利用磁畴壁移动的存储器装置的数据写入和读取方法制造方法及图纸

一种利用磁畴壁移动的存储器装置的数据记录和读取方法。所述存储器装置包含写入轨道、形成在写入轨道上的互连层以及形成在互连层上的记录轨道。

【技术实现步骤摘要】

根据本专利技术的方法涉及存储器装置的数据写入和读取，更具体地讲，涉 及一种利用磁畴壁移动的存储器装置的数据写入和读取。
技术介绍
由于信息技术的发展引起的对大容量数据存储器的需求，对能够存储大 量数据的数据存储介质的需求在持续增长。相应地，提高了数据存储速度， 研究出了使存储装置紧凑的方法，结果，开发了各种各样的数据存储装置。广泛使用的数据存储介质是硬盘驱动器(HDD), HDD包括读/写头以及数据 记录在其上的旋转介质，并且具有记录100GB或更多数据的容量。然而，如 HDD的存储装置中的旋转部件容易磨损，使得这种装置在长时间使用之后的 操作过程中失去可靠性。目前，正在开展对利用磁畴壁移动原理的新数据存储装置的研究和开发。图1A至1C示出了移动磁畴壁的原理。在图1A中，磁线包括第一磁畴 11、第二磁畴12以及第一磁畴11和第二磁畴12之间的磁畴壁13。 、 下面，将磁材料中的微磁区域称作磁畴。在磁畴中，电子的旋转，即， 电子的磁矩方向相同。可以通过改变》兹材料的类型、形状和大小以及施加的 外部能量来调整这种磁畴的大小和磁化方向。磁畴壁是分别具有各种不同的 被磁化的；兹化方向的》兹畴的分隔。通过施加/f兹场，将电流施加到》兹材料或者 通过电流可以使》兹畴壁移动。如图1A所示，在具有预定宽度和厚度的磁层中创建按预定方向设置的 多个磁畴之后，可通过使用磁场或电流使;兹畴移动。参照图1B,当在从第二^兹畴12向着第一^兹畴11的方向上施加;兹场时， 磁畴壁13可以沿着与从第二-兹畴12向着第一》兹畴11的方向相同的方向上移 动，即，沿着与外部不兹场的施加的方向相同的方向移动。利用这种原理，当 在从第一;兹畴11向着第二》兹畴12的方向上施加,兹场时，磁畴壁13沿着从第 一磁畴11向着第二;兹畴12的方向移动。参照图1C ，当在从第 一;兹畴11向着第二f兹畴12的方向上供应外部电流时，磁畴壁13沿着从第二》兹畴12向着第一》兹畴11的方向移动。当供应电流 时，电子沿着与电流的方向相反的方向流动，i兹畴壁13沿着与电子的方向相 同的方向移动。》兹畴壁沿着与外部供应的电流的方向相反的方向移动。当沿 着从第二磁畴12向着第一磁畴11的方向供应电流时，利用相同的原理，》兹 畴壁13沿着/人第一》兹畴11向着第二^兹畴12的方向移动。总之，通过利用施加的外部》兹场或电流，可以佳 磁畴壁移动。 移动^f兹畴的原理可以应用到存储装置，如HDD或只读存储器(ROM)。 详细地讲，通过利用移动磁材料的磁畴壁来改变磁材料中的磁布置的原理， 可以实现读取/写入二进制数据'0，和'1，的操作，所述^t材料具有按预定 方向磁化的磁畴和表示磁畴之间的边界的磁畴壁。特定电流穿过线性磁材料， 改变磁畴壁的位置以读取和写入数据。从而，可以使用具有简单结构的高度 集成的装置。因此，与传统的存储器，如铁电随机存取存储器(FRAM)、磁 阻随机存取存储器(MRAM)、相变随机存取存储器(PRAM)装置相比，移 动磁畴壁的原理可以应用于具有更大存储容量的存储器装置。然而，将磁畴 壁的移动应用于半导体装置仍然处于研究的初级阶段，并且具有相当低的数 据存储密度。因此，需要一种具有为高密度装置而优化的结构的利用磁畴壁 移动的存储器装置。
技术实现思路
本专利技术提供一种在利用磁畴壁移动的存储器装置中记录数据的方法。 本专利技术还提供了一种读取写入利用磁畴壁移动的存储器装置中的数据的 方法。根据本专利技术的一方面，提供了一种在存储器装置中记录数据的方法，所 述存储器装置包含写入轨道、形成在写入轨道上的互连层以及形成在互连层 上的数据记录轨道，所述存储器装置利用磁畴壁的移动，所述方法包括将 具有磁化方向的第 一磁畴定位在与互连层接触的写入轨道上以写入数据；将 与写入轨道接触的互连层》兹化为f兹化方向与第 一》兹畴的》兹化方向相同；在与 互连层接触的数据记录轨道上形成》兹化方向与第 一;兹畴的^f兹化方向相同的第 二磁畴。定位第一^f兹畴的步骤可包括通过对写入轨道的两端均施加电流，使第一磁畴移动到与互连层接触的区域。形成第二磁畴的步骤可包括施加从数据记录轨道向着写入轨道的方向的电流；在数据记录轨道上形成第二磁畴。写入轨道和数据记录轨道可以由磁各向异性常数值在1()Sj/m3和107J/m3 之间的磁材料形成。写入轨道和数据记录轨道可以由包括CoPt和FePt中的至少一种的材料 形成。互连层可以由磁各向异性常数在104/1113和1()Sj/m3之间的磁材料形成。 互连层可以由NiFe、 CoFe、 Ni、 Fe、 Co及包含它们中的至少一种的合 金中的至少一种形成。根据本专利技术的另 一方面，提供了 一种读取存储器装置中的数据的方法， 所述存储器装置包含具有磁阻传感器的写入轨道、形成在写入轨道的第一 端上的互连层以及形成在互连层上的数据记录轨道，所述存储器装置利用磁 畴壁的移动，所述方法包括使写入轨道的具有互不相同的磁化方向的磁畴 向着写入轨道的第二端移动；使数据记录轨道的磁畴穿过互连层向着写入轨 道移动；通过磁阻传感器检测从数据记录轨道移动到写入轨道的磁畴的磁化 方向。可通过施加流过写入轨道的第 一端和第二端的电流来移动所述写入轨道 的磁畴。可通过施加流过数据记录轨道和^磁阻传感器的电流来移动所述数据记录 轨道的磁畴。检测磁化方向的步骤可包括在磁畴被从记录轨道移到写入轨道之后， 将电压施加到数据记录轨道和写入轨道；使移动到写入轨道的磁畴与》兹阻传 感器接触。附图说明通过下面结合附图对本专利技术的特定示例性实施例进行的详细描述，本发 明的上述和其他方面将会变得更加清楚和易于理解，其中 图1A至1C是示出^f兹畴壁的移动原理的立体示图； 图2是根据本专利技术示例性实施例的利用磁畴壁移动的存储器装置的立体示图3A至3H是示出根据本专利技术示例性实施例的在利用^兹畴壁移动的存储 装置中写入数据的方法的立体示图；图4A至4L是示出根据本专利技术示例性实施例的在利用磁畴壁移动的存储 装置中读取数据的方法的立体示图。具体实施方式现在，将参照附图更全面地描述在根据本专利技术的采用磁畴壁移动的存储 装置中写入和读取数据的方法，其中，示出了本专利技术的示例性实施例。在附 图中，为了清楚起见，层的厚度和宽度被夸大了。图2是根据本专利技术示例性实施例的利用磁畴壁移动的存储装置的立体示图。参照图2，提供了一种存储装置，包括记录轨道(recording track) 21, 形成在第一方向上；写入轨道(writing track) 23,形成在第二方向上；软磁互 连层22，形成在记录轨道21和写入轨道23之间。使用具有高的磁各向异性特性的材料形成记录轨道21和写入轨道23以 实现增加的数据记录密度。当需要磁各向异性常数为105J/m3或更高的材料 时，可以使用^f兹各向异性能量常数为1()Sj/mS至10、/m3的高Ku材料。这种 材料的具体例子为CoPt、 FePt及其合金，这些材料具有垂直磁化特性。记录 轨道21和写入轨道23可以形成为单层结构或多层结构。记录轨道21和写入 轨道23的每个的厚度可以为1至100nm。互连层22由具有低于记录轨道21和写入轨道23的磁各向异性特性的低 Ku材料形成。当互连层22由磁各向本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在存储器装置中记录数据的方法，所述存储器装置包含写入轨道、设置在写入轨道上的互连层以及设置在互连层上的记录轨道，所述存储器装置利用磁畴壁的移动，所述方法包括：　　　　将具有磁化方向的第一磁畴定位在写入轨道的与互连层接触的部分上以写入数据；　　　　磁化与写入轨道接触的互连层，使其具有与第一磁畴的磁化方向相同的磁化方向；　　　　在数据记录轨道的与互连层接触的部分上形成磁化方向与第一磁畴的磁化方向相同的第二磁畴。

