專利名稱：具有磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存儲裝置及形成該裝置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
示例實施例涉及一種數(shù)據(jù)存儲裝置，例如，具有磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存儲 裝置，該數(shù)據(jù)存儲裝置可以通過引發(fā)磁疇壁移動來寫入、存儲和擦除數(shù)據(jù)。
背景技術(shù)：
信息產(chǎn)業(yè)近來的發(fā)展可能已經(jīng)導(dǎo)致了與用于處理大量數(shù)據(jù)的改進技術(shù)以 及用于存儲大量數(shù)據(jù)的經(jīng)改進的數(shù)據(jù)存儲裝置相關(guān)的研究增多。數(shù)據(jù)存儲裝
置(例如，硬盤驅(qū)動器(HDD))可以包括讀取/寫入頭和旋轉(zhuǎn)記錄介質(zhì)，并可以 具有可達大約1000億字節(jié)(GB)或更多的容量。然而，具有旋轉(zhuǎn)部分的數(shù)據(jù)存 儲裝置(例如，HDD)可能容易磨損，并會更有可能在數(shù)據(jù)存儲裝置的驅(qū)動過 程中發(fā)生故障，因此降低可靠性。
近年來，對利用磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存儲裝置進行的研究已經(jīng)增多。構(gòu)成 磁性體的微石茲區(qū)域(magnetic minute region)可以被稱為》茲疇。在f茲疇中作為電 子旋轉(zhuǎn)的結(jié)果的磁矩的方向可以基本相同?？梢岳么判圆牧系男螤詈痛笮?以及外部能量來適當?shù)乜刂拼女牭拇笮『痛艠O化。磁疇壁可以指具有不同的 磁極化的磁疇之間的邊界區(qū)域?？梢皂憫?yīng)于施加到磁性材料的磁場或電流來 移動磁疇壁。
圖1A至圖1C是示出了磁疇壁移動的傳統(tǒng)的原理的示圖。參照圖1A, 可以制備具有第一-茲疇11、第二磁疇12和對應(yīng)于第一磁疇11和第二磁疇12 之間的邊界區(qū)域的/f茲疇壁13的^f茲性層。
參照圖1B,當沿/人第二》茲疇12到第一》茲疇11的方向外部地施加^磁場時， 磁疇壁13可以沿從第二磁疇12到第一磁疇11的方向移動。因此，磁疇壁 13可以沿與施加外部;茲場的方向基本相同的方向移動。類似地，當沿從第一 磁疇11到第二磁疇12的方向施加磁場時，》茲疇壁13可以沿從第一磁疇11 到第二》茲疇12的方向移動。
參照圖1C，當沿從第一磁疇11到第二磁疇12的方向外部地提供電流(未 示出)時，磁疇壁13可以沿從第二磁疇12到第一磁疇11的方向移動。當提
供所述電流時，電子可以沿與提供所述電流的方向相反的方向流動，并且磁 疇壁13可以沿與電子流動的方向基本相同的方向移動。因此，石茲疇壁13可 以沿與提供所述外部電流的方向相反的方向移動。類似地，當沿從第二磁疇
12到第一磁疇11的方向提供電流時，磁疇壁13可以沿從第一磁疇11到第二 ;茲疇12的方向移動。
可以將磁疇壁移動的原理應(yīng)用于數(shù)據(jù)存儲裝置，例如，HDD或非易失性 隨機存取存儲器(RAM)。例如，基于這樣的原理，即，具有磁疇(可以沿特定 方向磁化)和磁疇壁(對應(yīng)于磁疇之間的邊界區(qū)域)的磁性材料的電壓會由于磁 疇壁移動而改變，可以實施寫入和讀取數(shù)據(jù)"0"或數(shù)據(jù)"1"的非易失性存 儲器裝置。可以通過提供預(yù)定的電流到線性成形的磁性材料來改變磁疇壁的 位置，使得非易失性存儲器裝置可以寫入和讀取數(shù)據(jù)。因此，可以實現(xiàn)更高 集成度的具有更簡單的結(jié)構(gòu)的裝置。
當將磁疇壁移動的原理應(yīng)用于數(shù)據(jù)存儲裝置(例如，HDD或非易失性 RAM)時，可以設(shè)置多個》茲性層以及置于磁性層之間的連接層以增加數(shù)據(jù)存儲 密度?？梢酝ㄟ^移動;茲性層之間的;茲疇壁來寫入或讀取數(shù)據(jù)。然而，當通過 置于磁性層之間的連接層來提供電流以移動磁疇壁時，電流密度可能由于泄 漏而降低，因此阻礙了磁疇壁的移動。

發(fā)明內(nèi)容
