DE602004010316T2 - Magnetischer Direktzugriffspeicher mit hoher Selektivität - Google Patents

Magnetischer Direktzugriffspeicher mit hoher Selektivität Download PDF

Info

Publication number
DE602004010316T2
DE602004010316T2 DE602004010316T DE602004010316T DE602004010316T2 DE 602004010316 T2 DE602004010316 T2 DE 602004010316T2 DE 602004010316 T DE602004010316 T DE 602004010316T DE 602004010316 T DE602004010316 T DE 602004010316T DE 602004010316 T2 DE602004010316 T2 DE 602004010316T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
less
magnetic
random access
access memory
magnetic layer
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE602004010316T
Other languages
English (en)
Other versions
DE602004010316D1 (de
Inventor
Kyung-jin 824-805 Byeokjeokgol 8 dan Lee
Wan-jun 19-408 Cheongsil Apt. Park
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
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 Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of DE602004010316D1 publication Critical patent/DE602004010316D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE602004010316T2 publication Critical patent/DE602004010316T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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
    • G11C11/14—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements
    • G11C11/15—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements using multiple magnetic layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen magnetoresistiven Direktzugriffspeicher und insbesondere einen magnetoresistiven Direktzugriffspeicher mit hoher Selektivität.
  • Ein magnetoresistiver Direktzugriffspeicher (MRAM) ist ein spinelektronisches Bauteil, das als Speichervorrichtung der nächsten Generation entwickelt wurde, die einen herkömmlichen dynamischen Direktzugriffspeicher (DRAM), in dem er eine hohe Datenschreibgeschwindigkeit aufweist, aber darin gespeicherte Daten gelöscht werden, sobald eine elektrische Versorgung abgeschaltet wird, und einen Flash-Speicher mit einer Datengeschwindigkeit, die 1000-mal langsamer ist als der DRAM, ersetzen kann. Der MRAM weist eine mehrschichtige Dünnfilmstruktur mit einer ferromagnetischen Schicht/einer Isolierschicht/einer ferromagnetischen Schicht auf und speichert Daten unter Steuerung der Spintunnelung von Elektronen entsprechend der Magnetisierungsrichtung eines magnetischen Materials der ferromagnetischen Schicht.
  • 1 ist eine fundamentale Strukturansicht herkömmlicher MRAM-Zellen. Wenn ein elektrischer Strom sowohl an eine Bitleitung 11 wie an eine Wortleitung 13 angelegt wird, wird die Magnetisierungsrichtung einer freien Schicht einer ersten Zelle 15, die an einem Schnittpunkt zwischen der Bitleitung 11 und der Wortleitung 13 liegt, umgekehrt. Als Folge davon wird magnetische Information auf ein magnetisches Speicherbit geschrieben. In einem Array des MRAM wird ein Magnetfeld jedoch unvermeidbar an eine zweite und eine dritte Zelle 17 und 19 angelegt, die jeweils auf der Wortleitung 13 bzw. der Bitleitung 11 vorhanden sind, an die ein elektrischer Strom angelegt wird.
  • 2 ist ein Schaubild, das Widerstand-Magnetfeld(R-H)-Charakteristiken der ersten Zelle 15, die zum Einschreiben von Daten ausgewählt ist, und der zweiten und dritten Zelle 17 und 19, die um die erste Zelle 15 herum angeordnet sind, zeigt. Obwohl die zweite und dritte Zelle 17 und 19 nicht zum Einschreiben von Daten ausgewählt sind, wird ein Magnetfeld daran angelegt.
  • f1 ist eine Kurve, die R-H-Charakteristiken der ersten Zelle 15 zeigt, f2 ist eine Kurve, die R-H-Charakteristiken der dritten Zelle 19 zeigt, und f3 ist eine Kurve, die R-H-Charakteristiken der zweiten Zelle 17 zeigt. Wie aus f1, f2 und f3 zu sehen ist, gibt es zwei diskrete Zustände der R-H-Kurven bei herkömmlichen MRAM-Zellen. Es erscheinen Knicke, Bereiche mit einem Widerstand in einem Zwischenzustand des Magnetfelds, an Punkten A und A' auf f1, an einem Punkt B auf f2 und an einem Punkt C auf f3. Die Knicke sind einer der Hauptfaktoren, die die Selektivität eines MRAM-Arrays mindern.
