KR20110040460A - 자기저항소자, 이를 포함하는 정보저장장치 및 상기 정보저장장치의 동작방법 - Google Patents

자기저항소자, 이를 포함하는 정보저장장치 및 상기 정보저장장치의 동작방법 Download PDF

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Abstract

자기저항소자, 이를 포함하는 정보저장장치 및 상기 정보저장장치의 동작방법이 개시되어 있다. 개시된 자기저항소자는 고정층(pinned layer)의 자화 방향과 비평행한(non-parallel) 자화 용이축(magnetization easy axis)을 갖는 자유층(free layer)을 포함할 수 있다. 상기 자유층의 자화 용이축은 상기 고정층의 자화 방향과 수직할 수 있다. 또는 상기 자유층의 자화 용이축과 상기 고정층의 자화 방향은 소정의 예각 또는 둔각을 이룰 수 있다. 이러한 자기저항소자를 자구벽 이동을 이용한 정보저장장치에 적용할 수 있다.

Description

자기저항소자, 이를 포함하는 정보저장장치 및 상기 정보저장장치의 동작방법{Magneto-resistive device, information storage device comprising the same and method of operating information storage device}
자기저항소자를 포함하는 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, 자성 물질의 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 자성트랙에 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.
자기저항소자 및 이를 포함하는 정보저장장치를 제공한다.
상기 정보저장장치의 동작방법을 제공한다.
본 발명의 한 측면(aspect)에 따르면, 다수의 자구 및 그들 사이에 자구벽을 갖는 자성트랙; 상기 자구벽을 이동시키기 위한 자구벽 이동수단; 및 상기 자성트랙에 기록된 정보를 재생하기 위한 자기저항소자;를 포함하고, 상기 자기저항소자는, 고정된 자화 방향을 갖는 고정층(pinned layer); 상기 고정층과 상기 자성트랙 사이에, 상기 고정층의 자화 방향과 비평행한(non-parallel) 자화 용이축(magnetization easy axis)을 갖는 자유층(free layer); 및 상기 고정층과 자유층 사이에 분리층;을 구비하는 정보저장장치가 제공된다.
상기 고정층과 상기 자유층은 수평 자기이방성(in-plane magnetic anisotropy)을 가질 수 있다.
상기 고정층은 수평 자기이방성을 가질 수 있고, 상기 자유층은 수직 자기이방성(perpendicular magnetic anisotropy)을 가질 수 있다.
상기 고정층과 상기 자유층이 수평 자기이방성을 갖는 경우, 상기 고정층의 자화 방향과 상기 자유층의 자화 용이축은 서로 수직할 수 있다. 또는 상기 고정층의 자화 방향과 상기 자유층의 자화 용이축은 예각 또는 둔각을 이룰 수 있다.
상기 자유층이 수평 자기이방성을 갖는 경우, 상기 자유층의 상기 자화 용이 축은 형상 이방성(shape anisotropy)에 의해 결정될 수 있다. 이때, 상기 자유층의 단축(x)과 장축(y)의 길이 비(x/y)는 1/10 ≤ x/y ＜ 1 을 만족할 수 있다.
상기 자유층의 상기 자화 용이축은 상기 자성트랙에 수직할 수 있다.
상기 자유층의 상기 자화 용이축은 상기 자성트랙에 평행할 수 있다.
상기 자성트랙은 수평 자기이방성을 가질 수 있다.
상기 자성트랙은 수직 자기이방성을 가질 수 있다.
상기 자성트랙과 상기 자유층 사이에 절연층이 구비될 수 있다.
상기 자성트랙과 상기 자유층 사이의 거리는 1∼1000㎚ 정도일 수 있다.
상기 자성트랙에 정보를 기록하기 위한 쓰기유닛이 더 구비될 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 고정된 자화 방향을 갖는 고정층(pinned layer); 상기 고정층의 자화 방향과 수직한 자화 용이축(magnetization easy axis)을 갖는 자유층(free layer); 및 상기 고정층과 자유층 사이에 분리층;을 구비하고, 상기 고정층과 자유층 중 하나는 수평 자기이방성을 갖고, 다른 하나는 수직 자기이방성을 갖는 자기저항소자가 제공된다.
상기 고정층은 수평 자기이방성을 가질 수 있고, 상기 자유층은 수직 자기이방성을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 다수의 자구 및 그들 사이에 자구벽을 갖는 자성트랙, 상기 자구벽을 이동시키기 위한 자구벽 이동수단, 및 상기 자성트랙에 기록된 정보를 재생하기 위한 자기저항소자를 포함하는 정보저장장치의 정보 재생방법에 있어서, 상기 자성트랙의 상기 자구벽을 이동시키는 단계; 및 상기 자구벽 의 누설 자계(stray field)에 의한 상기 자기저항소자의 저항 변화를 측정하는 단계;를 포함하는 정보저장장치의 정보 재생방법이 제공된다.
상기 자기저항소자는, 고정된 자화 방향을 갖는 고정층(pinned layer); 상기 고정층과 상기 자성트랙 사이에, 상기 고정층의 자화 방향과 비평행한 자화 용이축(magnetization easy axis)을 갖는 자유층(free layer); 및 상기 고정층과 자유층 사이에 분리층;을 구비할 수 있다.
상기 자구벽의 누설 자계(stray field)에 의해 상기 자유층의 자화 방향이 변화될 수 있다.
상기 고정층과 상기 자유층은 수평 자기이방성을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 고정층의 자화 방향과 상기 자유층의 자화 용이축은 서로 수직할 수 있다. 또는 상기 고정층의 자화 방향과 상기 자유층의 자화 용이축은 예각 또는 둔각을 이룰 수 있다.
상기 고정층은 수평 자기이방성을 가질 수 있고, 상기 자유층은 수직 자기이방성을 가질 수 있다.
