DE1252739B - Speicherelement mit gestapelten magnetischen Schichten - Google Patents

Speicherelement mit gestapelten magnetischen Schichten

Info

Publication number
DE1252739B
DE1252739B DES91223A DE1252739DA DE1252739B DE 1252739 B DE1252739 B DE 1252739B DE S91223 A DES91223 A DE S91223A DE 1252739D A DE1252739D A DE 1252739DA DE 1252739 B DE1252739 B DE 1252739B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
magnetic
layers
layer
storage element
intermediate layers
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.)
Pending
Application number
DES91223A
Other languages
English (en)
Inventor
-Phys Dr rer nat Ernst Feldtkeller München Dipl
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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.)
Publication date
Publication of DE1252739B publication Critical patent/DE1252739B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
    • H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
    • 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
    • H01F10/26—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by the substrate or intermediate layers
    • H01F10/28—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by the substrate or intermediate layers characterised by the composition of the substrate
    • 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
    • H01F10/3254—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the spacer being semiconducting or insulating, e.g. for spin tunnel junction [STJ]
    • 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
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/922—Static electricity metal bleed-off metallic stock
    • Y10S428/923—Physical dimension
    • Y10S428/924—Composite
    • Y10S428/926—Thickness of individual layer specified
    • 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
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/922—Static electricity metal bleed-off metallic stock
    • Y10S428/9265—Special properties
    • Y10S428/928—Magnetic property
    • 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
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/922—Static electricity metal bleed-off metallic stock
    • Y10S428/9335—Product by special process
    • Y10S428/938—Vapor deposition or gas diffusion
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12535—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.] with additional, spatially distinct nonmetal component
    • Y10T428/12611—Oxide-containing component
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12632—Four or more distinct components with alternate recurrence of each type component
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12778—Alternative base metals from diverse categories
    • 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
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/26—Web or sheet containing structurally defined element or component, the element or component having a specified physical dimension
    • Y10T428/263—Coating layer not in excess of 5 mils thick or equivalent
    • Y10T428/264—Up to 3 mils
    • Y10T428/265—1 mil or less

