DE10301092B4 - MRAM-Speicherzelle - Google Patents

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Abstract

MRAM-Speicherzelle aus zwei Magnetschichten (MLl, ML2), die durch eine nichtmagnetische Zwischenschicht (ZS) getrennt sind und von denen die erste Magnetschicht (ML1) sich hartmagnetisch und die andere, zweite Magnetschicht (ML2) sich weichmagnetisch verhalten, so dass durch den Magnetisierungszustand der zweiten Magnetschicht (ML2) in Bezug auf den Magnetisierungszustand der ersten Magnetschicht (MLl) Information speicherbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– beide Magnetschichten (MLl, ML2) jeweils aus einem aus Einzelschichtpaaren gebildeten Viellagenpaket gebildet sind und aus einem ferrimagnetischen Material bestehen,
– in jedem Viellagenpaket dessen magnetische Eigenschaften durch Änderung der Schichtdickenverhältnisse (T11/T12; T12/T22) von den die Einzelschichtpaare bildenden Einzelschichten (λ1a, λ1b; λ2a, λ2b) und/oder durch Änderung der Summe der Schichtdicken (t11 + t12; t21 + t22) dieser Einzelschichten (λ1a, λ1b; λ2a, λ2b) steuerbar sind,
– die erste Magnetschicht (ML1) mit einer Antiferromagnetschicht (AF) versehen ist, und
– auch die Antiferromagnetschicht (AF) aus einem Antiferromagnet-Viellagenpaket gebildet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine MRAM-Speicherzelle aus zwei Magnetschichten, die durch eine nichtmagnetische Zwischenschicht getrennt sind und von denen erste Magnetschicht sich hartmagnetisch und die andere, zweite Magnetschicht sich weichmagnetisch verhalten, so dass durch den Magnetisierungszustand der zweiten Magnetschicht in Bezug auf den Magnetisierungszustand der ersten Magnetschicht Information speicherbar ist.
  • MRAMs (= Magnetic Random Access Memory) werden seit geraumer Zeit als Alternative zu dynamischen Halbleiterspeichern (HL-DRAMs) diskutiert, da sie im Vergleich zu HL-DRAMs spezielle Vorteile bieten: MRAMs sind nichtflüchtige Speicher, bei denen im Gegensatz zu HL-DRAMs kein Refreshvorgang zur Informationserhaltung erforderlich ist. MRAMs haben weiterhin Speicherzellen mit einem sehr übersichtlichen Aufbau aus zwei Magnetschichten, die durch eine Zwischenschicht voneinander getrennt sind. Schließlich sind MRAMs gegenüber Strahlungen resistent, das heißt, bei ihnen ist Informationserhaltung auch bei Strahlungseinfall gewährleistet.
  • 2 zeigt den Aufbau einer üblichen MRAM-Speicherzelle mit einer ersten Magnetschicht M1, einer zweiten Magnetschicht M2 und einer Zwischenschicht ZS. Die erste Magnetschicht M1 ist mit einer Antiferromagnetschicht AF stark gekoppelt und besteht, wie die zweite Magnetschicht M2, aus einem Ferromagneten. Die Zwischenschicht ZS ist nichtmagnetisch und besteht aus einem Oxid, wie beispielsweise Siliziumdioxid, Kupfer und so weiter. Für die beiden Magnetschichten M1 und M2 können Ni-Fe-Verbindungen verwendet werden, während geeignete Materialien für die Antiferromagnetschicht AF beispielsweise NiO oder Fe-Ni-Mn sind.
  • Die Schichtdicke der beiden Magnetschichten M1 und M2 kann jeweils etwa 10 nm betragen, während die Zwischenschicht ZS erheblich dünner ist und eine Schichtdicke von 1 bis 2 nm hat. Die Antiferromagnetschicht AF kann eine Schichtdicke von beispielsweise 50 nm aufweisen.
  • Die Magnetschicht M1 verhält sich infolge ihrer Kopplung zur Antiferromagnetschicht AF hartmagnetisch, während das Verhalten der zweiten Magnetschicht M2 weichmagnetisch ist.
  • Ein elektrischer Strom, der in 2 in vertikaler Richtung durch das Magnetschichtpaket mit der Antiferromagnetschicht AF, der ersten Magnetschicht M1, der Zwischenschicht ZS und der zweiten Magnetschicht M2 fließt, erfährt abhängig davon, ob die Magnetisierungen in den beiden Magnetschichten M1 und M2 parallel oder antiparallel zueinander sind, einen unterschiedlichen elektrischen Widerstand. So ist der Widerstand niedriger, wenn diese beiden Magnetisierungen parallel sind, während ein höherer elektrischer Widerstand vorliegt, wenn die Magnetisierungen antiparallel verlaufen.