  • Die erste Zelle 15 weist ein Schaltfeld H0 auf, das aufgrund eines von der Bitleitung 11 und der Wortleitung 13, die zueinander senkrecht sind, angelegten elektrischen Feldes niedriger ist als bei Nachbarzellen. Bei der Kurve von f1 wird ein Magnetfeld H0 zum vollständigen Schalten an einem Punkt f1sw erreicht. Wenn ein Schaltfeld H0 von 28 Oe angelegt wird, während die Richtung eines magnetischen Vektors in einer freien Schicht der ersten Zelle 15 umgekehrt wird, wird die Richtung eines magnetischen Vektors in einer freien Schicht der zweiten Zelle 17 auf der Wortleitung 13 nicht umgekehrt. Mit Bezug zu f3 ist bei einem Magnetfeld Hc2, das größer ist als H0, ein Knick (der Punkt C) ausgebildet. Deshalb findet die Magnetisierungsumkehr der zweiten Zelle 17 nicht statt. Jedoch mit Bezug zu f2 wird ein Knick (der Punkt B) bei einem Magnetfeld ausgebildet, das kleiner ist als H0. Wenn daher das Magnetfeld H0 angelegt wird, wird der magnetische Vektor einiger Magnetdomänen der dritten Zelle 19 auf der Bitleitung 11 teilweise umgekehrt, wodurch ein Fehler entsteht.
  • Deshalb ist es zur Erhöhung der Selektivität eines MRAM erforderlich, dass eine MRAM-Zelle in Richtung ohne Knicke oder mit Knicken, die die Selektivität nicht nachteilig beeinflussen können, neu konstruiert wird.
  • US 5,959,880 beschreibt einen magnetoresistiven Tunnelübergang, bei dem in Ausführungsformen das Längen/Breiten-Verhältnis 1:1 bis 5:1 beträgt und die Dicke der Magnetschichten im Bereich von 1 nm bis 20 nm liegt.
  • Eine Mehrlagenschicht vom Spinventiltyp ist in Zhang und White, "Topological couplings in spin-valve type multilayers", in IEEE Transactions an Magnetics, Band 32, Nummer 5, September 1996, Seiten 4630 bis 4635 beschrieben.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine magnetoresistive Direktzugriffspeicherzelle zur Verfügung gestellt, die umfasst: eine erste magnetische Schicht, bei der die Richtung eines magnetischen Vektors festgelegt ist, eine zweite magnetische Schicht, die parallel zur ersten magnetischen Schicht positioniert ist und bei der die Richtung eines magnetischen Vektors reversibel ist, und eine nicht magnetische Schicht, die zwischen die erste und zweite magnetische Schicht eingesetzt ist, wobei die zweite magnetische Schicht ein Aspektverhältnis von 2 oder weniger, eine Dicke von 5 nm oder weniger und eine Sättigungsmagnetisierung von 6 × 105 A/M (600 emu/cm3) oder weniger aufweist.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine magnetoresistive Direktzugriffspeicherzelle mit hoher Selektivität als Folge der Aufhebung von Knicken gemäß den Ansprüchen 1 bis 10 zur Verfügung.
  • Die Erfindung betrifft auch einen Speicher mit solchen Zellen gemäß Anspruch 11.
  • Die zweite Magnetschicht kann ein Aspektverhältnis von 1,5 oder weniger, bevorzugt 1,4 oder weniger, besonders bevorzugt 1,3 oder weniger, insbesondere bevorzugt 1,2 oder weniger, noch mehr bevorzugt 1,1 oder weniger und am stärksten bevorzugt 1,0 oder weniger aufweisen.
