FR2889348A1 - Dispositif magnetoresistif - Google Patents
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Abstract
Le dispositif comprend deux éléments magnétorésistifs (10, 20) placés l'un par rapport à l'autre en interaction magnétostatique de telle manière qu'un flux magnétique circulant entre ces éléments (10, 20) se referme à travers des couches ferromagnétiques douces (26, 27) de ces éléments (10, 20). Un dispositif d'écriture (15) est associé aux éléments (10, 20) pour commander l'aimantation de chaque couche douce (26, 27). Une ligne conductrice de lecture (11, 12, 13, 14) est associée à chaque élément magnétorésistif (10, 20) pour détecter l'état magnétique de la couche douce (26, 27) par une mesure de la valeur ohmique de la magnétorésistance correspondante. Les couches ferromagnétiques douces (26, 27) des éléments (10, 20) restent sensiblement orientées antiparallèlement l'une par rapport à l'autre tandis que des couches ferromagnétiques dures (24) de ces éléments (10, 20) sont orientées sensiblement parallèlement.
Description
Domaine technique
La présente invention concerne un dispositif magnétorésistif comprenant au moins une paire d'éléments magnétorésistifs comprenant chacun au moins une couche ferromagnétique dure qui est piégée dans une direction fixe et sert de couche de référence, et une couche ferromagnétique douce séparée de la couche ferromagnétique dure par une couche séparatrice, la couche douce étant réalisée pour chacun des éléments magnétorésistifs de manière à présenter deux états magnétiques
stables.
Etat de la technique antérieure De nombreuses applications de l'électronique de spin en particulier les mémoires ou les éléments logiques utilisent des empilements de couches magnétorésistives comprenant au moins deux couches ferromagnétiques séparées par une couche non-magnétique. L'une des couches ferromagnétiques est piégée dans une direction fixe et sert de couche de référence tandis que l'aimantation de l'autre couche peut être commutée relativement facilement par un champ appliqué.
Ces empilements peuvent être des jonctions tunnels magnétiques lorsque la couche séparatrice est isolante ou des structures dites vannes de spin lorsque la couche séparatrice est métallique. Dans ces structures, la résistance électrique varie en fonction de l'orientation relative des aimantations des deux couches ferromagnétiques. Dans la plupart des cas, cette résistance est minimale lorsque les aimantations sont parallèles et maximale lorsque les aimantations sont antiparallèles.
Les vannes de spin (inventées en 1990 par Dieny et al) et les jonctions tunnels magnétiques (qui ont donné lieu à une première magnétorésistance tunnel à 300K en 1995 par Moodera et al ainsi que Miazaki et al) sont les éléments de base de nombreux dispositifs d'électronique de spin.
Les vannes de spin sont utilisées depuis 1998 dans les disques durs d'ordinateur tandis que les jonctions tunnels sont les éléments de stockage d'un nouveau type de mémoires magnétiques non-volatiles appelées MRAM (Magnetic Random Access Memory). Les MRAMs font l'objet d'une R&D intense depuis 1997 et devraient entrer sur le marché dans un futur proche.
A côté des MRAMs, un grand champ d'applications de ces dispositifs est la logique. On peut ainsi concevoir des portes logiques ou autres éléments logiques (tables de conversion ou LUT, circuits à verrouillage,...) utilisant des jonctions tunnels ou des vannes de spin. Ces éléments bénéficient du caractère non-volatile de l'information qui y est traitée, et de la possibilité de reprogrammer la porte c'est-à-dire d'en changer la fonctionnalité (par exemple transformer une porte ET en NON OU grâce à des signaux de contrôle). Alors que les MRAMs ont fait l'objet de beaucoup d'études depuis 1997, les travaux sur la logique magnétique sont beaucoup moins nombreux.
Dans beaucoup d'éléments mémoires ou logiques, le fonctionne-ment du dispositif repose sur une détection différentielle entre des éléments magnétorésistifs dans lesquels transite l'information en cours de traitement et un ou des éléments magnétorésistifs de référence. Par exemple dans une puce MRAM, l'état de résistance d'une jonction tunnel (forte résistance si configuration magnétique antiparallèle et faible résistance si configuration magnétique parallèle) est déterminée en comparant la résistance de cette jonction avec la résistance d'une jonction de référence constituée du même empilement de couches mais dont les aimantations de la couche piégée et de la couche douce sont orientées approximativement à 90 l'une de l'autre, réalisant ainsi un niveau intermédiaire entre l'état de résistance minimale et maximale de la jonction.
Pour de nombreux dispositifs mémoires ou logiques, il peut être avantageux de s'affranchir de la nécessité de faire appel à des éléments de référence spécifiques.
Exposé de l'invention La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients de l'art antérieur et de permettre la réalisation de couples d'éléments magnétorésistifs qui ne nécessitent pas de faire appel à des éléments de référence spécifiques.
Ces buts sont atteints grâce à un dispositif magnétorésistif comprenant au moins une paire d'éléments magnétorésistifs composée d'un premier et d'un deuxième élément magnétorésistif qui comprennent chacun au moins une couche ferromagnétique dure qui est piégée dans une direction fixe et sert de couche de référence, et une couche ferromagnétique douce séparée de la couche ferromagnétique dure par une couche séparatrice, la couche douce étant réalisée pour chacun des premier et deuxième éléments magnétorésistifs de manière à présenter deux états magnétiques stables, caractérisé en ce que les premier et deuxième éléments magnétorésistifs d'une paire d'éléments magnétorésistifs sont placés l'un par rapport à l'autre en interaction magnétostatique de telle manière qu'un flux magnétique circulant entre ces premier et deuxième éléments se referme à travers les couches ferromagnétiques douces de ces premier et deuxième éléments, en ce qu'un dispositif d'écriture est associé à chaque paire d'éléments magnétorésistifs pour commander l'aimantation de chaque couche douce, en ce qu'une ligne conductrice de lecture est associée à chaque premier et deuxième élément magnétorésistif pour détecter l'état magnétique de la couche douce par une mesure de la valeur ohmique de la magnétorésistance correspondante, et en ce que les couches ferromagnétiques douces des premier et deuxième éléments magnétorésistifs restent sensiblement orientées anti-parallèlement l'une par rapport à l'autre, quel que soit leur état stable, tandis que les couches ferromagnétiques dures des premier et deuxième éléments magnétorésistifs sont orientées sensiblement parallèlement.
