RU2011143173A - Многоуровневый магнитный элемент - Google Patents

Многоуровневый магнитный элемент Download PDF

Info

Publication number
RU2011143173A
RU2011143173A RU2011143173/08A RU2011143173A RU2011143173A RU 2011143173 A RU2011143173 A RU 2011143173A RU 2011143173/08 A RU2011143173/08 A RU 2011143173/08A RU 2011143173 A RU2011143173 A RU 2011143173A RU 2011143173 A RU2011143173 A RU 2011143173A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
layer
temperature threshold
magnetic element
magnetization
high temperature
Prior art date
Application number
RU2011143173/08A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2573205C2 (ru
Inventor
Бертран КАМБУ
Original Assignee
Крокус Текнолоджи Са
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Крокус Текнолоджи Са filed Critical Крокус Текнолоджи Са
Publication of RU2011143173A publication Critical patent/RU2011143173A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2573205C2 publication Critical patent/RU2573205C2/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/165—Auxiliary circuits
    • G11C11/1675—Writing or programming circuits or methods
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/56—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency
    • G11C11/5607—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using storage elements with more than two stable states represented by steps, e.g. of voltage, current, phase, frequency using magnetic storage elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/902—Specified use of nanostructure
    • Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
    • Y10S977/933—Spintronics or quantum computing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S977/00—Nanotechnology
    • Y10S977/902—Specified use of nanostructure
    • Y10S977/932—Specified use of nanostructure for electronic or optoelectronic application
    • Y10S977/933—Spintronics or quantum computing
    • Y10S977/935—Spin dependent tunnel, SDT, junction, e.g. tunneling magnetoresistance, TMR

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)

Abstract

1. Многоуровневый магнитный элемент (2), содержащий первый туннельный барьерный слой (22) между мягким ферромагнитным слоем (23), имеющим намагниченность, которая может быть свободно выстроена, и первым твердым ферромагнитным слоем (21), имеющим намагниченность, которая фиксируется при первом низком температурном пороге (Tw3) и способна свободно выстраиваться при первом высоком температурном пороге (Tw1); отличающийся тем, чтомагнитный элемент (2) дополнительно содержит второй туннельный барьерный слой (24) и второй твердый ферромагнитный слой (25), имеющий намагниченность, которая фиксируется при первом низком температурном пороге (Tw3) и способна свободно выстраиваться при втором высоком температурном пороге (Tw2); где мягкий ферромагнитный слой (23) образован между первым и вторым туннельными барьерными слоями (22, 24).2. Магнитный элемент (2) по п.1, где первый высокий температурный порог (Tw1) первого антиферромагнитного слоя (20), по существу, равен второму высокому температурному порогу (Tw2) второго антиферромагнитного слоя (24).3. Магнитный элемент (2) по п.1, гдепервый туннельный барьерный слой (22) имеет произведение сопротивление первого перехода-площадь (RA), которое, по существу, равно произведению сопротивление второго перехода-площадь (RA) второго туннельного барьерного слоя (24).4. Магнитный элемент (2) по п.1, где первый высокий температурный порог (Tw1) первого антиферромагнитного слоя (20) выше, чем второй высокий температурный порог (Tw2) второго антиферромагнитного слоя (24).5. Магнитный элемент (2) по п.1, где первый твердый ферромагнитный слой (21) и второй твердый ферромагнитный слой (25) имеют разные магнитные моменты.6. Магнитный элемент

Claims (12)

