KR20100093966A - 정보저장장치 및 그 동작방법 - Google Patents

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KR20100093966A KR1020090013138A KR20090013138A KR20100093966A KR 20100093966 A KR20100093966 A KR 20100093966A KR 1020090013138 A KR1020090013138 A KR 1020090013138A KR 20090013138 A KR20090013138 A KR 20090013138A KR 20100093966 A KR20100093966 A KR 20100093966A
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박철우
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김종완
최현호
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Abstract

정보저장장치 및 그 동작방법에 관해 개시되어 있다. 개시된 정보저장장치는 제1방향으로 연장된 복수의 제1저장트랙 및 상기 복수의 제1저장트랙 위쪽에 구비된 것으로 제2방향으로 연장된 복수의 제2저장트랙을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2저장트랙은 서로 수직할 수 있다. 상기 제1 및 제2저장트랙은 다수의 자구 및 그들 사이에 자구벽을 갖는 자성트랙일 수 있다.

Description

정보저장장치 및 그 동작방법{Information storage device and method of operating the same}
본 개시는 정보저장장치 및 그 동작방법에 관한 것이다.
전원이 차단되더라도 기록된 정보가 유지되는 비휘발성 정보저장장치는 HDD(hard disk drive)와 비휘발성 RAM(ramdom access memory) 등이 있다.
일반적으로, HDD는 회전하는 부분을 갖는 저장장치로 마모되는 경향이 있고, 동작시 페일(fail)이 발생할 가능성이 크기 때문에 신뢰성이 떨어진다. 한편, 비휘발성 RAM의 대표적인 예로 플래시 메모리를 들 수 있는데, 플래시 메모리는 회전하는 기계 장치를 사용하지 않지만, 읽기/쓰기 동작 속도가 느리고 수명이 짧으며, HDD에 비해 저장용량이 작은 단점이 있다. 또한 플래시 메모리의 생산 비용은 상대적으로 높은 편이다.
이에, 최근에는 종래의 비휘발성 정보저장장치의 문제점을 극복하기 위한 방안으로서, 자구벽(magnetic domain wall) 이동 원리를 이용하는 새로운 정보저장장치에 관한 연구 및 개발이 이루어지고 있다. 자구(magnetic domain)는 강자성체 내에서 자기 모멘트가 일정 방향으로 정돈된 자기적인 미소영역이고, 자구벽은 서로 다른 자화 방향을 갖는 자구들의 경계부이다. 자구 및 자구벽은 자성체에 인가되는 전류에 의해 이동될 수 있다. 자구 및 자구벽의 이동 원리를 이용하면, 회전하는 기계 장치를 사용하지 않으면서 저장용량이 큰 정보저장장치를 구현할 수 있을 것이라 예상된다.
그러나 자구벽 이동을 이용한 정보저장장치는 아직 개발 초기단계에 있고, 이에 대한 연구는 대부분 단위 셀영역에 국한되어 단편적으로 수행되고 있다. 자구벽 이동을 이용한 정보저장장치의 고집적화 및 실용화를 위해서는, 효율적인 단위 구조의 설계 및 전체적인 구성에 대한 연구·개발이 요구된다.
자구 및 자구벽이 이동되는 원리를 이용하는 정보저장장치 및 그 동작방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 서로 평행하게 배열된 복수의 제1저장트랙; 및 상기 복수의 제1저장트랙 위쪽에 구비된 것으로, 상기 제1저장트랙과 다른 방향으로 연장되고 서로 평행하게 배열된 복수의 제2저장트랙;을 포함하는 정보저장장치를 제공한다.
상기 제1 및 제2저장트랙은 서로 수직할 수 있다.
상기 제1 및 제2저장트랙은 다수의 자구 및 그들 사이에 자구벽을 갖는 자성트랙일 수 있다.
상기 제1저장트랙의 자구벽을 이동시키기 위한 제1자구벽 이동수단; 및 상기 제2저장트랙의 자구벽을 이동시키기 위한 제2자구벽 이동수단;이 더 구비될 수 있다.
상기 제1자구벽 이동수단은 상기 제1저장트랙의 일단 또는 양단 각각에 연결된 스위칭소자를 포함할 수 있다.
상기 제2자구벽 이동수단은 상기 제2저장트랙의 일단 또는 양단 각각에 연결된 다른 스위칭소자를 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2저장트랙 각각에 정보의 기록/재생을 수행하는 수단이 구비 될 수 있다.