  • Die zweite Magnetschicht kann eine Dicke von 4 nm oder weniger und bevorzugt 3 nm oder weniger aufweisen.
  • Die zweite Magnetschicht kann eine Sättigungsmagnetisierung von 700 emu/cm3 oder weniger und bevorzugt von 600 emu/cm3 oder weniger aufweisen.
  • Die erste und zweite Magnetschicht oder die nicht magnetische Schicht können in einer mehrschichtigen Struktur ausgebildet sein und die nicht magnetische Schicht kann aus einem leitfähigen Material ausgebildet sein.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Knicke aufgehoben durch Ausbilden einer freien Schicht mit einem Aspektverhältnis von 2 oder weniger, einer Dicke von 5 nm oder weniger und einer Sättigungsmagnetisierung von 6 × 105 A/M (600 emu/cm3) oder weniger, was es ermöglicht, einen hochselektiven Speicher herzustellen.
  • Die obigen und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser ersichtlich durch eine ausführliche Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen mit Bezug zu den Zeichnungen, in denen:
  • 1 eine fundamentale Strukturansicht von herkömmlichen magnetoresistiven Direktzugriffspeicher(MRAM)-Zellen ist,
  • 2 ein Schaubild ist, das Widerstand-Magnetfeld(R-H)-Charakteristiken einer ersten Zelle zeigt, die zum Schreiben ausgewählt ist, und einer zweiten und einer dritten Zelle, die in den in 1 gezeigten MRAM-Zellen um die erste Zelle herum angeordnet sind,
  • 3 eine schematische Strukturansicht einer MRAM-Zelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist,
  • 4A bis 4E Schaubilder sind, die eine Verteilung von Hc2/Hc1 (HR) in Abhängigkeit von Dicke (t) und Sättigungsmagnetisierung (Ms) einer freien Schicht bei einem vorgegebenen Aspektverhältnis (AR) zeigen,
  • 5A bis 5E Schaubilder sind, die eine Verteilung eines Magnetfelds (Hsw) zum vollständigen Schalten in Abhängigkeit von Dicke (t) und Sättigungsmagnetisierung (Ms) einer freien Schicht bei einem vorgegebenen Aspektverhältnis (AR) zeigen,
  • 6 ein Schaubild ist, das eine Änderung der Selektivität in Abhängigkeit von Prozessfähigkeit und HR bei der Herstellung einer MRAM-Zelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 7A eine schematische Ansicht einer 360 Grad Domänenwandstruktur einer Magnetdomäne ist,
  • 7B eine schematische Ansicht einer Magnetwirbelstruktur einer Magnetdomäne ist und
  • 8 ein Simulationsschaubild einer Widerstand-Magnetfeld-Kurve in einer MRAM-Zelle ist, die mit der Vorgabe von AR = 1,5, t = 3 nm und MS = 6 × 105 A/M (600 emu/cm3) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
  • Nachfolgend wird eine magnetoresistive Direktzugriffspeicherzelle (MRAM) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben.
  • Bei der vorliegenden Erfindung wird, um Knicke als numerischen Wert darzustellen, wie in 2 gezeigt, ein Magnetfeld, das für vollständiges Schalten einer nicht ausgewählten vorgegebenen Zelle erforderlich ist, als Hc1 definiert (das an einem Punkt f3sw von 2 erzeugt wird) und ein ursprüngliches Magnetfeld zur Bildung von Knicken ist als Hc2 definiert. Hc2/Hc1 wird als quantitative Variable von Knicken verwendet. Hier gibt Hc2/Hc1 gleich 1 an, dass es keine Knicke in der Widerstand-Magneffeld(R-H)-Kurve einer MRAM-Zelle gibt.