示例實施例涉及一種利用磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存儲裝置，其中，該數(shù)據(jù)存 儲裝置可以減小或防止連接層的電流密度的降低以有利于-茲疇壁移動。根據(jù) 示例實施例的具有磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存儲裝置可以包括第一磁性層，具有 多個磁疇；第二磁性層，連接到第一磁性層；連接層，在第一磁性層和第二 磁性層之間；和/或第 一電阻磁性層(resistive magnetic layer),在第一磁性層和 第二磁性層中的至少一個與連接層之間。該數(shù)據(jù)存儲裝置可以附加地包括與 第一磁性層的鄰接(adjoin)連接層的區(qū)域相鄰的第二電阻磁性層。數(shù)據(jù)存儲裝 置還可以包括與第二磁性層的鄰接連接層的區(qū)域相鄰的第三電阻磁性層。
第 一 電阻磁性層、第二電阻磁性層和/或第三電阻;茲性層可以由具有大約 十倍至大約一萬倍于第 一,茲性層和第二^t性層中的至少一個的電阻率的電阻 率的材料形成。例如，電阻^t性層可以由具有大約一百倍至大約一千倍于第 一磁性層和第二磁性層中的至少 一個的電阻率的電阻率的材料形成。
第 一 電阻磁性層、第二電阻磁性層和/或第三電阻磁性層可以由磁性材料
形成。例如，電阻磁性層可以由Co-Zr-Nb和Co-Fe-B中的至少一種形成。電 阻磁性層也可以由非晶態(tài)鐵磁體形成。另外，電阻》茲性層可以由摻雜從Cr、 Pt、 Pd、 Mn、 Hf、 Au、 Ir、 Fe、 Co、 Ni和Si組成的組中選擇的至少一種元 素的磁性材料形成。此外，第一磁性層和第二磁性層中的至少一個可以由從 Ni-Fe、 Co、 Co-Ni、 Co-Fe、 Co-Cr、 Fe-Pt和Co-Fe-Ni組成的組中選擇的至 少一種材料形成。
根據(jù)示例實施例的一種形成數(shù)據(jù)存儲裝置的方法可以包括形成具有多 個磁疇的第一磁性層，形成連接到第一磁性層的第二》茲性層，形成在第一磁 性層和第二磁性層之間的連接層，和/或形成在第 一磁性層和第二磁性層中的
至少 一個與連接層之間的第 一 電阻磁性層。也可以形成與第 一磁性層的鄰接 連接層的區(qū)域相鄰的第二電阻磁性層。此外，可以形成與第二磁性層的鄰接 連接層的區(qū)域相鄰的第三電阻磁性層。


參照附圖，示例實施例的上述和其它特征和優(yōu)點可以變得更清楚，其中 圖1A至圖1C是示出了磁疇壁移動的傳統(tǒng)的原理的示圖； 圖2是根據(jù)示例實施例的具有磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存儲裝置的透視圖； 圖3A至圖3J是示出了根據(jù)示例實施例的形成具有磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存
儲裝置的方法的示圖4A至圖4B是根據(jù)示例實施例的具有磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存儲裝置的變
化的示圖5A至圖5C是示出連接層相對于電阻的電流密度的根據(jù)示例實施例的 仿真結(jié)果的示圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在將參照附圖更加充分地在下文中描述示例實施例。在附圖中，為了 清晰起見，可以夸大層和區(qū)域的厚度。
應(yīng)該理解的是，當元件或?qū)颖环Q為"在"另一元件或?qū)?上"、"連接到" 另一元件或?qū)印?結(jié)合到"另一元件或?qū)踊蛘?覆蓋"另一元件或?qū)訒r，它可 以直接在另一元件或?qū)由?、直接連接到另一元件或?qū)印⒅苯咏Y(jié)合到另一元件或?qū)踊蛘咧苯痈采w另一元件或?qū)?，或者可以存在中間元件或中間層。相反， 當元件或?qū)颖环Q為"直接在"另一元件或?qū)?上"、"直接連接到"另一元件 或?qū)印?直接結(jié)合到"另一元件或?qū)踊蛘?直接覆蓋"另一元件或?qū)訒r，不存 在中間元件或中間層。相同的標號始終代表相同的元件。如這里所使用的， 術(shù)語"和/或"包括一個或多個相關(guān)所列項的任一和全部組合。
應(yīng)該理解的是，雖然術(shù)語第一、第二、第三等可以在這里用來描述多種 元件、組件、區(qū)域、層和/或部分，但是這些元件、組件、區(qū)域、層和/或部分 不應(yīng)該受這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅是用來將一個元件、組件、區(qū)域、層或 部分與另一元件、組件、區(qū)域、層或部分區(qū)分開。因此，在不脫離示例實施