읽기 신호를 증가시킬 수 있는 자기저항소자를 구현할 수 있다. 이러한 자기저항소자를 자구벽 이동을 이용한 정보저장장치에 적용할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 자기저항소자, 이를 포함하는 정보저장장치 및 상기 정보저장장치의 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 실시예에 따른 자기저항소자를 포함하는 정보저장장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 소정 방향, 예컨대, X축 방향으로 연장된 자성트랙(100)이 구비될 수 있다. 자성트랙(100)은 그 연장 방향을 따라 일렬로 배열된 다수의 자구(magnetic domain)(D1, D2)를 포함할 수 있다. 여기서는, 두 개의 자구(이하, 제1 및 제2 자구)(D1, D2)를 도시하였지만, 더 많은 자구가 구비될 수 있다. 제1 및 제2 자구(D1, D2)는 서로 반대 방향으로 자화될 수 있고, 이들 사이에 자구벽(magnetic domain wall)(DW1)이 구비될 수 있다.
자성트랙(100)은, 예컨대, 수평 자기이방성(in-plane magnetic anisotropy)을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 자구(D1)는 X축 방향으로, 제2 자구(D2)는 X축의 역방향으로 자화될 수 있다. 제1 및 제2 자구(D1, D2)에 도시한 화살표는 그의 자화 방향을 나타낸다. 자구벽(DW1)은 와동형 자구벽(vortex type magnetic domain wall)(이하, 와동벽 : vortex wall)일 수 있다. 상기 와동벽(vortex wall)은 XY 평면 상에서 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 자화 방향을 가질 수 있다. 자구벽(DW1)은 횡단형 자구벽(transverse type magnetic domain wall)(이하, 횡단벽 : transverse wall)일 수도 있다. 상기 횡단벽(transverse wall)은 Y축에 평행한 자화 방향을 가질 수 있다. 상기 와동벽(vortex wall) 및 횡단벽(transverse wall)은 서로 다른 형태의 수평 자화를 갖는다 할 수 있다. 경우에 따라서는, 자구벽(DW1)이 수직 자화, 즉, Z축에 평행한 자화 방향을 가질 수도 있다.
자구벽(DW1)을 이동시키기 위한 자구벽 이동수단(200)이 구비될 수 있다. 자구벽 이동수단(200)은 자성트랙(100)의 양단 중 적어도 하나에 연결될 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 자구벽 이동수단(200)은 자성트랙(100)에 연결된 전류원(current source)을 포함할 수 있고, 상기 전류원과 상기 자성트랙(100) 사이에 구비된 스위칭소자를 더 포함할 수 있다. 자구벽 이동수단(200)을 이용해서 자성트랙(100)에 소정의 전류를 인가하여, 자성트랙(100) 내에서 자구벽(DW1)을 이동시킬 수 있다. 상기 전류의 방향에 따라 자구벽(DW1)의 이동 방향이 달라질 수 있다. 전류의 방향은 전자의 방향과 반대이므로, 자구벽(DW1)은 전류의 방향과 반대 방향으로 이동할 수 있다. 자구벽(DW1)의 이동은, 곧, 제1 및 제2 자구(D1, D2)의 이동을 의미하는 것일 수 있다. 따라서 자구벽 이동수단(200)에 의해 자구벽(DW1)과 제1 및 제2 자구(D1, D2)가 이동된다고 할 수 있다. 자구벽 이동수단(200)의 구성은 전술한 바에 한정되지 않고, 다양하게 변형될 수 있다.
자성트랙(100)과 소정 간격 이격된 자기저항소자(magneto-resistive device)(300)가 구비될 수 있다. 자기저항소자(300)는 자성트랙(100)의 아래쪽 또는 위쪽에 위치할 수 있다. 자성트랙(100)과 자기저항소자(300)의 간격은, 예컨대, 1∼1000㎚ 정도일 수 있다. 자성트랙(100)과 자기저항소자(300) 사이에 절연층(미도시)이 구비될 수 있다. 자기저항소자(300)는 둥근 기둥 형태로 도시하였지만, 다른 형태, 예컨대, 사각 기둥 형태를 취할 수도 있다.
자기저항소자(300)는 자성트랙(100)에 기록된 정보를 재생하기 위한 '읽기유닛'일 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 자기저항소자(300)는 자화 방향이 고정된 고정층(pinned layer)(10)과 자화 방향이 변동될 수 있는 자유층(free layer)(20) 및 이들(10, 20) 사이에 분리층(15)을 포함할 수 있다. 자유층(20)이 고정층(10)보다 자성트랙(100)에 더 가깝게 배치될 수 있다. 즉, 고정층(10)과 자성트랙(100) 사이에 자유층(20)이 위치할 수 있다. 고정층(10)과 자유층(20)은 Co, Ni 및 Fe 중 적어도 하나를 포함하는 강자성 물질로 구성될 수 있고, 고정층(10)과 자유층(20)을 구성하는 물질은 같거나 다를 수 있다. 분리층(15)은 Mg 산화물층과 같은 절연층일 수 있으나, 도전층일 수도 있다. 고정층(10)의 자화 방향과 자유층(20)의 자화 용이축(magnetization easy axis)은 비평행(non-parallel) 할 수 있다. 예컨대, 고정층(10)의 자화 방향과 자유층(20)의 자화 용이축(magnetization easy axis)은 서로 수직할 수 있다. 또는 고정층(10)의 자화 방향과 자유층(20)의 자화 용이축(magnetization easy axis)이 예각(0°＜θ1＜90°) 또는 둔각(90°＜θ2＜180°)을 이룰 수 있다. 고정층(10)의 자화 방향과 자유층(20)의 자화 용이축(magnetization easy axis)이 서로 수직한 경우, 도 1에 도시된 바와 같이, 고정층(10)은 X축과 평행한 자화 방향을 가질 수 있고, 자유층(20)은 Y축과 평행한 자화 용이축을 가질 수 있다. 자화 용이축은 자화가 잘 되는 축 방향을 나타내는 것으로, 외부 자기장의 영향이 없을 때, 자유층(20)의 자화 방향은 상기 자화 용이축에 평행할 수 있다. 자유층(20)의 자화 방향은 자성트랙(100)의 자구벽(DW1)에서 발생하는 누설 자계(stray field)에 의해 변동될 수 있다. 즉, 자구벽(DW1)이 이동하면서 그의 누설 자계(stray field)가 자유층(20)에 인가될 수 있고, 그에 따라, 자유층(20)의 자화 방향이 변동될 수 있다. 자유층(20)의 자화 방향이 변동되면, 그에 따라 자기저항소자(300)의 전기 저항이 달라질 수 있다. 이러한 자기저항소자(300)의 저항 변화를 검출하여, 자성트랙(100)에 기록된 정보를 판별할 수 있다. 이에 대해서는 추후에 보다 상세히 설명한다.