  • 3 ist eine schematische Strukturansicht einer MRAM-Zelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Mit Bezug zu 3 weist eine MRAM-Zelle 30 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Stapelstruktur aus erster und zweiter Magnetschicht 31 und 35, die aus einem magnetischen Material gebildet sind, und einem nicht magnetischen Material 33 auf, das zwischen die erste und zweite Magnetschicht 31 und 35 eingesetzt ist. Eine der ersten und zweiten Magnetschicht 31 und 35 dient als festgelegte Schicht, in der die Richtung eines magnetischen Vektors von Magnetdomänen festgelegt ist. Hingegen dient die andere Magnetschicht als freie Schicht, in der die Richtung eines magnetischen Vektors von Magnetdomänen durch ein angelegtes Magnetfeld reversibel ist. Wenn zum Beispiel die erste Magnetschicht 31 eine festgelegte Schicht ist, ist die zweite Magnetschicht 35 eine freie Schicht. In diesem Fall ist die MRAM-Zelle 30 so ausgebildet, dass ein Aspektverhältnis (AR), das Verhältnis der Länge (l) einer großen Achse entlang einer Bitleitungsrichtung zur Länge (s) der kleinen Achse entlang einer Wortleitungsrichtung, 2 oder weniger beträgt, die Dicke (t) und die Sättigungsmagnetisierung (Ms) der zweiten Magnetschicht 35 als freie Schicht 5 nm oder weniger bzw. 6 × 105 A/M (600 emu/cm3) oder weniger betragen.
  • Eine MRAM-Zelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann mit mehr als zwei Magnetschichten ausgebildet sein. Gleichermaßen können in diesem Fall Knicke aufgehoben werden, so lange das AR einer freien Schicht auf 2 oder weniger, t der freien Schicht auf 5 nm oder weniger und Ms der freien Schicht auf 6 × 105 A/M (600 emu/cm3) oder weniger gesetzt ist, was ermöglicht, dass eine MRAM-Zelle mit hoher Selektivität ausgebildet wird.
  • Die 4A bis 4E sind Schaubilder, die eine Verteilung von Hc2/Hc1 (HR) in Abhängigkeit von Dicke (t) und Sättigungsmagnetisierung (Ms) einer freien Schicht bei einem vorgegebenen Aspektverhältnis (AR) zeigen. Wenn das HR, eine Variable, die ein Verhältnis mit minimalem Auftreten von Knicken darstellt, 0,7 oder mehr beträgt, kann ein Speicher mit weniger Knicken erhalten werden.
  • Mit Bezug zu 4A, wenn das AR gleich 1 ist, wenn die t in einem Bereich von 4 bis 5 nm ist, muss die Ms ungefähr 900 emu/cm3 oder weniger betragen, um das HR von 0,8 oder mehr zu erreichen. Wenn sich die t auf weniger als 4 nm verringert, nimmt der Maximalwert der Ms zum Erreichen des HR von 0,8 oder mehr zu. Wenn die Ms 1.200 emu/cm3 oder weniger bei der t von 2,5 nm beträgt, wird die Ms von 0,8 oder mehr erhalten.
  • Mit Bezug zu 4B, wenn das AR gleich 1,5 ist, wenn die t gleich 5 nm ist, wird das HR von 0,8 oder mehr bei der Ms von 800 emu/cm3 oder weniger erhalten. Wenn t abnimmt, nimmt der Maximalwert der Ms zum Erreichen des HR von 0,8 oder mehr zu.
  • Mit Bezug zu 4C, wenn das AR gleich 2 ist, wenn die t gleich 5 nm ist, muss die Ms ungefähr 800 emu/cm3 oder weniger betragen, damit das HR von 0,8 oder mehr erreicht wird. Wenn sich t auf weniger als 5 nm verringert, nimmt der Maximalwert der Ms zum Erreichen des HR von 0,8 oder mehr zu.
  • Mit Bezug zu 4D, wenn das AR gleich 2,5 ist, ist das HR von 0,8 oder mehr in einer Zone der t von 2,8 nm oder weniger und der Ms von 600 emu/cm3 oder weniger verteilt. Da jedoch ein HR von 0,8 oder mehr in den übrigen Zonen unregelmäßig auftritt, ist es schwierig, die Vorgaben einer MRAM-Zelle in geeigneter Weise festzulegen.
