提供磁存储器装置。该磁存储器装置包括多个存储器轨道、位线、连接器、第一输入部分和选择部分。多个存储器轨道在基片上被堆叠来形成多堆栈。在存储器轨道中形成多个磁畴，使得可以由磁畴表示数据位并可以以阵列进行存储。位线形成在相应存储器轨道附近。连接器构成磁隧道连接（ＭＴＪ）单元以及存储器轨道的一个数据位区域。第一输入部分电连接到每个存储器轨道，并且输入将存储在存储器轨道的数据位区域中的数据移动到相邻数据位区域的磁畴运动信号。选择部分从多个存储器轨道中选择要在其上执行读取或写入操作的存储器轨道。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁存储器，更具体地说，涉及在其中可以以阵列存储由磁畴表示的每个数据位并使用磁畴运动的磁存储器。
技术介绍
磁随机存取存储器(MRAM)是一种非易失性磁存储器。MRAM是使用基于超微磁材料(nano magnetic material)的旋转依赖导电特征(spin-dependent conduction characteristic)的磁阻效应的一种新型固态磁存储器。也就是，MRAM使用旋转所产生的大磁致电阻(giant magnetoresistance，GMR)或隧道磁致电阻(tunnel magnetoresistance，TMR)，其中该旋转为电子自由度的程度，其对电子传送具有很大的影响。GMR是当在铁磁材料/金属非磁材料/铁磁材料的邻接布置中在具有相同磁化方向或不同磁化方向的铁磁材料之间插入非磁材料时所产生的电阻差。TMR是与两个铁磁材料具有不同磁化方向情况相比，当在铁磁材料/绝缘物/铁磁材料的邻接布置中两个铁磁材料具有相同的磁化方向时电流容易地流动的电阻。由于使用GMR的MRAM具有由磁化方向引起的相对小的电阻差，因此不能达到大的电压差。另外，由于MRAM具有与GMR层组合以便形成单元的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的尺寸很大的缺点，因此当前更加积极地进行使用TMR层的MRAM的商业化研究。MRAM可以由作为切换装置的晶体管和在其中存储数据的磁隧道连接(MTJ)单元构成。通常，MTJ单元可以由具有固定(pinned)磁化方向的固定铁磁层、具有可以与固定铁磁层的磁化方向平行或反平行的磁化方向的自由铁磁层和插入在固定铁磁层和自由铁磁层之间并磁分离铁磁层的非磁层构成。然而，由于普通MRAM仅在每个MTJ单元中存储一位，因此存在MRAM的数据存储容量的限制。因此，需要新的存储技术，以便增加诸如MRAM之类的磁存储器的信息存储容量。
技术实现思路
本专利技术提供具有多个存储器轨道的磁存储器装置，其中每个轨道具有在其上形成的多个磁畴，以便可以在其上的阵列中存储数据位，并且每个磁畴使用磁畴运动，并且以多堆叠结构(multi-stacked structure)形成存储器，由此显著增加数据存储容量。根据本专利技术的一方面，提供磁存储器装置，包括在基片上堆叠来形成多堆栈的多个存储器轨道，其中形成多个磁畴，使得每个由磁畴构成的多个数据位以阵列进行存储；分别形成在多个存储器轨道附近的位线；形成在每个存储器轨道和每条位线之间以构成磁隧道连接(MTJ)单元以及每个存储器轨道的一个数据位区域的连接器；电连接到每个存储器轨道、并输入将存储在存储器轨道的数据位区域中的数据移动到相邻数据位区域的磁畴运动信号的第一输入部分；和从多个存储器轨道中选择要在其上执行读取或写入操作的存储器轨道的选择部分。连接器可以包括与存储器轨道的部分对应地形成并具有固定磁化方向的参考层，其中与参考层的有效尺寸对应的数据位被存储在存储器轨道的阵列中。连接器还可以包括插入在参考层和存储器轨道之间的非磁层。非磁层可以是用作隧道势垒(barrier)的导电层或绝缘层。选择部分可以包括分别连接到构成存储器轨道的MTJ单元的数据位区域的多个混杂区域(impurity region)；和形成在两个混杂区域之间的栅极，其中选择部分具有共享晶体管结构，其中至少一个混杂区域用作预定存储器轨道的漏极并用作其它存储器轨道的源极，并且每个混杂区域经由导电插头(conductive plug)连接到构成每个存储器轨道的MTJ的数据位区域。每个存储器轨道可以包括具有与要存储的数据位数对应的数据位区域并存储多个数据位的数据存储区域；和缓冲器区域，用于邻接数据存储区域，并且如果需要，则在磁畴运动期间存储移动到数据存储区域之外的数据。每个存储器轨道可以包括多个数据存储区域，其中缓冲器区域位于两个邻接的数据存储区域之间，而与形成在每个存储器轨道上的相应多个数据存储区域对应地形成连接器和选择部分。存储器装置还可以包括第二输入部分，用于通过位线至少输入写入电流信号和读取电流信号之一。附图说明通过参照附图详细描述本专利技术的示例性实施例，本专利技术的以上和其它特征和优点将变得更加清楚，在附图中图1是图解根据本专利技术实施例的具有多堆叠存储器轨道的磁存储器装置的结构的示意图；图2A到2C是图解当对图1的磁存储器装置的第一到第三存储器轨道执行写入或读取操作时的操作状态的视图；图3A到3C是图解对根据本专利技术实施例的磁存储装置的所选择的轨道执行数据写入操作的视图；图4A和4B是图解对根据本专利技术实施例的磁存储装置的所选择的轨道执行数据读取操作的视图；和图5是图解被施加到根据本专利技术实施例的磁存储器装置的磁畴运动电流信号脉冲1(运动)、读取脉冲信号电流脉冲2(读取)和写入切换电流信号脉冲2(写入)的示意图。