KR20080048316A - 자기장 인가부를 이용한 자구벽 이동 장치 및 이를 이용한메모리 장치 - Google Patents

자기장 인가부를 이용한 자구벽 이동 장치 및 이를 이용한메모리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 자기장 인가부를 이용한 자구벽 이동 장치 및 이를 이용한 메모리 장치에 관한 것이다. 다수의 자구를 갖는 자성층; 상기 자성층 양단부 형성되며 상기 자성층에 전류를 인가하는 전류 인가부; 및 상기 자성층의 일면에 형성되며 상기 자성층에 자기장을 인가하는 자기장 인가부;를 포함하는 자구벽 이동 장치를 제공한다.

Description

자기장 인가부를 이용한 자구벽 이동 장치 및 이를 이용한 메모리 장치{Apparatus of domain wall motion and Data storage device using the same}
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 자구벽 이동 장치를 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 자성층의 자화 방향과 동일 또는 반대 방향의 자장을 인가한 경우 자구벽의 이동을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시에 의한 자구벽 이동 장치를 이용한 메모리 저장 장치를 나타낸 도면이다.
도 4는 자구벽 이동의 원리를 이용한 메모리 소자 양쪽에 영구 자석이 부착되어 패키징된 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 자성층의 자구벽을 이동시키기 위해 자성층에 인가 자기장을 변화시키면서 자성층의 양쪽 단부를 통하여 전류를 인가했을 경우 자장기장의 크기와 인가 전류 값을 나타낸 것이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
11, 31, 32... 자성층 12, 13... 전극
14, 34... 자기장 인가부 33... 연결층
D... 자구(domain) W... 자구벽
M... 자기장
본 발명은 자기장 인가부를 이용한 자구벽 이동 장치 및 이를 이용한 메모리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자성층의 자구벽 이동을 용이하게 하기 위하여 전류를 인가함과 동시에 자기장(magnetic field)을 인가할 수 있도록 구성한 자구벽 이동 장치 및 이를 이용한 데이타 저장 장치에 관한 것이다.
자성체를 구성하는 자기적인 영역의 기본 단위을 자구(magnetic domain)라 한다. 하나의 자구 내에서는 전자의 자전, 즉 자기 모멘트들은 방향이 동일한 특성을 지닌다. 자성체 내의 자구의 크기 및 자화 방향은 자성 재료의 모양, 크기 및 외부의 에너지에 의해 적절히 제어될 수 있다.
자구와 자구 사이의 경계 영역을 자구벽(magnetic domain wall)이라 한다. 이와 같은 자구벽은 외부에서 인가되는 자기장 또는 전류에 의해 이동될 수 있다. 소정의 폭 및 두께를 갖는 자성층(magnetic layer) 내에 특정 방향을 갖는 다수의 자구들을 만들 수 있고, 적절한 강도를 갖는 자기장 또는 전류를 이용해서 상기 자구 및 자구벽을 이동시킬 수 있다.
자구벽 이동 원리는 데이터 저장 장치에 적용될 수 있다. 예컨대, 자구벽 이동 원리에 의해 자구들이 소정의 읽기/쓰기 헤드를 통과하도록 하면, 기록 매체의 회전 없이 읽기/쓰기가 가능하다. 자구벽 이동 원리가 적용된 데이터 저장 장치는 비교적 구조가 단순하고 작은 비트 사이즈를 가져 고집적화가 가능하므로 1Tbit/in2 이상의 높은 기록 밀도를 구현할 수 있을 것이라 기대되고 있다.
그러나, 자구벽 이동을 이용한 데이터 저장 장치는 아직 개발 초기단계에 있고, 그 실용화를 위해서는 몇몇 문제점들이 해결되어야 한다. 문제점들 중에 하나는 자구벽을 이동시키기 위해 필요한 전류 밀도가 높다는 것이다. 이에 따라 소비 전력이 증가하고 자구벽 이동이 원활하지 않을 수 있다. 종래 기술의 문제점을 정리하면 다음과 같다.