  • Mit Bezug zu 4E, wenn das AR gleich 3 ist, wird das HR von 0,8 oder mehr örtlich in einer Inselform beobachtet. Aus diesem Grund ist es schwierig, die Vorgaben einer MRAM-Zelle in geeigneter Weise festzulegen.
  • Aus den Ergebnissen der 4A bis 4E ist zu sehen, dass es bevorzugt ist, eine MRAM-Zelle mit dem AR von 2 oder weniger, der t von 5 nm oder weniger und der Ms von 800 emu/cm3 oder weniger auszubilden, um das HR von 0,7 oder mehr, und bevorzugt von 0,8 oder mehr zu erreichen.
  • Die 5A bis 5E sind Schaubilder, die eine Verteilung eines Magnetfelds (Hsw) zum vollständigen Schalten in Abhängigkeit von Dicke (t) und Sättigungsmagnetisierung (Ms) einer freien Schicht bei einem vorgegebenen Aspektverhältnis (AR) zeigen. Ein Referenzwert eines Magnetfelds (Hsw) für signifikantes vollständiges Schalten beträgt 11,94 kA/m (150 Oe). Eine MRAM-Zelle weist ein Hsw von weniger als 11,94 kA/m (150 Oe) auf, was bedeutet, dass die MRAM-Zelle ein Schalten selbst bei niedriger Treiberspannung ausführen kann.
  • Mit Bezug zu den 5A bis 5E tritt, ähnlich wie bei den 4A bis 4E, wenn das AR 2,5 oder 3 ist, ungeachtet von t und Ms, überwiegend das Hsw von mehr als 150 Oe auf. Wenn hingegen in einer MRAM-Zelle mit dem AR von 2 oder weniger, die t 5 nm oder weniger und die Ms 800 emu/cm3 oder weniger beträgt, wird das Hsw von 150 Oe oder weniger stabil erhalten. Das heißt, wenn das AR abnimmt, nimmt das Hsw zu. Deshalb kann ein Betrieb selbst bei einer niedrigen Treiberspannung durchgeführt werden.
  • Wie in den 4E und 5E gezeigt ist, wenn das AR 3 beträgt und die t 5 nm oder mehr und die Ms 800 emu/cm3 oder mehr beträgt (oben rechts), ist das HR 0,6 oder weniger und das Hsw 150 Oe oder mehr. Dies kann durch eine örtliche Ausbildung von Knicken in einer MRAM-Zelle erklärt werden, wie es in 7B gezeigt ist. Wenn hingegen das AR einen hohen Wert aufweist, wie 3 oder 2,5, und die t und Ms niedrige Werte aufweisen (unten links), werden in einigen Domänen 360 Grad Domänenwände erzeugt, wie es in 7A gezeigt ist. Als Folge davon werden Knicke durch Wandpinning gebildet, was dadurch den HR-Wert vermindert.
  • Mit Bezug zu den 4A bis 4C und 5A bis 5C, wenn dabei das AR 2 oder weniger beträgt, die t 5 nm oder weniger beträgt und die Ms 800 emu/cm3 oder weniger beträgt, wird eine breite knickfreie Zone beobachtet (siehe unten links in den Figuren). In einer MRAM-Zelle mit dem AR von 2 oder weniger, der t von 5 nm oder weniger und der Ms von 800 emu/cm3 oder weniger gibt es keine Knicke, die zur Erzeugung von 360 Grad Domänenwänden führen. Dies kann daran liegen, dass eine knickfreie Zone keine vorgegebene Magnetisierungsmasse (Ms × t) aufweist, die zum Auftreten von Knickbildungsfaktoren, wie Wirbeln, erforderlich sind.
  • 6 ist ein Schaubild, das eine Änderung der Selektivität in Abhängigkeit von Prozessfähigkeit und HR bei der Herstellung einer MRAM-Zelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Mit Bezug zu 6 gibt 2σ eine minimale Prozessfähigkeit an und 6σ gibt eine maximale Prozessfähigkeit an. Selbst wenn die Prozessfähigkeit nur 2σ beträgt, kann eine Selektivität gleich 1 erreicht werden, so lange das HR größer als 0,7 ist.