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. CL:
GlIc
Deutsche Kl.: 21 al-37/06
Nummer: 1252739
Aktenzeichen: S 91223IX c/21 al
Anmeldetag: 25-M£dl964_^
Auslegetag: 26. Oktober 1967
Die gestapelte Anordnung magnetischer Schichten findet bei der Schaffung zerstörungsfrei auslesbarer Speicherelemente bereits ihre Anwendung. Bei einem Speicherelement dieser Art sind magnetische Schichten hoher Koerzitivkraft durch eine magnetische Schicht niedriger Koerzitivkraft getrennt. Ein weiteres, der zerstörungsfreien Auslesung der gespeicherten Information dienendes, bekanntes Speicherelement weist ebenfalls zwei stapeiförmig zueinander angeordnete ferromagnetische Schichten unterschiedlicher Koerzitivkraft auf, die durch eine homogene metallische, d. h. elektrisch leitfähige Zwischenschicht voneinander getrennt sind. Die Schicht höherer Koerzitivkraft besteht beispielsweise aus einer Legierung mit 90% Kobalt und 10% Eisenanteil, während sich die Schicht erheblich geringerer Koerzitivkraft aus einer Nickel-Eisen-Legierung zusammensetzt.
Ein weiteres zerstörungsfrei auslesbares Speicherelement besteht aus zwei durch eine Isolierschicht, z. B. Siliciummonoxidschicht, getrennten magnetischen Schichten, wobei die eine magnetische Schicht aus einem ebenfalls nur schwer magnetisierbaren und in Schichtnormale magnetisierten Material, z. B. MnBi, besteht, während die zweite, sogenannte Abtastschicht beispielsweise von einer weichmagnetischen Schicht gebildet wird, die zwei in Schichtebene und zueinander entgegengesetzt magnetisierte Bereiche aufweist, deren Magnetisierungsrichtung in ihren aneinandergrenzenden Abschnitten sich in Richtung der Schichtnormale erstreckt.
Zur Vermeidung der bei hochfrequenten Steuersignalen auftretenden hohen Wirbelstromverluste ist es auch bereits bekanntgeworden, mehrere magnetisehe Schichten stapeiförmig übereinander anzuordnen und diese durch homogene dielektrische Zwischenschichten, z.B. Siliciummonoxidschichten relativ großer Dicke, voneinander zu trennen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls ein Speicherelement, das aus mehreren stapeiförmig übereinanderliegenden magnetischen Schichten, besteht, die jeweils durch unmagnetische Zwischenschichten voneinander getrennt sind, und ist ein Zusatz zur Patentanmeldung S 90051IX c/21 a (deutsche Auslegeschrift 1247 398). Gemäß der Haupt-Patentanmeldung wurde dabei vorgeschlagen, die gestapelten magnetischen Schichten durch unmagnetische Zwischenschichten, wie Siliciumoxid oder Siliciumdioxid, solcher Stärke voneinander zu trennen, daß zwischen den Wänden der Domänen der einzelnen magnetischen Schichten p.inp, StrpnfpiHTcnpplung stattfindet und damit Blochlinienverschiebungen Speicherelement mit gestapelten magnetischen
Schichten
Zusatz zur Anmeldung: S 90051IX c/21 al—
Auslegeschrift 1247 398
Anmelder:
Siemens Aktiengesellschaft, Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2
Als Erfinder benannt:
Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. Ernst Feldtkeller,
München --
u,
und das zum Informationsabbau führende »Kriechen« /f£ der Wände weitgehend unterbunden werden! ~~ ~
Die Erfindung sieht eine Verbesserung des Speicherelements nach der Hauptpatentanmeldung vor und will zu diesem Zweck ein wandkriechfreies Speicherelement schaffen, bei dem die untere magnetische Feldstärkegrenze für die kohärente Rotation und die obere Feldstärkegrenze für die reversible Magnetisierungsdrehung so nahe beiemanderliegen, daß damit ein koinzident ansteuerbarer Informationsspeicher verwirklicht werden kann bzw. daß die Herstellungstoleranzen für einen linear angesteuerten Informationsspeicher leichter als. bisher eingehalten werden können. Um zu einem besseren Verständnis der nachstehend erläuterten Erfindung zu gelangen, wird im folgenden kurz der Schaltmechanismus dünner magnetischer Schichten, soweit er im Rahmen der Erfindung von Interesse ist, aufgezeigt. Zunächst sei vorausgeschickt, daß die magnetischen Schichten grundsätzlich in Abhängigkeit von der Stärke, Richtung und Dauer des angelegten !äußeren Magnetfeldes oder Steuerfeldes durch verschiedene, einander bereichsweise überlappende Vorgänge ummagnetisiert werden können, nämlich z.B. durch die Verschiebung magnetischer Domänenwände oder inkohärente oder kohärente Drehprozesse. Erwünscht ist die kohärente Drehung der gesamten Magnetisierung der