도 1에 도시하지는 않았지만, 고정층(10) 하면에, 고정층(10)의 자화 방향을 고정시켜주는 역할을 하는 적어도 하나의 층이 구비될 수 있다. 상기 고정층(10)의 자화 방향을 고정시켜주는 역할을 하는 적어도 하나의 층은 반강자성층(anti-ferromagnetic layer)으로 이루어진 단일층이거나, 도전층, 강자성층 및 반강자성층을 포함하는 다중층일 수 있다. 상기 다중층을 사용하는 경우, 고정층(10) 하면에 상기 도전층, 상기 강자성층 및 상기 반강자성층을 차례로 구비시킬 수 있고, 이때, 상기 강자성층은 고정층(10)의 자화 방향과 반대의 자화 방향을 갖는 제2의 고정층일 수 있다. 상기 반강자성층에 의해 상기 강자성층의 자화 방향이 고정될 수 있고, 고정층(10)의 자화 방향은 상기 강자성층의 자화 방향과 반대로 고정될 수 있다. 이러한 방법으로, 고정층(10)의 자화 방향을 어느 한 방향으로 고정시킬 수 있다. 고정층(10)의 자화 방향을 고정시키는 방법은 전술한 바에 한정되지 않는다.
한편, 자유층(20)의 자화 용이축은 형상 이방성(shape anisotropy)에 의해 결정될 수 있다. 즉, 자유층(20)의 자화 용이축 방향은 그의 형상에 의해 결정될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 자유층(20)이 Y축과 평행한 자화 용이축을 갖도록 하기 위해서는, 자유층(20)을 Y축 방향으로 길게 형성할 수 있다. 다시 말해, 자유층(20)의 Y축 방향 길이를 X축 방향 길이보다 길게 하면, 자유층(20)은 Y축과 평행한 자화 용이축을 가질 수 있다. 이 경우, 자유층(20)의 단축 길이(x)와 장축 길이(y)의 비(x/y)는 1/10 보다 크거나 같고 1 보다 작을 수 있다. 그러나 자유층(20)의 자화 용이축이 반드시 형상 이방성(shape anisotropy)에 의해 결정되어야 하는 것은 아니다. 자유층(20)의 자화 용이축은 유도 이방성(induced anisotropy)에 의해 결정될 수도 있다. 또는 자유층(20)의 자화 용이축은 형상 이방성(shape anisotropy)과 유도 이방성(induced anisotropy)의 영향을 모두 받을 수도 있다. 따라서, 자유층(20)의 단축 길이(x)와 장축 길이(y)의 비(x/y)는 전술한 바에 한정되지 않는다.
도 1의 구조를 갖는 정보저장장치에서는 고정층(10)의 자화 방향과 자유층(20)의 자화 용이축이 비평행(예컨대, 수직)하기 때문에, 자유층(20)의 자화 방향 변화에 따른 자기저항소자(300)의 저항 변화량이 커질 수 있다. 이는 곧 읽기 신호의 증가를 의미한다. 이에 대해서는 도 2를 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 도 1의 정보저장장치에서 자구벽(DW1)의 이동에 따른 자기저항소자(300)의 저항 변화를 보여주는 그래프이다. 도 2는 도 1과 연계하여 설명한다.
보다 구체적으로 설명하면, 도 2는 도 1의 자구벽(DW1)을 자기저항소자(300)의 왼쪽에서 오른쪽으로 이동시키면서 자기저항소자(300)의 저항 변화를 측정한 결과이다. 이는 자기저항소자(300)를 제2 자구(D2)에서 제1 자구(D1) 쪽으로 이동시 키면서, 그의 저항 변화를 측정한 결과와 실질적으로 동일하다고 할 수 있다. (그러나 실제로 자기저항소자(300)는 고정되어 있고, 자성트랙(100) 내에서 자구벽(DW1) 및 자구들(D1, D2)이 이동한다.) 이때, 자유층(20)의 X축 길이 및 Y축 길이는 각각 200㎚ 및 400㎚ 정도였다. 자성트랙(100)과 자유층(20) 사이의 거리는 약 500㎚ 였고, 자구벽(DW1)은 와동벽(vortex wall)이었다.