  • Eine MRAM-Zelle mit den Vorgaben von AR ≤ 2, t ≤ 5 nm und Ms ≤ 6 × 105 A/M (600 emu/cm3) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt das HR von 0,8 oder mehr, wie es in den 4A bis 4C gezeigt ist. Deshalb kann eine MRAM-Zelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ungeachtet der Prozessfähigkeit eine hohe Selektivität zeigen.
  • 7A ist eine schematische Ansicht einer 360 Grad Domänenwandstruktur einer Magnetdomäne und 7B ist eine schematische Ansicht einer Magnetwirbelstruktur einer Magnetdomäne. Allgemein wird angenommen, dass das Auftreten von Knicken in Widerstand-Magnetfeld-Kurven durch eine Domänenwand oder einen Magnetwirbel in einer MRAM-Zelle bedingt ist.
  • Eine MRAM-Zelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist mit den Vorgaben von AR ≤ 2, t ≤ 5 nm und Ms ≤ 6 × 105 A/M (600 emu/cm3) ausgebildet. Als Folge davon werden eine Domänenwand (D) und ein Magnetwirbel (E) einer Magnetdomäne aufgehoben, was es ermöglicht, das Auftreten von Knicken in Magnetwiderstandscharakteristiken zu verhindern.
  • 8 ist ein Simulationsschaubild einer Widerstand-Magnetfeld-Kurve in einer MRAM-Zelle, die mit den Vorgaben von AR = 1,5, t = 3 nm und MS = 600 emu/cm3 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist. Mit Bezug zu 8 ist zu sehen, dass im Vergleich zur Widerstand-Magnetfeld-Kurve einer herkömmlichen MRAM-Zelle keine Knicke auftreten. Das heißt, eine MRAM-Zelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist knickfreie Widerstand-Magnetfeld-Charakteristiken auf, wodurch sie ungeachtet der Prozessfähigkeit eine hohe Selektivität zeigt.
  • Während die vorliegende Erfindung insbesondere mit Bezug zu beispielhaften Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, versteht es sich für die Fachleute, dass verschiedene Änderungen in Form und Details hierzu vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen, wie er in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims (11)

  1. Magnetoresistive Direktzugriffspeicherzelle (30) mit einer Bitleitungsrichtung und einer Wortleitungsrichtung umfassend: eine erste magnetische Schicht (31), bei der die Richtung eines magnetischen Vektors festgelegt ist, eine zweite magnetische Schicht (35), die parallel zur ersten magnetischen Schicht positioniert ist und bei der die Richtung eines magnetischen Vektors reversibel ist, und eine nicht magnetische Schicht (32), die zwischen die erste und zweite magnetische Schicht eingesetzt ist, wobei die zweite magnetische Schicht (35) eine Dicke von 5 nm oder weniger aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite magnetische Schicht ein Aspektverhältnis der Länge entlang der großen Achse entlang einer Bitleitungsrichtung zur kleinen Achse entlang einer Wortleitungsrichtung von 2 oder weniger und eine Sättigungsmagnetisierung von 6 × 105 A/M (600 emu/cm3) oder weniger aufweist.
  2. Magnetoresistive Direktzugriffspeicherzelle nach Anspruch 1, wobei die zweite magnetische Schicht (35) ein Aspektverhältnis von 1,5 oder weniger aufweist.
  3. Magnetoresistive Direktzugriffspeicherzelle nach Anspruch 1, wobei die zweite magnetische Schicht (35) ein Aspektverhältnis von 1,4 oder weniger aufweist.
  4. Magnetoresistive Direktzugriffspeicherzelle nach Anspruch 1, wobei die zweite magnetische Schicht (35) ein Aspektverhältnis von 1,3 oder weniger aufweist.
