專利名稱：利用磁疇運(yùn)動的磁存儲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁存儲器，更特別地，涉及一種用于利用磁疇運(yùn)動寫入或讀取多個數(shù)據(jù)位的磁存儲器。
背景技術(shù)：
用于存儲信息的磁存儲器大致區(qū)分為存儲(memory)裝置和存貯(storage)設(shè)備。存儲裝置焦點(diǎn)在于提高固態(tài)性能，而存貯設(shè)備焦點(diǎn)在于增加容量。
磁隨機(jī)存取存儲器(MRAM)是一種非易失性的磁存儲器并且是一種新的固態(tài)磁存儲器，其利用基于納米磁材料所特有的自旋相關(guān)傳導(dǎo)(spin-dependent conduction)的磁阻效應(yīng)。也就是說，MRAM利用由于自旋對電子傳送具有大的影響而產(chǎn)生的巨磁阻(GMR)或隧道磁阻(TMR)，所述自旋是電子的自由度。
與其間插入金屬非磁材料的鐵磁材料的相鄰布置中一樣，GMR是當(dāng)設(shè)置為非磁材料插入其間的鐵磁材料具有相同的磁化方向或不同的磁化方向時產(chǎn)生的電阻差。在其間插入絕緣體的鐵磁材料的相鄰布置中，TMR是與當(dāng)兩個鐵磁材料具有不同的磁化方向時相比，當(dāng)兩個鐵磁材料具有相同的磁化方向時電流容易從其流過的電阻。因?yàn)槔肎MR的MRAM具有由于磁化方向?qū)е碌南鄬π〉碾娮璨?，所以不能得到大的電壓差。另外，由于MRAM存在與GMR層結(jié)合以形成單元的金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)的尺寸增加的缺點(diǎn)，所以現(xiàn)在正在更積極地進(jìn)行追求使用TMR層的MRAM的商業(yè)化的研究。
MRAM可由作為開關(guān)器件的晶體管和其中存儲數(shù)據(jù)的磁隧道結(jié)(MTJ)單元組成。通常，MTJ單元可包括具有被釘扎磁化方向的被釘扎鐵磁層、磁化方向可平行或反平行于該被釘扎鐵磁層的被釘扎磁化方向的自由鐵磁層、及位于該被釘扎鐵磁層和該自由鐵磁層之間的磁分隔所述鐵磁層的非磁層。
然而，由于MTJ每單元存儲一位數(shù)據(jù)，因此對能被提高的MRAM的數(shù)據(jù)存儲容量的數(shù)量存在限制。因此，需要一種新的存儲技術(shù)以提高例如MRAM的磁存儲器的信息存儲容量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種磁存儲裝置，在記錄層上形成多個磁疇并利用磁疇運(yùn)動存儲或讀取多個數(shù)據(jù)位，每個磁疇具有垂直磁化方向。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種磁存儲裝置，包括記錄層，其中形成多個磁疇，每個磁疇具有可變換的垂直磁化方向；參考層，其對應(yīng)于記錄層的一部分并具有被釘扎磁化方向，其中在記錄層中形成存儲由磁疇構(gòu)成的數(shù)據(jù)位陣列的數(shù)據(jù)存儲單元，所述磁疇與參考層的有效尺寸相對應(yīng)；第一輸入部分，其電連接到數(shù)據(jù)存儲單元的至少一個數(shù)據(jù)位區(qū)和參考層，并輸入寫入信號和讀取信號中的至少一個；以及第二輸入部分，其電連接到記錄層并輸入磁疇運(yùn)動信號以將記錄層的數(shù)據(jù)位區(qū)中存儲的數(shù)據(jù)移動到相鄰數(shù)據(jù)位區(qū)。
所述記錄層可以是由具有垂直磁化方向的非晶磁材料形成的磁疇條。
記錄層可包括稀土元素-過渡金屬的合金。
用于形成記錄層的稀土元素選自由Tb、Gd和Eu構(gòu)成的組中的至少一種。
用于形成記錄層的過渡金屬選自由Co、Fe、Mn和Ni構(gòu)成的組中的至少一種。
所述參考層可具有垂直磁化方向和面內(nèi)磁化方向中的一種。
參考層可由與記錄層相同的材料形成。
數(shù)據(jù)位區(qū)可由單個磁疇組成。
所述存儲裝置可進(jìn)一步包括位于參考層和記錄層之間的非磁層。
所述非磁層可以是導(dǎo)電層和作為隧道勢壘的絕緣層中的一種。
所述寫入信號可以是脈沖型開關(guān)電流。
所述讀取信號可以是比所述開關(guān)電流小的脈沖電流。
可輪流地執(zhí)行開關(guān)電流和讀脈沖電流中的至少一種的輸入和磁疇運(yùn)動信號的輸入，以使得輪流地執(zhí)行數(shù)據(jù)存儲或讀取操作和磁疇運(yùn)動操作。
可通過數(shù)據(jù)位區(qū)單位執(zhí)行磁疇運(yùn)動。
可通過數(shù)據(jù)位區(qū)單位執(zhí)行磁疇運(yùn)動，并輪流地執(zhí)行數(shù)據(jù)存儲或讀取操作和磁疇運(yùn)動操作。
所述存儲裝置可進(jìn)一步包括位于數(shù)據(jù)存儲單元一側(cè)且鄰接數(shù)據(jù)存儲單元以存儲由于磁疇運(yùn)動被移動到數(shù)據(jù)存儲單元的區(qū)域外的數(shù)據(jù)的緩沖單元。
可形成多個數(shù)據(jù)存儲單元，且所述緩沖單元可位于兩個相鄰的數(shù)據(jù)存儲單元之間，且每數(shù)據(jù)存儲單元形成至少一個第一輸入部分。
多個數(shù)據(jù)存儲單元能以陣列形成，且每數(shù)據(jù)存儲單元形成至少一個第一輸入部分。


通過參考附圖詳細(xì)描述其示例的實(shí)施例，本發(fā)明的上述及其他特征及優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，其中圖1是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)存儲單元和具有其的磁存儲器的示意圖；圖2是視圖，示出了通過使用磁光克爾效應(yīng)(MOKE)，當(dāng)垂直磁場施加到具有不同成分比的TbFeCo材料的五個樣品A、B、C、D和E時，所測量的透射光強(qiáng)度；圖3示出了使用顯微鏡對樣品進(jìn)行顯微鏡檢查而獲得的照片，該樣品中Tb20Fe70Co10層被形成至20nm的厚度且W層在Tb20Fe70Co10層上被形成至5nm的厚度；圖4A至4C是視圖，示出了開關(guān)電流被施加到圖1的第四數(shù)據(jù)位區(qū)(預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū))以使得第四數(shù)據(jù)位區(qū)磁化方向被反轉(zhuǎn)，并通過運(yùn)動電流該第四數(shù)據(jù)位區(qū)的反轉(zhuǎn)的磁化方向移動到相鄰的第五數(shù)據(jù)位區(qū)；圖5A和