도 2를 참조하면, 시간이 경과됨에 따라, 즉, 자구벽(DW1)이 자기저항소자(300)에 가까워졌다가 다시 멀어짐에 따라, 자기저항소자(300)의 저항이 상당히 큰 폭으로 변화되는 것을 알 수 있다. 자기저항소자(300)의 저항은 제1 중간값에서 제1 지점(최대값)(P1)까지 증가했다가, 제2 지점(최소값)(P2)까지 감소한 후, 상기 제1 중간값보다 다소 낮은 레벨의 제2 중간값으로 되돌아온다. 제1 지점(최대값)(P1)과 제2 지점(최소값)(P2)의 중간 지점이 자구벽(DW1)과 자기저항소자(300)가 가장 근접한 지점이다. 제1 지점(최대값)(P1)에서 자유층(20)의 자화 방향은 Y축 방향에서 반시계 방향으로 어느 정도 회전된 상태일 수 있다. 이때, 고정층(10)의 자화 방향은 X축 방향으로 고정되어 있다. 원 내에 도시한 실선 화살표는 고정층(10)의 자화 방향을, 점선 화살표는 자유층(20)의 자화 방향을 나타낸다. 따라서, 고정층(10)과 자유층(20)의 자화 방향은 어느 정도 반평행(anti-parallel) 상태를 이룰 수 있다. 이를 세미(semi) 반평행 상태라 할 수 있다. 한편, 제2 지점(최소값)(P2)에서 자유층(20)의 자화 방향은 Y축 방향에서 시계 방향으로 어느 정도 회전된 상태일 수 있다. 따라서, 고정층(10)과 자유층(20)의 자화 방향은 어느 정도 평행(parallel) 상태를 이룰 수 있다. 이를 세미(semi) 평행 상태라 할 수 있 다. 이렇게, 고정층(10)과 자유층(20)의 자화 방향이 세미(semi) 반평행 상태와 세미(semi) 평행 상태를 오가기 때문에, 자기저항소자(300)의 저항 변동량은 클 수 있다. 고정층(10)의 자화 방향과 자유층(20)의 자화 용이축(magnetization easy axis)이 수직하지 않고, 예각 또는 둔각을 이루는 경우라도, 자유층(20)의 자화 방향 변화에 의해 고정층(10)과 자유층(20)의 자화 방향이 반평행 상태(또는 세미 반평행 상태)와 세미 평행 상태(또는 평행 상태)를 오갈 수 있다. 따라서 이 경우에도 자기저항소자(300)의 저항 변동량은 클 수 있다. 그러나 만약 고정층(10)의 자화 방향과 자유층(20)의 자화 용이축이 평행하다면, 자유층(20)의 자화 방향은 고정층(10)의 자화 방향과 세미(semi) 평행 상태(또는, 세미 반평행 상태)를 유지하면서 변화되기 때문에 자기저항소자(300)의 저항 변동량은 적을 수 있다. 이는 도 3 및 도 4에서 확인할 수 있다.
도 3 및 도 4는 비교예에 따른 정보저장장치에서 자구벽 이동에 따른 자기저항소자의 저항 변화를 보여주는 그래프이다.
도 3은 도 1의 구조를 갖되 고정층의 자화 방향과 자유층의 자화 용이축이 모두 Y축 방향인 정보저장장치에 대한 결과이다. 이때, 자유층의 X축 길이 및 Y축 길이는 각각 200㎚ 및 400㎚ 정도였다. 자성트랙과 자유층 사이의 거리는 약 500㎚ 였고, 자구벽은 와동벽(vortex wall)이었다. 즉, 도 3의 결과를 얻는데 사용한 정보저장장치는 고정층의 자화 방향이 Y축 방향이라는 것을 제외하면 도 2의 결과를 얻는데 사용한 정보저장장치와 동일하였다.
한편, 도 4는 도 1의 구조를 갖되 고정층의 자화 방향과 자유층의 자화 용이 축이 모두 X축 방향인 정보저장장치에 대한 결과이다. 이때, 자유층의 X축 길이 및 Y축 길이는 각각 400㎚ 및 200㎚ 정도였다. 자성트랙과 자유층 사이의 거리는 약 500㎚ 였고, 자구벽은 와동벽(vortex wall)이었다.
도 3을 참조하면, 자구벽 이동에 따른 자기저항소자의 저항 변화가 매우 적은 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로 설명하면, 도 2의 제1 지점(P1)에 대응하는 도 3의 P1' 지점에서는 고정층과 자유층의 자화 방향이 제1 세미(semi) 평행 상태를 이루고, 도 2의 제2 지점(P2)에 대응하는 도 3의 P2' 지점에서는 고정층과 자유층의 자화 방향이 제2 세미(semi) 평행 상태를 이룬다. 이렇게 P1' 및 P2' 지점이 모두 세미(semi) 평행 상태이므로, 두 지점(P1', P2')에서 자기저항소자의 저항은 유사할 수 있다.
한편, 도 4의 경우, 자구벽 이동에 따른 자기저항소자의 저항 변화가 거의 없는 것을 알 수 있다.
도 2 내지 도 4의 결과로부터, 고정층의 자화 방향과 자유층의 자화 용이축이 비평행한 경우(도 2), 고정층의 자화 방향과 자유층의 자화 용이축이 서로 평행한 경우(도 3 및 도 4)보다, 자기저항소자의 저항이 상당히 큰 폭으로 변화되는 것을 알 수 있다. 자기저항소자의 저항 변화가 크다는 것은 읽기 신호가 크다는 것을 의미한다.
도 5는 도 1의 정보저장장치에서 자유층(20)의 종횡비(aspect ratio)에 따른 자기저항소자(300)의 저항 변화율(%)을 보여준다. 자유층(20)의 X축 길이와 Y축 길이의 비(x:y), 즉, 종횡비가 1:2 및 3:4 인 경우에 대해서, X축 길이를 증가시키면 서, 자기저항소자(300)의 저항 변화율(%)을 측정하였다. 저항 변화율(%)은 [(R1-R2)/R2]×100 이다. 여기서, R1 은 최대 저항(도 2의 제1 지점(P1)에 대응하는 저항값)을 나타내고, R2 는 최소 저항(도 2의 제2 지점(P2)에 대응하는 저항값)을 나타낸다. 도 5는 자유층(20)의 자화 용이축이 형상 이방성(shape anistropy)에 의해 결정되는 경우에 대한 결과이다.
도 5를 참조하면, 자유층(20)의 X축 길이와 Y축 길이의 비가 3:4 인 경우, 1:2 인 경우보다 저항 변화율(%)이 큰 것을 알 수 있다. 이는 자유층(20)의 X축 길이와 Y축 길이의 비(x:y)가 1:1에 가까울수록, 저항 변화율(%)이 커질 수 있음을 보여준다. 그리고 두 경우 모두에서, 자유층(20)의 X축 길이가 증가할수록 저항 변화율(%)이 증가하였다.