Ainsi, selon la présente invention, on procède à une comparaison entre les résistances de deux éléments magnétorésistifs qui sont constamment maintenus dans des états de résistance opposés (c'est-à-dire minimale/maximale ou maximale/minimale). Ceci est réalisé en agençant ces éléments de manière qu'ils soient en interaction magnétostatique et puissent toujours rester dans des configurations magnétiques opposées (c'est-à-dire présentant des associations de couche douce et de couche piégée qui soient toujours en configuration parallèle/antiparallèle ou antiparallèle/parallèle pour une paire d'éléments).
En associant deux éléments magnétorésistifs qui sont en interaction l'un avec l'autre de manière à être toujours dans un état de résistance opposé c'est-à-dire que si l'un est dans l'état de basse résistance, l'autre est dans l'état de forte résistance et vice et versa, on autorise un fonctionnement différentiel du dispositif basé sur la valeur relative de la résistance des deux éléments en interaction.
La présente invention met cela en oeuvre en utilisant deux éléments magnétorésistifs (jonctions tunnels ou vannes de spin) dont les couches douces sont dans une configuration de fermeture de flux de sorte qu'elles restent sensiblement orientées antiparallèlement l'une par rapport à l'autre tandis que les couches piégées sont orientées parallèlement par application d'un fort champ magnétique initial sensiblement parallèlement à l'axe d'orientation des aimantations des couches douces.
Les éléments de base de l'invention sont ainsi des paires d'éléments magnétorésistifs (vannes de spin ou jonctions tunnels magnétiques) dont les couches douces des deux éléments sont en interaction magnétostatique. Cette interaction est telle qu'elle maintient les aimantations des couches douces de chacun des deux éléments en alignement approximativement antiparallèles alors que les aimantations des couches piégées sont approximativement parallèles suivant l'axe d'orientation des aimantations des couches douces. Ainsi lorsqu'un élément est en configuration magnétique parallèle, l'autre est en configuration antiparallèle et vice versa. Par ailleurs un dispositif d'écriture est associé aux deux éléments magnétorésistifs. Le dispositif d'écriture peut être constitué par une ligne de courant d'écriture qui passe entre les deux éléments magnétorésistifs. Lorsqu'un courant circule dans cette ligne, ce courant génère un champ magnétique de direction opposée sur les deux éléments magnétorésistifs. En jouant sur la direction du courant, on peut ainsi faire basculer la paire d'éléments magnétorésistifs d'une configuration parallèle/antiparallèle à une configuration antiparallèle/parallèle.
Selon un mode de réalisation particulier, les premier et deuxième éléments magnétorésistifs d'une paire d'éléments magnétorésistifs sont constitués par des éléments en forme de C placés dans le même plan de manière à former essentiellement une couronne et définissant entre eux deux entrefers.
Selon une première application possible, chacun des premier et deuxième éléments magnétorésistifs définit une jonction tunnel dont les couches constitutives sont traversées par un courant circulant perpendiculairement au plan de ces couches, et chaque ligne conductrice de lecture comprend un premier tronçon de ligne conductrice relié à la base d'un élément magnétorésistif et un second tronçon de ligne conductrice relié au sommet de ce même élément magnétorésistif, ces tronçons de ligne conductrice étant essentiellement perpendiculaires au plan des couches constitutives des premier et deuxième éléments magnétorésistifs.
Selon une autre application possible, chacun des premier et deuxième éléments magnétorésistifs définit une vanne de spin dont les couches constitutives sont traversées par un courant circulant parallèlement au plan de ces couches, et chaque ligne conductrice de lecture associée à un élément magnétorésistif comprend des premier et second tronçons de ligne conductrice reliés respectivement aux extrémités de cet élément magnétorésistif situées aux voisinage desdits entrefers.
Selon un mode de réalisation particulier, les premier et deuxième éléments magnétorésistifs d'une paire d'éléments magnétorésistifs comprennent une couche douce supplémentaire commune en forme de couronne cylindrique continue ayant une aimantation orientée le long de lignes circulaires centrées sur l'axe de cette couronne cylindrique, et des première et deuxième jonctions tunnel déposées sur une même face de la couche douce supplémentaire de façon diamétralement opposée et perpendiculairement au plan de cette couche douce supplémentaire, les première et deuxième jonctions tunnels comprenant chacune au moins une couche ferromagnétique douce, une couche séparatrice isolante et une couche ferromagnétique dure qui sont traversées par un courant perpendiculaire au plan de ces couches.
Dans ce cas, avantageusement, les lignes conductrices de lecture associées à chacun des premier et deuxième éléments magnétorésistifs comprennent des premiers tronçons de ligne conductrice reliés respectivement aux faces des première et deuxième jonctions tunnel les plus éloignées de la couche douce supplémentaire et un deuxième tronçon de ligne conductrice commun relié à la face de la couche douce supplémentaire la plus éloignée des première et deuxième jonctions tunnel.
Selon une caractéristique avantageuse, le dispositif d'écriture comprend une ligne d'écriture isolée électriquement des premier et deuxième éléments magnétorésistifs et des lignes de lecture associées et disposée de façon centrale entre les premier et deuxième éléments magnétorésistifs d'une paire d'éléments magnétorésistifs perpendi-culairement au plan de ces éléments magnétorésistifs.
Selon un mode de réalisation particulier, les premier et deuxième éléments magnétorésistifs d'une paire d'éléments magnétorésistifs sont disposés dans des plans différents et superposés de façon essentiellement symétrique par rapport au dispositif d'écriture qui est lui-même interposé entre les premier et deuxième éléments magnétorésistifs et parallèle à ceux-ci.
Dans ce cas, de façon plus particulière, chacun des premier et deuxième éléments magnétorésistifs peut définir une jonction tunnel dont les couches constitutives sont traversées par un courant circulant perpendiculairement au plan de ces couches.
Selon encore un autre mode de réalisation particulier, le dispositif d'écriture comprend d'une part un tronçon central de ligne d'écriture isolé électriquement des premier et deuxième éléments magnétorésistifs et des lignes de lecture associées et disposé de façon centrale entre les premier et deuxième éléments magnétorésistifs d'une paire d'éléments magnétorésistifs perpendiculairement au plan de ces éléments magnétorésistifs, et d'autre part des premier et deuxième tronçons de ligne d'écriture supplémentaires parallèles interconnectés par ledit tronçon central de ligne d'écriture et disposés parallèlement aux premier et deuxième éléments magnétorésistifs de part et d'autre de ceux-ci, chacun des premier et deuxième tronçons de ligne d'écriture supplémentaires étant superposé à la fois au premier et au deuxième élément magnétorésistif.