1. Многоуровневый магнитный элемент (2), содержащий первый туннельный барьерный слой (22) между мягким ферромагнитным слоем (23), имеющим намагниченность, которая может быть свободно выстроена, и первым твердым ферромагнитным слоем (21), имеющим намагниченность, которая фиксируется при первом низком температурном пороге (Tw3) и способна свободно выстраиваться при первом высоком температурном пороге (Tw1); отличающийся тем, что
магнитный элемент (2) дополнительно содержит второй туннельный барьерный слой (24) и второй твердый ферромагнитный слой (25), имеющий намагниченность, которая фиксируется при первом низком температурном пороге (Tw3) и способна свободно выстраиваться при втором высоком температурном пороге (Tw2); где мягкий ферромагнитный слой (23) образован между первым и вторым туннельными барьерными слоями (22, 24).
2. Магнитный элемент (2) по п.1, где первый высокий температурный порог (Tw1) первого антиферромагнитного слоя (20), по существу, равен второму высокому температурному порогу (Tw2) второго антиферромагнитного слоя (24).
3. Магнитный элемент (2) по п.1, где
первый туннельный барьерный слой (22) имеет произведение сопротивление первого перехода-площадь (RA1), которое, по существу, равно произведению сопротивление второго перехода-площадь (RA2) второго туннельного барьерного слоя (24).
4. Магнитный элемент (2) по п.1, где первый высокий температурный порог (Tw1) первого антиферромагнитного слоя (20) выше, чем второй высокий температурный порог (Tw2) второго антиферромагнитного слоя (24).
5. Магнитный элемент (2) по п.1, где первый твердый ферромагнитный слой (21) и второй твердый ферромагнитный слой (25) имеют разные магнитные моменты.
6. Магнитный элемент (2) по п.1, где
упомянутый мягкий ферромагнитный слой (23) имеет толщину от 1 до 10 нм.
7. Способ записи в магнитный элемент (2), охарактеризованный по любому из пп.1-6, содержащий этапы, на которых:
нагревают упомянутый магнитный элемент (2) до первого высокого температурного порога (Tw1);
прикладывают первое записывающее магнитное поле так, чтобы выстроить намагниченность первого запоминающего слоя (21) и намагниченность второго запоминающего слоя (25) соответственно первому магнитному полю; и
охлаждают упомянутый магнитный элемент (2) до первого низкого температурного порога (Tw3) так, чтобы заморозить намагниченность первого и второго запоминающих слоев (21, 25) в их выстроенном состоянии.
8. Способ по п.7, где
первый высокий температурный порог (Tw1) выше, чем второй высокий температурный порог (Tw2); способ дополнительно содержащий этапы, на которых:
охлаждают упомянутый магнитный элемент (2) до второго высокого температурного порога (Tw2) и
прикладывают второе записывающее магнитное поле так, чтобы выстроить намагниченность второго запоминающего слоя (25) соответственно второму магнитному полю; так что до четырех разных уровней состояния могут быть записаны в магнитном элементе (2).
9. Способ по п.8, где:
первое записывающее магнитное поле ориентируют в направлении, противоположном направлению второго записывающего магнитного поля, так что намагниченность первого запоминающего слоя (21) выстраивается в направлении, противоположном намагниченности второго запоминающего слоя (25).
10. Способ по п.8, где первое записывающее магнитное поле ориентируют в том же направлении, что и направление второго записывающего магнитного поля, так что намагниченность первого запоминающего слоя (21) выстраивается в том же направлении, что и намагниченность второго запоминающего слоя (25).
11. Способ считывания магнитного элемента (2), охарактеризованного по любому из пп.1-4, содержащий этапы, на которых:
прикладывают первое считывающее магнитное поле (53) так, чтобы выстроить намагниченность чувствительного слоя (23) в первом выстроенном направлении соответственно первому считывающему магнитному полю (53);
измеряют первое сопротивление (R1) магнитного элемента (2);
прикладывают второе считывающее магнитное поле (54) так, чтобы выстроить намагниченность чувствительного слоя (23) во втором выстроенном направлении соответственно второму считывающему магнитному полю (54); и
измеряют второе сопротивление (R2) магнитного элемента (2).
12. Способ по п.11, где
первый твердый ферромагнитный слой (21) и второй твердый ферромагнитный слой (25) имеют разные магнитные моменты и где первое считывающее магнитное поле (53) прикладывают с нулевой величиной поля.
RU2011143173/08A 2010-10-26 2011-10-25 Многоуровневый магнитный элемент RU2573205C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP10290579.1 2010-10-26
EP10290579 2010-10-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011143173A true RU2011143173A (ru) 2013-04-27
RU2573205C2 RU2573205C2 (ru) 2016-01-20