例的教導(dǎo)的情況下，下面討論的第一元件、組件、區(qū)域、層和/或部分可以被 稱為第二元件、組件、區(qū)域、層和/或部分。
為了描述方便，在這里可以使用空間相對術(shù)語，例如，"在……之下" "在……以下"、"下面的"、"在......以上"、"上面的"等來描述如附圖中示
出的一個元件或特征與其它元件或特征的關(guān)系。應(yīng)該理解的是，空間相對術(shù) 語意在包括除附圖中描述的方位之外的裝置在使用或操作中的不同方位。例 如，如果將附圖中的裝置翻轉(zhuǎn)，則被描述為"在"其它元件或特征"以下" 或"之下"的元件將隨后被定位為在其它元件或特征"以上"。因此，示例性 術(shù)語"在……以下，，可以包括"在……以上，，和"在……以下"兩個方位。
可將裝置另外定位(旋轉(zhuǎn)90度或處于其它方位)，并相應(yīng)地解釋這里使用的空
間相對描述符。
這里使用的術(shù)語只是出于描述多種實施例的目的，而不意在成為示例實 施例的限制。如這里所使用的，除非上下文另外清楚的指出，否則單數(shù)形式 也意在包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)該理解的是，當術(shù)語"包括"和/或"包含，，在此 說明書中使用時，其表明所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件的存 在，但不排除一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它 們的組的存在或添加。
在這里參照作為示例實施例的理想實施例(和中間結(jié)構(gòu))的示意圖的剖視 圖來描述示例實施例。比如，將預(yù)料到的是由例如制造技術(shù)和/或公差造成的 示圖的形狀的變化。因此，示例實施例不應(yīng)該被理解為限于這里示出的區(qū)域 的形狀，而是將包括例如由制造造成的形狀的偏差。例如，示出為矩形的注 入?yún)^(qū)將通常在其邊緣處具有倒圓的或者彎曲的特性和/或具有注入濃度梯度，
而不是從注入?yún)^(qū)到非注入?yún)^(qū)的二元變化。同樣，由注入形成的埋區(qū)會導(dǎo)致在 埋區(qū)和發(fā)生注入的表面之間的區(qū)域中的一些注入。因此，附圖中示出的區(qū)域 本質(zhì)上是示意性的，它們的形狀不意在示出裝置的區(qū)域的真實形狀，并不意 在限制示例實施例的范圍。
含義與示例實施例所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的含義相同。還應(yīng)該理 解的是，除非在這里被特定的限定，否則術(shù)語(包括在通用字典里定義的術(shù)語) 應(yīng)該被理解為其含義與相關(guān)領(lǐng)域的環(huán)境中它們的含義一致，并且不應(yīng)該被理 想化的或過度正式的理解。
圖2是根據(jù)示例實施例的具有磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存儲裝置的透視圖。參
照圖2,數(shù)據(jù)存儲裝置可以包括第一磁性層21a、第二磁性層21b和連接層23, 其中，連接層23置于第一磁性層21a和第二磁性層21b之間以連接第一磁性 層21a和第二磁性層21b。第一磁性層21a和第二》茲性層21b可以具有多個磁 疇。第一電阻》茲性層202可以置于第一磁性層21a和連接層23之間及第二磁 性層21b和連接層23之間。第二電阻磁性層201可以設(shè)置成與第一磁性層 21a的鄰接連接層23的區(qū)域相鄰。第三電阻磁性層203可以設(shè)置成與第二磁 性層21b的鄰接連接層23的區(qū)域相鄰。
可以通過第 一 電阻磁性層202 、第二電阻磁性層201和/或第三電阻磁性 層203的形成來表征才艮據(jù)示例實施例的具有磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存儲裝置的特 性，使得可以減小或防止電流擴散到第一^f茲性層21a和第二》茲性層21b之間 的連接中，因此有利于^f茲疇壁移動?，F(xiàn)在將更詳細地描述數(shù)據(jù)存儲裝置的這 種特性。