Selon encore un autre mode de réalisation particulier, chacun des premier et deuxième éléments magnétorésistifs définit une jonction tunnel dont les couches constitutives sont traversées par un courant circulant perpendiculairement au plan de ces couches, chaque ligne conductrice de lecture comprend un premier tronçon de ligne conductrice relié à la base d'un élément magnétorésistif et un second tronçon de ligne conductrice relié au sommet de ce même élément magnétorésistif, ces tronçons de ligne conductrice étant essentiellement perpendiculaires au plan des couches constitutives des premier et deuxième éléments magnétorésistifs et le dispositif d'écriture est constitué par les lignes conductrices de lecture qui comprennent chacune au moins une couche de polarisation située au voisinage de l'élément magnétorésistif correspondant du côté de l'interface avec la couche ferromagnétique douce.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description suivante de modes particuliers de réalisation donnés à titre d'exemples, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la Figure 1 est une vue schématique en perspective d'un dispositif magnétorésistif selon un premier mode de réalisation de l'invention, la Figure 1A est une vue schématique de dessus de la paire d'éléments magnétorésistifs mis en oeuvre dans le dispositif de la Figure 1, - la Figure 2 est une vue schématique en perspective d'un dispositif magnétorésistif selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, mettant en oeuvre des vannes de spin ou autres éléments magnétorésistifs fonctionnant en géométrie de courant planaire, la Figure 3 est une vue schématique en perspective d'un dispositif magnétorésistif selon un troisième mode de réalisation de l'invention, mettant en oeuvre des jonctions tunnel, les Figures 4A, 4B et 4C montrent en vue de dessus trois exemples particuliers de configuration d'éléments magnétorésistifs pouvant être utilisés dans le cadre des modes de réalisation des Figures 1 et 2, la Figure 5 montre une vue schématique en perspective d'un dispositif magnétorésistif selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, mettant en oeuvre des jonctions tunnel, la Figure 6 est une coupe selon la ligne VI-VI de la Figure 5, la Figure 7 est une vue schématique en perspective d'un dispositif magnétorésistif selon un cinquième mode de réalisation de l'invention, la Figure 8 est une vue schématique en perspective d'un dispositif magnétorésistif selon un sixième mode de réalisation de l'invention et la Figure 9 est une vue en coupe montrant un exemple d'élément magnétorésistif associé à un polariseur pouvant être mis en oeuvre dans le mode de réalisation de la Figure 8.
Exposé détaillé de modes de réalisation particuliers La Figure 1 montre de façon schématique, en perspective, un dispositif magnétorésistif selon un premier mode de réalisation de l'invention.
Dans ce premier mode de réalisation, on voit une paire d'éléments magnétorésistifs 10, 20 qui sont situés dans un même plan et on été lithographiés et gravés sous la forme de deux éléments en forme de C qui constituent essentiellement deux demi-couronnes cylindriques séparées par deux entrefers 71, 72.
Chacun des éléments magnétorésistifs 10, 20 constitue dans cet exemple une jonction tunnel et comprend un empilement de couches avec au moins une couche ferromagnétique dure qui est piégée dans une direction fixe et sert de couche de référence, et une couche ferromagnétique douce séparée de la couche ferromagnétique dure par une couche séparatrice qui est ici une couche isolante.
Les aimantations des couches douces des deux demi-couronnes cylindriques 10, 20 sont dans une configuration de fermeture de flux de sorte que les aimantations des couches douces tournent le long de la couronne, dans le sens des aiguilles d'une montre ou le sens opposé (flèches 41 et 61 de la Figure 1A).
De ce fait, sur les deux demi-couronnes cylindriques les aimantations des couches douces des deux éléments magnétorésistifs 10, 20 symbolisés par les flèches en pointillés 41, 61, sont en moyenne orientées de façon sensiblement antiparallèle.
Pour les deux éléments magnétorésistifs 10, 20, les aimantations des couches piégées, représentées par des flèches pleines référencées 31, - 51 sur la Figure 1A, ont été au préalable orientées de façon parallèle en recuisant la structure dans un champ saturant au-dessus de la température de blocage d'une couche antiferromagnétique d'IrMn (typiquement 250 C sous 1 Tesla).
Ainsi parmi les deux éléments magnétorésistifs 10, 20, lorsque l'une des jonctions est en configuration parallèle (ce qui est le cas de l'élément magnétorésistif 20 dans l'exemple représenté sur la Figure 1A), l'autre est en configuration antiparallèle (élément magnétorésistif 10 de la Figure 1A), et vice versa.
Chacun des deux éléments magnétorésistifs 10 respectivement 20 est connecté à sa base à un tronçon vertical de ligne conductrice (ou via) 11 respectivement 13 et à son sommet à un tronçon vertical de ligne conductrice (ou via) 12 respectivement 14. Les tronçons de ligne conductrice 11 à 14, qui peuvent être par exemple en cuivre ou en aluminium, sont traversés par des courants de mesure I1 respectivement I2 permettant d'obtenir sur chaque ligne de lecture 11, 12 respectivement 13, 14, des tensions proportionnelles aux résistances des jonctions tunnel des éléments magnétorésistifs 10, 20 placés en regard l'un de l'autre.
Une ligne d'écriture 15 constituée par un conducteur vertical métallique central traverse toute la structure du dispositif magnétorésistif suivant l'axe du cylindre défini par les deux éléments magnétorésistifs 10, 20 en forme de demi-couronnes. La ligne d'écriture 15 est isolée électriquement des jonctions tunnels des éléments magnétorésistifs 10, 20 et des lignes de lecture 11, 12, 13, 14.
La ligne conductrice 15 permet l'écriture de l'information dans les jonctions tunnel des éléments magnétorésistifs 10, 20.
Lorsqu'un courant d'intensité IE traverse la ligne conductrice 15 de bas en haut ou de haut en bas, ce courant génère un champ magnétique dont les lignes de champ ont une symétrie cylindrique. En ajustant le seuil de courant de sorte que le champ créé au niveau de la couche douce des - 11 deux jonctions tunnel dépasse leur champ coercitif, on peut alors faire commuter l'aimantation de ces deux jonctions en les gardant toujours sensiblement antiparallèles, la commutation pouvant s'effectuer dans un sens horaire ou vice-versa simultanément pour les deux éléments magnétorésistifs 10, 20.
La Figure 1 montre pour l'élément magnétorésistif 20 un exemple possible d'empilement de couches 21 à 27 définissant une jonction tunnel et qui peut s'appliquer de la même manière à l'élément magnétorésistif 10.
