JP6864623B2 - 改良されたプログラム可能性及び感度を有するmluベースの磁気センサ - Google Patents
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Description
応力誘起装置を使用して、センス層と記憶層のうちの少なくとも一方の層上に応力誘起性磁気異方性を誘導すること、及び
前記複数のMLUセルのそれぞれのMLUセルの記憶磁化をプログラムされた方向に整列させることを含む方法に関する。
応力誘起装置6を使用して、記憶層23上に、記憶応力誘起性磁気異方性272を、記憶層23の記憶応力誘起性磁気異方性272がプログラミング磁場42に対してほぼ平行になるように誘起するステップと、
それぞれのサブセット内に構成された複数のMLUセル1の記憶磁化230を、プログラミング磁場42に対してほぼ平行なプログラムされた方向260(図4参照)に整列させるステップと
を含む。
2 磁気トンネル接合
3 電流線
4 プログラミング線
6 応力誘起装置
7 追加の金属線
21 センス層
22 トンネル障壁層
23 記憶層
24 ピン止め層
31 加熱電流
32 センス電流
41 プログラミング界磁電流
42 プログラミング磁場
43 センス界磁電流
44 センス磁場
100 磁気センサ装置
101 第1のサブセット、第1の枝
102 第2のサブセット、第2の枝
103 第3のサブセット、第3の枝
210 センス磁化
230 記憶磁化
231 第1の記憶強磁性層
232 第2の記憶強磁性層
233 記憶結合層
234 第1の記憶磁化
235 第2の記憶磁化
251 センス固有異方性
252 記憶固有異方性
260 プログラムされた方向
271 センス応力誘起性磁気異方性
272 記憶応力誘起性磁気異方性
281 正味のセンス磁気異方性
282 正味の記憶磁気異方性
301 第1の電流枝
302 第2の電流枝
303 第3の電流枝
401 プログラミング線部分
402 プログラミング線部分
403 プログラミング線部分
λ1 センス磁気弾性結合定数
λ2 記憶磁気弾性結合定数
σ 応力
ε 変形
σxx x方向の応力
σyy y方向の応力
εxx x方向の変形
εyy y方向の変形
R 平均抵抗
TH 高しきい温度
TL 低しきい温度
Claims (12)
- 外部磁場を感知する磁気センサ装置であって、複数のマグネティック・ロジック・ユニットセルである複数のMLUセルを備え、それぞれのMLUセルが磁気トンネル接合を備え、前記磁気トンネル接合が、前記外部磁場中で自由に配向可能なセンス磁化を有するセンス層と、記憶磁化を有する記憶層と、前記センス層と前記記憶層の間のトンネル障壁層とを備え、
前記センス層と前記記憶層のうちの少なくとも1つの層の上に応力誘起性磁気異方性を誘起するように異方性機械的応力を前記磁気トンネル接合上に加えるように構成された応力誘起装置を備える当該磁気センサ装置において、
前記応力誘起装置によって誘起された前記応力誘起性磁気異方性が、前記センス層と前記記憶層のうちの前記少なくとも1つの層の正味の磁気異方性にほぼ対応し、
前記センス層の応力誘起性磁気異方性(271)の方向が前記記憶層の応力誘起性磁気異方性(272)の方向とは異なるように、加えられた前記異方性機械的応力が、応力誘起性磁気異方性を前記センス層及び前記記憶層内に誘起するように、前記応力誘起装置がさらに構成されている当該磁気センサ装置。 - 前記センス層の応力誘起性磁気異方性及び前記記憶層の応力誘起性磁気異方性それぞれの方向が、加えられた前記異方性機械的応力の振幅を調整することによって調整可能である請求項1に記載の磁気センサ装置。
- 前記センス層の応力誘起性磁気異方性の方向が、前記センス層の磁歪に関連するセンス磁気弾性結合定数を調整することによって調整可能であり、