첫째, 종래 기술에 의해 자구벽을 이동시키는 메모리 소자의 경우, 전류만을 이용하는 경우 자구벽을 밀고 당겨서 쓰거나 읽기 때문에 대용량의 전류가 필요하게된다. 자기장만을 이용하는 경우에는 매우 복잡한 구조가 되어 데이타 밀도를 높이기 어려운 문제가 있다.
둘째, 자구를 이동시키는데 필요한 임계전류밀도가 높으면 메모리 칩의 드라이빙 회로가 대용량의 전류를 구동해야 하므로 필요 면적이 넓어지게 된다. 메모리의 특성상 고속으로 자구를 이동시켜야 하기 때문에 고주파로 전류를 On/Off 시켜야 한다. 그러나 이와 같은 드라이버 회로를 구성하기 위해서는 드라이버 트랜지스터가 커져야 하고, 고속으로 전류를 높이기 위해 칩의 소비전력이 커진다. 따라서 드라이버 회로의 신뢰성도 나빠지는 등 여러 가지 문제점을 유발하게 된다.
셋째, 드라이버 회로의 구성이 가능하더라도 고전류가 흐르는 경우 주울 열이 많이 발생하므로 메모리 셀의 온도가 상승하여 높아져서 저온에서와 다른 불안 한 동작을 하게 되는 경우가 있다. 즉, 열정 안정성(Thermal Stability)이 나빠져서 기록된 데이타를 잃어 버리는 등 하게 되는 문제가 발생하게 된다.
넷째, 자장만을 이용한 경우는 단위 데이타 비트만을 이동시키기에는 문제점이 없지만 여러 데이타 비트들을 동시에 이동시키려면, 자장과 같은 방향의 자화는 크기가 커져서 늘어나고 반대방향의 자화는 줄어들어 정보를 잃어버리는 경우가 발생한다. 따라서, 정확한 동작이 어려우며, 자구의 자화 방향과 수직한 방향으로 자계를 가할 경우에는 효율성이 떨어지게 된다.
다섯째, 자장을 모든 메모리 셀에 인가하면 모든 메모리 셀들이 한꺼번에 움직이게 되므로 원하는 셀만 정확히 동작을 시킬 수 없으므로 각각의 데이타 셀마다 자장인가 구조를 만들어야 한다. 따라서, 이들을 독립적으로 구동하기 위해서는 전체 구조가 복잡해져서 종래의 MRAM과 같은 고밀도화가 어려운 문제점이 있다.
본 발명에서는 상술한 종래의 문제점을 개선하기 위하여, 자성층의 자구벽을 낮은 전류 밀도에서 이동시키기 위한 자기장 인가부를 이용한 자구벽 이동 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명에서는 자기장 인가부를 포함하는 메모리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에서는
다수의 자구를 갖는 자성층;
상기 자성층 양단부 형성되며 상기 자성층에 전류를 인가하는 전류 인가부; 및
상기 자성층의 일면에 형성되며 상기 자성층에 자기장을 인가하는 자기장 인가부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자구벽 이동 장치.
본 발명에 있어서, 상기 자기장 인가부는 상기 자성층에 10 Oe 내지 수천 Oe를 인가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 자기장 인가부는 상기 자성층의 하부 및 상부에 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 자기장 인가부는 영구 자석으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 자기장 인가부는 소결 자석, 고무 자석 또는 플라스틱 자석으로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 자기장 인가부는 AlNiCo 자석, 산화물 자석 등의 Ferrite 자석, 소결 자석, Sm-Co, Nd-Fe-B, Yt-Co 등의 히토류 자석 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 자성층은 High-Ku 물질로 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에서는 다수 자구를 지니며 양측 단부에 전류 인가부를 갖는 자성층을 포함하는 자구벽 이동을 이용한 메모리 소자; 및
상기 메모리 소자의 일면에 형성되며, 상기 자성층에 자기장을 인가하는 자 기장 인가부;를 포함하는 자기장 인가부를 포함하는 메모리 장치를 제공한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 의한 자구벽 이동 장치 및 이를 이용한 메모리 장치에 대해 상세히 설명하고자 한다. 여기서, 도면에 도시된 각 층이나 영역들의 폭 및 두께는 명세서의 명확성을 위해 다소 과장되게 도시된 것임을 명심하여야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자구벽을 이용한 자구벽 이동 장치를 개략적인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 자구벽 이동 장치는 다수의 자구(D)를 포함하여 높은 자기 이방성 상수를 지닌 자성층(11)을 포함한다. 자성층(11)의 양쪽 단부에는 자성층(11)에 전류를 인가할 수 있는 전류 인가 수단(12, 13)을 포함한다. 여기서 전류 인가 수단(12, 13)은 전극이 될 수 있다. 그리고, 자성층(11)의 상면 또는 하면 중 적어도 일면에는 자성층(11)에 자기장(magnetic field : M)을 인가할 수 있는 자기장 인가부(14)가 형성되어 있다.