利用磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存儲裝置可以將單個磁疇與單位數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，并可 以包括具有磁極化的磁疇，所述磁極化可以是第一方向或第二方向。例如， 當磁疇的磁極化為向上的方向時，磁疇可以與數(shù)據(jù)"1"關(guān)聯(lián)，并且當磁疇的 磁極化為向下的方向時，磁疇可以與數(shù)據(jù)"0"關(guān)聯(lián)。因此，具有可以為向上 的方向或向下的方向的磁極化的磁疇可以與單位比特關(guān)聯(lián)。在利用磁疇壁移 動的數(shù)據(jù)存儲裝置中寫入數(shù)據(jù)的操作可以包括在由磁性材料形成的磁性層的 預(yù)定位置存儲具有特定磁極化的磁疇。
例如，現(xiàn)在將描述在第二^f茲性層21b的右區(qū)域(right region)中存儲數(shù)據(jù) "0"的方法，其中，第一磁性層21a為寫入軌道或緩沖軌道，并且第二磁性
層21b為數(shù)據(jù)存儲軌道。第一磁性層21a可以包括向上磁化的磁疇和向下磁 化的磁疇。當電流被提供到置于第一磁性層21a的兩端的電極(未示出)時，向 下磁化的磁疇可以被移動到第一磁性層21a的在連接層23之下的部分。為了 在第二磁性層21b的右區(qū)域中存儲數(shù)據(jù)，向下磁化的磁疇可以通過連接層23 被移動到第二磁性層21b的右區(qū)域。因此，可以通過連接在第一磁性層21a 的一端和第二磁性層21b的右端之間的電極(未示出)來提供電流?？梢匝貜牡?二磁性層21b到第一磁性層21a的方向控制電流的流動。因為電子將沿從第 一》茲性層21 a至第二》茲性層21 b的方向流動，所以位于第一-茲性層21 a的在 連接層23之下的部分中的磁疇可以經(jīng)過連接層23，并向第二磁性層21b的 右區(qū)域移動。結(jié)果，通過利用電流來將向下^t化的磁疇定位于第二磁性層21b 的預(yù)定的區(qū)域，可以在第二磁性層21b中存儲數(shù)據(jù)"0"。當讀取存儲的數(shù)據(jù) 時，可以將磁電阻頭(未示出)(例如，巨磁電阻(GMR)頭或隧道磁電阻(TMR) 頭)定位于第一磁性層21a之下，并且;茲疇可以從第二^茲性層21b通過連接層 23移動到第 一磁性層21a,從而可以讀取磁疇的磁極化。
當沿從第一磁性層21a到第二磁性層21b的方向或沿與之相反的方向提 供電流來通過連接層23移動磁疇時，會由于電流的擴散而導(dǎo)致在鄰近連接層 23的第一磁性層21a和第二磁性層21b的區(qū)域中電流的密度降低。電流密度 的降低會阻礙一磁疇壁通過連接層23的移動。因此，由于電流擴散，所以磁疇 壁移動會導(dǎo)致能耗升高。為了克服這些缺點，根據(jù)示例實施例的利用磁疇壁 移動的數(shù)據(jù)存儲裝置可以包括置于第一磁性層21a和第二磁性層21b的連接 中的第一電阻》茲性層202、第二電阻磁性層201和/或第三電阻-茲性層203。 第 一 電阻磁性層202 、第二電阻磁性層201和/或第三電阻磁性層203可以減 小或防止電流擴散到第一磁性層21a和第二磁性層21b之間的連接中，從而 抑制電流密度的降低。
第 一 電阻磁性層202可以置于第 一磁性層21a和連接層23之間以及第二 磁性層21b和連接層23之間。第二電阻磁性層201可以設(shè)置成與第一磁性層 21a的鄰接連接層23的區(qū)域相鄰。第三電阻磁性層203可以設(shè)置成與第二磁 性層21b的鄰接連接層23的區(qū)域相鄰。例如，在第一》茲性層21a和連接層23 之間沒有插入第一電阻磁性層202的情況下，當電流被提供到第一磁性層21a 的兩端以在第 一磁性層21 a中移動磁疇壁時，電流會向上泄漏到連接層23, 從而阻礙磁疇壁的移動。因此，置于第一磁性層21a和連接層23之間的第一
電阻磁性層202會降低或防止電流擴散到連接層23中。此外，第二電阻磁性 層201可以置于第一/f茲性層21a中，并且第三電阻^磁性層203可以置于第二 磁性層21b中，以減小或防止當磁疇壁被移動通過連接層23時電流的擴散。