【技术特征摘要】
KR 2006-9-15 10-2006-00896491 、 一种在存储器装置中记录数据的方法，所述存储器装置包含写入轨道、 设置在写入轨道上的互连层以及设置在互连层上的记录轨道，所述存储器装置利用^f兹畴壁的移动，所述方法包括将具有》兹化方向的第 一磁畴定位在写入轨道的与互连层接触的部分上以 写入数据；磁化与写入轨道接触的互连层，使其具有与第一磁畴的磁化方向相同的 磁化方向；在数据记录轨道的与互连层接触的部分上形成磁化方向与第 一磁畴的磁 化方向相同的第二》兹畴。2、 如权利要求l所述的方法，其中，写入轨道包括所述第一磁畴以及磁 化方向与第 一磁畴的磁化方向相反的第三磁畴。3、 如权利要求2所述的方法，其中，定位第一磁畴的步骤包括通过使 电流流过写入轨道的两端，使第一磁畴移动到与互连层接触的区域。4、 如权利要求l所述的方法，其中，形成第二磁畴的步骤包括使电流 从数据记录轨道向着写入轨道的方向流动；在数据记录轨道上形成第二》兹畴。5、 如权利要求l所述的方法，其中，写入轨道和数据记录轨道包含磁各 向异性常数在1()Sj/m3和107/1113之间的磁材料。6、 如权利要求5所述的方法，其中，写入轨道和数据记录轨道包括CoPt 和FePt中的至少一种。7、 如权利要求1所述的方法，其中，互连层包含磁各向异性常数在102J/m3 和103 J/m3之间的磁材料。8、 如权利要求7所述的方法，其中，互连层包含NiFe、 CoFe、 Ni、 Fe、 Co及其合金中的至少一种，所述合金包含N...

【专利技术属性】
技术研发人员：林志庆，金恩植，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]