Family

ID=44999691

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011143173/08A RU2573205C2 (ru) 2010-10-26 2011-10-25 Многоуровневый магнитный элемент

Country Status (4)

Country Link
US (2) US8630112B2 (ru)
EP (1) EP2447949B1 (ru)
JP (1) JP5798002B2 (ru)
RU (1) RU2573205C2 (ru)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2447948B1 (en) * 2010-10-26 2014-12-31 Crocus Technology S.A. Thermally assisted magnetic random access memory element with improved endurance
EP2506265B1 (en) 2011-03-28 2019-06-05 Crocus Technology Magnetic random access memory cell with a dual junction for ternary content addressable memory applications
EP2528060B1 (en) * 2011-05-23 2016-12-14 Crocus Technology S.A. Multibit cell with synthetic storage layer
US9396745B2 (en) 2014-03-07 2016-07-19 Seagate Technology Llc Multi-sensor reader with different readback sensitivities
US9214625B2 (en) 2014-03-18 2015-12-15 International Business Machines Corporation Thermally assisted MRAM with increased breakdown voltage using a double tunnel barrier
US9406870B2 (en) 2014-04-09 2016-08-02 International Business Machines Corporation Multibit self-reference thermally assisted MRAM
EP2942780B1 (en) * 2014-05-09 2019-10-30 Crocus Technology S.A. Multi-bit MRAM cell and method for writing and reading to such MRAM cell
US9941469B2 (en) 2015-10-06 2018-04-10 International Business Machines Corporation Double spin filter tunnel junction
WO2019143052A1 (ko) * 2018-01-17 2019-07-25 한양대학교 산학협력단 메모리 소자
US11074950B2 (en) * 2018-04-26 2021-07-27 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Multistate magnetic memory element using metamagnetic materials
RU2731531C1 (ru) * 2019-05-08 2020-09-03 Общество с ограниченной ответственностью "Новые спинтронные технологии" (ООО "НСТ") Вихревой спиновый диод, а также приемник и детектор на его основе
US11514962B2 (en) 2020-11-12 2022-11-29 International Business Machines Corporation Two-bit magnetoresistive random-access memory cell
US11823723B2 (en) * 2021-11-22 2023-11-21 International Business Machines Corporation Memory device with spin-harvesting structure

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5640343A (en) 1996-03-18 1997-06-17 International Business Machines Corporation Magnetic memory array using magnetic tunnel junction devices in the memory cells
JP3840010B2 (ja) 1999-10-19 2006-11-01 東北パイオニア株式会社 発光ディスプレイの製造方法
JP4666775B2 (ja) * 2001-01-11 2011-04-06 キヤノン株式会社 磁気薄膜メモリ素子、磁気薄膜メモリおよび情報記録方法
FR2832542B1 (fr) 2001-11-16 2005-05-06 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetique a jonction tunnel magnetique, memoire et procedes d'ecriture et de lecture utilisant ce dispositif
JP2004079632A (ja) * 2002-08-12 2004-03-11 Toshiba Corp 半導体集積回路装置
US6801451B2 (en) * 2002-09-03 2004-10-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Magnetic memory devices having multiple bits per memory cell
US6985385B2 (en) * 2003-08-26 2006-01-10 Grandis, Inc. Magnetic memory element utilizing spin transfer switching and storing multiple bits
WO2005036558A1 (en) * 2003-10-14 2005-04-21 Agency For Science, Technology And Research Magnetic memory device
FR2914482B1 (fr) * 2007-03-29 2009-05-29 Commissariat Energie Atomique Memoire magnetique a jonction tunnel magnetique
FR2925747B1 (fr) * 2007-12-21 2010-04-09 Commissariat Energie Atomique Memoire magnetique a ecriture assistee thermiquement
RU2394304C2 (ru) * 2007-12-26 2010-07-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ" (НИЯУ МИФИ) Способ формирования структуры магнитного туннельного перехода на основе наноразмерных структур металл-изолятор-металл и структура магнитного туннельного перехода на основе наноразмерных структур металл-изолятор-металл (варианты)
FR2931011B1 (fr) * 2008-05-06 2010-05-28 Commissariat Energie Atomique Element magnetique a ecriture assistee thermiquement
US8039913B2 (en) * 2008-10-09 2011-10-18 Seagate Technology Llc Magnetic stack with laminated layer
EP2276034B1 (en) 2009-07-13 2016-04-27 Crocus Technology S.A. Self-referenced magnetic random access memory cell