Chaque jonction tunnel peut ainsi comprendre un empilement comprenant successivement une couche 27 de NiFe d'épaisseur 5nm, une couche 26 de CoFe d'épaisseur 1 nm, une couche 25 d'alumine d'épaisseur 1,5 nm, une couche 24 de CoFe d'épaisseur 2,5 nm, une couche 23 de Ru d'épaisseur 0,7 nm, une couche 22 de CoFe d'épaisseur 2 nm et une couche 21 de IrMn d'épaisseur 8 nm.
L'empilement des couches 26 et 27 constitue la couche ferromagnétique douce, la couche 25 d'alumine constitue la couche séparatrice isolante et la couche 24 constitue la couche ferromagnétique dure qui sert de couche de référence.
Comme cela vient d'être exposé, le mode de réalisation de la Figure 1 s'applique au cas d'éléments magnétorésistifs 10, 20 constitués par des jonctions tunnel. Dans le cas des jonctions tunnel, le courant électrique (courant de lecture Ilr I2) qui traverse les éléments magnétorésistifs circule perpendiculairement au plan des couches d'empilement telles que les couches 21 à 27. Les lignes conductrices 11, 12 et 13, 14 d'amenée de courant au niveau des jonctions tunnel sont ainsi connectées à la base et au sommet des empilements, comme représenté sur la Figure 2.
La Figure 2 montre un deuxième mode de réalisation de l'invention dans lequel les éléments magnétorésistifs 110, 120 associés en couple - 12 sont constitués par des vannes de spin métalliques ou autres éléments analogues fonctionnant en géométrie de courant planaire.
Ces vannes de spin métalliques peuvent présenter une composition très proche de celle des jonctions tunnel magnétiques. Ainsi, à titre d'exemple, les vannes de spin des éléments magnétorésistifs 110, 120 peuvent être réalisées à partir d'un empilement de couches 21 à 27 identique à celui décrit en référence à la Figure 1 à l'exception de la couche 25 qui sépare la couche ferromagnétique douce 26, 27 (ici une bicouche NiFe 5nm/CoFe 1nm). Ainsi la couche séparatrice 25 peut être constituée, dans le cas du mode de réalisation de la Figure 2, par une couche conductrice de cuivre de 2,2 nm d'épaisseur en remplacement de la couche isolante d'alumine de 1,5 nm d'épaisseur.
Les éléments magnétorésistifs 110, 120 de la Figure 2 sont placés l'un par rapport à l'autre en interaction magnétostatique de telle manière qu'un flux magnétique circulant entre ces éléments 110, 120 se referme à travers les couches ferromagnétiques douces de ces éléments. Les éléments magnétorésistifs 110, 120 peuvent ainsi présenter une configuration en forme de demi-couronnes cylindriques définissant des entrefers 171, 172 comme les éléments magnétorésistifs 10, 20 de la Figure 1.
Une ligne conductrice d'écriture 115 peut être réalisée de façon centrale de manière analogue à la ligne d'écriture de la Figure 1 pour faire circuler un courant d'écriture IE créant un champ magnétique d'une façon analogue à ce qui a déjà été exposé en référence à la Figure 1A.
Dans les vannes de spin, contrairement au cas des jonctions tunnel, le courant ne circule pas perpendiculairement au plan des couches constituant l'élément magnétorésistif correspondant, mais parallèlement à ce plan. Les lignes conductrices d'amenée de courant de lecture I1, I2 au niveau de chacun des éléments magnétorésistifs 110, 120 doivent alors se situer aux deux extrémités de chacun de ces éléments, au voisinage des - 13 entrefers 171, 172 comme représenté sur la Figure 2. Chaque ligne conductrice associée à un élément magnétorésistif 110 respectivement 120 comprend ainsi des premier et second tronçons de ligne 111, 112 respectivement 113, 114 reliés aux extrémités de l'élément magnétorésistif correspondant, au voisinage de chacun des entrefers 171, 172.
Le mode de réalisation de la Figure 2 peut présenter des avantages lorsque l'on souhaite une grande robustesse, les vannes de spin étant relativement peu sensibles au claquage électrostatique, ou lorsque l'on souhaite avoir une invariance de l'amplitude de magnétorésistance en fonction de la tension de polarisation.
Les jonctions tunnel présentent cependant elles-mêmes des avantages du fait de leur grande amplitude de magnétorésistance (magnétorésistance tunnel ou TMR qui peut être typiquement de l'ordre de 40%) tandis que les vannes de spin en géométrie de courant planaire présentent une magnétorésistance géante ou GMR de l'ordre de 10 à 15%.
La Figure 3 montre un autre mode de réalisation de l'invention mettant en oeuvre un couple de jonctions tunnel 222, 242.
Dans le cas de ce mode de réalisation, le dispositif magnétorésistif comprend une couche douce supplémentaire 290 en forme de couronne cylindrique continue, c'est-à-dire sans entrefer, ayant une aimantation orientée le long de lignes circulaires centrées sur l'axe de cette couronne cylindrique.
A titre d'exemple, la couche douce supplémentaire 290 peut comprendre une couche 291 en NiFe de 5 nm d'épaisseur déposée sur une couche tampon 222 de tantale d'épaisseur 5 nm.
L'aimantation de la couche douce 290 est orientée le long de la couronne cylindrique dans le sens de rotation des aiguilles d'une montre 30 ou le sens opposé.
- 14 - Le dispositif magnétorésistif de la Figure 3 comprend des premier et deuxième éléments magnétorésistifs 210, 220 qui comprennent des première et deuxième jonctions tunnel 222, 242 déposées sur une même face de la couche douce supplémentaire 290, de façon diamétralement opposée et perpendiculairement au plan de cette couche douce 290.
Les jonctions tunnel 222, 242 peuvent être réalisées par des empilements de couches, de façon analogue aux jonctions tunnel 10, 20 du mode de réalisation des Figures 1 et 1A. Les jonctions tunnel 222, 242 comprennent ainsi chacune au moins une couche ferromagnétique douce respectivement 262 qui sont traversées par un courant perpendiculaire au plan de ces couches.