  • Die Zwischenschicht ZS dient zur Steuerung der Kopplung der beiden Magnetschichten M1 und M2 sowie des Widerstandswertes, der von dem Magnetschichtpaket geliefert wird.
  • 3 veranschaulicht, wie einzelne Zellen Z1 bis Z4 zwischen Leiterbahnen L1, L2 einerseits und Leiterbahnen L3, L4 andererseits gelegen sind. Durch die Leiterbahn L1 fließt beispielsweise ein Strom I1, während durch die Leiterbahn L3 ein Strom I3 geführt ist. Zwischen den Leiterbahnen L1 und L3 liegt die Speicherzelle Z1. Zur Vereinfachung sind von dieser Speicherzelle Z1 wie auch von den Speicherzellen Z2 bis Z4 lediglich die Magnetschicht M1, die Zwischenschicht ZS und die Magnetschicht N2 schematisch gezeigt. Die Antiferromagnetschicht AF kann bei Bedarf ebenfalls vorhanden sein. Sie kann aber entfallen, wenn die Magnetschicht M1 entsprechende hartmagnetische Eigenschaften hat.
  • Selbstverständlich ist es auch möglich, die Magnetschicht M2 mit hartmagnetischen Eigenschaften zu versehen, wenn die Magnetschicht M1 dann weichmagnetisch gestaltet ist.
  • Der Strom I1, der durch die Leiterbahn L1 fließt, erzeugt ein Magnetfeld H1, während der Strom I3, der durch die Leiterbahn L3 geschickt ist, ein Magnetfeld H3 liefert. Die beiden Magnetfelder H1 und H3 überlagern einander in der Magnetschicht M2. Stärke und Richtung des überlagerten Feldes in der Magnetschicht M2 hängen nun von Stärke und Richtung des Stromes I1 in der Leiterbahn L1 und des Stromes I3 in der Leiterbahn L3 ab. Entsprechend stellt sich die Magnetisierung in der Magnetschicht M2 parallel oder antiparallel zu der vorgegebenen Magnetisierungsrichtung in der Magnetschicht M1 ein. Dies bedeutet wiederum, dass bei paralleler Orientierung der Magnetisierungen in den Magnetschichten M1 und M2 ein relativ niedriger elektrischer Widerstand des Magnetschichtpaketes vorliegt, während bei antiparalleler Ausrichtung dieser Magnetisierungen ein höherer elektrischer Widerstand des Magnetschichtpaketes gegeben ist. Abhängig von der Magnetisierungsrichtung in der Magnetschicht M2 kann also so zwischen einer "1" und einer "0" unterschieden werden, wobei der eine binäre Wert einem niedrigen Widerstandswert und der andere binäre Wert einem höheren Widerstandswert zugeordnet ist.
  • Das Auslesen der Speicherzelle Z1 kann mit Hilfe eines unterkritischen Stromes erfolgen, der beispielsweise durch die Leiterbahn L1, die Speicherzelle Z1 und die Leiterbahn L3 fließt. Mit diesem unterkritischen Strom wird der Widerstandswert des elektrischen Widerstandes in Abhängigkeit vom Magnetisierungszustand der Magnetschicht M2 detektiert.
  • Dieses MRAM-Konzept ist mit einem relativ geringen technologischen Aufwand realisierbar und weist den erheblichen Vorteil auf, dass die Speicherung mit Hilfe der Magnetisierungsrichtung in der Magnetschicht M2 im Gegensatz zu der Elektro nenspeicherung beim DRAM-Konzept nicht flüchtig ist, so dass Refresh-Operationen entfallen können.
  • Nachteile derzeitiger MRAMs betreffen insbesondere die Stabilität der gespeicherten Information und die Speicherdichte:
    So ist die Koerzitivfeldstärke Hc der aus ferromagnetischen Materialien gebildeten Magnetschichten M1 und M2 sehr klein. Dies hat zwar den Vorteil, dass beim Schreiben des Speichers die Programmierströme I1 bzw. I3 relativ klein gehalten werden können. Jedoch kann die Information in der weichmagnetischen bzw. kopplungsfreien Magnetschicht M2 wegen Mangel an Stabilität durch äußere Einflüsse verloren gehen. Denn ein Umschalten der Magnetisierung der Magnetschicht M2 ist gegebenenfalls möglich, da dieses Umschalten bei kleiner Koerzitivfeldstärke bei entsprechenden äußeren Einflüssen ohne weiteres erfolgen kann.