자성층(11)은 자기 이방성 상수(magnetic anisotropy energy constant)가 높은 물질(High Ku material)로 형성된다. 자성층(11)의 자기 이방성 상수는 105 J/m3 이상이며, 105 J/m3 내지 107 J/m3의 자기 이방성 상수를 지닌 것이 바람직하다. 그리고, 자성층(11)은 수직 자화 특성을 지닌 것이 바람직하며, 예를 들어 CoPt, CoPd, FePt, FePd 또는 이들을 포함하는 합금 물질이 있다. 전류 인가 수단(12, 13)은 전도성 물질로 형성되며, 금속 또는 금속 산화물로 형성될 수 있다. 전류 인 가 수단(12, 13)은 드라이버 트랜지스터와 연결될 수 있다.
자기장 인가부(14)는 자성층(11)에 한쪽 방향의 자기장을 인가할 수 있는 물질로 형성된 것으로 별도의 외부 에너지 공급 없이 지속적으로 공급할 수 있도록 영구 자석으로 형성된 것이 바람직하다. 영구 자석은 물질에 강한 자장을 걸어 개개의 자성체의 자기방향을 동일 방향으로 정렬시킨 것이다. 자기장 인가부는(14) AlNiCo 자석, Ferrite 자석 등의 산화물 자석, Sm-Co, Nd-Fe-B, Yt-Co 등의 히토류 자석 등으로 만들어진 소결자석, 고무 자석 또는 플라스틱 자석으로 형성될 수 있다. 기타 Cr, Co, CuNiFe, Ferrite Viny1 Bonded, Vicalloy 등을 이용하여 형성될 수 있다. 자기장 인가부(14)에 의해 자성층(11)에 인가되는 자기장의 세기는 자기장 인가부(14)의 재질을 변경하거나 착자 공정에서 임의로 수 10 내지 수천 Oe 범위로 조절 가능하다.
자기장 인가부(14)에 의해 자성층(11)에 인가되는 자기장의 방향은 자성층(11)의 자화 방향과 수직한 방향인 것이 바람직하다. 도 1에 나타낸 바와 같이 자성층(11)은 수직 자기 이방성을 지닌 물질로 형성되어 상하 방향의 자화 방향을 지니고 있다. 이 경우, 자기장 인가부(14)의 자기장 방향은 우측 또는 좌측 방향 모두 가능하다.
도 2a 및 도 2b는 자성층(11)의 자화 방향과 동일 또는 반대 방향의 자장을 인가한 경우 자구벽의 이동을 나타낸 도면이다. 도 2a의 경우, 자성층(11)에 자기장을 인가하지 않은 경우를 나타낸 것으로 자성층(11) 내부에는 세 개의 자구(11a, 11b, 11c)가 형성되어 있으며, 각 자구들 사이에는 두 개의 자구벽(W1, W2)가 형성 되어 있다. 자성층(11)에 대해 자성층(11)의 자화 방향과 동일한 방향으로 자장(M)을 인가하게 되면, 도 2b에 나타낸 바와 같이 자구벽(W1, W2)이 이동하게 된다. 자구들(11a, 11b, 11c)들의 자화 방향에 따라 자구벽(W1, W2)의 이동 방향은 서로 반대 방향이 될 수 있다. 따라서, 자구벽 W1과 자구벽 W2 사이의 자구(11b)의 크기는 축소된 것을 확인할 수 있다. 결과적으로 자성층(11)의 자화 방향과 수직인 방향으로 자기장을 인가할 수 있도록 자기장 인가부(14)의 자화 방향을 설정하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 의한 자구벽 이동 장치는 자성층(11)의 자화 방향과 수직한 방향의 자기장을 인가하는 것을 특징으로 한다. 자성층(11)의 자화 방향에 수직한 방향의 자기장을 인가하면, 자구벽의 에너지(energy)가 낮아져서 자구벽이 움직일때 필요한 전류의 크기 또는 자기장의 크기가 감소하게 된다. 여기서 자성층(11)의 자화 방향과 수직한 방향이라 함은, 자성층(11)의 자화 방향을 법선으로하는 평면 상의 방향을 의미하며, 평면 상의 어떤 방향의 자기장이라도 동일한 비율로 자구벽 에너지를 낮출 수 있다.