La couche douce continue 290 est connectée à sa base à une ligne métallique 211 qui assure une connexion électrique commune sous chacune des deux jonctions tunnel 222, 242. Sur leur partie supérieure, les deux jonctions tunnel 222, 242 sont connectées électriquement à deux lignes métalliques 212, 214 permettant d'amener le courant de lecture I1 et I2 dans les deux jonctions tunnel 222, 242. Le dispositif est traversé suivant son axe vertical par une ligne métallique centrale 215 permettant de faire circuler un courant d'écriture IE. Le courant d'écriture génère un champ de symétrie cylindrique qui permet de faire commuter l'aimantation de la couche douce cylindrique 290 dans un sens de rotation ou dans l'autre le long de la couronne cylindrique. Les aimantations de la couche douce 254, 264 de chacune des deux jonctions tunnel 222, 242 (par exemple en NiFe 3nm/CoFelnm) étant couplées par échange avec l'aimantation de la couche douce de la couronne cylindrique 290, ces aimantations sont toujours alignées antiparallèlement l'une par rapport à l'autre. Les aimantations des couches de référence 251, 261 des jonctions tunnel 222, 242 sont au préalable orientées dans la même direction (soit 254 respectivement 264, une couche séparatrice isolante 253 respectivement 263 et une couche ferromagnétique dure 252 - 15 - par application d'un champ saturant appliqué dans le plan des couches pour des couches piégées à fort champ coercitif, soit par recuit sous champ depuis la température de blocage de la couche antiferromagnétique dans le cas de couches piégées par anisotropie d'échange), perpendiculairement au diamètre de la couronne290 reliant les deux jonctions tunnel 222, 242 entre elles. Comme ces aimantations de référence sont parallèles et que les aimantations des couches douces 254, 264 des jonctions tunnel 222, 242 sont antiparallèles, on est sûr alors que les deux jonctions tunnel 222, 242 sont dans des états de résistance opposés.
On a décrit en référence aux Figures 1 et 2 des éléments magnétorésistifs 10, 20 et 110, 120 en forme de C constituant des demi-couronnes cylindriques définissant entre elles deux entrefers.
Les éléments magnétorésistifs en forme de C qui associent une couche magnétique douce et une couche de référence piégée séparée par une couche non magnétique et traversée par un courant en géométrie de courant perpendiculaire au plan des couches (CPP), comme dans le mode de réalisation de la Figure 1, ou par un courant en géométrie de courant planaire (CIP), comme dans le mode de réalisation de la Figure 2, peuvent présenter diverses variantes de réalisation, dès lors qu'elles sont en configuration de fermeture de flux de sorte que les aimantations de leur couche magnétique douce sont sensiblement antiparallèles tandis que les aimantations des couches piégées sont orientées parallèlement par une phase d'initialisation (saturation dans un champ fort dans le cas de couche piégée à fort champ coercitif ou recuit sous champ dans le cas de couche piégée par anisotropie d'échange).
Sur les Figures 4A à 4C, qui illustrent certaines des variantes de réalisation possibles, on a représenté par des flèches continues des directions d'aimantation des couches douces dans les éléments magnétorésistifs. Les signes + et représentent les charges - 16 magnétostatiques apparaissant aux extrémités des éléments magnétorésistifs et qui se couplent entre éléments en regard pour assurer la fermeture de flux magnétique.
On voit sur la Figure 4A des éléments magnétorésistifs 310, 320 en forme d'arcs de cercle définissant deux entrefers 371, 372 et entourant un conducteur central d'écriture 315 à section circulaire.
La Figure 4B représente deux éléments magnétorésistifs 410, 420 en forme d'ellipse placés parallèlement l'un à l'autre de part et d'autre d'un conducteur central d'écriture 415 également à section elliptique.
La Figure 4C représente deux éléments magnétorésistifs 510, 520 en forme de C présentant chacun deux branches d'extrémité perpendiculaires à une branche centrale et définissant entre les extrémités libres des branches d'extrémité des entrefers 571, 572. Les deux éléments en forme de C définissent essentiellement un rectangle externe et un rectangle interne. Un conducteur central d'écriture 515 de section rectangulaire ou carrée est disposé au centre de l'espace rectangulaire interne défini par les éléments magnétorésistifs 510, 520.
Un courant d'écriture IE circule de bas en haut ou de haut en bas dans le conducteur central d'écriture 315, 415, 515 pour faire commuter les deux éléments magnétorésistifs d'une paire d'éléments 310, 320; 410, 420 ou 510, 520, d'une configuration magnétique parallèle/antiparallèle a une configuration magnétique antiparallèle/parallèle ou vice versa. Les termes parallèle ou antiparallèle indiquent ici l'orientation de la couche douce relativement à la couche piégée à l'intérieur de chaque élément magnétorésistif.
Sur les Figures 4A à 4C, les amenées de courant de lecture au niveau des éléments magnétorésistifs ne sont pas représentées.
Ces amenées de courant connectent la base et le sommet des éléments magnétorésistifs en fonctionnement CPP (jonctions tunnel, comme sur la Figure 1) ou connectent les deux extrémités des éléments - 17 magnétorésistifs comme sur la Figure 2 dans le cas d'un fonctionnement CIP.
Les dimensions des éléments dessinés sur les Figures 4A à 4C peuvent être de l'ordre de 90 nm à 1 m en fonction de la densité d'intégration visée et de la technologie utilisée pour la réalisation des lignes conductrices et des éléments magnétorésistifs. Ces dimensions pourraient également être un peu plus réduites.
La réalisation de ce type de dispositifs peut se faire avec les étapes technologiques suivantes. A titre d'exemple, on décrira la réalisation d'un dispositif dans lequel les éléments magnétorésistifs fonctionnent en CPP.
Jusqu'au niveau du plan inférieur des éléments magnétorésistifs, la technologie utilisée peut être une technologie CMOS "classique" jusqu'à un niveau Métal n (n = 3 ou 4 ou plus en fonction des circuits électroniques de pilotage sous-jacents auxquels ce dispositif sera connecté, niveau auquel trois lignes conductrices de Cu ou d'Al émergent à la surface de l'oxyde SiO2 par exemple).
On effectue ensuite les étapes suivantes de microélectronique magnétique: dépôt des empilements magnétorésistifs, lithographie et gravure des deux éléments magnétorésistifs au-dessus des deux lignes conductrices d'amenée de courant à la base des éléments magnétorésistifs, réalisation des trois lignes conductrices supérieures connectant d'une part les parties supérieures des deux éléments magnétorésistifs et prolongeant la ligne conductrice centrale de génération du champ magnétique.
On décrira maintenant en référence aux Figures 5 et 6 un autre mode de réalisation d'un dispositif magnétorésistif selon l'invention, dans lequel deux éléments magnétorésistifs 610, 620 sont en configuration de fermeture de flux sans être constitués par des éléments en forme de C ou - 18 analogue placés dans un même plan et formant essentiellement une couronne avec deux entrefers.
Dans le mode de réalisation des Figures 5 et 6, un conducteur horizontal, tel que le conducteur 615, est utilisé pour créer le champ magnétique d'écriture.
Les éléments magnétorésistifs 610, 620 sont eux-mêmes superposés l'un à l'autre de part et d'autre du conducteur 615, l'élément 610 étant placé au-dessus du conducteur 615 de génération du champ magnétique tandis que l'élément 620 est placé au-dessous de ce conducteur 615.