  • Weiterhin ist bei einem hohen Miniaturisierungsgrad, also bei einer großen Speicherdichte, die an sich immer angestrebt wird, ein Übersprechen durch das Schreiben von benachbarten Speicherzellen durchaus möglich. Dies ist durch die relativ kleine Koerzitivfeldstärke Hc sowie durch deren herstellungsbedingte Streuung hervorgerufen. Dieser unerwünschte Effekt eines Schreibens benachbarter Speicherzellen kann bei zu geringem Abstand zwischen den Speicherzellen noch durch die magnetische Bipol-Wechselwirkung der ferromagnetischen Bits verstärkt werden.
  • Es sei noch erwähnt, dass bekanntlich ferrimagnetische Materialien andere magnetische Eigenschaften als ferromagnetische Materialien haben.
  • Ferrimagnetische Materialien besitzen zunächst viel kleinere magnetische Momente als ferromagnetische Materialien. Die Sättigungsmagnetisierung MSättigung von ferromagnetischen Materialien nimmt mit steigender Temperatur T kontinuierlich ab und fällt dann bei der so genannten Curie-Temperatur TCurie, also bei der kritischen Temperatur, bei der das magnetische Moment verschwindet, auf den Wert 0 ab. TCurie ist bei Ferrimagneten in der Regel deutlich kleiner als bei Ferromagneten. Dieser Verlauf der Sättigungsmagnetisierung MSättigung in Abhängigkeit von der Temperatur T ist in 4 schematisch gezeigt. Weiterhin ist bei ferrimagnetischen Materialien die Koerzitivfeldstärke Hc nur nahe der Curietemperatur TCurie klein, während sie mit niedriger werdenden Temperaturen zunimmt. Das heißt, die Koerzitivfeldstärke Hc fällt mit zunehmender Temperatur T ab und erreicht bei der Curie-Temperatur TCurie schließlich den Wert Null. Entsprechend ist der Verlauf der Hysteresis-Schleife bei höheren Temperaturen im Bereich der Curie-Temperatur TCurie schmal, während diese Schleife bei niedrigeren Temperaturen breiter ist. Dieses Verhalten der Koerzitivfeldstärke Hc in Abhängigkeit von der Temperatur T ist schematisch in 5 gezeigt.
  • Im einzelnen ist in der US 6,385,082 B1 eine MRAM-Speicherzelle beschrieben, bei welcher ferrimagnetische Materialien als reversible bzw. weichmagnetische Schicht vorgeschlagen sind. Dabei wird auch ausdrücklich auf den Unterschied dieser ferrimagnetischen Materialien zu antiferromagnetischen Materialien verwiesen: Ferrimagnetische Materialien werden als vollkommen verschieden von antiferromagnetischen Materialien bezeichnet.
  • Weiterhin beschäftigt sich die US 2002/0089874 A1 mit dem thermisch unterstützten Schalten von magnetischen Speicherelementen. Diese magnetischen Speicherelemente verwenden aber keine ferrimagnetischen Materialien.
  • Aus der US 6,178,073 B1 ist ein MR-(Magnetwiderstand-)Element bekannt, bei dem eine "freie" Magnetschicht, eine unmagnetische Schicht, eine feste Magnetschicht und eine die Magnetisierung festlegende Schicht übereinandergestapelt sind. Die die Magnetisierung festlegende Schicht kann dabei aus einer antiferromagnetischen Schicht und einer ferrimagnetischen Schicht bestehen. Sie kann auch aus mehreren ferrimagnetischen Schichten aufgebaut sein.
  • Schließlich ist noch aus der US 6,385,082 B1 eine MRAM-Speicherzelle bekannt, bei der die Magnetschichten aus ferrimagnetischem Material gebildet sind, während in der DE 101 28 964 A1 ferrimagnetische Magnetschichten beschrieben sind, die jeweils aus Mehrschichtsystemen gebildet sind, und in der EP 0 783 112 A2 eine TMR-Zelle offenbart ist, bei der eine Ferrimagnetschicht mit einer Antiferromagnetschicht versehen ist.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine MRAM-Speicherzelle zu schaffen, die sich durch eine besonders hohe Stabilität der gespeicherten Information und eine große mögliche Speicherdichte auszeichnet.