따라서 도 1에 나타내 바와 같이 자성층(11)의 자화 방황이 상방 또는 하방이든 상관없이 자기장 인가부(14)에 의해 동일한 비율로 자구벽 에너지를 낮출 수 있게된다. 자기장(M)이 인가되는 상태에서 자성층(11)의 양단부의 전류 인가부(12, 13)에 의해 전류를 인가하면, 전류의 크기에 동일하게 비례하는 속도로 자구(D) 및 자구벽(W)이 이동하게 된다. 자구벽(W)들 사이의 간격은 일정한 폭을 유지하면서 이동하게 된다. 이 때 인가되는 전류는 자성층(11)에 자기장을 인가하지 않은 경우 에 비해 낮은 전류로 이동시킬 수 있는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 실시에 의한 자기장 인가부를 포함하는 메모리 장치를 나타낸 도면이다.
도 3을 참조하면, 제 1자성층(31) 상에 제 2자성층(32)이 형성되어 있으며, 제 1자성층(31)과 제 2자성층(32) 사이에는 연결층(33)이 형성되어 있다. 그리고, 제 1자성층(31) 하부 및 제 2자성층(32) 상부에는 자성층(34)이 형성되어 있다. 제 1자성층(31) 양단에는 제 1자성층(31)에 대해 전류를 인가할 수 있는 전극(35a, 35b)가 형성되어 있고, 제 2자성층(32) 양단에는 전극(36a, 36b)이 형성되어 있다. 제 1자성층(31) 하부 및 제 2자성층(32) 상부에는 자기장 인가부(34)가 형성되어 있다. 자기장 인가부(34)는 제 1자성층(31) 하부 또는 상부 중 어느 한 위치나 양쪽 모두에 형성될 수 있다.
제 1자성층(31) 및 제 2자성층(32)은 자기 이방성 상수가 높은 물질(High Ku material)로 형성된다. 중간층(33)은 자성물질로 형성할 수 있다. 제 1자성층(31) 및 제 2자성층(32) 양 단부의 전극(35a, 35b, 36a, 36b)은 전도성 물질로 형성될 수 있다. 자기장 인가부(34)는 제 1자성층(31) 및 제 2자성층(32)에 일정한 자장을 인가하기 위하여 영구 자석으로 형성된 것이다.
도 3에 개시된 본 발명의 실시에 의한 자구벽 이동 장치를 이용한 메모리 저장 장치의 정보 저장 방법에 대해 개략적으로 설명하면 다음과 같다. 제 1자성층(31)을 쓰기 트랙이라 하고, 제 2자성층(32)을 기록 트랙이라 설정한다. 제 1자성층(31)에는 자화 방향이 상방인 자구와 자화 방향이 하방인 자구가 형성되어 있 다. 하나의 자구는 정보 단위로 설정되며, 예를 들어 자화 방향이 상방인 경우 "0"이라 설정하고, 자화 방향이 하방인 경우 "1"이라 설정한다.