Le conducteur horizontal 615 est ainsi parcouru par un courant d'écriture qui permet d'engendrer un champ magnétique, transverse à ce conducteur, dont le sens est opposé au-dessus et au-dessous du conducteur 615.
Dans le cas d'une configuration avec des éléments CPP, tels que des jonctions tunnel, illustrée sur la Figure 5, les éléments magnétorésistifs 610, 620 sont disposés sensiblement l'un au-dessus de l'autre de façon approximativement symétrique par rapport au conducteur horizontal 615. Les éléments 610, 620 sont en configuration de fermeture de flux et le champ créé par le courant d'écriture IE parcourant le conducteur 615 permet de faire commuter les deux éléments 610, 620 d'une configuration parallèle/antiparallèle à une configuration antiparallèle/parallèle suivant le signe du courant d'écriture IE.
La Figure 6 montre un exemple d'empilements de couches pour réaliser les éléments magnétorésistifs 610 et 620 de la figure 5.
Chaque élément magnétorésistif 610, 620 peut comprendre une couche conductrice 651 respectivement 661 de liaison à une ligne conductrice 612 respectivement 611, une couche ferromagnétique dure de référence 652 respectivement 662 par exemple de IrMn, une couche de CoFe 653 respectivement 663, une couche isolante d'alumine 654 - 19 respectivement 664 et une couche douce 655 respectivement 665 de NiFe/CoFe.
Il est possible d'optimiser l'efficacité de l'écriture magnétique de dispositifs comprenant deux éléments magnétorésistifs en fermeture de flux en combinant conducteurs horizontaux et verticaux pour la réalisation du champ magnétique. Ceci est illustré sur la Figure 7.
Le dispositif comprend deux éléments magnétorésistifs 710, 720 (représentés ici comme des éléments en forme de C fonctionnant en CPP et définissant des entrefers 771, 772) connectés à leur base et à leur sommet par des lignes métalliques (711, 712, 713, 714). Par ailleurs, le conducteur 715 de champ magnétique permettant la commutation des aimantations est formé de trois parties: deux parties horizontales 715A et 715C situées respectivement au dessus et en dessous de l'un et de l'autre des éléments magnétorésistifs 710, 720 et une partie centrale 715B interconnectant les deux parties horizontales 715A et 715C. Le champ créé par le courant d'écriture au niveau de l'élément magnétorésistif 710 est alors principalement la somme du champ dû au conducteur 715A et au conducteur 7156; le champ généré au niveau de l'élément magnétorésistif 720 est la somme du champ créé par le conducteur 7715C et le conducteur 715B.
Dans le cas de la Figure 7, les éléments magnétorésistifs 710, 720 peuvent eux-mêmes être réalisés de la même façon que les éléments 10, 20 de la Figure 1 lorsque ces éléments 710, 720 fonctionnent en CPP.
Les éléments magnétorésistifs 710, 720 de la Figure 7 pourraient aussi fonctionner en CIP et être réalisés dans ce cas de la même façon que les éléments 110, 120 de la Figure 2. Les conducteurs de lecture 711, 712 et 713, 714 seraient alors réalisés comme les conducteurs de lecture 111, 112 et 113, 114 de la Figure 2.
Dans le cas de l'utilisation de jonctions tunnel, il est également possible de combiner l'envoi du courant d'écriture IE à travers le - 20 conducteur d'écriture 15, 215, 315, 415, 515, 715 avec un passage de courant à travers les éléments magnétorésistifs pour assister l'écriture par échauffement de la couche douce de la jonction tunnel et tirer parti éventuellement des effets de transfert de spin (couple exercé par les électrons polarisés traversant la jonction tunnel). Si ce dernier couple est suffisamment intense par lui-même pour faire commuter les jonctions tunnel alors le conducteur de génération de champ magnétique (15, 215, 315, 415, 515, 715) n'est même plus nécessaire.
On a représenté sur la Figure 8 un mode particulier de réalisation d'un dispositif magnétorésistif selon l'invention, dans lequel le dispositif d'écriture est constitué par les lignes conductrices de lecture 811, 812, 813, 814 qui comprennent chacune au moins une couche de polarisation 859 (Figure 9) située au voisinage de l'élément magnétorésistif correspondant du côté de l'interface avec la couche ferromagnétique douce 855 à 857, de manière à permettre d'effectuer une commutation par transfert de spin des éléments magnétorésistifs couplés 810, 820.
Depuis 2000, on sait qu'il est possible de faire commuter l'aimantation d'une nanostructure magnétique par passage à travers la nanostructure d'un courant polarisé en spin (voir A. Katine et al. Phys. Rev. Lett. 84 (2000) 3149). Dans les dispositifs selon la présente invention à condition que les éléments magnétorésistifs 810, 820 utilisés fonctionnent en géométrie de courant perpendiculaire aux interfaces (principalement jonctions tunnel magnétiques), cet effet peut ainsi être utilisé pour faire commuter les aimantations des couches douces des deux éléments magnétorésistifs en interaction magnétostatique.
Dans l'exemple de dispositif de la Figure 8 qui fonctionne suivant ce principe, les deux éléments magnétorésistifs 810 et 820 sont en interaction magnétostatique comme dans la Figure 1 et définissent des entrefers 871, 872.
- 21 - Ici les empilements magnétorésistifs peuvent avantageusement avoir une composition de la forme illustrée sur la Figure 9 avec des empilements de couches 864/863/862/861/860/859/858/857/856/855/ 854/853/852/851 ayant respectivement les compositions suivantes: Ta5nm/NiFe3nm/IrMn8nm/CoFe3nm/Ru0.7nm/(CoFe0.8nm/Cu0.3nm)2/Co Fe0.8nm/Cu5 nm/CoFelnm/NiFe 2nm/CoFelnm/AI2O3 1 nm/CoFe2.5nm/IrMn 8nm/Cu 10nm L'empilement comprend ainsi une jonction tunnel constituée d'une barrière tunnel d'Alumine 854 séparant une couche de référence 853 dont l'aimantation est piégée par anisotropie d'échange (interaction avec une couche 852 comprenant un antiferromagnétique comme IrMn 8nm) d'une couche magnétique douce 855 à 857 (avec une couche 856 en NiFe dopée aux interfaces 855, 857 en CoFe pour augmenter la polarisation des électrons au voisinage de la barrière tunnel et éviter l'interdiffusion avec la couche de Cuivre 858 à l'interface opposée à la barrière). Cette jonction tunnel est associée à une couche 859 destinée à polariser en spin le courant traversant cet empilement perpendiculairement aux interfaces.