5B是視圖，示出了用于讀取的脈沖電流被施加到圖1的第四數(shù)據(jù)位區(qū)(預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū))以使得讀取第四數(shù)據(jù)位區(qū)的數(shù)據(jù)，并通過運(yùn)動電流該第四數(shù)據(jù)位區(qū)的磁化方向移動到相鄰的第五數(shù)據(jù)位區(qū)；圖6是示意曲線圖，示出了施加到根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁存儲裝置的磁疇運(yùn)動電流；脈沖1(運(yùn)動)，讀脈沖電流；脈沖2(讀取)，和寫入開關(guān)電流脈沖2(寫入)；圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的磁存儲裝置的示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在，將參考附圖更充分地描述本發(fā)明，附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
圖1是說明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)存儲單元和具有其的磁存儲器的示意圖。
參照圖1，數(shù)據(jù)存儲單元20包括記錄層11和與記錄層11的一部分相對應(yīng)的參考層(reference layer)15，所述記錄層11具有用于存儲多個數(shù)據(jù)位的可變換的磁化方向并形成具有垂直磁化方向的多個磁疇。在參考層15和記錄層11之間可形成非磁層13。雖然在圖1中非磁層13被形成在記錄層11的整個表面上，但是非磁層13可被形成在僅參考層15的上表面上。
記錄層11具有可變換的垂直磁化方向并包括磁疇壁。通過這些磁疇壁的存在，多個磁疇的陣列存在于記錄層11中。形成記錄層11以便在陣列中存儲多個數(shù)據(jù)位。為了這個目的，可在磁疇條中形成記錄層11。
在數(shù)據(jù)存儲單元20中，通過與參考層15的有效尺寸相對應(yīng)的記錄層11的單位區(qū)域可執(zhí)行數(shù)據(jù)的存儲或存儲數(shù)據(jù)的讀取。參考層15的有效尺寸決定記錄層11的一個數(shù)據(jù)位區(qū)的大小。
因此，記錄層11可形成為具有相對于參考層15的有效尺寸的數(shù)據(jù)位區(qū)的數(shù)量的倍數(shù)一樣長的長度，即，磁疇運(yùn)動的寬度。因此，通過具有參考層15的有效尺寸的單位將多個數(shù)據(jù)位區(qū)的陣列提供給記錄層11，以便在陣列中能存儲多個數(shù)據(jù)位。
另一方面，由于優(yōu)選地在一個數(shù)據(jù)位區(qū)內(nèi)僅存在單個磁疇，因此在記錄層11中形成的磁疇可被形成至等于或大于參考層15的有效尺寸的大小。
記錄層11由垂直磁各向異性材料、特別地由非晶磁材料(即非晶亞鐵磁材料或非晶鐵磁材料)形成，從而記錄層11可具有垂直的易軸并因此具有垂直磁化方向。記錄層11可形成為磁疇條。
例如，記錄層11可由包括稀土元素-過渡金屬的合金的材料形成。
用于形成記錄層11的稀土元素可選自由Tb、Gd及Eu組成的組。
用于形成記錄層11的過渡金屬可選自由Co、Fe、Mn及Ni組成的組。
記錄層11可由例如TbFeCo形成以具有垂直易軸。
當(dāng)利用非晶磁材料形成具有垂直磁化方向的磁疇條構(gòu)成的記錄層11時，不需要人工磁疇形成工藝，且能自然地形成對應(yīng)于具有小尺寸例如納米級尺寸的數(shù)據(jù)位區(qū)的磁疇。
在具有面內(nèi)磁化方向的軟磁材料的情況下，當(dāng)磁疇的尺寸變小時，磁疇不穩(wěn)定且易于分成多個疇。因此，當(dāng)使用具有面內(nèi)磁化方向的軟磁材料時，很難自然地形成利用單個疇存儲一位數(shù)據(jù)(的一個數(shù)據(jù)位區(qū)。因此，當(dāng)使用具有面內(nèi)磁化方向的軟磁材料形成記錄層時，應(yīng)該在記錄層11中人為地形成凹口(notch)以便一個磁疇存在于一個數(shù)據(jù)位區(qū)中并因此在記錄層11中形成多個數(shù)據(jù)位區(qū)的陣列。
另一方面，根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)存儲單元20，由于記錄層11由非晶磁材料形成以使得記錄層可具有垂直磁化方向，即使當(dāng)磁疇的大小被減小到納米級時，也可以每一個數(shù)據(jù)位區(qū)穩(wěn)定地形成僅一個磁疇。因此，可自然地形成對應(yīng)于具有小尺寸例如納米級尺寸的數(shù)據(jù)位區(qū)的磁疇。
當(dāng)記錄層1 1由具有垂直磁化方向的非晶磁材料例如包括稀土元素-過渡金屬的合金的材料形成時，與由軟磁材料形成的相比，記錄層11具有相當(dāng)高的矯頑力。因此，磁疇能被自然地形成至與參考層15的有效尺寸相對應(yīng)的大小，并可穩(wěn)定地保持磁疇。
另一方面，參考層15是具有被釘扎磁化方向的被釘扎層，并具有與記錄層11的一個數(shù)據(jù)位區(qū)相對應(yīng)的有效尺寸。
參考層15可具有被釘扎面內(nèi)磁化方向和被釘扎垂直磁化方向之一。
例如，參考層15可由一般的鐵磁材料形成從而參考層可具有預(yù)定面內(nèi)磁化方向。
作為另一例子，參考層15可由與記錄層11基本相同的磁材料(例如稀土元素-過渡金屬的合金)形成，以使得參考層15可具有垂直磁化方向。例如，參考層15可由TbFeCo形成。此時，由于記錄層11將具有可變換的磁化方向且參考層15將具有被釘扎磁化方向，因此記錄11將具有相對小的矯頑力，且參考層15將具有相對高的矯頑力。通過改變用于形成參考層15和記錄層11的元素的成分比可控制矯頑力。
圖2是視圖，示出了通過使用磁光克爾效應(yīng)(MOKE)，當(dāng)垂直磁場施加到具有不同成分比的TbFeCo材料的五個樣品A、B、C、D和E時，所測量的透射光強(qiáng)度。在圖2中，水平軸表示垂直磁場(單位Oe)，垂直軸表示透射光強(qiáng)度(單位任意單位(a.u.))。
圖2示出隨著透射光的極化依靠于磁化方向而改變時通過測量光強(qiáng)度獲得的結(jié)果。圖2中所示的結(jié)果是通過施加垂直磁場獲得的并顯示出材料TbFeCo具有垂直磁化特性(垂直易軸)。圖2中所示的曲線與磁滯曲線相對應(yīng)并顯示出在曲線之間具有大間隔的樣品D具有高矯頑力。樣品D可被用于參考層1 5。其余樣品A、B、C和E與樣品D相比具有小矯頑力并因此可被用于記錄層11。