  • Diese Aufgabe wird bei einer MRAM-Speicherzelle der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Unteransprüchen.
  • Die erfindungsgemäße MRAM-Speicherzelle zeichnet sich speziell durch die folgenden Merkmale aus:
    Anstelle von ferromagnetischen Materialien werden für die Magnetschichten ferrimagnetische Materialien eingesetzt.
  • Weiterhin wird für die Magnetschichten jeweils ein Viellagenpaket vorgesehen. Das heißt, die Magnetschichten werden beide durch ein aus Einzelschichtpaaren bestehendes Viellagenpaket aus jeweils einer Vielzahl von Einzelschichten gebildet, so dass durch Änderung der Schichtdickenverhältnisse dieser Einzelschichten und/oder durch Änderung der Summe der Schichtdicken der Einzelschichten die magnetischen Eigenschaften der jeweiligen Magnetschicht steuerbar sind.
  • Schließlich wird bei der erfindungsgemäßen MRAM-Speicherzelle das Temperaturverhalten der ferrimagnetischen Materialien der Magnetschichten ausgenutzt. Das heißt, auch das thermomagnetische Verhalten der ferrimagnetischen Materialien wird für das Schreiben von Informationen ausgewertet.
  • Da ferrimagnetische Materialien ein sehr viel kleineres magnetisches Moment als ferromagnetische Materialien haben, fällt die magnetische Dipolwechselwirkung zwischen benachbarten Speicherzellen praktisch nicht ins Gewicht. Das heißt, störende Effekte zwischen Nachbarzellen können weitgehend ausgeschlossen werden.
  • Weiterhin ist bei ferrimagnetischen Materialien in der Nähe der Curie-Temperatur TCurie ein Ummagnetisieren und damit ein Schreiben bzw. Überschreiben sehr einfach realisierbar. Da aber die Koerzitivfeldstärke Hc nur nahe der Curie-Temperatur TCurie, also im Schreibbereich, sehr klein ist, während sie bei niedriger Temperatur zunimmt, bleibt bei der Betriebstemperatur einer Speicherzelle bzw. beim Schreiben von benachbarten Speicherzellen die Information der Speicherzelle sehr stabil. Durch die Viellagenstruktur der einzelnen Magnetschichten lässt sich zudem die Koerzitivfeldstärke Hc bei einer festen Temperatur durch die chemische Zusammensetzung der Einzelschichten ohne weiteres steuern.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen MRAM-Speicherzelle,
  • 2 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen MRAM-Speicherzelle,
  • 3 mehrere MRAM-Speicherzellen in einem Speicherzellenfeld in Perspektive,
  • 4 den Verlauf der Sättigungsmagnetisierung MSättigung in Abhängig von der Temperatur T für ferrimagnetische Materialien und
  • 5 den Verlauf der Koerzitivfeldstärke Hc in Abhängigkeit von der Temperatur T für ferrimagnetische Materialien.
  • Die 2 bis 5 sind bereits eingangs erläutert worden. In den Figuren werden für einander entsprechende Bauteile jeweils die gleichen Bezugszeichen verwendet.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Speicherzelle Z1 auf einer Leiterbahn L1. Die Speicherzelle weist eine Magnetschicht MLl auf einer Antiferromagnetschicht AF, eine Zwischenschicht ZS und eine zweite Magnetschicht ML2 auf der Zwischenschicht ZS auf.
  • Die Antiferromagnetschicht AF, die Magnetschicht MLl und die Magnetschicht ML2 bestehen jeweils aus einem Viellagenpaket. Das heißt, die Antiferromagnetschicht AF besteht aus Schichtpaaren λ, die Magnetschicht ML1 weist Schichtpaare λ1 auf, und die Magnetschicht ML2 ist aus Schichtpaaren λ2 aufgebaut. Die Schichtpaare λ bestehen aus Einzelschichten λa, λb, die Schichtpaare λ1 weisen Einzelschichten λ1a, λ1b auf, und die Schichtpaare λ2 sind aus Einzelschichten λ2a und λ2b aufgebaut. Die Einzelschichten λa und λb haben Schichtdicken t1 bzw. t2, die Einzelschichten λ1a, λ1b weisen Schichtdicken t11 bzw. t12 auf und die Einzelschichten λ2a und λ2b sind mit Schichtdicken t21 bzw. t22 versehen.
