KR20040101341A - Ｍｒａｍ 메모리 셀에 대한 기준 층을 제조하는 방법 및ｍｒａｍ 메모리 셀 - Google Patents

Ｍｒａｍ 메모리 셀에 대한 기준 층을 제조하는 방법 및ｍｒａｍ 메모리 셀 Download PDF

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Abstract

본 발명은 MRAM 메모리 셀에 대한 기준 층을 제조하는 방법 및 이러한 유형의 기준 층을 갖춘 MRAM 메모리 셀에 관한 것이다. 이러한 유형의 기준 층은 상이한 퀴리 온도를 갖는 두 개의 자기 결합 층을 포함한다. 외부 자장에 의해 제 1 층(10)의 퀴리 온도(TC 1) 위의 온도에서부터 냉각되는 경우, 제 2 층(11)의 자화는 2차 상전이에 의해 외부 자장의 자장 방향을 따라 배향된다. 제 2 층(11)의 퀴리 온도(TC 2) 아래로 더 냉각되는 경우, 제 2 층은 두 개의 층 사이의 반강자성체 결합의 결과로서 제 1 층(10)에 대해 반대방향으로 배향된다.

Description

ＭＲＡＭ 메모리 셀에 대한 기준 층을 제조하는 방법 및 ＭＲＡＭ 메모리 셀{METHOD FOR PRODUCING A REFERENCE LAYER AND AN MRAM MEMORY CELL PROVIDED WITH SAID TYPE OF REFERENCE LAYER}
본 발명은 MRAM 메모리 셀에 대한 기준 층을 제조하는 방법 및 이러한 방식으로 제조된 기준 층을 갖는 MRAM 메모리 셀에 관한 것이다.
알려져 있는 바와 같이, MRAM 구조체는 TMR 효과(TMR=터널링 자기저항)의 도움을 받는 강자성체 저장에 기반을 둔다. 첨부한 도 1은 이 TMR 효과를 이용하는 알려져 있는 MRAM 메모리 셀의 단면을 도시한다. 연자성 층(2), 터널 산화물 층(3) 및 강자성 또는 기준 층을 갖는 층 스택을 포함하는 TMR 메모리 셀은 서로 교차하는 비트 라인(5)과 워드 라인(4) 사이에 위치한다. 강자성 층(1)의 자화 방향(화살표)은 미리 결정되어 있지만, 연자성 층(2)의 자화 방향(양방향 화살표)은 상이한 방향에 대응하는 전류(I, I')를 워드 라인(4)과 비트 라인(5)에 인가함으로써 조정될 수 있다. 이들 전류는 연자성 층(2)의 자화를 강자성 층(1)의 자화 방향에 대해 동방향 또는 반대방향으로 분극화할 수 있다. 층 스택의 저항은 두 개의 층(1 및 2)의 자화가 동방향일 때가 반대 방향일 때보다 더 낮으며, 이는 상태 "0" 및 "1"로서, 또는 그 반대로 규정될 수 있다.
기준 층의 순자화(net magnetization)가 MRAM 메모리 셀의 전체 동작을 결정하기 때문에, MRMA 메모리 셀의 제조 동안 이 순자화를 목표한 대로 조정가능하도록 하는 것이 바람직하다.
도 1은 이미 설명한 MRAM 메모리 셀의 알려져 있는 구조체의 단면을 도시하는 도면,
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따라 제조된 기준 층을 갖는 MRAM 메모리 셀의 제 1 및 제 2 예시적인 실시예의 단면을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 또 다른 기준 층을 갖춘 또 다른 MRAM 메모리 셀의 제 3 예시적인 실시예의 단면을 도시하는 도면,
도 4는 기준 층을 제조하는 본 발명에 따른 방법을 설명하는 도면.
따라서, 본 발명의 목적은 MRAM 메모리 셀에 대한 기준 층을 제조하는 방법 및 이러한 식으로 제조된 기준 층을 갖춘 MRAM 메모리 셀을 제공하되, 이 기준 층의 순자화 즉 MRAM 메모리 셀의 전체 동작이 목표한 대로 설정될 수 있도록 하는 것이다.