這里，樣品A和B是其中TbFeCo層被形成至20nm厚度且W層在TbFeCo層上被形成至5nm厚度的樣品(無底層/TbFeCo(20nm)/W(5nm))。樣品C和D是其中Al層被形成至10nm厚度，TbFeCo層在Al層上被形成至20nm厚度，且W層在TbFeCo層上被形成至5nm厚度的樣品(Al(10nm)/TbFeCo(20nm)/W(5nm))。樣品E是其中Al層被形成至10nm厚度，TbFeCo層在Al層上被形成至100nm厚度，且W層在TbFeCo層上被形成至2-3nm厚度的樣品(Al(10nm)/TbFeCo(100nm)/W(2-3nm))。
樣品A、B、C、D和E的元素成分比是ATb20Fe70Co10、BTb23Fe67Co10、CTb20Fe70Co10、DTb18Fe72Co10和ETb16Fe74Co10。
參照圖2，由于通過改變TbFeCo的元素成分比可改變矯頑力的強(qiáng)度，因此記錄層11和參考層15能由相同的材料形成。此時，優(yōu)化TbFeCo的元素成分比以使得記錄層11具有相對小的矯頑力，而參考層15具有相對高的矯頑力。
圖3示出了照片，其中磁疇形成在樣品(無底層/TbFeCo(20nm)/W(5nm))中，該樣品中Tb20Fe70Co10層被形成至20nm的厚度且W層在Tb20Fe70Co10層上被形成至5nm的厚度。圖3的左側(cè)顯示樣品的原子力顯微鏡(AFM)照片，圖3的右側(cè)顯示樣品的磁力顯微鏡(MFM)照片。在圖3所示的樣品中，垂直矯頑力Hc1是1.66kOe，且飽和磁化力Ms是280emu/cc。
在MFM測試中，在給整個樣品施加限制磁場、然后去除施加的磁場(零場( zero-field))，即達(dá)到自然狀態(tài)的條件下進(jìn)行測量。在MFM照片中，明亮部分是已在延伸出紙面的方向上磁化的磁疇(稱為第一磁疇)，黑暗部分是已在進(jìn)入紙面的方向上磁化的磁疇(稱為第二磁疇)。由于輪流地形成第一和第二磁疇，因此通過將這些磁疇的陣列形成為磁疇條能獲得上述的記錄層11。參照圖3，第一和第二磁疇的每一個都不被分成多疇，而是被保持為單個疇。
再參考圖1，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的數(shù)據(jù)存儲單元20可進(jìn)一步包括在參考層15和記錄層11之間的非磁層13。非磁層13可以是導(dǎo)電層例如Cu和作為隧道勢壘的絕緣層例如氧化鋁層中的一種。
在圖1中，形成每個都具有與參考層15的尺寸相對應(yīng)的尺寸的八個數(shù)據(jù)位區(qū)以使得數(shù)據(jù)存儲單元20可存儲8位數(shù)據(jù)?？砂葱璧靥岣邤?shù)據(jù)位區(qū)的數(shù)量。在圖1中，D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、和D8是組成數(shù)據(jù)存儲單元20的第一到第八數(shù)據(jù)位區(qū)。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁存儲裝置10中，多個數(shù)據(jù)位區(qū)D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、和D8的每一個都可由單個磁疇形成，其中磁疇壁存在于磁疇的兩側(cè)。
下面將描述具有上述的數(shù)據(jù)存儲單元20的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁存儲裝置10。
再參考圖1，磁存儲裝置10包括存儲多個數(shù)據(jù)位的數(shù)據(jù)存儲單元20、輸入寫入信號和讀取信號中的至少一個(脈沖2)的至少一個第一輸入部分40、以及輸入磁疇運(yùn)動信號(脈沖1)的第二輸入部分50。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁存儲裝置10中，根據(jù)通過第二輸入部分50施加的磁疇運(yùn)動信號(脈沖1)，以及通過第一輸入部分40與所述磁疇運(yùn)動信號(脈沖1)同步施加的寫入電流信號(例如，圖6中的脈沖2(寫入))，通過利用自旋轉(zhuǎn)移矩(spin transfer torque)，即電流感應(yīng)磁開關(guān)(current induced magneticswitchingCIMS)使磁疇之一，即位于與參考層15相對應(yīng)的預(yù)定位置的預(yù)定磁疇的磁化方向反轉(zhuǎn)，移動記錄層11的相鄰磁疇，并將數(shù)據(jù)位即“0”或“1”記錄在該預(yù)定磁疇中。
另外，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁存儲裝置10中，根據(jù)通過第二輸入部分50施加的磁疇運(yùn)動信號(脈沖1)和通過第一輸入部分40與所述運(yùn)動信號(脈沖1)同步施加的讀取信號(例如，圖6中的脈沖2(讀取))，通過將讀取信號即讀取脈沖信號施加(例如使用自旋隧道效應(yīng)(spin tunnelling))到記錄層1 1和參考層1 5，來移動磁疇并讀取存儲在磁疇中的數(shù)據(jù)。
圖1中，脈沖2是寫入信號或讀取信號。
另一方面，第一輸入部分40被電連接到記錄層11的至少一個數(shù)據(jù)位區(qū)和參考層15。圖1表示第一輸入部分40被電連接到參考層15和位于參考層15上的記錄層11的單個數(shù)據(jù)位區(qū)(例如預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21)。
寫入信號通過第一輸入部分40被輸入到記錄層11和參考層15，且根據(jù)所述寫入信號指定位于參考層15上的記錄層11的預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21的磁化方向。在圖1中，數(shù)據(jù)存儲單元20具有第一到第八數(shù)據(jù)位區(qū)D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8的陣列，且電連接到第一輸入部分40的預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21變成位于參考層15上的第四數(shù)據(jù)位區(qū)。
當(dāng)通過第一輸入部分40輸入寫入信號時，根據(jù)所述寫入信號決定第四數(shù)據(jù)位區(qū)D4的磁化方向。例如，當(dāng)?shù)谒臄?shù)據(jù)位區(qū)D4具有預(yù)定磁化方向時，取決于施加的寫入信號，第四數(shù)據(jù)位區(qū)D4的磁化方向被反轉(zhuǎn)或保持原磁化方向。以此方式指定的磁化方向表示記錄的數(shù)據(jù)位。