  • Für die Einzelschichten λa, λ1a und λ2a kann beispielsweise als geeignetes Material Gd gewählt werden, während ein zweck mäßiges Material dann für die Einzelschichten λb, λ1b und λ2b Fe ist. Das heißt, eine binäre Kombination von Gd/Fe ist für die einzelnen Viellagenpakete zweckmäßig.
  • Die magnetischen Eigenschaften lassen sich nun durch Änderung der Einzelschichtdickenverhältnisse t1/t2, t11/t12 und t21/t22 für die Antiferromagnetschicht AF, die Magnetschicht ML1 und die Magnetschicht ML2 jeweils in gewünschter Weise einstellen. Gleiches gilt auch für eine Änderung der Summe der Einzelschichtdicken, also t1 + t2 für das Schichtpaar λ in der Antiferromagnetschicht AF, t11 + t12 für das Schichtpaar λ1 in der ersten Magnetschicht ML1 und für t21 + t22 für das Schichtpaar λ2 in der zweiten Magnetschicht ML2. Mit anderen Worten, durch Änderung der Einzelschichtdickenverhältnisse bzw. der jeweiligen Summen der Einzelschichtdicken lässt sich die chemische Zusammensetzung in den jeweiligen Schichten, also in der Antiferromagnetschicht AF, der ersten Magnetschicht MLl und der zweiten Magnetschicht ML2 in gewünschter Weise einstellen.
  • Geeignete Werte für die Schichtdickenpaare λ liegen in der Größenordnung von 2,5 nm und für λ1 und λ2 in der Größenordnung von 1,5 nm, wobei die beiden Einzelschichten jeweils ungefähr die gleiche Schichtdicke haben, so dass tl/t2 = tll/t12 = t21/t22 = 1 gilt. Selbstverständlich sind aber auch hiervon abweichende Werte möglich. Auch können die Schichtdickenverhältnisse in der Antiferromagnetschicht AF, der ersten Magnetschicht ML1 und der zweiten Magnetschicht ML2 jeweils voneinander abweichen. Gleiches gilt selbstverständlich auch für die Schichtdicken.
  • Die Gesamtschichtdicke der ersten Magnetschicht ML1 sowie die Gesamtschichtdicke der zweiten Magnetschicht ML2 kann in der Größenordnung bis zu 10 nm liegen. Wird dann für ein Schichtpaar eine Schichtdicke zwischen 1 nm und 1,5 nm angenommen, so weist die erste Magnetschicht ML1 bzw. die zweite Magnet schicht ML2 jeweils einen Stapel von insgesamt ungefähr fünf Schichtpaaren auf.
  • Eine typische Dicke für die Antiferromagnetschicht AF liegt zwischen 30 und 50 nm und vorzugsweise zwischen 35 und 40 nm. Hier können dann beispielsweise ungefähr 15 Schichtpaare λ vorgesehen sein.
  • Wesentlich an der erfindungsgemäßen MRAM-Speicherzelle ist nun, dass sich unterschiedliche magnetische Eigenschaften der Antiferromagnetschicht AF, der ersten Magnetschicht ML1 und der zweiten Magnetschicht ML2 durch Variation der Einzelschichtdicken tl/t2, tll/tl2 und t21/t22, also letztlich durch Variation der chemischen Zusammensetzung, und/oder durch Variation der Schichtdicken t1 + t2, t11 + t12 und t21 + t22, also der Schichtdicken der Schichtpaare, einstellen lassen.
  • Mit lediglich zwei Grundmaterialien, also beispielsweise Gd, Fe, das heißt zwei Quellen bzw. Targets in einer Beschichtungsanlage, kann die erfindungsgemäße MRAM-Speicherzelle aus Magnetschichten hergestellt werden, welche unterschiedliche magnetische Eigenschaften haben. Hierzu ist es lediglich erforderlich, die Beschichtungszeiten für jede Einzelschicht individuell anzupassen und die alternierende Beschichtung mittels der beiden Materialien in den jeweiligen Vielschichtpaketen zu realisieren.
  • Bei der erfindungsgemäßen MRAM-Speicherzelle wird in vorteilhafter Weise die stärkere Temperaturabhängigkeit ferrimagnetischer Materialien (GdFe) beim Schreibvorgang genutzt: während bei einem herkömmlichem MRAM lediglich die induzierten Magnetfelder für das Schreiben (vgl. H1 bzw. H3 in 3) und der elektrische Strom bzw. der elektrische Widerstand der Speicherzelle für das Auslesen verwendet werden, wird bei der erfindungsgemäßen MRAM-Speicherzelle der thermische Aspekt speziell beim Schreibprozess ausgenutzt. Fließt nämlich ein elektrischer Strom durch ein Metall, so erwärmt sich dieses, was grundsätzlich auch für die Leiterbahnen gilt, die zu den Speicherzellen führen. Die Stellgrößen zum Steuern der Temperatur sind dabei der elektrische Strom und die geometrischen Abmessungen der Leiterbahnen. Insbesondere bei extrem dünnen Schichten kann so die Wärmeentwicklung beträchtlich sein.