709 679/401
Schicht, da sie die Grundlage für einen Speicher mit kurzem Zugriff (Nanosekunden) bildet.
An Hand der in F i g. 1 schematisiert aufgetragenen Feldstärkebereiche läßt sich das Umschaltverhalten eines aus einer dünnen magnetischen Schicht aufgebauten Speicherelements leicht ableiten. Hx und Hy sind die Komponenten des Steuerfeldes in den
reversible Drehung Hrev ist. Diese Forderung ist in dem in F i g. 1 dargestellten Beispiel wie auch in den üblichen, aus magnetischen Schichten aufgebauten Speicherelementen nicht erfüllt. Die obere FeId-
5 stärkegrenze für die reversible Drehung Hrev kann nun zwar durch die Erhöhung der Kristallgröße in
. den feinkristallinen magnetischen: Schichten erhöht werden. Diese Erkenntnis führt jedoch nicht zur Erfüllung der vorgenannten Forderung, da sich näm-
Richtungen der sogenannten magnetisch leichten und magnetisch schweren Achse der Magnetisierung.
Bei Anlegen sehr kleiner magnetischer Steuerfelder 10 lieh hierbei gleichzeitig auch die magnetische Feldwird die Magnetisierung der Schicht aus dem jeweils stärke für die kohärente Drehung erhöht, weil auch einen ihrer beiden möglichen stabilen Zustände, d. h. die Kohärenz der Drehung der Magnetisierung durch also aus der Richtung der positiven magnetisch leich- die Kristallgröße beeinflußt wird, ten Achse oder der Richtung der negativen magne- ^ Zur Schaffung eines wandkriechfreien Speicher-Λ tisch leichten Achse herausgedreht und kehrt nach 15 elements der eingangs erwähnten Art, das den vor- j? dem Abschalten des magnetischen Steuerfeldes wie- genannten Forderungen entspricht, schlägt die Er- rfK der in die Ausgangslage zurück. Die Magnetisierung findung unmagnetische Zwischenschichten von soländert sich also reversibel. Die Magnetisierungs- eher Beschaffenheit vor, daß durch sie hindurch eine änderung ist immer dann reversibel, wenn das inhomogene indirekte Kopplung zwischen den Ma-Steuerfeld in dem in Fig. 1 schrägschraffierten Be- 20 gnetisierungsrichtungen der magnetischen Schichten reich liegt. Überschreitet das magnetische Steuerfeld besteht.
nun eine von der Feldrichtüng abhängige kritische Diese Zwischenschichten übertragen also eine
,magnetische Feldstärke Hrev, so wird die magnetische schwache indirekte Kopplung zwischen den Rich-Schicht durch Wandbewegungen ganz oder teilweise tungen der Magnetisierung in den angrenzenden ummagnetisiert. Wird hierbei die Feldstärke für das 25 magnetischen Schichten. Die KopplungL-baLdabei^ die reversible Schalten der magnetischen Schichten Hrev Tendenz, die Magnetisierung in den angrenzenden nur wenig überschritten, so erfolgt die Wandbewe- magnetischen Srchichten__einander_ parallel ~au~szugung durch das sogenannte Wandkriechen. Zur voll- richten. ~~~ ~~
ständigen Änderung der Richtung der Magnetisie- " Bei~der kohärenten Drehung der Magnetisierung rung der Schicht von dem einen stabilen Zustand in 30 der Schicht unterscheiden sich die Magnetisierungsden anderen ist in diesem Feldstärkegebiet ein \r- richtungen in den magnetischen Schichten zu keinem wiederholtes Ansteuern, d. h. oftmaliges An1 bzw. 1^" Zeitpunkt, wenn die magnetischen Schichten in ihren Abschalten des magnetischen Steuerfeldes^ nötig, so ~ magnetischen Eigenschaften einander gleich sind, so daß dieser Bereich aus zeitlichen Gründen usw. nicht ^/', daß die indirekte Kopplung nicht zur Auswirkung zur Informationsverarbeitung herangezogen werden 35 gelangt. Der aus übereinanderliegenden magnetischen kann. Zur schnellen Informationsverarbeitung eignen Schichten aufgebaute Schichtstapel verhält sich somit sich aber auch nicht die bei etwas höheren Feld- bei der kohärenten Drehung der Magnetisierung wie stärken auftretenden und durch große Barkhausen- die Summe voneinander unabhängiger magnetischer Sprünge verursachten Wandbewegungen sowie die Schichten, so daß