結(jié)果，根據(jù)示例實施例的利用磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存儲裝置可以包括第一 電阻磁性層202、第二電阻磁性層201和/或第三電阻》茲性層203,以減小或 防止在與連接層23相鄰的第一磁性層21a和第二磁性層21b之間的連接中的 電流的泄漏，從而有利于》茲疇壁移動。第一電阻^磁性層202、第二電阻^磁性 層201和/或第三電阻/磁性層203可以由電阻率比第 一》茲性層21 a和/或第二》茲 性層21b的電阻率高的材料形成。第一電阻磁性層202、第二電阻磁性層201 和/或第三電阻磁性層203可以具有大約十至大約一萬倍于第一磁性層21a和 /或第二^F茲性層21b的電阻率。例如，第一電阻^t性層202、第二電阻^1性層 201和/或第三電阻磁性層203可以具有大約一百倍至大約一千倍于第一磁性 層21a和/或第二/f茲性層21b的電阻率。
第 一 電阻磁性層202 、第二電阻磁性層201和/或第三電阻磁性層203可 以由磁性材料形成以允許磁疇的移動，并且還可以^皮摻雜另 一元素以增加電 阻。第 一 電阻》茲性層202 、第二電阻一磁性層201和/或第三電阻f茲性層203可 以由鈷合金例如Co-Zr-Nb合金和/或Co-Fe-B合金形成。此外，磁性材料可 以摻雜從由Cr、 Pt、 Pd、 Mn、 Hf、 Au、 Ir、 Fe、 Co、 Ni和Si組成的組中選 擇的元素，以增加第一電阻磁性層202、第二電阻磁性層201和/或第三電阻 磁性層203的電阻。附加的磁性層(未示出)可以選擇性地置于(或另外連接到) 第二磁性層21b上。因此，附加的電阻磁性層可以按如上所述的方式置于磁 性層的連接中。
將參照圖3A至圖3J來描述根據(jù)示例實施例的形成具有磁疇壁移動的數(shù) 據(jù)存儲裝置的方法。參照圖3A,可以通過在基底30上涂覆磁性材料來形成 第一磁性層31a。磁性材料可以為垂直磁化材料或水平》茲化材料，例如，用于 磁性記錄介質(zhì)的材料。例如，》茲性材料可以從由Ni-Fe、 Co、 Co-Ni、 Co-Fe、 Co-Cr、 Fe-Pt和/或Co-Fe-Ni組成的組中選擇。參照圖3B,可以蝕刻第一磁 性層31a的預(yù)定區(qū)域以形成槽h!。
參照圖3C，可以在所得結(jié)構(gòu)上涂覆具有高于第一磁性層31a的電阻率的 電阻率的磁性材料，并將其平坦化，以在槽h,中形成電阻磁性材料層32。電 阻》茲性材料層32可以由鈷合金例如Co-Zr-Nb合金和/或Co-Fe-B合金形成。
可選擇地，電阻磁性材料層32可以由非晶態(tài)鐵磁體形成。還可以用從Cr、 Pt、 Pd、 Mn、 Hf、 Au、 Ir、 Fe、 Co、 Ni和Si組成的組中選擇的至少一種元 素摻雜磁性材料以增加電阻來獲得電阻磁性材料層32。電阻磁性材料層32 可以具有大約十至大約一萬倍于第一磁性層31a的電阻率。
參照圖3D，可以蝕刻電阻磁性材料層32以形成電阻;茲性層(例如，第二 電阻磁性層)301。參照圖3E,可以用磁性材料填充具有電阻磁性層301的槽 h！,所述磁性材料例如為與第一磁性層3la相同的材料。參照圖3F,可以在 第一》茲性層31a上涂覆絕緣材料(例如，Si02),以形成絕緣層34。參照圖3G, 可以蝕刻絕緣層34以形成槽h2，從而暴露第一磁性層31a?？梢栽诒┞兜牡?一磁性層31 a上涂覆電阻磁性材料，以形成電阻磁性層(例如，第 一電阻磁性 層)311。
參照圖3H，可以在電阻磁性層311上涂覆》茲性材料，以形成連接層35。 可以在連接層35上涂覆電阻》茲性材料，并將其平坦化，以形成電阻磁性層(例 如，第一電阻;茲性層)312。連接層35可以由任何適當?shù)氖澬圆牧闲纬桑?管該磁性材料是較高Ku材料還是較低Ku材料。例如，連接層35可以由與 第一磁性層31a的材料基本相同的材料形成?？梢栽诮^緣層34和電阻磁性層 312上涂覆磁性材料，以形成第二磁性層3lb。
參照圖31,可以在第二磁性層31b中設(shè)置槽h3,以暴露電阻磁性層312。 可以通過執(zhí)行如上參照圖3C和圖3D所描述的相同的工藝來在槽h3的側(cè)壁上 形成電阻磁性層。參照圖3J,可以用磁性材料填充具有電阻磁性層(例如，第 三電阻磁性層)302的槽h3,并且可以使第二磁性層31b的表面平坦化。通過 重復(fù)上述工藝可以將附加的磁性層選擇性地置于第二磁性層31b上。
圖4A和圖4B是根據(jù)示例實施例的具有磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存儲裝置的變 化的示圖。參照圖4A,多個第二磁性層42可以垂直鄰接到第 一磁性層41, 并且電阻磁性層43可以置于第一磁性層41和第二》茲性層42之間。參照圖 4B，多個第二i茲性層42可以水平鄰接到第 一》茲性層41,并且電阻磁性層43 可以置于第一磁性層41和第二磁性層42之間。因此，圖4A示出了沿水平 方向放置的第一^F茲性層41，而圖4B示出了沿垂直方向放置的第一磁性層41。 電阻磁性層43可以置于第一磁性層41和第二磁性層42之間的連接(未示出) 中。此外，附加的電阻磁性層(未示出)可以選擇性地設(shè)置成與第一磁性層41 的接觸電阻》茲性層43的區(qū)域相鄰。
圖5A至圖5C是示出在根據(jù)示例實施例的利用磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存儲裝
置中，在電流被提供到磁性層51的兩側(cè)的情況下，磁性層51和另一磁性層 之間的交叉處(例如，連接)的電流密度的仿真結(jié)果的示圖，其中，。參照圖5A 至圖5C，標號52a、 52b和52c可以表示不同磁性層之間的交叉處(例如，連 接)。附加磁性層(未示出)可以鄰接到磁性層51,并且電阻磁性層(未示出)可 以置于附加磁性層和磁性層51之間。圖5A示出了磁性層51與電阻磁性層 的電阻率比為大約1: 10的情況。圖5B示出了磁性層51與電阻磁性層的電阻 率比為大約1: IOO的情況。圖5C示出了磁性層51與電阻磁性層的電阻率比 為大約1: 1000的情況。
如圖5A中所示，當電阻^t性層具有大約10倍于》茲性層51的電阻率時， 會較大程度地降低在連接52a、連接52b和連接52c處的電流密度。隨著電阻 磁性層與磁性層51的電阻比增加，連接52a、連接52b和連接52c的電流密 度可以逐漸地增加。如圖5B中所示，當電阻^磁性層具有大約一百倍于磁性層 51的電阻率時，可以稍小程度地降低在連接52a、連接52b和連接52c處的 電流密度。如圖5C中所示，當電阻磁性層具有大約一千倍于磁性層51的電 阻率時，在連接52a、連接52b和連接52c處的電流密度的降低可以比較小。 結(jié)果，在磁性層之間的連接處具有較高電阻率的電阻磁性層可以有利于利用 磁疇壁移動并具有多個磁性層的數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，以抑制電流密度的降低。
如上所述，根據(jù)示例實施例的利用磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存儲裝置可以包括 置于多個磁性層之間的連接處的電阻磁性層。因此，當提供電流以移動磁疇 壁時，可以減小或防止電流擴散，從而有助于在連接處保持電流密度。此外， 當向數(shù)據(jù)存儲裝置寫入數(shù)據(jù)或從數(shù)據(jù)存儲裝置讀取數(shù)據(jù)時，通過減小或防止 電流密度的降低，可以節(jié)約能量。
盡管在這里已經(jīng)公開了示例實施例，但是應(yīng)該理解的是，其它變化也是 可以的。這樣的變化將不會被認作脫離本公開的示例實施例的精神和范圍， 并且對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將是顯而易見的，所有這樣的修改意在被包 括在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種具有磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存儲裝置，包括第一磁性層，具有多個磁疇；第二磁性層，連接到所述第一磁性層；連接層，在所述第一磁性層和所述第二磁性層之間；第一電阻磁性層，在所述第一磁性層和所述第二磁性層中的至少一個與所述連接層之間。
2、 如權(quán)利要求l所述的裝置，還包括第二電阻磁性層，與所述第 一磁性層的鄰接所述連接層的區(qū)域相鄰。
3、 如權(quán)利要求l所述的裝置，還包括第三電阻磁性層，與所述第二磁性層的鄰接所述連接層的區(qū)域相鄰。
4、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述第一電阻爿磁性層由具有大約十 倍至大約一萬倍于所述第一^f茲性層和所述第二^t性層中的至少一個的電阻率 的電阻率的材料形成。
5、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述第一電阻磁性層由具有大約一 百倍至大約一千倍于所述第一磁性層和所述第二^f茲性層中的至少一個的電阻 率的電阻率的材料形成。