參照圖6，寫入信號可為脈沖型開關(guān)電流(pulse-type switching current)。取決于該開關(guān)電流的極性，選擇性地轉(zhuǎn)換預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21例如位于參考層15上的記錄層11的第四數(shù)據(jù)位區(qū)D4的磁化方向，并在預(yù)定的數(shù)據(jù)位區(qū)21中存儲將被存儲的數(shù)據(jù)位，即“0”或“1”。
例如，假定參考層15具有垂直磁化方向，且當(dāng)預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21的垂直磁化方向變得與參考層15的磁化方向相同即平行于參考層15的垂直磁化方向時數(shù)據(jù)位被指定為“0”，當(dāng)施加開關(guān)電流時，當(dāng)施加具有相反極性的開關(guān)電流時在預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21具有與參考層15的垂直磁化方向相反的垂直磁化方向的時候，數(shù)據(jù)位可被指定為“1”。因此，通過改變開關(guān)電流的極性以允許預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21的磁化方向與參考層15的磁化方向相同或與參考層15的磁化方向相反來存儲數(shù)據(jù)。在圖1中，標(biāo)記在第一到第八數(shù)據(jù)位區(qū)D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8上的箭頭表示垂直磁化方向。
這里，假定參考層15具有面內(nèi)磁化方向，例如指向右側(cè)的磁化方向，且當(dāng)施加預(yù)定開關(guān)電流且預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21的垂直磁化方向指向“上”時數(shù)據(jù)位被指定為“0”，則當(dāng)施加具有相反極性的開關(guān)電流且預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21具有指向“下”的垂直磁化方向時，數(shù)據(jù)位可被指定為“1”。因此，通過改變開關(guān)電流的極性以允許預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21的垂直磁化方向變成“上”或“下”來存儲數(shù)據(jù)。在圖1中，標(biāo)記在第一到第八數(shù)據(jù)位區(qū)D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8上的箭頭表示垂直磁化方向。
這里，預(yù)先確定參考層15是具有垂直磁化方向還是面內(nèi)磁化方向、當(dāng)參考層15具有垂直磁化方向時垂直磁化方向是“上”還是“下”、以及當(dāng)參考層15具有面內(nèi)磁化方向時面內(nèi)磁化方向是“右”還是“左”。因此，假定當(dāng)記錄層11的垂直磁化方向關(guān)于參考層15的預(yù)定磁化方向分別為“上”和“ 下”時，數(shù)據(jù)位被指定為“0”和“1”，通過轉(zhuǎn)換記錄層11中包含的預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21的垂直磁化方向可以存儲所需數(shù)據(jù)。
另一方面，當(dāng)讀取存儲的數(shù)據(jù)時，讀取信號，例如圖6中所示的讀脈沖電流，通過第一輸入部分40被輸入到記錄層11的預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21和參考層15。此時，參考層15、位于參考層15上的記錄層11的預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21、以及位于它們之間的非磁層13組成磁隧道結(jié)(MTJ)單元。因此，通過的電流的強(qiáng)度或電阻依賴于相對于參考層15的磁化方向的記錄層11的預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21的垂直磁化方向而改變。利用這種改變讀取數(shù)據(jù)。此時，可提供單獨(dú)的參考層和輸入部分以讀取數(shù)據(jù)。
參照圖6，讀脈沖電流可以是比用于寫入的開關(guān)電流小的脈沖電流。與磁疇運(yùn)動信號同步地施加這個讀脈沖電流。因此，根據(jù)位于參考層15上的預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21的磁化方向可以讀取所存儲的數(shù)據(jù)。
第二輸入部分50電連接到記錄層11，以將記錄層11的數(shù)據(jù)位區(qū)中存儲的數(shù)據(jù)(即面內(nèi)磁化或垂直磁化)移動到相鄰數(shù)據(jù)位區(qū)。根據(jù)通過第二輸入部分50輸入的運(yùn)動信號(脈沖1)，磁疇的磁化方向移被動到相鄰磁疇。因此，在預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)中含有的位數(shù)據(jù)被移動到相鄰數(shù)據(jù)位區(qū)。這種運(yùn)動叫作磁疇運(yùn)動(magnetic domain motion)。
磁疇運(yùn)動信號(脈沖1)可以具有恒定周期的脈沖電流輸入。可以輸入磁疇運(yùn)動信號(脈沖1)使得通過包括至少一個磁疇的數(shù)據(jù)位區(qū)單位進(jìn)行磁疇運(yùn)動。此時，由于磁疇運(yùn)動實(shí)質(zhì)上將預(yù)定磁疇的磁化方向移動到相鄰磁疇，因此在通過數(shù)據(jù)位區(qū)單元執(zhí)行磁疇運(yùn)動的時候可以連續(xù)地施加和周期性地施加運(yùn)動信號(脈沖1)，以使得通過數(shù)據(jù)位區(qū)單位執(zhí)行磁疇運(yùn)動。
可以輪流地輸入寫入開關(guān)電流或讀取開關(guān)電流、以及運(yùn)動信號。因此，輪流地執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入操作或存儲數(shù)據(jù)讀取操作、以及磁疇運(yùn)動，以使得多個數(shù)據(jù)位被順序地記錄在多個數(shù)據(jù)位區(qū)中，或者順序地讀取多個數(shù)據(jù)位區(qū)中存儲的多個數(shù)據(jù)位。
另一方面，磁存儲裝置10可進(jìn)一步包括緩沖單元30，其在數(shù)據(jù)存儲單元20的至少一側(cè)鄰接數(shù)據(jù)存儲單元20以存儲由于磁疇運(yùn)動被移動到數(shù)據(jù)存儲單元20的區(qū)域外的數(shù)據(jù)。
當(dāng)數(shù)據(jù)存儲單元20具有n個數(shù)據(jù)位區(qū)時，緩沖單元30可具有至少n個或n-1個數(shù)據(jù)位區(qū)。即，在緩沖單元30中包括的數(shù)據(jù)位區(qū)的數(shù)量至少與在數(shù)據(jù)存儲單元20中包括的數(shù)據(jù)位區(qū)的數(shù)量相同或者是比數(shù)據(jù)位區(qū)的數(shù)量小大約1的小數(shù)量。位于數(shù)據(jù)存儲單元20和緩沖單元30中的記錄層11的物理屬性實(shí)質(zhì)上是相同的。圖1表示其中記錄層11的中間部分被用作數(shù)據(jù)存儲單元20且記錄層11的兩側(cè)部分被用作緩沖單元30的例子。由于不在緩沖單元30上直接執(zhí)行寫入或讀取操作，因此，緩沖單元30可只包括記錄層11，或包括由記錄層11和位于其下的非磁層13組成的層結(jié)構(gòu)。另外，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁存儲裝置10中，緩沖單元30也可具有與數(shù)據(jù)存儲單元20基本相同的層結(jié)構(gòu)，即，包括參考層15的層結(jié)構(gòu)，即使沒有信號輸入到緩沖單元30的參考層15。
在圖1中，在第四數(shù)據(jù)位區(qū)D4上執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入或讀取操作，并在數(shù)據(jù)存儲單元20的兩側(cè)分別提供緩沖單元30的第一部分A和第二部分B，第四數(shù)據(jù)位區(qū)是數(shù)據(jù)存儲單元20的八個數(shù)據(jù)位區(qū)D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7及D8的第四個區(qū)。圖1示出了考慮到在數(shù)據(jù)讀取操作期間從左向右執(zhí)行磁疇運(yùn)動情形，形成了在數(shù)據(jù)存儲單元20左側(cè)具有四個數(shù)據(jù)位區(qū)的緩沖單元30的第一部分A以及在數(shù)據(jù)存儲單元20右側(cè)具有三個數(shù)據(jù)位區(qū)的緩沖單元30的第二部分B。對于在數(shù)據(jù)存儲單元20的八個數(shù)據(jù)位區(qū)D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7及D8中包括的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)讀取操作以移動到左側(cè)的第八數(shù)據(jù)位區(qū)D8開始以使得第八數(shù)據(jù)位區(qū)D8的數(shù)據(jù)位于第四數(shù)據(jù)位區(qū)D4處，且在數(shù)據(jù)被移動到右側(cè)時輪流地執(zhí)行運(yùn)動操作和讀取操作，以使得可以順序地讀取在八個數(shù)據(jù)位區(qū)D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7及D8中包含的數(shù)據(jù)。
雖然圖1示出了在數(shù)據(jù)存儲單元20的中間部分上形成參考層15，并因此在數(shù)據(jù)存儲單元20的中間部分上執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入或讀取操作的例子，但是本發(fā)明不限于該特定的例子且可以作出各種變型。
例如，在數(shù)據(jù)存儲單元20的第一數(shù)據(jù)位區(qū)D1上執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入或讀取操作，且具有數(shù)據(jù)存儲單元20中包括的數(shù)據(jù)位區(qū)的至少相同數(shù)量或者比該數(shù)據(jù)位區(qū)的數(shù)量小1的小數(shù)量的緩沖單元30可與數(shù)據(jù)寫入或讀取操作開始處的數(shù)據(jù)存儲單元20的數(shù)據(jù)位區(qū)相鄰地形成(例如，當(dāng)數(shù)據(jù)寫入或讀取操作起始于第一數(shù)據(jù)位區(qū)D1時，在第一數(shù)據(jù)位區(qū)D1的左側(cè)；當(dāng)數(shù)據(jù)寫入或讀取操作起始于第八數(shù)據(jù)位區(qū)D8時，在第八數(shù)據(jù)位區(qū)D8的右側(cè))或者可形成在數(shù)據(jù)存儲單元20的兩側(cè)。由于從圖1中所示的結(jié)構(gòu)能容易地推斷出這種變型，因此將省略它的詳細(xì)描述。
當(dāng)緩沖單元30只形成在數(shù)據(jù)存儲單元20的右側(cè)或左側(cè)時，數(shù)據(jù)存儲單元20中包括的數(shù)據(jù)被移動到緩沖單元30中，然后執(zhí)行數(shù)據(jù)讀取操作。于是，在相同的方向中可執(zhí)行在數(shù)據(jù)讀取操作期間執(zhí)行的磁疇運(yùn)動以及在數(shù)據(jù)寫入操作期間執(zhí)行的磁疇運(yùn)動。另外，在數(shù)據(jù)存儲單元20中包括的數(shù)據(jù)被移動到緩沖單元30的時候，可同時地執(zhí)行數(shù)據(jù)讀取操作。在這種情況下，在相互相反的方向中執(zhí)行在數(shù)據(jù)讀取操作期間執(zhí)行的磁疇運(yùn)動以及在數(shù)據(jù)寫入操作期間執(zhí)行的磁疇運(yùn)動。
當(dāng)在數(shù)據(jù)存儲單元20中存儲n個數(shù)據(jù)位時，緩沖單元30的數(shù)據(jù)位區(qū)的數(shù)量可以比數(shù)據(jù)存儲單元20數(shù)據(jù)位區(qū)小一個數(shù)據(jù)位區(qū)。即，可形成緩沖單元30以存儲(n-1)個數(shù)據(jù)位。這個理由如下。由于在數(shù)據(jù)位區(qū)，即執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入或讀取操作的數(shù)據(jù)存儲單元20的預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21中總是能存儲一個數(shù)據(jù)位，因此緩沖單元30將暫時地存儲僅(n-1)個數(shù)據(jù)位。
當(dāng)在數(shù)據(jù)存儲單元20的兩側(cè)形成緩沖單元30時，在執(zhí)行磁疇運(yùn)動而沒有移動數(shù)據(jù)到緩沖單元30時，可讀取數(shù)據(jù)存儲單元20中包括的數(shù)據(jù)。此時，在相互相反的方向中執(zhí)行在數(shù)據(jù)讀取操作期間執(zhí)行的磁疇運(yùn)動以及在數(shù)據(jù)寫入操作期間執(zhí)行的磁疇運(yùn)動。即使在這種情況下，當(dāng)在數(shù)據(jù)存儲單元20中存儲n個數(shù)據(jù)位時，在數(shù)據(jù)存儲單元20的兩側(cè)形成的緩沖單元30中存儲的數(shù)據(jù)位區(qū)的數(shù)量仍可比數(shù)據(jù)存儲單元20小一個數(shù)據(jù)位區(qū)。
另一方面，雖然根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁存儲裝置10在上面的描述中具有鄰接數(shù)據(jù)存儲單元20的緩沖單元30，但是磁存儲裝置10可僅由數(shù)據(jù)存儲單元20組成而沒有緩沖單元30。在這種情況下，數(shù)據(jù)存儲單元20除了用于存儲多個位的數(shù)據(jù)位區(qū)之外還包括作為緩沖的數(shù)據(jù)位區(qū)。例如，當(dāng)n個數(shù)據(jù)位將被存儲時，數(shù)據(jù)存儲單元20可包括至少2n或2n-1個數(shù)據(jù)位區(qū)。
在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的具有上述結(jié)構(gòu)的磁存儲裝置10中，可以輪流地輸入寫入開關(guān)電流或讀取開關(guān)電流以及運(yùn)動電流。因此，輪流地執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入操作或存儲數(shù)據(jù)讀取操作和磁疇運(yùn)動。下面將參考圖4A至4C以及5A和5B描述在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁存儲裝置10中的數(shù)據(jù)寫入操作或數(shù)據(jù)讀取操作。
圖4A至4C是視圖，示出了開關(guān)電流被施加到圖1的第四數(shù)據(jù)位區(qū)D4(預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21)以使得第四數(shù)據(jù)位區(qū)D4的垂直磁化方向被反轉(zhuǎn)，并該第四數(shù)據(jù)位區(qū)的反轉(zhuǎn)的垂直磁化方向通過運(yùn)動電流移動到相鄰的第五數(shù)據(jù)位區(qū)D5。圖5A和5B是視圖，示出了讀取脈沖電流被施加到圖1的第四數(shù)據(jù)位區(qū)D4(預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21)以使得讀取第四數(shù)據(jù)位區(qū)D4的數(shù)據(jù)，并且該第四數(shù)據(jù)位區(qū)的垂直磁化方向通過運(yùn)動電流移動到相鄰的第五數(shù)據(jù)位區(qū)D5。圖6是示意曲線圖，示出了施加到根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁存儲裝置10的磁疇運(yùn)動電流脈沖1、讀脈沖電流脈沖2(讀取)、及寫入開關(guān)電流脈沖2(寫入)；以下面的方式執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入操作。當(dāng)如圖4A所示開關(guān)電流被施加到第四數(shù)據(jù)位區(qū)D4時，如圖4B所示，第四數(shù)據(jù)位區(qū)D4的垂直磁化方向被反轉(zhuǎn)。之后，當(dāng)運(yùn)動電流被施加到記錄層11時，如圖4C所示，各個數(shù)據(jù)位區(qū)的垂直磁化方向被分別移動到相鄰數(shù)據(jù)位區(qū)。即，如圖4C所示，圖4B所示的數(shù)據(jù)存儲單元20的第一到第八數(shù)據(jù)位區(qū)D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8的垂直磁化方向通過一個數(shù)據(jù)位區(qū)分別被移動到第二到第八數(shù)據(jù)位區(qū)D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8以及緩沖單元30的第二部分B的第一數(shù)據(jù)位區(qū)B1。
如上所述，指定預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21的垂直磁化方向，預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21的數(shù)據(jù)(垂直磁化方向)被移動到相鄰數(shù)據(jù)位區(qū)，即第五數(shù)據(jù)位區(qū)D5，且在經(jīng)過預(yù)定時間后，寫入信號被再次輸入到預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21以再次指定垂直磁化方向。使用圖6中所示的周期性地施加的運(yùn)動電流和與運(yùn)動電流同步周期性地施加的寫入開關(guān)信號，輪流地執(zhí)行指定垂直磁化方向的過程和運(yùn)動過程，以使得在記錄層11的多個數(shù)據(jù)位區(qū)的陣列中記錄多個數(shù)據(jù)位。在完成數(shù)據(jù)記錄操作之后，可以保持移動的數(shù)據(jù)存儲位置或者輸入在相反方向移動磁疇的運(yùn)動信號，以使得數(shù)據(jù)存儲單元20的第一到第八數(shù)據(jù)位區(qū)D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8中的數(shù)據(jù)被存儲。
以下面的方式執(zhí)行存儲數(shù)據(jù)讀取操作。參考圖5A，讀取電流被施加到第四數(shù)據(jù)位區(qū)D4以使得讀取第四數(shù)據(jù)位區(qū)D4的數(shù)據(jù)。之后，當(dāng)如圖5B所示運(yùn)動電流被施加到記錄層11時，各個數(shù)據(jù)位區(qū)的磁化方向被分別移動到相鄰數(shù)據(jù)位區(qū)。也就是說，如圖5B所示，圖5A中所示的數(shù)據(jù)存儲單元20的第一到第八數(shù)據(jù)位區(qū)D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8的垂直磁化方向通過一個數(shù)據(jù)位區(qū)分別被移動到第二到第八數(shù)據(jù)位區(qū)D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8以及緩沖單元30的第二部分B的第一數(shù)據(jù)位區(qū)B1中。
如上所述，讀取預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21的垂直磁化方向，預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21的數(shù)據(jù)(垂直磁化方向)被移動到相鄰數(shù)據(jù)位區(qū)，即第五數(shù)據(jù)位區(qū)D5，且在經(jīng)過預(yù)定時間后，讀取信號被再次輸入到預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21以執(zhí)行數(shù)據(jù)讀取操作。使用圖6中所示的周期性地施加的運(yùn)動電流和與運(yùn)動電流同步周期性地施加的讀取開關(guān)信號脈沖電流，輪流地執(zhí)行讀取過程和運(yùn)動過程，直到完成記錄層11上存儲的多個數(shù)據(jù)位的讀取。在完成數(shù)據(jù)讀取操作之后，可以保持移動的數(shù)據(jù)存儲位置或者輸入在相反方向中移動磁疇的運(yùn)動信號，以使得原來存儲在數(shù)據(jù)存儲單元20的第一到第八數(shù)據(jù)位區(qū)D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7和D8中的數(shù)據(jù)被保持。
在讀取操作期間，如圖6所示，與疇運(yùn)動信號同步周期性地施加讀脈沖電流而沒有極性反轉(zhuǎn)。當(dāng)讀脈沖電流被施加到參考層15和記錄層11的預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21時，流過隧道勢壘的電流量以及由此的電阻根據(jù)記錄層11的預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21的垂直磁化方向是“上”或“下”而不同。例如，在參考層15的垂直磁化方向是“上”的情況下，記錄層11的預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21的垂直磁化方向是“下”時的電阻大于當(dāng)記錄層11的預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21的垂直磁化方向是“上”時的電阻。利用這種電阻差異來識別在預(yù)定數(shù)據(jù)位區(qū)21中存儲的數(shù)據(jù)。
在上面的描述中，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁存儲裝置10可結(jié)合能夠讀取多個數(shù)據(jù)位的磁裝置(即MTJ或GMR傳感器)和使用自旋轉(zhuǎn)移矩的記錄磁裝置成為單個裝置，但是本發(fā)明不限于這種具體的實(shí)施例。即，根據(jù)本發(fā)明的磁存儲裝置10可用作利用磁疇運(yùn)動能夠讀取多個數(shù)據(jù)位的磁裝置(即MTJ或GMR傳感器)，或者也可用作利用自旋轉(zhuǎn)移矩的記錄磁裝置，其能夠利用磁疇運(yùn)動記錄多個數(shù)據(jù)位。
圖7是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的磁存儲裝置100的示意圖。參考圖7，磁存儲裝置100可包括多個數(shù)據(jù)存儲單元20。在這種情況下，存儲裝置100可進(jìn)一步包括鄰接數(shù)據(jù)存儲20的緩沖單元30以存儲由于磁疇運(yùn)動被移動到數(shù)據(jù)存儲單元20外的數(shù)據(jù)。此時，每數(shù)據(jù)存儲單元20形成至少一個第一輸入部分40。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，當(dāng)提供多個數(shù)據(jù)存儲單元20且每數(shù)據(jù)存儲單元20形成至少一個第一輸入部分40時，通過數(shù)據(jù)存儲單元20的數(shù)量增加數(shù)據(jù)存儲容量，并實(shí)現(xiàn)與包括單個數(shù)據(jù)存儲單元的磁存儲裝置10相同或比它快的數(shù)據(jù)存儲或讀取速度。
圖7示出了兩個數(shù)據(jù)存儲單元20之間形成緩沖單元30的例子。在形成多個數(shù)據(jù)存儲單元20的結(jié)構(gòu)中，緩沖單元30可被形成于位于第一數(shù)據(jù)存儲單元之前的位置和位于最后數(shù)據(jù)存儲單元之后的位置中的至少一個位置中、及位于兩個相鄰數(shù)據(jù)存儲單元之間的位置處。
另外，圖7中所示的例子示出了對一個數(shù)據(jù)存儲單元20形成兩個參考層1 5和兩個第一輸入部分40。當(dāng)對一個數(shù)據(jù)存儲單元20形成多個第一輸入部分40時，可以更多地提高數(shù)據(jù)存儲或讀取速度。
作為本發(fā)明的另一實(shí)施例，磁存儲裝置100可包括這樣的結(jié)構(gòu)以使得對一個數(shù)據(jù)存儲單元20形成多個參考層15和多個第一輸入部分40，且通過不同的第一輸入部分40輸入寫入信號和讀取信號。另外，寫入信號可以被輸入到數(shù)據(jù)存儲單元20中，且讀取信號可以被輸入到另一個數(shù)據(jù)存儲單元20中。
根據(jù)本發(fā)明的磁存儲裝置，提供了具有可變換的磁方向和具有多個磁疇的記錄層、以及與記錄層的一部分相對應(yīng)且具有被釘扎磁化方向的參考層。另外，提供了包括多個數(shù)據(jù)位區(qū)的陣列的數(shù)據(jù)存儲單元，每個數(shù)據(jù)位區(qū)由磁疇構(gòu)成。通過記錄層上的參考層的有效尺寸的單位形成磁疇。由于輪流地執(zhí)行數(shù)據(jù)存儲或讀取操作和將記錄層的數(shù)據(jù)位區(qū)中存儲的數(shù)據(jù)移動到相鄰數(shù)據(jù)位區(qū)的磁疇運(yùn)動，因此能存儲或讀取多個數(shù)據(jù)位。