도 6은 도 1의 정보저장장치에서 자유층(20)의 Y축 길이를 고정시키고, X축 길이를 변화시키면서 자기저항소자(300)의 저항 변화율(%)을 측정한 결과이다. 자유층(20)의 Y축 길이를 400㎚ 및 600㎚ 로 고정한 상태에서, X축 길이를 100㎚ 에서 50㎚ 단위로 증가시키면서 자기저항소자(300)의 저항 변화율(%)을 측정하였다.
도 6을 참조하면, 자유층(20)의 Y축 길이가 400㎚ 인 경우, X축 길이가 약 350㎚ 까지 증가함에 따라, 저항 변화율(%)이 증가하는 것을 알 수 있다. X축 길이가 약 350㎚ 까지 증가하여도, 형상 이방성(shape anistropy)에 의해 자유층(20)의 자화 용이축이 Y축 방향으로 유지될 수 있고, 이때, X축 길이가 증가할수록 저항 변화율(%)이 증가한다. 한편, 자유층(20)의 Y축 길이가 600㎚ 인 경우, X축 길이가 약 450㎚ 까지 증가함에 따라 저항 변화율(%)이 증가하다가, X축 길이가 약 500㎚ 이상으로 증가하면, 저항 변화율(%)이 감소하였다. 자유층(20)의 Y축 길이가 600㎚ 인 경우, X축 길이가 약 500㎚ 까지는 형상 이방성(shape anistropy)에 의해 자유층(20)의 자화 용이축이 Y축 방향으로 유지될 수 있다. 이렇게 자유층(20)의 자화 용이축이 Y축 방향으로 유지되는 조건하에서, X축 길이가 증가할수록 저항 변화율(%)이 증가할 수 있다. 하지만, X축 길이가 약 500㎚ 이상으로 커지면, 자유층(20)의 자화 용이축이 Y축 방향으로 유지되기 어렵기 때문에, 저항 변화율(%)이 감소할 수 있다. 이러한 결과는 자유층(20)의 자화 용이축이 형상 이방성(shape anistropy)에 의해 결정되는 경우에 대한 것이다. 만약, 자유층(20)의 자화 용이축이 유도 이방성(induced anistropy)의 영향을 받는다면, 위 결과는 달라질 수 있다. 예컨대, 자유층(20)의 X축 길이가 Y축 길이보다 커지더라도 저항 변화율(%)은 감소하지 않고 높게 유지될 수 있다.
도 1에 도시한 구조에서는 고정층(10)은 자성트랙(100)과 평행한 자화 방향을 갖고, 자유층(20)은 자성트랙(100)에 수직한 자화 용이축을 갖지만, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 고정층(10)의 자화 방향과 자유층(20)의 자화 용이축의 방향은 서로 바뀔 수 있다. 그 예가 도 7에 도시되어 있다.
도 7을 참조하면, 자기저항소자(300')는 분리층(15')을 사이에 두고 구비된 고정층(10') 및 자유층(20')을 포함할 수 있다. 고정층(10')은 Y축에 평행한 자화 방향을 가질 수 있고, 자유층(20')은 X축에 평행한 자화 용이축을 가질 수 있다. 즉, 고정층(10')의 자화 방향은 자성트랙(100)의 연장 방향에 수직할 수 있고, 자유층(20')의 자화 용이축은 자성트랙(100)의 연장 방향에 평행할 수 있다. 만약, 자유층(20')의 자화 용이축이 형상 이방성(shape anistropy)에 의해 결정된다면, 자유층(20')의 X축 길이는 Y축 길이보다 길 수 있다. 도 7의 경우에도, 고정층(10')의 자화 방향과 자유층(20')의 자화 용이축은 비평행(예컨대, 수직)하기 때문에, 자유층(20')의 자화 방향 변동에 따른 자기저항소자(300')의 저항 변화량은 클 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 고정층(10')의 자화 방향과 자유층(20')의 자화 용이축은 수직하지 않고, 예각 또는 둔각을 이룰 수 있다.
도 1 및 도 7에서는 고정층(10, 10')과 자유층(20, 20')이 모두 수평 자기이방성을 갖는 경우에 대해서 도시하고 설명하였지만, 다른 실시예에 따르면, 고정층(10, 10')과 자유층(20, 20') 중 하나는 수평 자기이방성을 갖고, 다른 하나는 수직 자기이방성(perpendicular magnetic anisotropy)을 가질 수 있다. 그 일례가 도 8에 도시되어 있다.
도 8을 참조하면, 자기저항소자(300")는 분리층(15")을 사이에 두고 구비된 고정층(10") 및 자유층(20")을 포함할 수 있다. 고정층(10")은 수평 자기이방성을 가질 수 있고, 자유층(20")은 수직 자기이방성을 가질 수 있다. 고정층(10")은 도 1의 고정층(10)과 유사하게 X축과 평행한 자화 방향을 가질 수 있다. 자유층(20")은 Z축과 평행한 자화 용이축을 가질 수 있다. 따라서, 고정층(10")의 자화 방향과 자유층(20")의 자화 용이축은 서로 수직할 수 있다. 이와 같이, 자유층(20")이 Z축과 평행한 자화 용이축을 갖는 경우, 자유층(20")의 자화 용이축은 결정 이방성(crystal anisotropy)에 의해 정해질 수 있다.
이상에서 설명한 정보저장장치에서는 자성트랙(100)이 수평 자기이방성을 갖 는 경우에 대해서만 도시하고 설명하였지만, 수직 자기이방성을 갖는 자성트랙을 사용할 수도 있다. 그 일례가 도 9에 도시되어 있다. 도 9는 도 1에서 변형된 구조이다.