  5. Magnetoresistive Direktzugriffspeicherzelle nach Anspruch 1, wobei die zweite magnetische Schicht (35) ein Aspektverhältnis von 1,2 oder weniger aufweist.
  6. Magnetoresistive Direktzugriffspeicherzelle nach Anspruch 1, wobei die zweite magnetische Schicht (35) ein Aspektverhältnis von 1,1 oder weniger aufweist.
  7. Magnetoresistive Direktzugriffspeicherzelle nach Anspruch 1, wobei die zweite magnetische Schicht (35) ein Aspektverhältnis von 1,0 oder weniger aufweist.
  8. Magnetoresistive Direktzugriffspeicherzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite magnetische Schicht (35) eine Dicke von 4 nm oder weniger aufweist.
  9. Magnetoresistive Direktzugriffspeicherzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite magnetische Schicht (35) eine Dicke von 3 nm oder weniger aufweist.
  10. Magnetoresistive Direktzugriffspeicherzelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste und zweite magnetische Schicht (31, 35) in einer mehrschichtigen Struktur ausgebildet sind.
  11. Magnetoresistiver Direktzugriffspeicher mit einer Mehrzahl von Zellen (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
DE602004010316T 2003-01-07 2004-01-06 Magnetischer Direktzugriffspeicher mit hoher Selektivität Expired - Fee Related DE602004010316T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2003-0000778A KR100468861B1 (ko) 2003-01-07 2003-01-07 고선택성을 가지는 자기저항 메모리
KR2003000778 2003-01-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE602004010316D1 DE602004010316D1 (de) 2008-01-10
DE602004010316T2 true DE602004010316T2 (de) 2008-10-02

Family

ID=32501484

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE602004010316T Expired - Fee Related DE602004010316T2 (de) 2003-01-07 2004-01-06 Magnetischer Direktzugriffspeicher mit hoher Selektivität

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7015555B2 (de)
EP (1) EP1437747B1 (de)
JP (1) JP2004214687A (de)
KR (1) KR100468861B1 (de)
CN (1) CN100456385C (de)
DE (1) DE602004010316T2 (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100988086B1 (ko) * 2003-11-14 2010-10-18 삼성전자주식회사 자기 모멘트가 낮은 프리 자성막을 구비하는 자기터널접합셀 및 이를 포함하는 자기램
US7630231B2 (en) * 2004-12-30 2009-12-08 Infineon Technologies Ag Hybrid memory cell for spin-polarized electron current induced switching and writing/reading process using such memory cell
US7061797B1 (en) * 2004-12-30 2006-06-13 Infineon Technologies Ag Hybrid memory cell for spin-polarized electron current induced switching and writing/reading process using such memory cell
JP5796349B2 (ja) * 2011-05-23 2015-10-21 ソニー株式会社 記憶素子の製造方法
KR101801045B1 (ko) 2015-06-26 2017-11-27 심광선 목재 체결방법 및 장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5757695A (en) * 1997-02-05 1998-05-26 Motorola, Inc. Mram with aligned magnetic vectors
US5959880A (en) * 1997-12-18 1999-09-28 Motorola, Inc. Low aspect ratio magnetoresistive tunneling junction
US6166948A (en) * 1999-09-03 2000-12-26 International Business Machines Corporation Magnetic memory array with magnetic tunnel junction memory cells having flux-closed free layers
JP2001196661A (ja) * 1999-10-27 2001-07-19 Sony Corp 磁化制御方法、情報記憶方法、磁気機能素子および情報記憶素子
JP2001217482A (ja) * 2000-02-03 2001-08-10 Fujitsu Ltd 磁気センサ及びそれを使用する磁気記憶装置
EP1187103A3 (de) * 2000-08-04 2003-01-08 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetowiderstandsbauteil, Kopf und Speicherelement