제 2자성층(32)의 우측 단부에 자화 방향이 상방인 자구를 저장하고자 하는 경우를 예로 들어 설명하면 다음과 같다. 먼저, 제 1자성층(31)에 형성된 자화 방향이 하방인 자구를 선택한다. 제 1자성층(31) 양단부의 전극(35a, 35b)를 통하여 전류를 인가하여 자화 방향이 하방인 자구를 연결층(33) 하부로 이동시킨다. 자구 벽은 전자의 흐름 방향에 따라 이동하게 되므로, 전류 인가 방향에 대해서는 반대 방향으로 이동한다. 다음으로 제 2자성층(32)의 우측 단부의 전극(36b)과 제 1자성층(31)의 한쪽 전극을 통하여 전류를 인가한다. 이 때, 전류는 전극 36b에서 전극 35a 방향으로 흐르도록 한다. 그러면, 연결층(33) 하부의 자구는 제 1자성층(31)에서 연결층(33)을 통하여 제 2자성층(32)의 우측 단부 방향으로 이동하게 된다. 저장된 정보를 읽고자 하는 경우에는 저장된 정보를 제 1자성층(31) 방향으로 이동시켜, 제 1자성층(31) 상에 형성된 GMR 또는 TMR 등의 자기 저항 소자(미도시)를 이용하여 읽어낼 수 있다.
제 1자성층(31)의 하부 및 제 2자성층(32)의 상부에 형성된 자기장 인가부(34)는 제 1자성층(31) 및 제 2자성층(32)의 자화 방향과 수직 방향으로 자기장(M)을 인가하고 있으며, 제 1자성층(31) 및 제 2자성층(32) 내의 자구의 이동에 필요한 필요 전류 값을 낮출 수 있다.
도 3에 나타낸 자구 벽 이동을 이용한 메모리의 구조는 다양하게 변경될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의한 자구벽 이동 장치는 메모리 소자의 자성층의 자 화 방향에 수직 방향으로 자기장을 인가할 수 있는 구조로 형성될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 의한 자구벽 이동 장치를 메모리 소자에 형성시키는 방법에 대해 상세히 설명하고자 한다. 균일 자기장을 자성층의 자화 방향과 수직되는 방향으로 일정하게 가하도록 하여야 한다. 만일 전류를 이용하여 유도 자기장을 발생시키는 형태로 자기장 인가부를 형성하는 경우에는, 전류를 기록 시 마다 계속 흘려 주어야 하기 때문에 전력 소비가 많아진다. 따라서, 메모리 소자로서의 소비 전력 특성이 나쁘게 되어 실용성이 떨어지게 된다.
따라서, 일정하면서 전류를 인가하지 않고 일정한 자계를 인가하는 방법은 다음과 같다.
첫째, 자구벽 이동의 원리를 이용한 메모리 소자 패키징(packaging)을 하면서 도 4에 나타낸 바와 같이 메모리 소자(41)의 상하부에 영구 자석(42, 43)을 장착하여 몰딩을 하여 패키징을 하는 방법이다. 영구 자석(42, 43)으로 플라스틱 또는 고무 자석 등과 같이 몰딩에 용이한 재료를 사용할 수 있다. 영구 자석(42, 43)의 자화 방향을 오른쪽으로 고정시키면 메모리 소자(41) 내부에는 왼쪽 방향의 자기장이 형성된다. 이와 같은 방법으로 메모리 소자(41) 양쪽에 형성된 영구 자석(42, 43)의 재질을 임의로 변경함으로써 수10 ~ 수천 Oe 정도로 자기력을 조절할 수 있다. 결과적으로 이와 같이 간단한 공정으로 메모리 소자(41)에 구동 전류를 낮출 수 있다.
둘째, 메모리 소자를 제조하는 공정 시 웨이퍼 공정에서 영구 자석을 형성하기 위한 자성층을 형성하고, 그 상부에 메모리 소자를 형성한 뒤, 메모리 소자의 상부에 다시 영구 자석을 위한 자성층을 형성하는 방법이 있다. 그러나 이와 같은 방은 영구 자석을 형성하기 위한 자성층을 도포한 뒤 Field Annealing 공정이 필요하기 때문에 다소 복잡한 공정이 된다.
도 5는 자성층의 자구벽을 이동시키기 위해 자성층에 인가 자기장을 변화시키면서 자성층의 양쪽 단부를 통하여 전류를 인가했을 경우 자장기장의 크기와 인가 전류 값을 나타낸 것이다.