Also Published As

Publication number Publication date
EP2447949A1 (en) 2012-05-02
US8630112B2 (en) 2014-01-14
JP2012094871A (ja) 2012-05-17
US20120120720A1 (en) 2012-05-17
US8947921B2 (en) 2015-02-03
RU2573205C2 (ru) 2016-01-20
US20140126283A1 (en) 2014-05-08
JP5798002B2 (ja) 2015-10-21
EP2447949B1 (en) 2016-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2011143173A (ru) Многоуровневый магнитный элемент
JP5856490B2 (ja) 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ
US8698259B2 (en) Method and system for providing a magnetic tunneling junction using thermally assisted switching
US10276226B2 (en) Method and system for determining temperature using a magnetic junction
RU2599939C2 (ru) Ячейка магнитного оперативного запоминающего устройства (mram) с самоадресацией, содержащая ферримагнитные слои
JP2012533189A5 (ru)
TW200626922A (en) Magnetic sensor using giant magnetoresistive elements and method for manufacturing the same
RU2011143175A (ru) Термический магнитный элемент памяти с произвольным доступом с увеличенной долговечностью
KR102199622B1 (ko) 용이 콘 이방성을 가지는 자기 터널 접합 소자들을 제공하는 방법 및 시스템
JP2012094871A5 (ru)
US8988935B2 (en) Self-referenced MRAM cell and method for writing the cell using a spin transfer torque write operation
TW201329974A (zh) 磁性隨機存取記憶體（ｍｒａｍ）單元、用於寫入以及使用自我參照讀取操作讀取磁性隨機存取記憶體單元的方法
RU2012153710A (ru) Самоотносимый элемент магнитной оперативной памяти, содержащий синтетический запоминающий слой
RU2012121194A (ru) Многобитовая ячейка с синтетическим запоминающим слоем
WO2009078202A1 (ja) 磁気メモリー素子、その駆動方法及び不揮発性記憶装置
RU2012150042A (ru) Самоотносимая ячейка mram с оптимизированной надежностью
RU2013104558A (ru) Самоотносимая ячейка магнитной памяти типа mram c линейным считывающим сигналом
WO2009078244A1 (ja) 磁気ランダムアクセスメモリ、及び、磁気ランダムアクセスメモリの初期化方法
JP2010080920A (ja) トンネル磁気抵抗素子
WO2007111318A1 (ja) 磁気ランダムアクセスメモリ及びその動作方法
Yamazaki et al. B8. 4-characterisitics of tmr angle sensors
RU2012111795A (ru) Ячейка магнитной оперативной памяти с двойным переходом для применений троичной ассоциативной памяти
US11244781B2 (en) Magnetization control element, magnetic memory, and magnetic recording system
CN102931342A (zh) 一种霍尔自旋天平材料及元器件
CN101252037B (zh) 磁性薄膜和磁阻效应元件