die Grenzfeldstärke Hrot für die immer noch relativ langsame inkohärente Drehung 40 kohärente Drehung bzw. für das vollständige Rotader Magnetisierung der Schicht, die ebenfalls in die- tionsschalten durch die Stapelbauweise und durch sem Feldstärkegebiet abläuft. Nur wenn die Stärke die Eigenschaften der unmagnetischen Zwischendes magnetischen Steuerfeldes den Bereich der inko- schichten nicht beeinflußt wird. Anders hingegen ist härenten Drehung der Magnetisierung und damit eine der Sachverhalt bei der Grenzfeldstärke für die reversogenannte Grenzfeldstärke Hrot für den Bereich be- 45 sible Drehung der Magnetisierung Hrev. Die Auswirginnerider kohärenter Drehung der Magnetisierung kung der indirekten Kopplung für diesen Fall sei im der Schicht überschreitet, kann die magnetische folgenden am Beispiel eines aus zwei übereinander-Schicht innerhalb weniger Nanosekunden durch die liegenden magnetischen Schichten aufgebauten Speiletztgenannte Art von Drehprozessen ummagnetisiert cherelements erläutert. Die indirekte Kopplung durch werden. Ein koinzident ansteuerbarer Speicher, d. h. 50 die erfindungsgemäße unmagnetisierbare Zwischenein Parallelfeld- oder Orthogonalfeldspeicher mit schicht hindurch bewirkt, daß magnetische Domänen-Wortauswahl durch Feldkoinzidenz, bei dem das die wändgjiur in beiden magnetischen Schichten, gemein-Magnetisierung drehende Steuerfeld aus zwei achsen- sam vorliegen und auch nur gemeinsamJbeffi£gt_gej- j parallel oder achsengedreht angelegten magnetischen den können. Die mägnelQstatische Kopplung zwi- ' Steuerfeldkomponenten zusammengesetzt wird, die 55 sehen den übereinariderTlegen3en Wänden bewirkt allein nicht zur Ummagnetisierung der Schicht aus- darüber hinaus, daß sich eine der in den Fig. 2und 3 reichen, läßt sich aber nur verwirklichen, wenn die der Zeichnung schematisch in Drauf- und Seitenuntere Grenze HTOt für die kohärente Drehung der ansieht dargestellten Wandkonfigurationen ausbildet Magnetisierung der Schicht bzw. für das vollständige oder auch Wände auftreten können, die aus beiden Rotationsschalten innerhalb einer genügend kurzen 60 Konfigurationen stückweise zusammengesetzt sind. Zeit und die obere Grenze der magnetischen Feld- Die in den Fi g. 2 und 3 eingetragenen und mit A stärke für die reversible Drehung Hrev genügend nahe bezeichneten Pfeile geben die lokalen Magnetisiebeieinanderliegen. So gilt beispielsweise für den rungsrichtungen in den beiden magnetischen Schich-Parallelfeldspeicher mit Wortauswahl durch Feld- ten 2, 3 wieder. Mit 4 ist die längs ihrer Ebene, eine koinzidenz die Forderung, daß die magnetische Feld- 65 inhomogene elektrische Leitfähigkeit aufweisende unstärke für die kohärente Drehung bzw. für das voll- magnetische Zwischenschicht bezeichnet. Die Breite ständige Rotationsschalten Hrot kleiner als die dop- der Wände und ihre Energie hängen von der Stärke pelte Stärke der magnetischen Feldstärke für die der indirekten Kopplung, d. h. unter anderem von der
Dicke und der Zusammensetzung der unmagnetischen Zwischenschichten 4 ab. Durch die Inhomogenität dieser Zwischenschichten und der durch sie hindurch wirksamen indirekten Kopplung wird die zur Wandbewegurig erforderliche Mindestfeldstärke, d. h. die Höchstfeldstärke für die reversible Drehung der Magnetisierung der Schicht Hrev, erhöht, ohne daß gleichzeitig die Grenzfeldstärke lTrot für die kohärente Drehung bzw. vollständige Rotation der Schicht erhöht zu werden braucht.
Die gewünschte Inhomogenität der indirekten Kopplung läßt sich im Prinzip bereits durch eine ψ- konstflnte Schichtdicke der Zwischenschicht herbeiführen. Da dies jedoch zugleich eine erhöhte Rauhig-Seifder Trägerunterlage für die hierauf aufgebrachte, z. B. aufgedampfte magnetische Schicht bedeutet, ist ^^J^^^&^^^^i^Z^^^^^ der ZwischensciicHrZer^Vorzug zu geben. Um dies zu errelciienT^olinerPgerflalFeinem weiteren Vorschlag der Erfindung die erfmdungsgemäß verwendeten unmagnetischen Zwischenschichten und gegebenenfalls auch die Trennschichten aus mehreren Komponenten zusammengesetzt sein, z. B. in Form eines Gemisches mehrerer Metalle oder eines Gemisches eines oder mehrerer Metalle mit einem oder mehreren Isolierstoffen oder auch in Form einer Legierung aus mehreren Elementen. Die derart zusammengesetzten Komponenten sollen relativ leicht entmischbar sein, oder aber es soll die Stärke der indirekten magnetischen Kopplung relativ stark von der lokalen Zusammensetzung der Zwischenschicht abhängen.