6、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述第一電阻磁性層由磁性材料形成。
7、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述第一電阻磁性層由非晶態(tài)鐵磁 體形成。
8、 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述第一電阻磁性層由Co-Zr-Nb 和Co-Fe-B中的至少一種形成。
9、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述第一電阻磁性層由摻雜從Cr、 Pt、 Pd、 Mn、 Hf、 Au、 Ir、 Fe、 Co、 Ni和Si組成的組中選擇的至少一種元 素的磁性材料形成。
10、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述第一磁性層和所述第二磁性 層中的至少一個由從Ni-Fe、 Co、 Co-Ni、 Co-Fe、 Co-Cr、 Fe-Pt和Co-Fe-Ni 組成的組中選擇的至少 一種材料形成。
11、 一種形成數(shù)據(jù)存儲裝置的方法，包括形成具有多個磁疇的第一磁性層；形成連接到所述第 一磁性層的第二磁性層； 形成在所述第一磁性層和所述第二磁性層之間的連接層； 形成在所述第 一磁性層和所述第二磁性層中的至少 一個與所述連接層之 間的第一電阻磁性層。
12、 如權(quán)利要求11所述的方法，還包括形成與所述第 一磁性層的鄰接所述連接層的區(qū)域相鄰的第二電阻磁性層。
13、 如權(quán)利要求11所述的方法，還包括形成與所述第二磁性層的鄰接所述連接層的區(qū)域相鄰的第三電阻磁性層。
14、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一電阻磁性層由具有大約 十倍至大約一萬倍于所述第一磁性層和所述第二磁性層中的至少一個的電阻 率的電阻率的材料形成。
15、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一電阻一磁性層由具有大約 一百倍至大約一千倍于所述第一磁性層和所述第二磁性層中的至少一個的電 阻率的電阻率的材料形成。
16、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一電阻;茲性層由磁性材料 形成。
17、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一電阻磁性層由非晶態(tài)鐵磁體形成。
18、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一電阻磁性層由Co-Zr-Nb 和Co-Fe-B中的至少一種形成。
19、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一電阻磁性層由摻雜從 Cr、 Pt、 Pd、 Mn、 Hf、 Au、 Ir、 Fe、 Co、 Ni和Si組成的組中選擇的至少一 種元素的磁茲性材料形成。
20、 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第一磁性層和所述第二磁性 層中的至少一個由從Ni-Fe、 Co、 Co-Ni、 Co-Fe、 Co-Cr、 Fe-Pt和Co-Fe-Ni 組成的組中選擇的至少 一種材料形成。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種利用磁疇壁移動的數(shù)據(jù)存儲裝置及形成該裝置的方法，該數(shù)據(jù)存儲裝置可包括具有多個磁疇的第一磁性層。第二磁性層可以連接到第一磁性層，并且連接層可以置于第一磁性層和第二磁性層之間。電阻磁性層可以置于第一磁性層和連接層之間以及第二磁性層和連接層之間。因此，當電流被提供到該數(shù)據(jù)存儲裝置以移動磁疇壁時，可以減小或防止在磁性層之間的連接中的電流的泄漏，從而節(jié)約能量。
文檔編號H01L43/08GK101188271SQ20071019340
公開日2008年5月28日 申請日期2007年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月20日
發(fā)明者左圣熏, 李成喆, 金洸奭 申請人:三星電子株式會社