이 목적을 달성하는 MRAM 메모리 셀에 대한 기준 층을 제조하는 방법은 본 발명에 따른 후속하는 단계에 의해 특징지워진다. 후속하는 단계는,
(A) 기준 층에 대한 층 시스템이 제공되는데, 이 층 시스템은, 제 1 층으로서, 제 1 퀴리 온도(TC 1)를 갖는 물질로 구성되고 외부 자장에 의해 영구 자화될 수 있는 제 1 층과, 제 2 층으로서, 제 1 퀴리 온도( TC 1)보다 훨씬 낮은 제 2 퀴리 온도(TC 2)를 갖는 물질로 구성되고 제 1 층과의 반강자성체 결합(antiferromagnetic coupling)에 의해 자화될 수 있는 제 2 층을 구비하는 단계와,
(B) 외부 자장이 생성되는 단계와,
(C) 층 시스템이 외부 자장의 작용에 의해 제 1 퀴리 온도(TC 1) 위의 온도에서 제 1 퀴리 온도(TC 1) 아래로 냉각되되, 외부 자장의 자장 세기는 제 1 층의 포화 자장 세기(saturation field strength)보다 커서, 제 1 층의 자화는 외부 자장의 자장 방향을 따라 2차 상전이(second-order phase transition)에 의해 배향되는 단계와,
(D) 이어서 층 시스템이 제 2 퀴리 온도(TC 2) 아래로 냉각되되, 제 2 층의 자화는 제 1 층과 제 2 층 사이에 결합된 반강자성체 때문에 제 1 층의 자화에 대해 반대방향으로 배향되는 단계이다.
따라서, 예를 들어 대칭적인, 인공적 반강자성체(AAF)이 기준 층으로 제안되었는데, 이 반강자성체는 퀴리 온도가 다른 두 개의 반강자성체식으로 결합된 층을 갖는다. 제 1 퀴리 온도(TC 1) 위의 온도로부터 외부 인가된 자장에 의해 냉각되는 경우, 층 시스템의 제 1 층의 자화는 외부 자장 세기가 제 1 층의 포화 자장 세기보다 크도록 제공된 외부 자장의 자장 방향을 따라 2차 상전이에 의해 배향된다. 제 2 퀴리 온도(TC 2) 아래로 더 냉각되는 경우, 제 2 층의 자화는 두 개 층 사이에 결합된 반강자성체 때문에 제 1 층의 자화 방향에 대해 반대 방향으로 배향된다. 그 결과, 두 개의 층, 즉 제 1 층 및 제 2 층은 인공적 반강자성체(AAF)를 형성한다.
중요한 것은 제 2 층의 보다 낮은 퀴리 온도(TC 2)에서 2차 상전이에 의해 제 2 층에 자화를 분포시키는 것이다. 제 1 층에 존재하는 이 자화 분포는 기존의 결합(반대방향), 즉 반강자성체 결합에 의해 제 2 층으로 전달된다.
제 1 및 제 2 층의 순자화(포화 자속=포화 자화 x 층 단면)가 각각의 경우에서 대응하도록 선택되는 경우, 층 시스템의 순자화를 0으로 설정할 수 있다. 즉, 생성된 인공적 반강자성체 내의 자화 즉 생성된 자화는 개개의 층 사이의 자화 결합이 충분히 강한 한 외부 자장에 대해 매우 안정적이어야 한다.
따라서, 층 시스템의 순자화는 목표한 대로 제어가능하게, 예를 들어 포화 자화 또는 제 2 층의 층 단면을 제 1 층의 것보다 작게 선택함으로써 설정될 수 있다. 따라서, 두 개의 층이 동일한 포화 자속을 갖는 경우 대칭적인 인공적인 반강자성체의 장점이 필요없는 경우, 역 인공적 반강자성체를 제조하는데 제안된 층 구성을 사용할 수 있다. TMR 메모리 셀에 있어서, 보다 얇은 층이 터널 장벽과 접촉한다. 잔여 360°벽(residual 360°walls)이 신호를 감쇠시키는 경우, 통상적인 구성이 가지고 있는 문제점은 제거되는데 그 이유는 각 층은 본래부터 포화되어 있고 따라서 360° 벽을 가지고 있지 않기 때문이다.
단계(C)에서 얻어진 제 1 층의 동종의 자화는 또한 중간 층 결합에 의해 제 2 층으로 전달될 수 있다. 즉, 단계(A)에서, 제 1 층과 제 2 층 사이에 매우 얇은 중간 결합 층을 갖는 층 시스템이 제공된다. 이것은 특히 그 중에, 제 1 층이 포화된 경우 360°벽이 제 2 층에 발생하지 않는다는 장점을 갖는다.
특히, 후속하는 물질 조합은 제안된 층 시스템 의 제 1 및 제 2 층용으로 바람직하다.
(a) 제 1 층은 퀴리 온도(TC 1=485°)를 갖는 (Co,Fe,Mn)이고, 제 2 층은 퀴리 온도(TC 2=210°)를 갖는 (Co,Fe,Mo)73(Si,B)27이다. 연성/연성 자화 작용(soft/soft magnetization behavior)은 이러한 물질 조합을 통해 달성된다.
(b) 제 1 층은 퀴리 온도((TC 1=415°)를 갖는 (Co,Fe)83(Si,B)이고, 제 2 층은 퀴리 온도(TC 2=260°)를 갖는 (Ni,Fe)78(Si,B,C)22이다. 이 물질 조합은 층 시스템의 자기 변형 작용(magnetostrictive behavior)을 가능하게 한다.
(c) 제 1 층은 퀴리 온도((TC 1=400°)를 갖는 Tb20Fe40Co40이고, 제 2 층은 퀴리 온도(TC 2=150°)를 갖는 Tb20Fe80이다. 이것은 층 시스템의 강자성 작용을 가능하게 한다.
중간 층 물질은 루테늄, 구리 또는 금일 수 있다.
제 1 층과 제 2 층 사이의 자기 결합은 반강자성체 결합이 이루어지도록 선택되어야 하는 중간 층의 두께에 의존한다.
이러한 방법으로 제조된 기준 층 및 이러한 유형의 기준 층을 갖춘 MRAM 메모리 셀은 특히 다음과 같은 장점을 갖는다. 즉,
- 개개의 층에 목표한 대로의 자화 분포 세팅과,
- 순자화, 즉 제 1 및 제 2 층의 포화 자화 및 두께의 선택을 통해 제어될 수 있는 층 시스템의 순자화의 소멸과,
- 제 1 층이 고정된 경우, 제 2 층의 자화는 활동적이지 않다는 것(TC 2이상에서)과,
- 앞에서 언급한 중간 층 결합물에 의해 제 1 층으로부터 제 2 층으로 동종의 자화가 전달될 수 있다. 이것은 특히 그 중에서도, 제 1 층이 포화된 경우 제 2 층에 360°벽이 생성되지 않는다는 장점을 갖는다는 것과,
- 두 개의 층이 동일한 포화 자속을 갖는 경우 대칭적인 인공적 반강자성체의 이점이 필요 없는 경우, 역 인공적 반강자성체를 제조하는데 제안된 층 구성을 사용할 수 있다. 잔여 360°벽이 신호를 감쇠시키는 통상적인 구성이 가지고 있는 문제점은 제거되는데 그 이유는 각 층은 본래부터 포화되어 있고 따라서 360° 벽을 가지고 있지 않기 때문이다.
이하에서는 본 발명에 따른 방법 및 이러한 기준 층을 갖춘 MRAM 메모리 셀에 대한 예시적인 실시예를 도면을 참조하며 설명한다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 본 발명에 따른 MRAM 메모리 셀의 경우, 본 발명에 따른 기준 층 시스템(R)을 형성하는 두 개의 층(10 및 11)과, 터널 장벽(13) 및 연자성 층(12)을 포함하는 층 스택은 워드 라인(WORDL)(14)과 비트 라인(BITL)(15) 사이에 위치한다. 도 2a에서, 층 시스템(R)의 제 1 층(10)과 제 2 층(11)은 각각의 경우 동일한 포화 자화 및 동일한 층 단면을 가져, 층 시스템(R)의 순자화는 0이 된다.
이에 반하여, 도 2b에서, 기준 층의 층 시스템(R)의 제 1 층(10) 및 제 2 층(11)은 서로 다른 순자화를 갖는데 그 이유는 제 2 층(11)의 층 단면이 제 1 층(10)의 층 단면보다 작도록 선택되기 때문이다. 보다 얇은 제 2 층(11)은 터널 장벽(13)과 접촉한다. 각 층, 즉 제 1 층(10) 및 제 2 층(11)은 본래 포화되어 있어 306°벽을 갖지 않기 때문에, 잔여 360°벽이 신호를 감쇠시키는 알려져 있는 구성의 MRAM 메모리 셀이 가지고 있는 문제점은 제거된다.
도 3에 단면의 형태로 도시된 제 3 예시적인 실시예에서, 기준 층의 층 시스템(R')은 제 1 층(100), 얇은 중간 결합 층(102) 및 제 2 층(101)을 포함하는 구성을 갖는다. 이 중간 결합 층(102) 때문에, 제 1 층(100)의 동종의 자화는 중간 결합 층(102)의 결합을 통해 제 2 층(101)으로 전달된다. 그 결과, 제 1 층이 포화되는 경우 360°벽이 생성되지 않는다. 나머지 부분에 대해, 도 3에 도시되어 있고 본 발명에 따른 MRAM 메모리 셀의 제 3 실시예에 대응하는 구조체는 도 2a에 도시된 제 1 예시적인 실시예와 동일한 구성을 갖는다.
도 4는 MRAM 메모리 셀에 대한 기준 층을 제조하는 본 발명에 따른 방법을 예시한다.
기준 층(R 또는 R')에 대한 층 시스템이 제공되는데, 이 층 시스템은, 제 1 층으로서, 제 1 퀴리 온도(TC 1)를 갖는 물질로 구성되고 외부 자장에 의해 자화될 수 있는 제 1 층과, 제 2 층으로서, 제 1 퀴리 온도( TC 1)보다 훨씬 낮은 제 2 퀴리 온도(TC 2)를 갖는 물질로 구성되고 제 1 층과의 반강자성체 결합에 의해 자화될 수 있는 제 2 층을 구비한다. 온도축(T)은 두 개의 퀴리 온도(TC 1및 TC 2)를 도시한다. 시점(t1)에서, 층 시스템(R,R')은 제 1 퀴리 온도(TC 1) 위의 온도(T0)에서 제 1 퀴리 온도(TC 1) 아래로 냉각되되, 이 층 시스템(R,R')은 외부 자장(B1)(화살표)에 위치한다. 이 경우에, 제 1 층(10)의 자화는 2차 상전이에 의해 외부 자장(B1)의 자장 방향을 따라 배향된다. 이것은 B1의 자장 세기가 제 1 층(10)의 포화 자장 세기보다 크다는 것을 전제한다.
더 냉각되고, 자장(B1)은 스위치 오프될 수 있으며, 온도(T)가 시점(t2)에서 제 2 층(11)의 퀴리 온도(TC 2) 아래로 가능한 빨리 떨어지면, 제 2 층(11)의 자화는 이 두 개의 층 사이의 반강자성체 결합의 결과로서 제 1 층(10)에 대해 반대방향으로 배향된다. 이것은 인공적 반강자성체(AAF)를 형성한다. 앞서 언급하고, 도 3을 기준으로 설명한 바와 같이, 제 2 층에 대한 제 1 층의 반강자성체 결합은 중간 결합 층을 마련함으로써도 제공될 수 있다.
도 4에서 시점(t2)의 점선 화살표로 도시한 바와 같이, TC 2를 통과하는 경우 제 2 층(11)의 자화 분포를 균일하게 하기 위해, 자장(B2)을 더 인가할 수 있는데, 이 자장의 방향은 제 1 층(10)에 의한 자화를 역전시키기에 충분하지 않는 한 제 1 층(10)의 자화에 대해 반대방향이다. 이것은 제 1 층의 충분한 보자력 세기와 제 1 층(10)의 충분히 "직사각형의" 스위칭 작용을 필요로 한다. 이러한 것을 달성하기 위해, 제 1 층(10)의 자화의 안정성은 자연 반강자성체에 결합함으로써 안정될 수 있는데 이 자연 반강자성체의 닐 온도는 제 2의 보다 낮은 퀴리 온도(TC 2) 이상이다.
제 1 층 및 제 2 층에 대한 가능한 층 조합은 다음과 같을 수 있다.
도 3에서 설명한 중간 층(102)은 루테늄, 구리, 금을 포함할 수 있다.
참조 부호 목록
1; R; R' : 기준 층
2; 12 : 연자성 층
3; 13 : 터널 장벽
10; 100 : 제 1 층
11; 101 : 제 2 층
102 : 중간 결합 층
14 : 워드 라인
15 : 비트 라인
TC 1, TC 2: 퀴리 온도
B1, B2 : 자장
t1, t2 : 시점

Claims (9)

  1. MRAM 메모리 셀에 대한 기준 층을 제조하는 방법에 있어서,
    (A) 상기 기준 층에 대한 층 시스템이 제공되는데, 이 층 시스템은, 제 1 층(10; 100)으로서, 제 1 퀴리 온도(TC 1)를 갖는 물질로 구성되고 외부 자장에 의해 영구 자화될 수 있는 제 1 층과, 제 2 층(11; 101)으로서, 상기 제 1 퀴리 온도( TC 1)보다 훨씬 낮은 제 2 퀴리 온도(TC 2)를 갖는 물질로 구성되고 상기 제 1 층과의 반강자성체 결합에 의해 자화될 수 있는 제 2 층을 구비하는 단계와,
    (B) 외부 자장(B1)이 생성되는 단계와,
    (C) 상기 층 시스템(R, R')이 상기 외부 자장(B1)의 작용에 의해 제 1 퀴리 온도(TC 1) 위의 온도에서 상기 제 1 퀴리 온도(TC 1) 아래로 냉각되되, 상기 외부 자장의 자장 세기는 상기 제 1 층(10; 100)의 포화 자장 세기보다 커서, 상기 제 1 층(10; 100)의 자화는 상기 외부 자장의 자장 방향을 따라 2차 상전이(second-order phase transition)에 의해 배향되는 단계와,
    (D) 이어서 상기 층 시스템(R, R')이 제 2 퀴리 온도(TC 2) 아래로 냉각되되, 상기 제 2 층의 자화는 상기 제 1 층과 상기 제 2 층 사이의 반강자성체 결합 때문에 상기 제 1 층(10; 100)의 자화에 대해 반대방향으로 배향되는 단계
    를 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 층 시스템(R, R')의 순자화(net magnetization)는 포화 자속, 특히 상기 제 1 및 제 2 층(10;100 및 11;101)의 각각의 경우의 층단면의 선택을 통해 설정되는 방법.
  3. 제 1 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 층 시스템(R; R')의 순자화는 상기 제 1 층(10; 100) 및 상기 제 2 층(11; 101)의 제각각의 동일한 순자화에 의해 0으로 설정되는 방법.
  4. 제 1 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 층 시스템(R; R')의 순자화는, 층 단면이 상기 제 1 층(10; 100)의 층 단면보다 작도록 상기 제 2 층(11)을 선택함으로써 0으로 설정되지 않는 방법.
  5. 전항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계(D)에서, 상기 제 2 퀴리 온도(TC 2)를 통과하는 경우, 외부 자장(B2)이 인가되되, 상기 외부 자장의 자장 방향은 상기 제 1 층(10; 100)의 자화 방향과 반대인 방법.
  6. 제 1 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단계(A)에서, 상기 제 1 및 제 2 층(100 및 101) 사이에 매우 얇은 중간 결합 층(102)을 갖는 층 시스템(R')이 제공되고, 단계(D)에서의 상기 반강자성체 결합은 상기 중간 결합 층(102)에 의해 제공되는 방법.
  7. 제 1 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 층(10; 100)의 물질은 (Co,Fe,Mn)80(Si,B)20; (Co,Fe)83(Si,B)17을 포함하는 그룹으로부터 선택되고,
    상기 제 2 층의 물질은 (Co,Fe,Mo)73(Si,B)27; (Ni,Fe)78(Si,B,C)22; Tb20Fe80을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 중간 결합 층(102)의 물질은 루테늄, 구리, 금을 포함하는 그룹으로 선택되는 방법.
  9. MRAM 메모리 셀에 있어서,
    제 1 퀴리 온도(TC 1)를 갖는 물질로 구성된 제 1 층(10; 100)과 상기 제 1 퀴리 온도(TC 1)보다 훨씬 낮은 제 2 퀴리 온도(TC 2)를 갖는 물질로 구성된 제 2 층을 구비한 층 시스템(R; R')을 포함하는 기준 층을 구비하되, 상기 기준 층은 청구항 1 내지 8 항의 방법에 따라 제조되는
    MRAM 메모리 셀.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4631267B2 (ja) * 2003-10-27 2011-02-16 ソニー株式会社 磁気記憶素子及び磁気メモリ
US8310866B2 (en) 2008-07-07 2012-11-13 Qimonda Ag MRAM device structure employing thermally-assisted write operations and thermally-unassisted self-referencing operations
US7994597B2 (en) * 2009-03-13 2011-08-09 Magic Technologies, Inc. MRAM with coupling valve switching
US7999337B2 (en) * 2009-07-13 2011-08-16 Seagate Technology Llc Static magnetic field assisted resistive sense element
JP5679690B2 (ja) * 2010-04-15 2015-03-04 日本放送協会 スピン注入磁化反転素子ならびにこれを用いた磁気ランダムアクセスメモリおよび空間光変調器
JP5768494B2 (ja) 2011-05-19 2015-08-26 ソニー株式会社 記憶素子、記憶装置
EP2538235B1 (de) * 2011-06-24 2013-07-31 Christian-Albrechts-Universität zu Kiel Magnetostriktives Schichtsystem
US8947915B2 (en) 2012-12-17 2015-02-03 International Business Machines Corporation Thermal spin torqure transfer magnetoresistive random access memory
US9177627B2 (en) 2013-09-03 2015-11-03 Laurence Lujun Chen Method for improving the stability, write-ability and manufacturability of magneto-resistive random access memory

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4243358A1 (de) * 1992-12-21 1994-06-23 Siemens Ag Magnetowiderstands-Sensor mit künstlichem Antiferromagneten und Verfahren zu seiner Herstellung
DE4326999A1 (de) * 1993-08-11 1995-02-16 Siemens Ag Vorrichtung zum magnetfeldgesteuerten Schalten
JP3461999B2 (ja) * 1996-03-28 2003-10-27 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子
JP3190011B2 (ja) * 1997-05-23 2001-07-16 ローム株式会社 強誘電体記憶素子およびその製造方法
EP0953937A1 (en) * 1998-04-30 1999-11-03 Securency Pty. Ltd. Security element to prevent counterfeiting of value documents
DE19830344C2 (de) * 1998-07-07 2003-04-10 Ipht Jena Inst Fuer Physikalis Verfahren zum Einstellen der Magnetisierung der Biasschicht eines magneto-resistiven Sensorelements, demgemäß bearbeitetes Sensorelement sowie zur Durchführung des Verfahrens geeignetes Sensorsubstrat
US6052263A (en) * 1998-08-21 2000-04-18 International Business Machines Corporation Low moment/high coercivity pinned layer for magnetic tunnel junction sensors
US6233171B1 (en) * 1998-10-20 2001-05-15 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Superconducting magnetoresistive memory element using controlled exchange interaction
JP2001184631A (ja) * 1999-12-27 2001-07-06 Fujitsu Ltd 磁気ディスク及びその製造方法、及び磁気ディスク装置
US6172904B1 (en) * 2000-01-27 2001-01-09 Hewlett-Packard Company Magnetic memory cell with symmetric switching characteristics
EP1187103A3 (en) 2000-08-04 2003-01-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetoresistance effect device, head, and memory element
US6743340B2 (en) * 2002-02-05 2004-06-01 Applied Materials, Inc. Sputtering of aligned magnetic materials and magnetic dipole ring used therefor
US6728132B2 (en) * 2002-04-03 2004-04-27 Micron Technology, Inc. Synthetic-ferrimagnet sense-layer for high density MRAM applications
JP4047615B2 (ja) * 2002-04-03 2008-02-13 株式会社ルネサステクノロジ 磁気記憶装置
US6704220B2 (en) * 2002-05-03 2004-03-09 Infineon Technologies Ag Layout for thermally selected cross-point MRAM cell
US7230804B2 (en) * 2003-05-02 2007-06-12 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method and apparatus for providing a magnetic tunnel transistor with a self-pinned emitter
US6818458B1 (en) * 2003-07-29 2004-11-16 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Methods involving a low resistance magnetic tunnel junction structure
US7350284B2 (en) * 2004-10-29 2008-04-01 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Methods of making a current-perpendicular-to-the-planes (CPP) type sensor by ion milling to the spacer layer using a mask without undercuts

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