Bei einem Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung besteht die unmagnetische Zwischenschicht aus einem Gemisch eines Metalls mit einem Isolierstoff, z. B. Siliciummonoxid. Als magnetische Schicht wird vorzugsweise eine aus einer weichmagnetischen, nahezu magnetostriktionsfreien Legierung bestehende Schicht verwendet. Bei einer Temperatur von 200° C der Zwischenschicht ist dieses System nahezu vollständig entmischt. Da die Wandenergie in der Nachbarschaft des Metalls höher ist als in der Nähe des Isolierstoffes, werden sich die Wände vorzugsweise in jenen Bereichen aufhalten, wo die Zwischenschicht relativ wenig Metall enthält. Die Wände können nur durch ein relativ hohes Magnetfeld über die Gebiete der Zwischenschicht mit höherem Metallanteil hinweg bewegt werden.
In F i g. 4 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung perspektivisch und in stark schematischer Weise dargestellt. Mit 5, 6 und 7, 8 sind durch unmagnetische Zwischenschichten 10, 11 der vorgenannten Art voneinander getrennte magnetische Schichten bezeichnet.
Die jeweils einen Stapel bildenden und durch unmagnetische Zwischenschichten 10 bzw. 11 getrennten, aufeinandergeschichteten magnetischen Schichten 5, 6 bzw. 1, 8 sind über eine isolierende Trennschicht 9 verbunden und auf Tragkörper 12, z. B. aus einem Isolierstoff oder gegebenenfalls aus einem als Rückleitüng der Leseleitung dienenden metallischen Leiter, aufgebracht. Als Trennschicht kann auch eine Isolierschicht, z. B. eine Siliciummonoxidschicht, dienen, die sowohl isolierend als auch glättend wirkt.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Speicherelement, bestehend aus mehreren stapeiförmig übereinanderliegenden magnetischen Schichten, die jeweils durch unmagnetische Zwischenschichten solcher Stärke voneinander getrennt sind, so daß zwischen den Wänden der Domänen der einzelnen magnetischen Schichten eine Streufeldkopplung stattfindet, nach Patentanmeldung S 90051 IXc/21 a (deutsche Auslegeschrift 1247 398), gekennzeichnet durch unmagnetische Zwischenschichten von solcher Beschaffenheit, daß durch sie hindurch eine inhomogene indirekte Kopplung zwischen den Magnetisierungsrichtungen der magnetischen Schichten besteht.
2. Speicherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschichten aus unterschiedlichen Materialien, z. B. einem Gemisch oder einer Legierung zweier Metalle, zusammengesetzt sind.
3. Speicherelement nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschichten aus einem Gemisch oder einer Legierung eines Metalls mit einem Nichtmetall bestehen.
4. Speicherelement nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Schichten aus einer weichmagnetischen, nahezu magnetostriktionsfreien Legierung bestehen.
5. Speicherelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere durch Zwischenschichten getrennte, aufeinandergeschichtete magnetische Schichten, die gemeinsam einen Stapel bilden, mit einem wgitereiw-gleich ausgebildeten Stapel üjjer eine isolierende Trennschicht miteinander verbunden sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1306 495;
USA.-Patentschriften Nr. 2 984 825, 3 077 586;
»Journal of Applied Physics«, Vol. 26, Nr. 8,
August 1955, S. 975 bis 980, und Vol. 34, Nr. 4 (Part 2), April 1963, S. 1165/1166.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
709 679/401 10.67 © Bundesdruckerei Berlin
DES91223A 1964-03-17 Speicherelement mit gestapelten magnetischen Schichten Pending DE1252739B (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DES90051A DE1247398B (de) 1964-03-17 1964-03-17 Magnetischer Duennschichtspeicher
DES0091223 1964-05-25
DES0102954 1966-03-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1252739B true DE1252739B (de) 1967-10-26