도 5를 참조하면, 자성층에 대해 자기장을 인가하지 않은 경우(0 Oe)에 비해 인가 자기장을 150 Oe 까지 점차 증가시킨 경우 자성층 내의 자구를 이동시키기 위해 필요한 전류 값이 점차적으로 감소하는 것을 확인할 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 본 발명의 실시예에 의한 자구벽 이동 장치는 다양한 형태의 자구벽 이동을 이용한 메모리 장치에 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
본 발명의 실시예에 의한 자구벽 이동 장치는 다음과 같은 장점이 있다.
첫째, 다수의 자구를 포함하는 자성층에 형성된 자구를 이동시키기 위해 필요한 인가 전류 값을 크게 낮출 수 있는 장점이 있다.
둘째, 낮은 전류 값으로 자구 벽 이동을 이용한 메모리 소자의 구동이 가능 하기 때문에 병렬로 기록/재생이 가능하게 되어 고속으로 기록/재생을 할 수 있어서 최근의 메모리 소자의 요구 조건인 고속화를 실현할 수 있다.
셋째, 수직 자기 이방성을 지닌 High Ku 재질을 이용할 수 있게 되어서, 자성층으로 다양한 재질을 사용할 수 있는 장점이 있다.
네째, 수직 자기 이방성 재질의 경우 수직 자기 이방성이 자구 내에 Vortex Wall의 생성을 억제하는데도 도움을 줄 수 있어서 자구 벽의 두께를 얇게 만들어 비트 사이즈를 작게 하여 고밀도가 가능하도록 한다.

Claims (11)

  1. 다수의 자구를 갖는 자성층;
    상기 자성층 양단부 형성되며 상기 자성층에 전류를 인가하는 전류 인가부; 및
    상기 자성층의 일면에 형성되며 상기 자성층에 자기장을 인가하는 자기장 인가부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자구벽 이동 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 자기장 인가부는 상기 자성층에 10 Oe 내지 수천 Oe를 인가하는 것을 특징으로 하는 자구벽 이동 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기장 인가부는 상기 자성층의 하부 및 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 자구벽 이동장치.
  4. 제 1 항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    자기장 인가부는 영구 자석으로 형성된 것을 특징으로 하는 자구벽 이동 장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기장 인가부는 소결자석, 고무 자석 또는 플라스틱 자석으로 형성된 것을 특징으로 하는 자구벽 이동 장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기장 인가부는 AlNiCo 자석, 산화물 자석 등의 Ferrite 자석, Sm-Co, Nd-Fe-B, Yt-Co 등의 히토류 자석 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 자구벽 이동 장치.
  7. 제 1항 또는 제 2항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자성층은 High-Ku 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 자구벽 이동 장치.
  8. 다수의 자구를 지니며 양측 단부에 전류 인가부를 갖는 자성층을 포함하는 자구벽 이동을 이용한 메모리 소자; 및
    상기 메모리 소자의 일면에 형성되며, 상기 자성층에 자기장을 인가하는 자기장 인가부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기장 인가부를 포함하는 메모리 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 자기장 인가부는 상기 자성층에 10 Oe 내지 수천 Oe를 인가하는 것을 특징으로 하는 자기장 인가부를 포함하는 메모리 장치.
  10. 제 8항 또는 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자기장 인가부는 상기 자성층의 하부 및 상부에 형성된 것을 특징으로 하는 자기장 인가부를 포함하는 메모리 장치.