具体实施例方式将参照附图更加全面地描述本专利技术，其中显示了本专利技术的示例性实施例。图1是图解根据本专利技术实施例的具有多堆叠存储器轨道的磁存储器装置的结构的示意图。参照图1，脉冲1是磁畴运动信号，而脉冲2是读取信号和写入信号之一。参照图1，磁存储器装置包括在基片上堆叠来形成多堆叠存储器的第一到第三存储器轨道10、30和50；分别形成在第一到第三存储器轨道10、30和50附近的第一到第三位线20、40和60；分别形成在第一到第三存储器轨道10、30和50与第一到第三位线20、40和60之间的第一到第三连接部分15、35和55；电连接到第一到第三存储器轨道10、30和50并输入磁畴运动信号的第一输入部分80；和从第一到第三存储器轨道10、30和50中选择要在其上执行读取或写入操作的存储器轨道的选择部分90。在如图1所示的磁存储器装置中，将选择部分90形成在基片1上，而将第一存储器轨道10、第一位线20、第二存储器轨道30、第二位线40、第三存储器轨道50和第三位线60顺序堆叠在选择部分90上。可以在上述元件的层之间插入绝缘层。在图1的元件之间的空的(empty)空间是绝缘层。由于可以以各种方法制造该分层结构，因此，将省略制造该分层结构的方法的描述。第一到第三存储器轨道10、30和50是记录层，并且形成它们来具有面内磁化方向和垂直磁化方向之一和要切换的磁化方向。第一到第三存储器轨道10、30和50中的每一个具有多个磁畴，使得可以将由一个磁畴构成的数据位存储在数据位的阵列中。这里，第一到第三存储器轨道10、30和50中的每一个可以具有多个磁畴壁(magnetic domain wall)，通过该磁畴壁来形成多个磁畴。第一到第三连接器15、35和55分别形成在第一到第三存储器轨道与第一到第三位线之间，以形成磁隧道连接(MTJ)单元以及第一到第三存储器轨道10、30和50的数据位区域11、31和51。第一到第三连接器15、35和55中的每一个的一端分别接触到第一到第三位线20、40和60。第一到第三连接器15、35和55中的每一个的另一端分别接触到第一到第三存储器轨道10、30和50的部分(即，构成MTJ单元的预定数据位区域11、31和51)。为了形成MTJ单元，第一到第三连接器15、35和55中的每一个具有与第一到第三存储器轨道10、30和50的每一个的部分对应地形成的参考层19，该参考层19具有固定本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁存储器装置，包括： 在基片上堆叠来形成多堆栈的多个存储器轨道，其中，形成多个磁畴以使得每个由磁畴构成的多个数据位以阵列进行存储； 形成在相应存储器轨道附近的多条位线； 形成在每个存储器轨道和每条位线之间以构成磁隧道连接（ＭＴＪ）单元以及每个存储器轨道的一个数据位区域的连接器； 电连接到每个存储器轨道、并输入将存储在存储器轨道的数据位区域中的数据移动到相邻数据位区域的磁畴运动信号的第一输入部分；和 从多个存储器轨道中选择要在其上执行读取或写入操作的存储器轨道的选择部分。
【技术特征摘要】
KR 2006-2-23 17875/061.一种磁存储器装置，包括在基片上堆叠来形成多堆栈的多个存储器轨道，其中，形成多个磁畴以使得每个由磁畴构成的多个数据位以阵列进行存储；形成在相应存储器轨道附近的多条位线；形成在每个存储器轨道和每条位线之间以构成磁隧道连接(MTJ)单元以及每个存储器轨道的一个数据位区域的连接器；电连接到每个存储器轨道、并输入将存储在存储器轨道的数据位区域中的数据移动到相邻数据位区域的磁畴运动信号的第一输入部分；和从多个存储器轨道中选择要在其上执行读取或写入操作的存储器轨道的选择部分。2.如权利要求1所述的存储器装置，其中连接器包括与存储器轨道的部分对应地形成并具有固定磁化方向的参考层，其中与参考层的有效尺寸对应的数据位被存储在存储器轨道的阵列中。3.如权利要求2所述的存储器装置，其中连接器还包括插入在参考层和存储器轨道之间的非磁层。4.如权利要求3所述的存储器装置，其中非磁层是用作隧道势垒的导电层或绝缘层。5.如权利要求3所述的存储器装置，其中选择部分包括分别连接到构成存储器轨道的MTJ单元的数据位区域的多个混杂区域；和形成在两个混杂区域之间的栅极，其中选择部分具有共享晶体管结构，其中至少一个混杂区域周作预定存储器轨道的漏极并用作另一存储器轨道的源极，和每个混杂区域经由导电插头连接到构成每个存储器轨道的MTJ的数据位区域。6.如权利要求2所述的存储器装置，其中选择部分包括分别连接到构成存储器轨道的MTJ单元的数据位区域的多个混杂区域；...
【专利技术属性】
技术研发人员：金起园，金泰完，曹永真，黄仁俊，
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]
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