  • Bei der erfindungsgemäßen MRAM-Speicherzelle lassen sich die Abmessungen der Leiterbahnen so einstellen, dass diese erwärmt werden. Wird dann die Magnetschicht ML2 mit den weichmagnetischen Eigenschaften auf eine Temperatur in der Nähe der Curie-Temperatur TCurie aufgeheizt, so lässt sich die Magnetisierung in dieser Magnetschicht ML2 sehr einfach umschalten. Das heißt, es ist ohne weiteres möglich, die Speicherzelle zu beschreiben bzw. zu überschreiben.
  • Nach dem Schreibvorgang, das heißt nach Abklingen des Schreibstromes kühlt die Speicherzelle wieder ab, so dass eine große Stabilität der gespeicherten Information infolge der wesentlich höheren Koerzitivkraft (vgl. 5) sichergestellt ist.
  • Mit der erfindungsgemäßen MRAM-Speicherzelle lässt sich so durch thermomagnetisch unterstütztes Schreiben eine große Stabilität von geschriebenen Bits bei extrem kleinen Dimensionen erzielen. Damit kann die Zellengröße erheblich reduziert werden.

Claims (10)

  1. MRAM-Speicherzelle aus zwei Magnetschichten (MLl, ML2), die durch eine nichtmagnetische Zwischenschicht (ZS) getrennt sind und von denen die erste Magnetschicht (ML1) sich hartmagnetisch und die andere, zweite Magnetschicht (ML2) sich weichmagnetisch verhalten, so dass durch den Magnetisierungszustand der zweiten Magnetschicht (ML2) in Bezug auf den Magnetisierungszustand der ersten Magnetschicht (MLl) Information speicherbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – beide Magnetschichten (MLl, ML2) jeweils aus einem aus Einzelschichtpaaren gebildeten Viellagenpaket gebildet sind und aus einem ferrimagnetischen Material bestehen, – in jedem Viellagenpaket dessen magnetische Eigenschaften durch Änderung der Schichtdickenverhältnisse (T11/T12; T12/T22) von den die Einzelschichtpaare bildenden Einzelschichten (λ1a, λ1b; λ2a, λ2b) und/oder durch Änderung der Summe der Schichtdicken (t11 + t12; t21 + t22) dieser Einzelschichten (λ1a, λ1b; λ2a, λ2b) steuerbar sind, – die erste Magnetschicht (ML1) mit einer Antiferromagnetschicht (AF) versehen ist, und – auch die Antiferromagnetschicht (AF) aus einem Antiferromagnet-Viellagenpaket gebildet ist.
  2. MRAM-Speicherzelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Antiferromagnet-Viellagenpaket eine Schichtdicke von 35 bis 40 nm, aufweist.
  3. MRAM-Speicherzelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Antiferromagnet-Viellagenpaket Paare (λ) aus zwei einander abwechselnden Einzelschichten (λa, λb) vorgesehen sind.
  4. MRAM-Speicherzelle nach nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Antiferromagnet-Viellagenpaket ein Paar eine Schichtdicke von ungefähr 2,5 nm aufweist.
  5. MRAM-Speicherzelle nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Einzelschichten eines Paares (λ) ungefähr die gleiche Schichtdicke (t1, t2) haben.
  6. MRAM-Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in den die Magnetschichten bildenden Viellagenpaketen ein Einzelschichtpaar eine Schichtdicke von 1 bis 1,5 nm aufweist.
  7. MRAM-Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der beiden Magnetschichten (MLl, ML2) jeweils kleiner als 10 nm ist.
  8. MRAM-Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Magnetschichten (MLl, ML2) aus Gd/Fe bestehen.
  9. MRAM-Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antiferromagnetschicht aus Gd/Fe besteht.
  10. MRAM-Speicherzelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen (L1, L2, L3, L4) zu der Speicherzelle so bemessen sind, dass die durch sie fließenden Ströme zu einer Erwärmung der zweiten Magnetschicht (ML2) bis in den Bereich von deren Curie-Temperatur (TCurie) führen.
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