  11. 제 8항 또는 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    자기장 인가부는 영구 자석으로 형성된 것을 특징으로 하는 자기장 인가부를 포함하는 메모리 장치.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100908870B1 (ko) * 2007-09-12 2009-07-21 재단법인서울대학교산학협력재단 자구벽 이동 속도 향상 방법 및 이를 이용한 자성체 소자
KR100910369B1 (ko) * 2007-12-24 2009-08-04 인하대학교 산학협력단 기억 장치, 그 동작 방법 및 그 형성 방법
KR20160008900A (ko) * 2014-07-15 2016-01-25 한국표준과학연구원 자성 구조체의 자구벽 제어 방법 및 이를 이용한 자기 메모리 소자

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101438147B1 (ko) * 2008-01-16 2014-09-17 삼성전자주식회사 자구벽 이동을 이용한 정보저장장치와 그의 동작 및제조방법
US8050074B2 (en) * 2009-02-17 2011-11-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Magnetic packet memory storage devices, memory systems including such devices, and methods of controlling such devices
US8406029B2 (en) 2009-02-17 2013-03-26 Samsung Electronics Co., Ltd. Identification of data positions in magnetic packet memory storage devices, memory systems including such devices, and methods of controlling such devices
US8279667B2 (en) * 2009-05-08 2012-10-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Integrated circuit memory systems and program methods thereof including a magnetic track memory array using magnetic domain wall movement
US10734052B2 (en) 2017-10-24 2020-08-04 Purdue Research Foundation Buffered spin-torque sensing device for global interconnect circuits

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3369225A (en) * 1964-05-05 1968-02-13 Lab For Electronics Inc Thin film shift register
GB2403080B (en) 2000-11-17 2005-07-13 Eastgate Invest Ltd Data storage device
US20050079282A1 (en) * 2002-09-30 2005-04-14 Sungho Jin Ultra-high-density magnetic recording media and methods for making the same
US6834005B1 (en) * 2003-06-10 2004-12-21 International Business Machines Corporation Shiftable magnetic shift register and method of using the same
US6970379B2 (en) 2003-10-14 2005-11-29 International Business Machines Corporation System and method for storing data in an unpatterned, continuous magnetic layer
JP2006005308A (ja) 2004-06-21 2006-01-05 Victor Co Of Japan Ltd 不揮発性磁気メモリ
US7236386B2 (en) 2004-12-04 2007-06-26 International Business Machines Corporation System and method for transferring data to and from a magnetic shift register with a shiftable data column
FR2879349B1 (fr) * 2004-12-15 2007-05-11 Thales Sa Dispositif a electronique de spin a commande par deplacement de parois induit par un courant de porteurs polarises en spin
JP2006287081A (ja) * 2005-04-04 2006-10-19 Fuji Electric Holdings Co Ltd スピン注入磁区移動素子およびこれを用いた装置
KR100790885B1 (ko) * 2006-09-15 2008-01-02 삼성전자주식회사 자구 벽 이동을 이용한 정보 저장 장치
KR100790886B1 (ko) * 2006-09-15 2008-01-03 삼성전자주식회사 자구 벽 이동을 이용한 정보 저장 장치
JP4969981B2 (ja) * 2006-10-03 2012-07-04 株式会社東芝 磁気記憶装置
KR100829571B1 (ko) * 2006-10-27 2008-05-14 삼성전자주식회사 자구벽 이동을 이용한 데이터 저장 장치 및 그의 동작 방법
KR100785026B1 (ko) * 2006-10-27 2007-12-12 삼성전자주식회사 자구벽 이동을 이용한 데이터 저장 장치 및 그의 동작 방법
KR100785034B1 (ko) * 2006-12-06 2007-12-11 삼성전자주식회사 자구벽 이동을 이용한 정보 저장 장치, 그 제조방법 및 그동작방법
KR101288477B1 (ko) * 2007-08-10 2013-07-26 삼성전자주식회사 자구벽 이동을 이용한 정보 저장 장치
US7876595B2 (en) * 2008-09-19 2011-01-25 Seagate Technology Llc Magnetic shift register as counter and data storage device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100908870B1 (ko) * 2007-09-12 2009-07-21 재단법인서울대학교산학협력재단 자구벽 이동 속도 향상 방법 및 이를 이용한 자성체 소자
KR100910369B1 (ko) * 2007-12-24 2009-08-04 인하대학교 산학협력단 기억 장치, 그 동작 방법 및 그 형성 방법
KR20160008900A (ko) * 2014-07-15 2016-01-25 한국표준과학연구원 자성 구조체의 자구벽 제어 방법 및 이를 이용한 자기 메모리 소자

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