前記記憶層の応力誘起性磁気異方性の方向が、前記記憶層の磁歪に関連する記憶磁気弾性結合定数を調整することによって調整可能である請求項1に記載の磁気センサ装置。 - 前記異方性機械的応力が加えられたときに、前記センス層の応力誘起性磁気異方性が、前記記憶層の応力誘起性磁気異方性に対してほぼ垂直に配向されるように、前記センス磁気弾性結合定数が、前記記憶磁気弾性結合定数の符号とは反対の符号を有する請求項3に記載の磁気センサ装置。
- 前記応力誘起装置が、前記応力誘起性磁気異方性を誘起する異方性機械的応力を誘起するように適合された絶縁材料と、電流線(3)と、プログラミング線(4)と、ストラップ(7)との少なくとも一種を備える請求項1に記載の磁気センサ装置。
- 前記応力誘起装置は、前記応力誘起性磁気異方性を誘起する異方性機械的応力を誘起するように適合された金属線(7)を備える、請求項1に記載の磁気センサ装置。
- 前記応力誘起装置によって加えられる前記異方性機械的応力が、約1MPa〜5GPaである請求項1に記載の磁気センサ装置。
- 複数の枝を備える請求項1に記載の磁気センサ装置において、
それぞれの枝が、複数のMLUセルのサブセットを有し、それぞれのサブセットが、電流線によって直列に電気的に接続されていて、前記電流線が、前記外部磁場に応答して、前記複数のMLUセルのそれぞれのMLUセル内の前記センス磁化の平均配向に対応する前記サブセットの平均抵抗を感知するように適合されたセンス電流を通電するように構成されていて、
前記応力誘起装置が、前記複数の枝のそれぞれの枝に対して、前記サブセットのそれぞれのMLUセルの前記センス層と前記記憶層のうちの少なくとも1つの層の上に前記応力誘起性磁気異方性を誘起するように構成されている当該磁気センサ装置。 - それぞれのサブセットが、前記サブセット内に構成された複数の前記MLUセルの前記記憶磁化をプログラムされた方向に整列させるように適合されたプログラミング磁場を誘起する界磁電流を通電するように配置されたプログラミング線と磁気的に交信する請求項8に記載の磁気センサ装置。
- 前記応力誘起性磁気異方性の方向が、前記それぞれの枝ごとに異なるように、前記応力誘起装置がさらに構成されている請求項8に記載の磁気センサ装置。
- 複数のマグネティック・ロジック・ユニットセルである複数のMLUセルのそれぞれのMLUセルが磁気トンネル接合を備え、前記磁気トンネル接合が、磁気センサ装置が感知する外部磁場中で自由に配向可能なセンス磁化を有するセンス層と、記憶磁化を有する記憶層と、前記センス層と前記記憶層の間のトンネル障壁層とを備え、
前記センス層と前記記憶層のうちの少なくとも1つの層の上に応力誘起性磁気異方性を誘起するように異方性機械的応力を前記磁気トンネル接合上に加えるように構成された応力誘起装置を備え、
前記応力誘起装置によって誘起された前記応力誘起性磁気異方性が、前記センス層と前記記憶層のうちの前記少なくとも1つの層の正味の磁気異方性にほぼ対応し、
前記センス層の応力誘起性磁気異方性(271)の方向が前記記憶層の応力誘起性磁気異方性(272)の方向とは異なるように、加えられた前記異方性機械的応力が、前記応力誘起性磁気異方性を前記センス層及び前記記憶層内に誘起するように、前記応力誘起装置がさらに構成されている、複数のMLUセルを備える磁気センサ装置をプログラムする方法において、
当該方法は、
前記センス層の応力誘起性磁気異方性の方向が、前記記憶層の応力誘起性磁気異方性の方向と異なるように、応力誘起性磁気異方性を前記センス層及び前記記憶層上に誘起するために、前記応力誘起装置を使用することと、
前記それぞれのMLUセルの前記記憶磁化をプログラムされた方向に整列させることとから成る方法。 - 前記記憶磁化を整列させることが、それぞれのサブセット内に構成された複数の前記MLUセルに対するそれぞれの枝ごとに実行される請求項11に記載の方法。
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