상기 복수의 제1저장트랙과 상기 복수의 제2저장트랙은 교대로 반복 적층될 수 있다.
상기 적층된 복수의 제1저장트랙 중 동일한 컬럼에 속한 트랙들은 서로 연결될 수 있고, 상기 적층된 복수의 제2저장트랙 중 동일한 컬럼에 속한 트랙들은 서로 연결될 수 있다.
N번째 층에 속한 복수의 제1저장트랙의 일단과 N+1번째 층에 속한 복수의 제1저장트랙의 일단 사이에 제1연결층이 구비될 수 있고, N번째 층에 속한 복수의 제2저장트랙의 일단과 N+1번째 층에 속한 복수의 제2저장트랙의 일단 사이에 제2연결층이 구비될 수 있다.
상기 각 제1저장트랙의 타단에 연결된 제1스위칭소자; 및 상기 각 제2저장트랙의 타단에 연결된 제2스위칭소자;가 구비될 수 있다.
상기 적층된 복수의 제1저장트랙 중 첫번째 층에 속한 제1저장트랙들 각각에 정보의 기록/재생을 수행하는 제1수단이 구비될 수 있고, 상기 적층된 복수의 제2저장트랙 중 첫번째 층에 속한 제2저장트랙들 각각에 정보의 기록/재생을 수행하는 제2수단이 구비될 수 있다.
상기 제1수단은 상기 제1저장트랙의 일단에 근접하게 구비될 수 있다.
상기 제2수단은 상기 제2저장트랙의 일단에 근접하게 구비될 수 있다.
상기 제1수단은 제1기록/재생유닛을 포함하거나, 서로 분리된 제1기록유닛과 제1재생유닛을 포함할 수 있다.
상기 제2수단은 제2기록/재생유닛을 포함하거나, 서로 분리된 제2기록유닛과 제2재생유닛을 포함할 수 있다.
상기 복수의 제1스위칭소자가 연결된 제1디코더; 및 상기 복수의 제2스위칭소자가 연결된 제2디코더;가 구비될 수 있다.
상기 제1수단이 연결된 제1제어회로부; 및 상기 제2수단이 제2제어회로부;가 구비될 수 있다.
상기 복수의 제1 및 제2저장트랙의 적층구조물이 복수 개 배열될 수 있고, 상기 복수의 적층구조물을 제어하기 위한 복수의 디코더와 복수의 제어회로부가 구비될 수 있다.
상기 각 적층구조물의 사방에 각각 제1디코더, 제2디코더, 제1제어회로부 및 제2제어회로부가 구비될 수 있다.
상기 복수의 적층구조물 중 인접한 두 개는 상기 제1 및 제2디코더 중 하나를 공유하거나, 상기 제1 및 제2제어회로부 중 하나를 공유할 수 있다.
상기 제1디코더와 상기 제1제어회로부는 상기 적층구조물을 사이에 두고 제1방향으로 교대로 배치될 수 있고, 상기 제2디코더와 상기 제2제어회로부는 상기 제1방향과 수직한 제2방향으로 상기 적층구조물을 사이에 두고 교대로 배치될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 고집적화에 유리한 구조를 갖고, 기록/재생동작의 제어가 용이한 자구벽 이동 정보저장장치를 구현할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 정보저장장치 및 그 동작방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위해 다소 과장되게 도시된 것이다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정보저장장치를 보여준다.
도 1을 참조하면, 제1방향, 예컨대, X축 방향으로 연장된 복수의 제1자성트랙(100A)과 이들(100A) 위쪽에 상기 제1방향과 다른 방향, 예컨대, Y축 방향으로 연장된 복수의 제2자성트랙(100B)이 구비될 수 있다. 제1 및 제2자성트랙(100)은 다수의 자구영역(D) 및 그들 사이의 자구벽영역(DW)을 가질 수 있다. 제1 및 제2자성트랙(100A, 100B)은, 예컨대, Co, Ni 및 Fe 중 적어도 하나를 포함하는 강자성 물질로 형성된 것일 수 있다. 상기 강자성 물질은 Co, Ni 및 Fe 이외에 다른 물질을 더 포함할 수도 있다.
각 제1자성트랙(100A)의 양단에 제1 및 제2스위칭소자(T1, T2)가 연결될 수 있다. 제1 및 제2스위칭소자(T1, T2) 각각에 또는 이들(T1, T2)과 공통으로 연결된 전류발생기(미도시)가 구비될 수 있다. 제1 및 제2스위칭소자(T1, T2)와 상기 전류발생기는 제1자성트랙(100A)의 자구벽을 이동시키기 위한 자구벽 이동수단을 구성할 수 있다. 즉, 제1 및 제2스위칭소자(T1, T2)와 상기 전류발생기를 이용해서 제1자성트랙(100A)에 전류를 인가함으로써, 제1자성트랙(100A)의 자구벽을 이동시킬 수 있다. 제2자성트랙(100B)의 양단에 각각 제3 및 제4스위칭소자(T1', T2')가 연 결될 수 있고, 이들(T1', T2') 각각에 또는 이들(T1', T2')과 공통으로 연결된 별도의 전류발생기(미도시)가 구비될 수 있다.
본 실시예에서는 제1자성트랙(100A)들과 제2자성트랙(100B)들의 연장 방향이 서로 다르기 때문에, 예컨대, 제1 및 제2자성트랙(100A, 100B)은 서로 수직하기 때문에, 제1 및 제2스위칭소자(T1, T2)의 형성 위치와 제3 및 제4스위칭소자(T1', T2')의 형성 위치가 다를 수 있다. 제1 내지 제4스위칭소자(T1, T2, T1', T2')는 하나의 기판에 형성될 수 있는데, 본 실시예에서 제1 내지 제4스위칭소자(T1, T2, T1', T2')는 기판의 서로 다른 영역에 형성될 수 있다. 따라서 제1 내지 제4스위칭소자(T1, T2, T1', T2')를 용이하게 형성할 수 있고, 정보저장장치의 집적도를 높일 수 있다. 만약, 제1자성트랙(100A)들과 제2자성트랙(100B)들의 연장 방향이 같다면, 제1스위칭소자(T1)들 사이에 제3스위칭소자(T1')를, 제2스위칭소자(T2)들 사이에 제4스위칭소자(T2')를 형성해야 한다. 이 경우, 제1자성트랙(100A)들의 간격과 제2자성트랙(100B)들의 간격이 커질 수 있고, 소자의 고집적화가 어려울 수 있다. 그러나 본 실시예에서는, 전술한 바와 같이 제1자성트랙(100A)들과 다른 방향으로 제2자성트랙(100B)들을 배치하기 때문에, 제1 및 제2스위칭소자(T1, T2)의 형성 위치와 제3 및 제4스위칭소자(T1', T2')의 형성 위치가 다르고, 제1자성트랙(100A)들과 제2자성트랙(100B)들의 조밀한 배치가 가능하다.
도 1에 도시하지는 않았지만, 제1자성트랙(100A) 각각에 기록유닛과 재생유닛이 구비되거나, 일체형의 기록/재생유닛이 구비될 수 있다. 이와 유사하게, 제2자성트랙(100B)에도 기록유닛과 재생유닛이 구비되거나, 일체형의 기록/재생유닛이 구비될 수 있다. 상기 기록유닛은 스핀 전이 토크(spin transfer torque)를 이용해서 정보를 기록하는 소자일 수 있다. 예컨대, 상기 기록유닛은 TMR(tunnel magneto resistance) 또는 GMR(giant magneto resistance) 소자의 구성을 가질 수 있다. 상기 재생유닛은 TMR 또는 GMR 효과를 이용하여 정보를 재생하는 센서일 수 있다. 상기 기록/재생유닛은 상기 기록유닛의 원리를 이용해서 기록을 수행하고, 또한 상기 재생유닛의 원리를 이용해서 재생을 수행하는 일체형의 소자일 수 있다. 이에 대해서는 잘 알려진바, 자세한 설명은 생략한다. 상기 기록유닛과 상기 재생유닛은 자성트랙(100A, 100B)의 일단부 및 타단부에 분리되어 구비되거나, 중앙부에 이웃하여 구비될 수 있다. 또는 자성트랙(100A, 100B)의 일단부에 이웃하여 구비될 수도 있다. 한편, 상기 기록/재생유닛은 자성트랙(100A, 100B)의 중앙부 또는 단부에 구비될 수 있다. 상기 기록유닛, 재생유닛 및 기록/재생유닛의 구성 및 형성 위치는 위에 언급한 바에 한정되지 않고, 다양하게 바뀔 수 있다. 상기 기록유닛, 재생유닛 또는 기록/재생유닛으로의 신호의 접근을 제어하기 위한 적어도 하나의 스위칭소자(미도시)가 더 구비될 수 있다.
도 1에서 제1 및 제2스위칭소자(T1, T2) 중 어느 하나, 그리고, 제3 및 제4스위칭소자(T1', T2') 중 어느 하나가 없는 경우도 가능하다. 그 예가 도 2에 도시되어 있다.
도 2를 참조하면, 제1자성트랙(100A) 각각의 일단에 제1스위칭소자(T1)가 연결되고, 제2자성트랙(100B) 각각의 일단에 제3스위칭소자(T1')가 연결될 수 있다. 이 경우, 제1자성트랙(100A)들의 타단은 제1공통배선(미도시)에 연결될 수 있고, 제2자성트랙(100B)들의 타단은 제2공통배선(미도시)에 연결될 수 있다. 상기 제1 및 제2공통배선이 구비되는 것은 선택적(optional)이다.
도 1 및 도 2에서 복수의 제1자성트랙(100A)과 복수의 제2자성트랙(100B)은 교대로 2회 이상 반복 적층될 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정보저장장치의 단면도이다.
도 3을 참조하면, X축 방향으로 연장된 복수의 제1자성트랙(100A)과 Y축 방향으로 연장된 복수의 제2자성트랙(100B)이 교대로 반복 적층될 수 있다. 제1자성트랙(100A)의 경우, 동일층에서 하나만 보이도록 도시돼 있지만, 실제는 동일층에 복수의 제1자성트랙(100A)이 구비될 수 있다.
적층된 복수의 제1자성트랙(100A) 중 동일 수직선 상에 놓인, 즉, 동일한 컬럼에 속한 트랙들은 서로 연결될 수 있다. 이 경우, N번째 층에 속한 제1자성트랙(100A)의 일단과 N+1번째 층에 속한 제1자성트랙(100A)의 일단 사이에 제1연결층(150A)이 구비될 수 있다. 제1연결층(150A)은 제1자성트랙(100A)과 동일한 강자성층이거나, 제1자성트랙(100A)보다 자기 이방성에너지가 작은 연자성층일 수 있다. 상기 연자성층은, 예컨대, Ni, Co, NiCo, NiFe, CoFe, CoZrNb 및 CoZrCr 등와 같은 물질로 형성된 층일 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1연결층(150A)의 상면과 하면에 인접한 두 제1자성트랙(100A)의 일단이 접촉될 수 있지만, 경우에 따라서는, 제1연결층(150A)의 측면 양단에 인접한 두 제1자성트랙(100A)이 접촉될 수도 있다. 이러한 제1연결층(150A)을 통해 소정의 제1자성트랙(100A)의 자구 및 자구벽이 다른 제1자성트랙(100A)으로 이동될 수 있다. 예컨대, 첫번째 층의 제1자성트 랙(100A)에서 세번째 층의 제1자성트랙(100B)으로, 또는 그 반대 방향으로 자구 및 자구벽을 이동시킬 수 있다. 도 3에 나타나진 않았지만, 적층된 복수의 제2자성트랙(100B) 중 동일한 컬럼에 속한 트랙들도 서로 연결될 수 있다. 즉, N번째 층에 속한 제2자성트랙(100B)의 일단과 N+1번째 층에 속한 제2자성트랙(100B)의 일단 사이에 제2연결층(미도시)이 구비될 수 있다. 상기 제2연결층은 제1연결층(150A)과 동일할 수 있다.
각 제1자성트랙(100A)의 타단에 연결된 제1스위칭소자(T1)가 구비될 수 있다. 제1스위칭소자(T1)들이 연결된 제1디코더(DCR1)가 구비될 수 있다. 제1스위칭소자(T1)가 트랜지스터인 경우, 제1스위칭소자(T1)의 게이트가 제1디코더(DCR1)에 연결될 수 있다. 그리고 제1스위칭소자(T1)의 소오스 및 드레인 중 하나(예컨대, 소오스)가 제1자성트랙(100A)에 연결될 수 있고, 소오스 및 드레인 중 다른 하나(예컨대, 드레인)는 소정의 전류제어기(제1전류제어기)(미도시)에 연결될 수 있다. 소오스 및 드레인의 역할은 바뀔 수 있다. 부가해서, 적층된 복수의 제1자성트랙(100A) 중 첫번째 층에 속한 제1자성트랙(100A)을 제외한 나머지 제1자성트랙(100A)에 연결된 제1스위칭소자(T1)들의 드레인(혹은 소오스)은 공통배선으로 묶여 상기 제1전류제어소자에 연결될 수 있다. 여기서 도시되지는 않았지만, 복수의 제2자성트랙(100B)의 타단에 각각 연결된 별도의 스위칭소자가 구비될 수 있고, 상기 별도의 스위칭소자들은 별도의 디코더(도 4의 DCR2) 및 전류제어기(제2전류제어기)에 연결될 수 있다.
적층된 복수의 제1자성트랙(100A) 중 첫번째 층에 속한 제1자성트랙(100A)들 각각에 제1기록/재생유닛(200)이 구비될 수 있다. 제1기록/재생유닛(200)은 첫번째 층에 속한 제1자성트랙(100A)의 일단에 근접하게 배치될 수 있다. 제1자성트랙(100A)이 제1연결층(150A)의 측면에 연결된 경우, 제1기록/재생유닛(200)은 제1자성트랙(100A)의 일단에 구비될 수도 있다. 복수의 제1기록/재생유닛(200)이 연결된 제1기록/재생제어소자(WRC1)가 구비될 수 있다. 제1기록/재생제어소자(WRC1)는 소정의 기록제어소자와 감지회로를 포함할 수 있다. 제1기록/재생유닛(200)과 제1기록/재생제어소자(WRC1) 사이에 적어도 하나의 스위칭소자(T3)가 구비될 수 있다. 도 3에는 제1기록/재생유닛(200)의 하면(즉, 일단)과 제1기록/재생제어소자(WRC1) 사이에만 스위칭소자(T3)가 구비된 경우가 도시되어 있지만, 제1기록/재생유닛(200)의 상면(즉, 타단)과 제1기록/재생제어소자(WRC1) 사이에 별도의 스위칭소자가 더 구비될 수 있다. 이 경우, 제1기록/재생유닛(200)의 하면(즉, 일단)과 제1기록/재생제어소자(WRC1) 사이의 스위칭소자(T3)는 구비되지 않을 수도 있다. 제1기록/재생제어소자(WRC1)에 의해 제1기록/재생유닛(200)을 이용한 기록 및 재생동작이 제어될 수 있다.
도시되지는 않았지만, 적층된 복수의 제2자성트랙(100B) 중 첫번째 층에 속한 제2자성트랙(100B)들 각각에 제2기록/재생유닛이 구비될 수 있다. 상기 제2기록/재생유닛은 첫번째 층에 속한 제2자성트랙(100B)의 일단에 근접하게 배치될 수 있다. 또한 상기 복수의 제2기록/재생유닛이 연결된 제2기록/재생제어소자(도 4의 WRC2)가 구비될 수 있고, 상기 제2기록/재생유닛과 상기 제2기록/재생제어소자 사이에 적어도 하나의 스위칭소자가 더 구비될 수 있다.
적층된 복수의 제1자성트랙(100A) 중 첫번째 층에 속한 제1자성트랙(100A)들과 적층된 복수의 제2자성트랙(100B) 중 첫번째 층에 속한 제2자성트랙(100B)들은 정보를 임시로 저장하기 위한 버퍼영역으로 사용될 수 있다. 그 밖의 제1 및 제2자성트랙(100A, 100B)들은 유효한 저장영역일 수 있다.
도 4는 도 3의 정보저장장치의 평면 구조를 보여준다.
도 4를 참조하면, 복수의 제1 및 제2자성트랙(100A, 100B)이 교대로 적층된 적층구조물, 즉, 메모리어레이 블록(MAS1)의 제1측에 제1기록/재생제어소자(WRC1)가 구비될 수 있고, 제2측에 제1디코더(DCR1)가 구비될 수 있다. 메모리어레이 블록(MAS1)의 제3측에 제2기록/재생제어소자(WRC2)가 구비될 수 있고, 제4측에 제2디코더(DCR2)가 구비될 수 있다. 제1기록/재생제어소자(WRC1)와 제1디코더(DCR1)는 메모리어레이 블록(MAS1)의 좌우측(X축 방향에 따른 양측)에 배치될 수 있고, 복수의 제1자성트랙(100A)에 연결될 수 있다. 제2기록/재생제어소자(WRC2)와 제2디코더(DCR2)는 메모리어레이 블록(MAS1)의 아래위(Y축 방향에 따른 양측)에 배치될 수 있고, 복수의 제2자성트랙(100B)에 연결될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 제1디코더(DCR1) 일측에 제1전류제어기가, 제2디코더(DCR2) 일측에 제2전류제어기가 구비될 수 있다. 상기 제1 및 제2전류제어기를 별도로 구비시키는 대신, 공통 전류제어기를 사용할 수도 있다. 본 실시예에서는 기록/재생제어소자(WRC1, WRC2)와 디코더(DCR1, DCR2)를 메모리어레이 블록(MAS1)의 사방에 분할 배치할 수 있으므로, 이들(WRC1, WRC2, DCR1, DCR2)을 용이하게 형성할 수 있고, 정보저장장치의 집적도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 도 3의 정보저장장치의 동작방법을 예시적으로 간략히 설명하도록 한다.
도 3의 적층된 복수의 제1자성트랙(100A) 중 첫번째 층의 제1자성트랙(100A)에서 그에 연결된 다른 층, 예컨대, 세번째 층의 제1자성트랙(100A)으로 자구 및 자구벽을 1비트 단위로 이동시키면서, 제1기록/재생유닛(200)을 이용해서 자구에 정보를 기록할 수 있다. 상기 자구 및 자구벽의 이동을 위해서, 제1디코더(DCR1)로 첫번째 층의 제1자성트랙(100A) 중 하나와 그에 연결된 세번째 층의 제1자성트랙(100A)을 선택할 수 있고, 상기 선택된 두 개의 제1자성트랙(100A) 사이에 자구벽 이동전류를 인가할 수 있다. 이때, 상기 자구벽 이동전류는 전술한 제1전류제어기(미도시)에 의해 인가될 수 있다. 이러한 자구벽 이동 단계 및 제1기록/재생유닛(200)을 이용한 기록 단계를 반복하면, 세번째 층의 제1자성트랙(100A)에 소정의 정보가 기록된 자구들을 위치시킬 수 있다. 이는 곧 상기 세번째 층의 제1자성트랙(100A)에 정보를 기록한 것이라 할 수 있다. 한편, 상기 세번째 층의 제1자성트랙(100A)에 기록된 정보를 읽고자 하는 경우, 세번째 층의 제1자성트랙(100A)의 자구 및 자구벽을 첫번째 층의 제1자성트랙(100A)으로 1비트 단위로 이동시키면서, 제1기록/재생유닛(200)을 이용해서 정보의 재생을 수행할 수 있다. 이러한 재생동작에 의해 상기 세번째 층의 제1자성트랙(100A)의 자구(정보가 기록된 자구)들이 첫번째 층의 제1자성트랙(100A)으로 이동될 수 있다. 첫번째 층의 제1자성트랙(100A)으로 이동된 자구들을 다시 상기 세번째 층의 제1자성트랙(100A)으로 복귀시킬 수도 있다. 여기서는, 세번째 층의 제1자성트랙(100A)에 정보를 기록하는 방 법과 그에 기록된 정보를 재생하는 방법을 예시적으로 설명하였지만, 이 방법은 다른 층의 제1자성트랙(100A)에도 동일하게 적용될 수 있다. 이러한 본 발명의 실시예에 따르면, 첫번째 층의 제1자성트랙(100A)들을 버퍼영역으로 사용해서, 그를 제외한 나머지 제1자성트랙(100A) 모두에 정보를 기록하거나, 그들의 정보를 재생할 수 있다. 그러므로, 첫번째 층의 제1자성트랙(100A)들을 제외한 나머지 제1자성트랙(100A)들을 유효 저장영역으로 사용할 수 있다. 전술한 제1자성트랙(100A)에 대한 기록 및 재생방법은 제2자성트랙(100B)에 대해서도 동일하게 적용될 수 있다.
도 3에서는 기록 및 재생 기능을 갖는 일체형의 제1기록/재생유닛(200)을 사용한 경우를 도시하였지만, 제1기록/재생유닛(200) 대신 서로 분리된 제1기록유닛 및 제1재생유닛을 사용할 수도 있다. 그 예가 도 5에 도시되어 있다.
도 5를 참조하면, 첫번째 층의 제1자성트랙(100A)에 제1기록유닛(200a) 및 제1재생유닛(200b)이 구비될 수 있다. 이들(200a, 200b)을 묶어서 정보의 기록/재생을 위한 하나의 수단으로 볼 수도 있다. 제1기록유닛(200a) 및 제1재생유닛(200b)은 제1자성트랙(100A)의 일단에 근접하게 배치될 수 있다. 제1자성트랙(100A)이 제1연결층(150A)의 측면에 연결된 경우, 제1기록유닛(200a) 및 제1재생유닛(200b)은 제1자성트랙(100A)의 일단에 구비될 수도 있다. 제1기록유닛(200a)에 연결된 제1기록제어소자(WC1)가 구비될 수 있고, 제1재생유닛(200b)에 연결된 제1감지회로(SA1)가 구비될 수 있다. 제1기록제어소자(WC1)와 제1감지회로(SA1)는 제어회로부를 구성할 수 있다. 제1기록제어소자(WC1)와 제1기록유닛(200a) 사이 및 제1감지회로(SA1)와 제1재생유닛(200b) 사이에 스위칭소자(T3', T4')가 더 구비될 수 있다.
도 5의 정보저장장치의 동작방법은 도 3의 그것과 유사할 수 있다. 즉, 도 5의 적층된 복수의 제1자성트랙(100A) 중 첫번째 층의 제1자성트랙(100A)에서 그에 연결된 다른 층의 제1자성트랙(100A)로, 또는 그 반대 방향으로 자구 및 자구벽을 1비트 단위로 이동시키면서, 제1기록유닛(200a)을 이용해서 정보를 기록하거나, 제1재생유닛(200b)을 이용해서 정보를 재생할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 정보저장장치는 도 3 및 도 5의 메모리어레이 블록을 복수 개 포함할 수 있다. 도 6은 도 3의 메모리어레이 블록을 복수 개 포함하는 정보저장장치를 보여준다.
도 6을 참조하면, 메모리어레이 블록(MAS1)이 X축 방향으로 복수 개 배열될 수 있다. 인접한 두 개의 메모리어레이 블록(MAS1)은 제1디코더(DCR1) 및 제1기록/재생제어소자(WCR1)를 공유할 수 있다. 여기에 나타나지는 않았지만, 도 6의 구조는 Y축 방향으로 반복될 수 있다.
도 6의 구조가 Y축 방향으로 반복된 경우, 그에 대응하는 평면도는 도 7과 같을 수 있다.
도 7을 참조하면, 메모리어레이 블록(MAS1)이 다수의 열 및 행을 이루도록 배열될 수 있고, 이들 주변 및 사이에 제1 및 제2기록/재생제어소자(WCR1, WCR2)와 제1 및 제2디코더(DCR1, DCR2)가 구비될 수 있다. 인접한 두 개의 메모리어레이 블록(MAS1)은 기록/재생제어소자(WCR1, WCR2) 또는 디코더(DCR1, DCR2)를 공유할 수 있다. X축 방향으로 제1기록/재생제어소자(WCR1)와 제1디코더(DCR1)가 메모리어레 이 블록(MAS1)을 사이에 두고 교대로 반복 배치될 수 있고, Y축 방향으로 제2디코더(DCR2)와 제2기록/재생제어소자(WCR2)가 메모리어레이 블록(MAS1)을 사이에 두고 교대로 반복 배치될 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예들 들어, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 사상(idea)을 자구벽 이동을 이용한 정보저장장치뿐 아니라 그 밖의 다른 장치에도 적용할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 그러므로 도 1 및 도 2 등의 구조에서 제1 및 제2자성트랙(100A, 100B)은 비자성트랙으로 대체될 수 있다. 또한 도 3 내지 도 7의 구조 및 구성요소는 다양하게 변화될 수 있다. 구체적인 예로, 기록/재생유닛(200)(또는 기록유닛(200a) 및 재생유닛(200b))은 복수 개 구비될 수 있고, 그 형성 위치는 다양하게 변경될 수 있다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정보저장장치의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정보저장장치의 단면도이다.
도 4는 도 3의 정보저장장치의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 정보저장장치의 단면도이다.
도 6은 도 3의 구조를 복수 개 포함하는 정보저장장치의 단면도이다.
도 7은 도 6의 정보저장장치의 평면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 *
100A : 제1자성트랙 100B : 제2자성트랙
150A : 제1연결층 200 : 기록/재생유닛
200a : 기록유닛 200b : 재생유닛
D : 자구영역 DW : 자구벽영역
DCR1, DCR2 : 디코더 MAS1 : 메모리어레이 블록
SA1 : 감지회로 T1∼T4' : 스위칭소자
WC1 : 기록제어소자 WRC1, WRC2 : 기록/재생제어소자

Claims (19)

  1. 서로 평행하게 배열된 복수의 제1저장트랙; 및
    상기 복수의 제1저장트랙 위쪽에 구비된 것으로, 상기 제1저장트랙과 다른 방향으로 연장되고 서로 평행하게 배열된 복수의 제2저장트랙;을 포함하는 정보저장장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2저장트랙은 서로 수직한 정보저장장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2저장트랙은 다수의 자구 및 그들 사이에 자구벽을 갖는 자성트랙인 정보저장장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1저장트랙의 자구벽을 이동시키기 위한 제1자구벽 이동수단; 및
    상기 제2저장트랙의 자구벽을 이동시키기 위한 제2자구벽 이동수단;을 더 포함하는 정보저장장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1자구벽 이동수단은 상기 제1저장트랙의 일단 또는 양단 각각에 연결된 스위칭소자를 포함하고,
    상기 제2자구벽 이동수단은 상기 제2저장트랙의 일단 또는 양단 각각에 연결된 다른 스위칭소자를 포함하는 정보저장장치.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2저장트랙 각각에 구비된 것으로, 정보의 기록/재생을 수행하는 수단을 더 포함하는 정보저장장치.
  7. 제 1 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제1저장트랙과 상기 복수의 제2저장트랙은 교대로 반복 적층된 정보저장장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 적층된 복수의 제1저장트랙 중 동일한 컬럼에 속한 트랙들은 서로 연결되고, 상기 적층된 복수의 제2저장트랙 중 동일한 컬럼에 속한 트랙들은 서로 연결된 정보저장장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    N번째 층에 속한 복수의 제1저장트랙의 일단과 N+1번째 층에 속한 복수의 제 1저장트랙의 일단 사이에 제1연결층이 구비되고,
    N번째 층에 속한 복수의 제2저장트랙의 일단과 N+1번째 층에 속한 복수의 제2저장트랙의 일단 사이에 제2연결층이 구비된 정보저장장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 각 제1저장트랙의 타단에 연결된 제1스위칭소자; 및
    상기 각 제2저장트랙의 타단에 연결된 제2스위칭소자;를 더 포함하는 정보저장장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 복수의 제1저장트랙 중 첫번째 층에 속한 제1저장트랙들 각각에 구비된 것으로, 정보의 기록/재생을 수행하는 제1수단; 및
    상기 복수의 제2저장트랙 중 첫번째 층에 속한 제2저장트랙들 각각에 구비된 것으로, 정보의 기록/재생을 수행하는 제2수단;을 더 포함하는 정보저장장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1수단은 상기 제1저장트랙의 일단에 근접하게 구비되고,
    상기 제2수단은 상기 제2저장트랙의 일단에 근접하게 구비된 정보저장장치.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1수단은 제1기록/재생유닛을 포함하거나, 서로 분리된 제1기록유닛과 제1재생유닛을 포함하고,
    상기 제2수단은 제2기록/재생유닛을 포함하거나, 서로 분리된 제2기록유닛과 제2재생유닛을 포함하는 정보저장장치.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 제1스위칭소자가 연결된 제1디코더; 및
    상기 복수의 제2스위칭소자가 연결된 제2디코더;를 포함하는 정보저장장치.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1수단이 연결된 제1제어회로부; 및
    상기 제2수단이 제2제어회로부;를 포함하는 정보저장장치.
  16. 제 1 내지 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 및 제2저장트랙의 적층구조물이 복수 개 배열되고,
    상기 복수의 적층구조물을 제어하기 위한 복수의 디코더와 복수의 제어회로부를 포함하는 정보저장장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 각 적층구조물의 사방에 각각 제1디코더, 제2디코더, 제1제어회로부 및 제2제어회로부가 구비된 정보저장장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 복수의 적층구조물 중 인접한 두 개는 상기 제1 및 제2디코더 중 하나를 공유하거나, 상기 제1 및 제2제어회로부 중 하나를 공유하는 정보저장장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제1디코더와 상기 제1제어회로부는 상기 적층구조물을 사이에 두고 제1방향으로 교대로 배치되고,
    상기 제2디코더와 상기 제2제어회로부는 상기 제1방향과 수직한 제2방향으로 상기 적층구조물을 사이에 두고 교대로 배치된 정보저장장치.
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