Cette couche de polarisation 859 peut être constituée d'une fine couche de CoFe laminée par d'ultrafines couches de Cu (composition typique (CoFe 0,8nm/Cu0,3nm)2/CoFe 0,8nm). Le but de la lamination est de tirer parti de la forte asymétrie de diffusion aux interfaces CoFe/Cu pour obtenir le maximum de polarisation possible. Cette couche de polarisation est couplée antiparallèlement à une couche 861 de CoFe3nm. Ce couplage antiparallèle est assuré par une interaction antiferromagnétique qui existe à travers la couche 860 de Ru pour des épaisseurs de Ru typiquement entre 0,5 et 0,9nm. La couche 861 de CoFe est elle-même piégée par anisotropie d'échange (couplage avec une couche antiferromagnétique 862 de IrMn 8nm). En faisant un recuit au-dessus de la température de - 22 -blocage des couches antiferromagnétiques et refroidissement sous champ saturant, on peut rendre parallèles les aimantations des deux couches piégées par anisotropie d'échange. A ce moment là, la couche de référence 853 et la couche de polarisation 859 se retrouvent en champ faible avec des aimantations antiparallèles.
A l'écriture, l'avantage d'une telle structure est que lorsqu'un courant d'écriture IE appliqué aux conducteurs 811, 812 et 813, 814 traverse la structure de bas en haut ou de haut en bas, les effets de transfert de spin produits par la couche de référence 853 et la couche de polarisation 859 s'ajoutent au niveau de la couche douce 855 à 857 de la jonction tunnel. (Voir par exemple L.Berger, Journ.Appl.Phys.93 (2003) 7693). Les densités de courant typique pour la commutation dans ce genre de structure sont de l'ordre de 106 à 107A/cm2 ce qui donne des courants de 0,1 à 1mA pour des structures de 100nm*100nm.
A la lecture, un courant plus faible est envoyé par les mêmes conducteurs 811, 812 respectivement 813, 814 à travers la structure de manière à être sensible au niveau de résistance de la structure des éléments magnétorésistifs 810, 820 sans la faire commuter. Il est important de noter que la résistance d'une telle structure est entièrement dominée par la barrière tunnel. En conséquence, la magnétorésistance de la structure provient uniquement de l'orientation relative des aimantations de la couche douce et de la couche piégée de part et d'autre de la barrière tunnel.
Dans cet empilement, il pourrait être possible de ne pas mettre la couche de polarisation et les couches de Ru, CoFe, IrMn 861 à 863 associées destinées à piéger cette couche de polarisation 859. Simplement, l'effet de transfert de spin sur la couche douce 855 à 857 ne proviendrait alors que de la couche de référence 853 et serait donc moindre. Il faudrait alors des densités de courant plus grandes à l'écriture ce qui nécessiterait de travailler avec des jonctions de plus faible - 23 résistance (puisque les jonctions sont limitées en tension par le claquage électrique) et conduirait à une plus grande consommation électrique.
Dans le dispositif de la Figure 8, les deux élements magnétorésistifs 810 et 820 peuvent être constitués de l'empilement présenté sur la Figure 9. L'écriture se fait alors en envoyant des impulsions de courant IE de directions opposées à travers les deux éléments 810, 820 de manière à faire commuter les aimantations des couches douces 855 à 857 dans deux directions opposées. En jouant sur le sens des impulsions de courant IE à travers chacun des deux éléments 810, 820, on peut ainsi faire commuter le bi-élément 810, 820 de parallèle/antiparallèle à antiparallèle /parallèle la notion de parallèle et antiparallèle se rapportant à l'orientation relative des aimantations des couches douce 855-857 et de référence 853.
Dans le dispositif magnétorésistif selon l'invention, la génération du champ magnétique agissant sur les deux éléments magnétorésistifs d'une paire d'éléments magnétorésistifs peut aussi s'effectuer à partir d'un conducteur vertical, d'un conducteur horizontal ou d'une combinaison d'un conducteur vertical et d'un conducteur horizontal.
Comme on l'a exposé en référence aux Figures 8 et 9, un dispositif magnétorésistif basé sur des éléments magnétorésistifs utilisant un courant circulant perpendiculairement au plan des couches constituant les éléments magnétorésistifs peut fonctionner sans conducteur de génération de champ magnétique, la commutation magnétique reposant entièrement sur le phénomène de transfert de spin.
- 24 -
Claims (11)
1. Dispositif magnétorésistif comprenant au moins une paire d'éléments magnétorésistifs composée d'un premier et d'un deuxième élément magnétorésistif (10, 20; 110, 120; 210, 220; 610, 620; 710, 720; 810, 820) qui comprennent chacun au moins une couche ferromagnétique dure (24; 252, 262; 653, 663; 853) qui est piégée dans une direction fixe et sert de couche de référence, et une couche ferromagnétique douce (26, 27; 254, 264; 655, 665; 855 à 857) séparée de la couche ferromagnétique dure par une couche séparatrice (25; 253, 263; 654, 664; 854), la couche douce (26, 27; 254, 264; 655, 665; 855 à 857) étant réalisée pour chacun des premier et deuxième éléments magnétorésistifs de manière à présenter deux états magnétiques stables, caractérisé en ce que les premier et deuxième éléments magnétorésistifs (10, 20; 110, 120; 210, 220; 610, 620; 710, 720; 810, 820) d'une paire d'éléments magnétorésistifs sont placés l'un par rapport à l'autre en interaction magnétostatique de telle manière qu'un flux magnétique circulant entre ces premier et deuxième éléments se referme à travers les couches ferromagnétiques douces (26, 27; 254, 264; 655, 665; 855 à 857) de ces premier et deuxième éléments, en ce qu'un dispositif d'écriture (15; 115; 215; 615; 715; 811 à 814) est associé à chaque paire d'éléments magnétorésistifs pour commander l'aimantation de chaque couche douce (26, 27; 254, 264; 655, 665; 855 à 857), en ce qu'une ligne conductrice de lecture (11, 12, 13, 14; 111, 112, 113, 114;211,212, 214;611,612;711,712,713,714;811,812, 813, 814) est associée à chaque premier et deuxième élément magnétorésistif (10, 20; 110, 120; 210, 220; 610, 620; 710, 720; 810, 820) pour détecter l'état magnétique de la couche douce (26, 27; 254, 264; 655, 665; 855 à 857) par une mesure de la valeur ohmique de la magnétorésistance correspondante, et en ce que les couches ferromagnétiques douces (26, 27; 254, 264; 655, 665; 855 à 857) des premier et deuxième éléments magnétorésistifs (10, 20; 110, 120; 210, 220; 610, 620; 710, 720; 810, 820) restent sensiblement orientées antiparallèlement l'une par rapport à l'autre, quel que soit leur état stable, tandis que les couches ferromagnétiques dures (24; 252, 262; 653, 663; 853) des premier et deuxième éléments magnétorésistifs (10, 20; 110, 120; 210, 220; 610, 620; 710, 720; 810, 820) sont orientées sensiblement parallèlement.