도 9를 참조하면, 자성트랙(100')은 수직 자기이방성을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 자구(D1', D2')는 각각 Z축 및 Z축의 역방향으로 자화될 수 있다. 자구벽(DW1')은 블로흐(bloch) 벽 또는 닐(neel) 벽일 수 있다. 상기 블로흐(bloch) 벽의 경우 Y축과 평행한 방향으로 자화 방향을 갖는다고 할 수 있고, 상기 닐(neel) 벽의 경우 X축과 평행한 방향으로 자화 방향을 갖는다고 할 수 있다. 도 9에서 자성트랙(100')을 제외한 나머지 구성은 도 1의 그것과 동일할 수 있다. 도 1의 구조가 도 9와 같이 변형된 것과 유사하게, 도 7 및 도 8의 구조에서도 수직 자기이방성을 갖는 자성트랙(100')이 사용될 수 있다.
도 10은 도 9의 정보저장장치에서 자유층(20)의 Y축 길이를 고정시키고, X축 길이를 변화시키면서 자기저항소자(300)의 저항 변화율(%)을 측정한 결과이다. 자유층(20)의 Y축 길이를 200㎚, 300㎚ 및 400㎚ 로 고정한 상태에서, X축 길이를 100㎚ 에서 50㎚ 단위로 증가하시키면서 자기저항소자(300)의 저항 변화율(%)을 측정하였다. 도 10의 결과는 자유층(20)의 자화 용이축이 형상 이방성(shape anisotropy)에 의해 결정되는 경우에 대한 것이다.
도 10을 참조하면, 자유층(20)의 Y축 길이가 200㎚ 인 경우, X축 길이가 약 200㎚ 까지 증가함에 따라 저항 변화율(%)이 증가하다가, X축 길이가 200㎚ 를 초과하면 저항 변화율(%)이 감소하였다. 자유층(20)의 Y축 길이가 300㎚ 인 경우, X 축 길이가 약 300㎚ 까지 증가함에 따라 저항 변화율(%)이 증가하다가, X축 길이가 300㎚ 를 초과하면 저항 변화율(%)이 감소하였다. 자유층(20)의 Y축 길이가 400㎚ 인 경우, X축 길이가 약 300㎚ 까지 증가함에 따라 저항 변화율(%)이 증가하다가, X축 길이가 약 300㎚ 이상으로 증가하면, 저항 변화율(%)이 다소 감소하였다. 이러한 결과는 도 6의 그것과 유사하다. 따라서, 수직 자기이방성을 갖는 자성트랙(100')을 사용하더라도, 형상 이방성(shape anistropy)에 의해 자유층(20)의 자화 용이축이 Y축 방향으로 유지될 수 있는 조건하에서, X축 길이를 크게 할수록 저항 변화율(%)은 커지는 것을 알 수 있다. 이 결과는 자유층(20)의 자화 용이축이 형상 이방성(shape anistropy)에 의해 결정되는 경우에 대한 것이다. 만약, 자유층(20)의 자화 용이축이 유도 이방성(induced anistropy)의 영향을 받는 경우라면, 위 결과는 달라질 수 있다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 정보저장장치의 정보 재생방법을 예시적으로 간략히 설명하도록 한다. 본 재생방법에서는 자구벽에서 발생하는 누설 자계(stray field)에 의한 자기저항소자의 저항 변화를 이용한다.
도 11a 및 도 11b는 도 1의 정보저장장치를 이용한 정보 재생방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 11a는 자구벽(DW1)의 왼쪽 및 오른쪽에 제1 및 제2 자구(D1, D2)가 위치하는 자성트랙(100a)에 대한 정보의 재생방법을 보여준다. X축 방향으로 자화된 제1 자구(D1)는 데이터 "0"에 대응될 수 있고, X축의 역방향으로 자화된 제2 자구(D2)는 데이터 "1"에 대응될 수 있다.
자구벽(DW1)과 제1 및 제2 자구(D1, D2)를 오른쪽으로 이동시키면서, 자구벽(DW1)에서 발생하는 누설 자계(stray field)에 의한 자기저항소자(300)의 저항 변화를 측정하였다. 이는 곧 자기저항소자(300)를 제2 자구(D2)(데이터 "1")에서 자구벽(DW1)을 거쳐 제1 자구(D1)(데이터 "0")로 이동시키면서, 그의 저항 변화를 측정한 것과 동일하다고 할 수 있다. 따라서, 본 재생방법은 데이터 "10"에 대한 재생방법이라 할 수 있다. 이 경우, 자기저항소자(300)의 저항은 최대값과 최소값을 차례로 통과하면서 변화된다. 즉, 자기저항소자(300)의 저항은 증가했다가 감소한다. 이는 도 2의 결과와 유사하다.
도 11b는 자구벽(DW1)의 왼쪽 및 오른쪽에 제2 및 제1 자구(D2, D1)가 위치하는 자성트랙(100b)에 대한 정보의 재생방법을 보여준다. 제2 자구(D2)는 데이터 "1"에 대응될 수 있고, 제1 자구(D1)는 데이터 "0"에 대응될 수 있다.
자구벽(DW1)과 제1 및 제2 자구(D1, D2)를 오른쪽으로 이동시키면서, 자구벽(DW1)에서 발생하는 누설 자계(stray field)에 의한 자기저항소자(300)의 저항 변화를 측정하였다. 이는 자기저항소자(300)를 제1 자구(D1)(데이터 "0")에서 자구벽(DW1)을 거쳐 제2 자구(D2)(데이터 "1")로 이동시키면서, 그의 저항 변화를 측정한 것과 동일하다고 할 수 있다. 따라서, 본 재생방법은 데이터 "01"에 대한 재생방법이라 할 수 있다. 이 경우, 자기저항소자(300)의 저항은 최소값과 최대값을 차례로 통과하면서 변화된다. 즉, 자기저항소자(300)의 저항은 감소했다가 증가할 수 있다. 이는 도 11a의 결과와 반대이다.
즉, 도 11a의 데이터 "10"을 재생하는 경우, 자기저항소자(300)의 저항 변화 양상과 도 11b의 데이터 "01"을 재생하는 경우, 자기저항소자(300)의 저항 변화 양상은 서로 반대이다. 따라서, 자기저항소자(300)의 저항이 어떻게 변화되는지를 통해서, 데이터가 "1"에서 "0"으로 변했는지, "0"에서 "1"로 변했는지를 알 수 있다. 도 11a와 같이 저항이 변하는 경우, 데이터 "10"을 읽은 것으로 간주하고, 도 11b와 같이 저항이 변하는 경우, 데이터 "01"을 읽은 것으로 간주할 수 있다.
만약, "0" 또는 "1"이 반복되는 경우라면, 반복되는 시간만큼 자기저항소자(300)의 저항은 변화되지 않을 것이다. 따라서, 자기저항소자(300)의 저항이 변화되지 않는다면, 그 시간만큼 데이터 "0" 또는 "1"이 반복된 것으로 간주할 수 있다. 예컨대, 도 11a와 같이 저항이 변화된 후, 소정 시간 동안 저항이 변화되지 않는다면, 그 시간만큼 데이터 "0"이 반복된 것으로 간주할 수 있다. 이와 유사하게, 도 11b와 같이 저항이 변화된 후, 소정 시간 동안 저항이 변화되지 않는다면, 그 시간만큼 데이터 "1"이 반복된 것으로 간주할 수 있다. 이러한 방법으로, 자성트랙에 기록된 데이터를 재생할 수 있다.
도 11a 및 도 11b의 정보 재생방법에서, 자성트랙(100a, 100b) 및 자기저항소자(300)의 구성은 다양하게 변형될 수 있다.
이상에서는 편의상 자성트랙이 두 개의 자구 및 하나의 자구벽을 갖는 경우에 대해 도시하였지만, 자성트랙은 세 개 이상의 자구 및 두 개 이상의 자구벽을 가질 수 있다. 또한, 정보저장장치는 자성트랙에 정보를 기록하기 위한 '쓰기유닛'을 더 포함할 수 있다. 예컨대, 본 발명의 실시예에 따른 정보저장장치는 도 12와 같은 구조를 가질 수 있다.
도 12를 참조하면, 소정 방향, 예컨대, X축 방향으로 연장된 자성트랙(1000)이 구비될 수 있다. 자성트랙(1000)은 그 연장 방향을 따라 일렬로 연속 배열된 다수의 자구(D)를 가질 수 있다. 인접한 두 개의 자구(D) 사이에 자구벽(DW)이 구비될 수 있다. 자성트랙(1000)은 수평 자기이방성 또는 수직 자기이방성을 가질 수 있다. 자성트랙(1000)은 각 자구(D)에 정보를 저장하는 정보저장요소로 사용될 수 있다. 자성트랙(1000)의 형태는 도시된 바에 한정되지 않고, 다양하게 변형될 수 있다. 자성트랙(1000)에 연결된 자구벽 이동수단(2000)이 구비될 수 있다. 자구벽 이동수단(2000)은 도 1의 자구벽 이동수단(200)과 동일하므로, 이에 대한 설명은 반복하지 않는다.
자성트랙(1000)의 소정 영역 상에 읽기유닛(3000) 및 쓰기유닛(4000)이 구비될 수 있다. 읽기유닛(3000)과 쓰기유닛(4000)은 도시된 바와 같이 자성트랙(1000)의 위쪽에 구비될 수 있지만, 아래쪽에 구비될 수도 있다. 경우에 따라서는, 읽기유닛(3000)과 쓰기유닛(4000) 중 하나는 자성트랙(1000)의 아래 쪽에, 다른 하나는 위쪽에 구비될 수도 있다. 도시하지는 않았지만, 읽기유닛(3000)과 자성트랙(1000) 사이에 절연층이 구비될 수 있다. 쓰기유닛(4000)과 자성트랙(1000) 사이에는 절연층이 구비되거나, 자성트랙(1000)보다 비저항이 높은 도전층이 구비될 수 있다.
읽기유닛(3000)은 도 1 및 도 7 내지 도 9의 자기저항소자(300, 300', 300") 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있다. 쓰기유닛(4000)은 스핀 전이 토크(spin transfer torque)를 이용한 기록장치일 수 있다. 이 경우, 쓰기유닛(4000)은 TMR(tunnel magneto resistance) 또는 GMR(giant magneto resistance) 구조를 가질 수 있다. 또는 쓰기유닛(4000)은 외부 자장을 이용하여 쓰기를 수행하는 장치일 수도 있다. 이 경우, 쓰기유닛(4000)은 자성트랙(1000)에서 소정 간격 이격될 수 있다. 쓰기유닛(4000)의 기록 메카니즘, 구조 및 형성 위치 등은 전술한 것들 및 도시된 것에 한정되지 않고, 다양하게 변경될 수 있다. 예컨대, 쓰기유닛(4000)은 자성트랙(1000)의 상면이나 하면에 구비되지 않고, 자성트랙(1000)의 측면에 구비시킬 수도 있다.
자구벽 이동수단(2000)을 이용해서 자성트랙(1000)에 전류를 인가하여 자구(D) 및 자구벽(DW)을 이동시키면서, 읽기유닛(3000) 또는 쓰기유닛(4000)을 이용해서 정보를 재생하거나 기록할 수 있다.
상기한 설명에서 많은 사항이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다, 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 예를 들어, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 실시예에 따른 자기저항소자는 도 1, 도 7 내지 도 9 및 도 12와 같은 자구벽 이동을 이용한 정보저장장치(메모리)뿐만 아니라, 그 밖의 다른 분야에 적용될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 또한 도 1, 도 7 내지 도 9 및 도 12의 구조는 예시적인 것에 불과하고, 다양하게 변형될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 자기저항소자를 포함하는 정보저장장치를 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 정보저장장치에서 자구벽 이동에 따른 자기저항소자의 저항 변화를 보여주는 그래프이다.
도 3 및 도 4는 비교예에 따른 정보저장장치에서 자구벽 이동에 따른 자기저항소자의 저항 변화를 보여주는 그래프이다.
도 5는 도 1의 정보저장장치에서 자유층의 종횡비(aspect ratio)에 따른 자기저항소자의 저항 변화율(%)을 보여주는 그래프이다.
도 6은 도 1의 정보저장장치에서 자유층의 Y축 길이를 고정시키고, X축 길이를 변화시키면서 자기저항소자의 저항 변화율(%)을 측정한 결과이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 자기저항소자를 포함하는 정보저장장치를 보여주는 사시도이다.
도 10은 도 9의 정보저장장치에서 자유층의 Y축 길이를 고정시키고, X축 길이를 변화시키면서 자기저항소자의 저항 변화율(%)을 측정한 결과이다.
도 11a 및 도 11b는 본 발명의 실시예에 따른 정보저장장치의 동작방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정보저장장치의 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 *
D, D1, D1', D2, D2' : 자구 DW, DW1, DW1' : 자구벽
10, 10', 10" : 고정층 15, 15', 15" : 분리층
20, 20', 20" : 자유층 100, 100', 1000 : 자성트랙
200, 2000 : 자구벽 이동수단 300, 300', 300", 3000 : 자기저항소자
4000 : 쓰기유닛

Claims (22)

  1. 다수의 자구 및 그들 사이에 자구벽을 갖는 자성트랙;
    상기 자구벽을 이동시키기 위한 자구벽 이동수단; 및
    상기 자성트랙에 기록된 정보를 재생하기 위한 자기저항소자;를 포함하고,
    상기 자기저항소자는,
    고정된 자화 방향을 갖는 고정층(pinned layer);
    상기 고정층과 상기 자성트랙 사이에, 상기 고정층의 자화 방향과 비평행한 자화 용이축(magnetization easy axis)을 갖는 자유층(free layer); 및
    상기 고정층과 자유층 사이에 분리층;을 구비하는 정보저장장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정층과 상기 자유층은 수평 자기이방성(in-plane magnetic anisotropy)을 갖는 정보저장장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 고정층의 자화 방향과 상기 자유층의 자화 용이축은 서로 수직한 정보저장장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 고정층의 자화 방향과 상기 자유층의 자화 용이축은 예각 또는 둔각을 이루는 정보저장장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고정층은 수평 자기이방성(in-plane magnetic anisotropy)을 갖고,
    상기 자유층은 수직 자기이방성(perpendicular magnetic anisotropy)을 갖는 정보저장장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 자유층의 상기 자화 용이축은 형상 이방성(shape anisotropy)에 의해 결정되는 정보저장장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 자유층의 단축(x)과 장축(y)의 길이 비(x/y)는 1/10 ≤ x/y ＜ 1 을 만족하는 정보저장장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 자유층의 상기 자화 용이축은 상기 자성트랙에 수직한 정보저장장치.
  9. 제 2 항에 있어서,
    상기 자유층의 상기 자화 용이축은 상기 자성트랙에 평행한 정보저장장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성트랙은 수평 자기이방성을 갖는 정보저장장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성트랙은 수직 자기이방성을 갖는 정보저장장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성트랙과 상기 자유층 사이에 절연층이 구비된 정보저장장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성트랙과 상기 자유층 사이의 거리는 1∼1000㎚ 인 정보저장장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 자성트랙에 정보를 기록하기 위한 쓰기유닛을 더 포함하는 정보저장장치.
  15. 고정된 자화 방향을 갖는 고정층(pinned layer);
    상기 고정층의 자화 방향과 수직한 자화 용이축(magnetization easy axis)을 갖는 자유층(free layer); 및
    상기 고정층과 자유층 사이에 분리층;을 구비하고,
    상기 고정층과 자유층 중 하나는 수평 자기이방성을 갖고, 다른 하나는 수직 자기이방성을 갖는 자기저항소자.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 고정층은 수평 자기이방성을 갖고,
    상기 자유층은 수직 자기이방성을 갖는 자기저항소자.
  17. 다수의 자구 및 그들 사이에 자구벽을 갖는 자성트랙, 상기 자구벽을 이동시키기 위한 자구벽 이동수단, 및 상기 자성트랙에 기록된 정보를 재생하기 위한 자기저항소자를 포함하는 정보저장장치의 정보 재생방법에 있어서,
    상기 자성트랙의 상기 자구벽을 이동시키는 단계; 및
    상기 자구벽의 누설 자계(stray field)에 의한 상기 자기저항소자의 저항 변화를 측정하는 단계;를 포함하는 정보저장장치의 정보 재생방법.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 자기저항소자는,
    고정된 자화 방향을 갖는 고정층(pinned layer);
    상기 고정층과 상기 자성트랙 사이에, 상기 고정층의 자화 방향과 비평행한 자화 용이축(magnetization easy axis)을 갖는 자유층(free layer); 및
    상기 고정층과 자유층 사이에 분리층;을 구비하고,
    상기 자구벽의 누설 자계(stray field)에 의해 상기 자유층의 자화 방향이 변화되는 정보저장장치의 정보 재생방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 고정층과 상기 자유층은 수평 자기이방성을 갖는 정보저장장치의 정보 재생방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 고정층의 자화 방향과 상기 자유층의 자화 용이축은 서로 수직한 정보저장장치의 정보 재생방법.
  21. 제 19 항에 있어서,
    상기 고정층의 자화 방향과 상기 자유층의 자화 용이축은 예각 또는 둔각을 이루는 정보저장장치의 정보 재생방법.
  22. 제 18 항에 있어서,
    상기 고정층은 수평 자기이방성을 갖고,
    상기 자유층은 수직 자기이방성을 갖는 정보저장장치의 정보 재생방법.
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