RU2005133003A

RU2005133003A - Усовершенствованное многоразрядное магнитное запоминающее устройство с произвольной выборкой и способы его функционирования и производства

Info

Publication number: RU2005133003A
Application number: RU2005133003/09A
Authority: RU
Inventors: Лим ЧЕЕ-КХЕНГ (KR); Лим ЧЕЕ-КХЕНГ
Original assignee: Самсунг Электроникс Ко., Лтд. (KR); Самсунг Электроникс Ко., Лтд.
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2007-05-10
Also published as: US7567453B2; RU2310928C2; DE602005001829D1; EP1653475B1; US20080106933A1; EP1653475A1; DE602005001829T2

Claims

1. Магнитная память, содержащая по меньшей мере одну парную ячейку, каждая парная ячейка содержащая первую и вторую ячейку памяти, и первая и вторая ячейки памяти, каждая из которых имеет магнитную многослойную структуру, содержащую магнитно-изменяемый ферромагнитный слой, ферромагнитный базовый слой, имеющий неизменяемое состояние намагниченности, соответствующий разделительный слой, разделяющий магнитно-изменяемые и неизменяемые ферромагнитные слои, при этом первая и вторая ячейки памяти упорядочены таким образом, что эффективная остаточная намагниченность каждой из ячеек не параллельна с длинными осями ячеек.

2. Магнитная память по п.1, отличающаяся тем, что разделительный слой является непроводящим.

3. Магнитная память по п.1, отличающаяся тем, что разделительный слой является проводящим.

4. Магнитная память по п.1, отличающаяся тем, что магнитно-изменяемый ферромагнитный слой первой ячейки памяти из парной ячейки имеет в своем составе одинаковый или отличающийся ферромагнитный материал, что и магнитно-изменяемый ферромагнитный слой второй ячейки памяти парной ячейки.

5. Магнитная память по п.1, отличающаяся тем, что магнитно-изменяемый ферромагнитный слой первой ячейки памяти парной ячейки имеет одинаковую или отличающуюся толщину, что и толщина магнитно-изменяемого ферромагнитного слоя второй ячейки памяти парной ячейки.

6. Магнитная память по п.1, отличающаяся тем, что магнитно-изменяемый ферромагнитный слой первой ячейки памяти парной ячейки имеет одинаковую или отличающуюся намагниченность насыщения, что и магнитно-изменяемый ферромагнитный слой второй ячейки памяти парной ячейки.

7. Магнитная память по п.1, отличающаяся тем, что магнитно-изменяемый ферромагнитный слой первой ячейки памяти парной ячейки имеет одинаковую или отличающуюся магнитно-кристаллическую анизотропию, что и магнитно-изменяемый ферромагнитный слой второй ячейки памяти парной ячейки.

8. Магнитная память по п.1, отличающаяся тем, что первая и вторая ячейки памяти имеют одинаковую или различную форму ячейки.

9. Магнитная память по п.1, отличающаяся тем, что первая и вторая ячейки памяти имеют четырехугольную форму, и длина каждой ячейки памяти больше, чем ширина ячейки памяти.

10. Магнитная память по п.9, отличающаяся тем, что более короткие края каждой из первой и второй ячеек памяти расположены под углом к длинной оси ячейки памяти, под углами меньшими, чем 90°.

11. Магнитная память по п.10, отличающаяся тем, что углы находятся в диапазоне от около 5 до около 85°.

12. Магнитная память по п.9, отличающаяся тем, что первая ячейка памяти парной ячейки имеет более короткие края, расположенные под углом в направлении выше горизонтальной плоскости, тогда как вторая ячейка памяти имеет более короткие края, расположенные под углом в противоположном направлении ниже горизонтальной плоскости.

13. Магнитная память по п.9, отличающаяся тем, что точка пересечения длинной стороны с короткой стороной по меньшей мере в одной из первой и второй ячеек памяти закруглена, чтобы подавлять возникновение центров образования магнитных доменов.

14. Магнитная память по п.9, отличающаяся тем, что длинная ось каждой из первой и второй ячеек памяти расположена под углом к горизонтальной плоскости.

15. Магнитная память по п.14, отличающаяся тем, что длинная ось первой ячейки памяти парной ячейки расположена под углом над горизонтальной плоскостью, тогда как длинная ось второй ячейки памяти расположена под углом в направлении, противоположном длинной оси первой ячейки памяти, ниже горизонтальной плоскости.

16. Магнитная память по п.15, отличающаяся тем, что длинная ось первой ячейки памяти находится под углом в диапазоне около от 1 до 85°, тогда как длинная ось второй ячейки памяти находится под углом в диапазоне около от -1 до -85°.

17. Магнитная память по п.9, отличающаяся тем, что первая ячейка памяти из парной ячейки имеет более короткие края, расположенные под углом в направлении выше горизонтальной плоскости, тогда как длинная ось второй ячейки памяти расположена под углом ниже горизонтальной плоскости.

18. Магнитная память по п.9, отличающаяся тем, что первая ячейка памяти из парной ячейки имеет более короткие края, расположенные под углом в направлении ниже горизонтальной плоскости, тогда как длинная ось второй ячейки памяти расположена под углом выше горизонтальной плоскости.

19. Магнитная память по п.9, отличающаяся тем, что первая и вторая ячейки памяти отделены на расстояние по меньшей мере половины ширины ячейки, чтобы минимизировать магнитостатическое взаимодействие между ячейками.

20. Магнитная память по п.1, отличающаяся тем, что первая и вторая ячейки памяти парной ячейки совместно используют ту же ортогональную электрическую цепь.

21. Магнитная память по п.1, отличающаяся тем, что первая и вторая ячейки памяти парной ячейки имеют совместно либо раздельно используемый транзистор для операции уточнения состояния.

22. Магнитная память по п.1, отличающаяся тем, что соотношение сторон каждой ячейки находится между 1,1 и 3,0.

23. Магнитная память по п.22, отличающаяся тем, что первая и вторая ячейки памяти парной ячейки имеют одинаковое или различное соотношение сторон.

24. Магнитная память по п.1, отличающаяся тем, что магнитно-изменяемый ферромагнитный слой содержит сплав Ni, Fe и Co или их комбинацию.

25. Магнитная память по п.1, отличающаяся тем, что первая и вторая ячейки памяти имеют множество магнитно-изменяемых ферромагнитных слоев каждая, один из магнитно-изменяемых ферромагнитных слоев снизу конструкции и другой сверху конструкции.

26. Магнитная память по п.25, отличающаяся тем, что каждый магнитно-изменяемый ферромагнитный слой хранит один бит (разряд) двоичной информации.

27. Магнитная память по п.25, отличающаяся тем, что содержит две парных ячейки, в которых каждая парная ячейка хранит два разряда двоичной информации.

28. Магнитная память по п.27, отличающаяся тем, что содержит четыре парные ячейки, с двумя парами ячеек, уложенными поверх друг друга в перпендикулярном направлении, образуя структуру восьмиразрядной ячейки.

29. Магнитная память по п.28, отличающаяся тем, что ось поля прецессионного возбуждения спина для нижних четырех разрядов перпендикулярна верхним четырем разрядам, так что когда нижняя четырехразрядная ячейка возбуждается до прецессии, верхние четыре разряда не возбуждаются до прецессии.

30. Магнитная память по п.28, отличающаяся тем, что ось поля прецессионного возбуждения спина для нижних четырех разрядов перпендикулярна верхним четырем разрядам, так что, когда верхняя четырехразрядная ячейка возбуждается до прецессии, нижние четыре разряда не возбуждаются до прецессии.

31. Магнитная память по п.1, отличающаяся тем, что первая и вторая ячейки памяти парной ячейки имеют одинаковую или различную частоту прецессии спина.

32. Магнитная память по п.1, отличающаяся тем, что первая и вторая ячейки памяти парной ячейки имеют одинаковый или различный коэффициент затухания, чтобы предусматривать рассеяние магнитной энергии.

33. Способ записи для магнитной памяти, содержащей по меньшей мере одну парную ячейку, которая содержит первую и вторую ячейки памяти, заключающийся в том, что прикладывают первое магнитное поле ниже поля перемагничивания парной ячейки вдоль длинных осей первой и второй ячеек памяти, прикладывают второе магнитное поля перпендикулярно первому магнитному полю, причем второе магнитное поле имеет достаточную напряженность, чтобы создать угол прецессии спина, достаточно большой, чтобы переключить намагниченность первой ячейки памяти парной ячейки на противоположное направление, но недостаточную напряженность, чтобы переключить намагниченность второй ячейки памяти парной ячейки, при этом второе магнитное поле выключают, как только намагниченность первой ячейки спрецессирует больше, чем почти до 1/2, но меньше чем почти 3/4 цикла прецессии.

34. Способ записи по п.33, отличающийся тем, что первое магнитное поле выключается после того, как выключается второе магнитное поле.

35. Способ записи по п.33, отличающийся тем, что импульс первого магнитного поля имеет большую длительность, чем импульс второго магнитного поля.

36. Способ записи по п.33, отличающийся тем, что импульс второго магнитного поля имеет время нарастания, меньшее или равное 1 нс.

37. Способ записи по п.33, отличающийся тем, что одну из первой и второй ячеек памяти выбирают для записи посредством изменения полярности второго магнитного поля.

38. Способ записи по п.36, отличающийся тем, что импульс второго магнитного поля обладает формой, которая вызывает быстро нарастающее поле.

39. Способ записи по п.38, отличающийся тем, что форма выбрана из группы, состоящей из трапециевидной или экспоненциальной.

40. Способ записи по п.33, отличающийся тем, что дополнительно уточняют состояния хранящейся информации в каждой ячейке, используя магниторезистивный эффект.

41. Способ записи по п.33, отличающийся тем, что дополнительно снимают второе магнитное поле, когда намагниченность первой ячейки памяти достигнет до (n+1/2) периодов прецессии, где n - число периодов прецессии.

42. Способ записи по п.33, отличающийся тем, что намагниченность первой и второй ячеек памяти переключают посредством приложения внешнего магнитного поля, используя спин-поляризованный ток или их сочетание.

43. Способ записи по п.33, отличающийся тем, что интенсивность импульса первого магнитного поля является одинаковой или различной при перемагничивании каждого отдельного бита (разряда) в парной ячейке.

44. Способ записи по п.33, отличающийся тем, что длительность импульса первого магнитного поля находится в диапазоне около от 0,2 до 10 нс, тогда как длительность импульса второго магнитного поля находится в диапазоне около от 0,01 до 5 нс.

45. Способ записи магнитной памяти, содержащей по меньшей мере одну парную ячейку, заключающийся в том, что создают крутящий момент на ячейках посредством манипулирования по меньшей мере одним намагниченностью и углом эффективного поля ячеек, так что крутящий момент, приложенный к ячейке, которую необходимо перемагнитить, больше чем крутящий момент, приложенный к другой ячейке.

46. Способ записи по п.45, отличающийся тем, что крутящий момент, приложенный к ячейке, которую нужно перемагнитить, имеет момент, достаточный для того, чтобы образовать угол прецессии спина достаточно большой, чтобы переключить намагниченность ячейки на противоположное направление, но недостаточный, чтобы переключить намагниченность другой ячейки.