2. Dispositif magnétorésistif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et deuxième éléments magnétorésistifs (10, 20; 110, 120; 310, 320; 510, 520; 710, 720; 810, 820) d'une paire d'éléments magnétorésistifs sont constitués par des éléments en forme de C placés dans le même plan de manière à former essentiellement une couronne et définissant entre eux deux entrefers (71, 72; 171, 172; 371, 372; 571, 572; 771, 772; 871, 872).
3. Dispositif magnétorésistif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des premier et deuxième éléments magnétorésistifs (10, 20; 210, 220; 710, 720; 810, 820) définit une jonction tunnel dont les couches constitutives sont traversées par un courant circulant perpendiculairement au plan de ces couches, et en ce que chaque ligne conductrice de lecture comprend un premier tronçon de ligne conductrice (11, 13; 211; 711, 713; 811, 813) relié à la base d'un élément magnétorésistif et un second tronçon de ligne conductrice (12, 14; 212, 214; 712, 714; 812, 814) relié au sommet de ce même élément magnétorésistif, ces tronçons de ligne conductrice étant essentiellement perpendiculaires au plan des couches constitutives des premier et deuxième éléments magnétorésistifs (10, 20; 210, 220; 710, 720; 810, 820).
4. Dispositif magnétorésistif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des premier et deuxième éléments - 26 magnétorésistifs (110, 120) définit une vanne de spin dont les couches constitutives sont traversées par un courant circulant parallèlement au plan de ces couches, et en ce que chaque ligne conductrice de lecture associée à un élément magnétorésistif comprend des premier et second tronçons de ligne conductrice (111, 112, 113, 114) reliés respectivement aux extrémités de cet élément magnétorésistif situées aux voisinage desdits entrefers (171, 172).
5. Dispositif magnétorésistif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et deuxième éléments magnétorésistifs (210, 220) d'une paire d'éléments magnétorésistifs comprennent une couche douce supplémentaire commune (290) en forme de couronne cylindrique continue ayant une aimantation orientée le long de lignes circulaires centrées sur l'axe de cette couronne cylindrique, et des première et deuxième jonctions tunnel (222, 242) déposées sur une même face de la couche douce supplémentaire (290) de façon diamétralement opposée et perpendiculairement au plan de cette couche douce supplémentaire (290), les première et deuxième jonctions tunnel (222, 242) comprenant chacune au moins une couche ferromagnétique douce (254, 264), une couche séparatrice isolante (253, 263) et une couche ferromagnétique (252, 262) dure qui sont traversées par un courant perpendiculaire au plan de ces couches.
6. Dispositif magnétorésistif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les lignes conductrices de lecture associées à chacun des premier et deuxième éléments magnétorésistifs (210, 220) comprennent des premiers tronçons de ligne conductrice (212, 214) reliés respectivement aux faces des première et deuxième jonctions tunnel (222, 242) les plus éloignées de la couche douce supplémentaire (290) et un deuxième tronçon de ligne conductrice commun (211) relié à la face de la couche - 27 - douce supplémentaire (290) la plus éloignée des première et deuxième jonctions tunnel (222, 242).
7. Dispositif magnétorésistif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le dispositif d'écriture comprend une ligne d'écriture (15; 115; 215; 715B) isolée électriquement des premier et deuxième éléments magnétorésistifs et des lignes de lecture associées et disposée de façon centrale entre les premier et deuxième éléments magnétorésistifs (10, 20; 110, 120; 210, 220; 710, 720) d'une paire d'éléments magnétorésistifs perpendiculairement au plan de ces éléments magnétorésistifs.
8. Dispositif magnétorésistif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier et deuxième éléments magnétorésistifs (610, 620) d'une paire d'éléments magnétorésistifs sont disposés dans des plans différents et superposés de façon essentiellement symétrique par rapport au dispositif d'écriture (615) qui est lui-même interposé entre les premier et deuxième éléments magnétorésistifs (610, 620) et parallèle à ceux-ci.
9. Dispositif magnétorésistif selon la revendication 8, caractérisé en ce que chacun des premier et deuxième éléments magnétorésistifs (610, 620) définit une jonction tunnel dont les couches constitutives sont traversées par un courant circulant perpendiculairement au plan de ces couches.
10. Dispositif magnétorésistif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif d'écriture (715) comprend d'une part un tronçon central de ligne d'écriture (715B) isolé électriquement des premier et deuxième éléments magnétorésistifs et des lignes de lecture associées et disposé de façon centrale entre les premier et deuxième éléments magnétorésistifs (710, 720) d'une paire d'éléments -28 magnétorésistifs perpendiculairement au plan de ces éléments magnétorésistifs, et d'autre part des premier et deuxième tronçons de ligne d'écriture supplémentaires (715A, 715C) parallèles interconnectés par ledit tronçon central de ligne d'écriture (715B) et disposés parallèlement aux premier et deuxième éléments magnétorésistifs (710, 720) de part et d'autre de ceux-ci, chacun des premier et deuxième tronçons de ligne d'écriture supplémentaires (715A, 715C) étant superposé à la fois au premier et au deuxième élément magnétorésistif (710, 720).
11. Dispositif magnétorésistif selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chacun des premier et deuxième éléments magnétorésistifs (810, 820) définit une jonction tunnel dont les couches constitutives sont traversées par un courant circulant perpendiculairement au plan de ces couches, en ce que chaque ligne conductrice de lecture comprend un premier tronçon de ligne conductrice (811, 813) relié à la base d'un élément magnétorésistif (810, 820) et un second tronçon de ligne conductrice (812, 814) relié au sommet de ce même élément magnétorésistif (810, 820), ces tronçons de ligne conductrice étant essentiellement perpendiculaires au plan des couches constitutives des premier et deuxième éléments magnétorésistifs (810, 820) et en ce que le dispositif d'écriture est constitué par les lignes conductrices de lecture (811, 812, 813, 814) qui comprennent chacune au moins une couche de polarisation (859) située au voisinage de l'élément magnétorésistif correspondant du côté de l'interface avec la couche ferromagnétique douce (855 à 857).
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