JP3848072B2 (ja) * 2000-09-29 2006-11-22 富士通株式会社 磁気記録媒体及びこれを用いた磁気記憶装置
US6515341B2 (en) * 2001-02-26 2003-02-04 Motorola, Inc. Magnetoelectronics element having a stressed over-layer configured for alteration of the switching energy barrier
JP2002299725A (ja) * 2001-03-30 2002-10-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気抵抗デバイス
JP3854836B2 (ja) * 2001-09-28 2006-12-06 キヤノン株式会社 垂直磁化膜を用いた磁気メモリの設計方法
US6760266B2 (en) * 2002-06-28 2004-07-06 Freescale Semiconductor, Inc. Sense amplifier and method for performing a read operation in a MRAM

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040063382A (ko) 2004-07-14
US7015555B2 (en) 2006-03-21
DE602004010316D1 (de) 2008-01-10
JP2004214687A (ja) 2004-07-29
KR100468861B1 (ko) 2005-01-29
EP1437747A1 (de) 2004-07-14
CN100456385C (zh) 2009-01-28
US20040188830A1 (en) 2004-09-30
CN1558422A (zh) 2004-12-29
EP1437747B1 (de) 2007-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69923244T2 (de) Magnetoresistiven Speicheranordnungen
DE60313660T2 (de) Synthetisch antiferromagnetische struktur für ein magnetoelektronisches gerät
DE60201625T2 (de) Halbleiterspeicheranordnung mit Magnetwiderstandselement und Herstellungsverfahren
DE69932589T2 (de) Magnetischer tunnelübergang mit geringer umschaltfeldstärke für magnetische mehrzustandsspeicherzelle
DE60300379T2 (de) Magnetisches Logikelement, magnetisches Speicherelement und Aufreihungen derselben
DE602005004831T2 (de) Magnetische Multibit-Speicherzellenvorrichtung mit wahlfreiem Zugriff
DE69924655T2 (de) Magnetische Tunnelübergangsvorrichtungen
DE60223573T2 (de) Magnetische speicheranordnung beschreibbar durch spin-polarisierten strom unter benützung von amorphen ferrimagnetischen legierungen, und schreibverfahren in dieser speicheranordnung
DE69629264T2 (de) Ferromagnetisches GMR Material
DE60108543T2 (de) Verbesserte Referenzschichtstruktur in einer magnetischen Speicherzelle
DE10362176B4 (de) Magnetische Speichervorrichtung mit wahlfreiem Zugriff (MRAM) mit nicht parallelen Haupt- und Bezugs-Magnetwiderständen
DE602005001829T2 (de) Magnetische Multibit-Direktzugriffspeicheranordnung und deren Schreibverfahren
DE60223583T2 (de) Magnetspeicher mit schreibsperrauswahl und schreibverfahren dafür
DE10305823B4 (de) Magnetowiderstandseffekt-Element und Magnetspeicher mit einem solchen
DE60223440T2 (de) Magnetoresistives Element, Speicherelement mit solchem magnetoresistivem Element, und Speicher unter Verwendung eines solchen Speicherelements
DE60226005T2 (de) Nicht orthogonale mram-einrichtung
DE10020128A1 (de) MRAM-Speicher
DE10249869A1 (de) Magnetisches Dünnfilmspeichervorrichtung zum Durchführen eines Datenschreibvorgangs durch Anlegen eines Magnetfelds
DE60304209T2 (de) Magnettunnelsperrschichtspeicherzellenarchitektur
DE10303073A1 (de) Magnetische Dünnfilmspeichervorrichtung mit einer Dummyzelle
EP1157388B1 (de) Speicherzellenanordnung und verfahren zu deren herstellung
DE102006008264A1 (de) MRAM Zelle mit Domänenwandumschaltung und Feldauswahl
DE60307459T2 (de) Mram-zelle und speicherarchitektur mit maximalem lesesignal und reduzierter elektromagnetischer interferenz
DE10202903B4 (de) Magnetoresistive Speicherzelle mit polaritätsabhängigem Widerstand und Speicherzelle
DE10303728A1 (de) In-Ebene-Toroidspeicherzelle mit vertikal gestuften Leitern

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee