之间的电流的方向，其中，所述场板是通过相邻于所述自由磁性层的电介质层来与所述自由磁性层分隔开的；以及 响应于所述电流和所述电场，将所述自由磁性层中的磁偶极子的定向从第一定向切换至第二定向。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述电场基本上正交于所述电流的方向。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述第一定向和所述第二定向垂直于所述电场。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述第一定向和所述第二定向垂直于所述电场。
【专利摘要】自旋转移扭矩存储器(STTM)器件包括场板以用于施加电场来减小转移扭矩诱导的磁化切换所需的临界电流。实施例不仅利用电流诱导的磁场或自旋转移扭矩，并且还利用对磁偶极子定向的电场诱导的操纵来设置磁性器件元件中的状态(例如，对存储器元件进行写入)。由在MTJ电极与该场板之间的电压差产生的电场向磁性隧穿结(MTJ)的自由磁性层施加电场以调制所述自由磁性层的至少一部分范围上的一个或多个磁属性。
【IPC分类】H01L21-8247, H01L27-115
【公开号】CN104813470
【申请号】CN201380060845
【发明人】B·S·多伊尔, C·C·郭, D·L·肯克, R·戈利扎德莫亚拉德, U·沙阿
【申请人】英特尔公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年6月24日
【公告号】DE112013005558T5, US20140177326, WO2014099000A1