在應(yīng)用本發(fā)明的磁存儲裝置的每個單元中能存儲多個數(shù)據(jù)位，其顯著地增加了數(shù)據(jù)存儲容量。
此外，根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)存儲單元，由于由非晶磁材料形成記錄層以使得記錄層可具有垂直磁化方向，因此即使當(dāng)磁疇的大小被減小到納米級大小時，每一個數(shù)據(jù)位區(qū)能穩(wěn)定地形成僅一個磁疇。因此，能自然地形成與具有小尺寸，例如納米及大小的數(shù)據(jù)位區(qū)相對應(yīng)的磁疇，并穩(wěn)定地保持所述磁疇。
因此，可顯著地增加記錄層的每單位長度能存儲的數(shù)據(jù)位的數(shù)量。
因此，根據(jù)本發(fā)明，能獲得具有很高數(shù)據(jù)存儲容量的磁存儲器。
盡管已經(jīng)參照其示例性實(shí)施例具體地示出和描述了本發(fā)明，可以理解本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在不脫離由隨后權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍內(nèi)對其形式和細(xì)節(jié)作出各種改變。
權(quán)利要求
1.一種磁存儲裝置，包括其中形成多個磁疇的記錄層，所述磁疇每個具有可變換的磁化方向和垂直磁化方向；參考層，其對應(yīng)于部分所述記錄層并具有被釘扎磁化方向，其中數(shù)據(jù)存儲單元形成在所述記錄層中，所述數(shù)據(jù)存儲單元存儲由所述磁疇構(gòu)成的數(shù)據(jù)位的陣列，所述磁疇與所述參考層的有效范圍相對應(yīng)；第一輸入部分，其電連接到所述數(shù)據(jù)存儲單元的至少一個數(shù)據(jù)位區(qū)和所述參考層，并輸入寫入信號和讀取信號至少之一；以及第二輸入部分，其電連接到所述記錄層并輸入磁疇運(yùn)動信號從而將所述記錄層的所述數(shù)據(jù)位區(qū)中存儲的數(shù)據(jù)移動到相鄰數(shù)據(jù)位區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的存儲裝置，其中所述記錄層是由具有垂直磁化方向的非晶磁材料形成的磁疇條。
3.如權(quán)利要求2所述的存儲裝置，其中所述記錄層包括稀土元素-過渡金屬的合金。
4.如權(quán)利要求3所述的存儲裝置，其中用于形成所述記錄層的稀土元素選自由Tb、Gd和Eu構(gòu)成的組中的至少一種。
5.如權(quán)利要求4所述的存儲裝置，其中用于形成所述記錄層的所述過渡金屬選自由Co、Fe、Mn和Ni構(gòu)成的組中的至少一種。
6.如權(quán)利要求3所述的存儲裝置，其中用于形成所述記錄層的所述過渡金屬選自由Co、Fe、Mn和Ni構(gòu)成的組中的至少一種。
7.如權(quán)利要求1所述的存儲裝置，其中所述參考層具有垂直磁化方向和面內(nèi)磁化方向之一。
8.如權(quán)利要求1所述的存儲裝置，其中所述參考層由與所述記錄層相同的材料形成。
9.如權(quán)利要求1所述的存儲裝置，其中所述數(shù)據(jù)位區(qū)由單個磁疇構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求1所述的存儲裝置，進(jìn)一步包括位于所述參考層和所述記錄層之間的非磁層。
11.如權(quán)利要求10所述的存儲裝置，其中所述非磁層是導(dǎo)電層。
12.如權(quán)利要求10所述的存儲裝置，其中所述非磁層是用作隧道勢壘的絕緣層。
13.如權(quán)利要求1所述的存儲裝置，其中所述寫入信號是脈沖型開關(guān)電流。
14.如權(quán)利要求13所述的存儲裝置，其中所述讀取信號是比所述開關(guān)電流小的脈沖電流。
15.如權(quán)利要求14所述的存儲裝置，其中所述開關(guān)電流和所述讀脈沖電流之一的輸入、及所述磁疇運(yùn)動信號的輸入輪流地執(zhí)行，從而數(shù)據(jù)存儲或讀取操作及磁疇運(yùn)動操作輪流地執(zhí)行。
16.如權(quán)利要求15所述的存儲裝置，其中通過數(shù)據(jù)位區(qū)單位執(zhí)行所述磁疇運(yùn)動。
17.如權(quán)利要求1所述的存儲裝置，其中通過數(shù)據(jù)位區(qū)單位執(zhí)行磁疇運(yùn)動，并且數(shù)據(jù)存儲或讀取操作和磁疇運(yùn)動操作輪流地執(zhí)行。
18.如權(quán)利要求1所述的存儲裝置，進(jìn)一步包括緩沖單元，其位于所述數(shù)據(jù)存儲單元的至少一側(cè)且鄰接所述數(shù)據(jù)存儲單元從而存儲由于磁疇運(yùn)動被移動到所述數(shù)據(jù)存儲單元的區(qū)域外的數(shù)據(jù)。
19.如權(quán)利要求18所述的存儲裝置，其中形成多個數(shù)據(jù)存儲單元，且所述緩沖單元位于兩個相鄰的數(shù)據(jù)存儲單元之間，且每個數(shù)據(jù)存儲單元形成至少一個第一輸入部分。
20.如權(quán)利要求1所述的存儲裝置，其中多個數(shù)據(jù)存儲單元以陣列形成，且每個數(shù)據(jù)存儲單元形成至少一個第一輸入部分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁存儲裝置。所述磁存儲裝置包括記錄層、參考層、第一輸入部分以及第二輸入部分。所述記錄層具有垂直磁化方向和多個磁疇，且所述參考層對應(yīng)于記錄層的一部分并具有被釘扎磁化方向。所述記錄層具有其中形成多個數(shù)據(jù)位區(qū)的數(shù)據(jù)存儲單元，每個數(shù)據(jù)位區(qū)由磁疇構(gòu)成。所述磁疇與參考層的有效尺寸相對應(yīng)。第一輸入部分輸入寫入信號和讀取信號中的至少一個。第二輸入部分電連接到記錄層并輸入磁疇運(yùn)動信號以將記錄層的數(shù)據(jù)位區(qū)中存儲的數(shù)據(jù)移動到相鄰數(shù)據(jù)位區(qū)。
文檔編號G11C11/14GK101026000SQ20071008495
公開日2007年8月29日 申請日期2007年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月17日
發(fā)明者金泰完, 金起園, 曹永真, 黃仁俊 申請人:三星電子株式會社