Family

ID=27212876

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DES91223A Pending DE1252739B (de) 1964-03-17 Speicherelement mit gestapelten magnetischen Schichten
DES90051A Pending DE1247398B (de) 1964-03-17 1964-03-17 Magnetischer Duennschichtspeicher

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DES90051A Pending DE1247398B (de) 1964-03-17 1964-03-17 Magnetischer Duennschichtspeicher

Country Status (6)

Country Link
US (1) US3375091A (de)
CH (2) CH440476A (de)
DE (2) DE1247398B (de)
FR (1) FR1427407A (de)
GB (2) GB1100703A (de)
NL (2) NL6502866A (de)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1438563A (fr) * 1965-04-02 1966-05-13 Bull General Electric Perfectionnements aux lames ou couches ferromagnétiques couplées
NL6604400A (de) * 1965-04-15 1966-10-17
US3525023A (en) * 1965-08-05 1970-08-18 Sperry Rand Corp Multilayer thin film magnetic memory element
US3531783A (en) * 1965-08-09 1970-09-29 Sperry Rand Corp Multilayer magnetic wire memory
US3516075A (en) * 1965-10-04 1970-06-02 Ncr Co Bistable magnetic thin film rod having a conductive overcoating
US3492158A (en) * 1965-12-30 1970-01-27 Ibm Thin films with inherent ndro properties and their production
US3451793A (en) * 1966-02-12 1969-06-24 Toko Inc Magnetic thin film wire with multiple laminated film coating
US3459517A (en) * 1966-04-13 1969-08-05 Siemens Ag Memory element with stacked magnetic layers
US3480522A (en) * 1966-08-18 1969-11-25 Ibm Method of making magnetic thin film device
US3479156A (en) * 1966-10-20 1969-11-18 Burton Silverplating Co Multilayer magnetic coating
US3516076A (en) * 1967-03-29 1970-06-02 Siemens Ag Memory element employing stacked magnetic layers
FR1524309A (fr) * 1967-03-29 1968-05-10 Centre Nat Rech Scient Mémoires d'informations binaires à structures magnétiques en couches minces
US3512946A (en) * 1967-04-17 1970-05-19 Lash Mfg Inc Composite material for shielding electrical and magnetic energy
US3470550A (en) * 1967-06-16 1969-09-30 Sperry Rand Corp Synthetic bulk element having thin ferromagnetic film switching characteristics
US3480926A (en) * 1967-06-16 1969-11-25 Sperry Rand Corp Synthetic bulk element having thin-ferromagnetic-film switching characteristics
US3516860A (en) * 1967-08-31 1970-06-23 Singer Co Method of forming a magnetic recording medium
US3576552A (en) * 1967-12-26 1971-04-27 Ibm Cylindrical magnetic memory element having plural concentric magnetic layers separated by a nonmagnetic barrier layer
US3549428A (en) * 1968-02-26 1970-12-22 Gen Electric Magnetic thin films and method of making
BE758054A (fr) * 1969-10-28 1971-04-01 Commissariat Energie Atomique Circuit magnetique a faible reluctance
US4025379A (en) * 1973-05-03 1977-05-24 Whetstone Clayton N Method of making laminated magnetic material
CH651151A5 (de) * 1979-11-27 1985-08-30 Landis & Gyr Ag Messwandler zum messen eines insbesondere von einem messstrom erzeugten magnetfeldes.
US4547866A (en) * 1983-06-24 1985-10-15 Honeywell Inc. Magnetic thin film memory with all dual function films
FR2584847B1 (fr) * 1985-07-15 1987-10-16 Bull Sa Support d'enregistrement perpendiculaire magnetiquement anisotrope
JPS6285413A (ja) * 1985-10-11 1987-04-18 Hitachi Ltd 強磁性多層膜及びその製造法
US4891278A (en) * 1986-02-21 1990-01-02 Hitachi, Ltd. Ferrromagnetic thin film and magnetic head using it
US4935311A (en) * 1987-04-13 1990-06-19 Hitachi, Ltd. Magnetic multilayered film and magnetic head using the same
US5231294A (en) * 1988-03-25 1993-07-27 Hitachi, Ltd. Manganese-aluminum and manganese-silicon magnetic films, and magnetic recording medium
US5169713A (en) * 1990-02-22 1992-12-08 Commissariat A L'energie Atomique High frequency electromagnetic radiation absorbent coating comprising a binder and chips obtained from a laminate of alternating amorphous magnetic films and electrically insulating
JP3483895B2 (ja) * 1990-11-01 2004-01-06 株式会社東芝 磁気抵抗効果膜
JP2690623B2 (ja) * 1991-02-04 1997-12-10 松下電器産業株式会社 磁気抵抗効果素子
DE69219936T3 (de) * 1991-03-29 2008-03-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetowiderstandseffekt-Element
US5448515A (en) * 1992-09-02 1995-09-05 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Magnetic thin film memory and recording/reproduction method therefor
US6169303B1 (en) * 1998-01-06 2001-01-02 Hewlett-Packard Company Ferromagnetic tunnel junctions with enhanced magneto-resistance
US6873542B2 (en) 2002-10-03 2005-03-29 International Business Machines Corporation Antiferromagnetically coupled bi-layer sensor for magnetic random access memory
US20080174936A1 (en) * 2007-01-19 2008-07-24 Western Lights Semiconductor Corp. Apparatus and Method to Store Electrical Energy

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2221983A (en) * 1938-02-25 1940-11-19 Mayer Layered magnetizable material and structure for electrical purposes
US2920381A (en) * 1953-04-01 1960-01-12 Bell Telephone Labor Inc Permanent magnets
US3089228A (en) * 1957-07-26 1963-05-14 Post Office Magnetic strip material
NL233342A (de) * 1957-11-18

Also Published As

Publication number Publication date
CH440476A (de) 1967-07-31
GB1179452A (en) 1970-01-28
US3375091A (en) 1968-03-26
NL6704338A (de) 1967-10-02
NL6502866A (de) 1965-09-20
FR1427407A (fr) 1966-02-04
DE1247398B (de) 1967-08-17
CH472761A (de) 1969-05-15
GB1100703A (en) 1968-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1252739B (de) Speicherelement mit gestapelten magnetischen Schichten
DE60133622T2 (de) Spin polarisierte magnetische dreischichtige Stapelanordnung und Speicher unter Verwendung einer solchen
DE60313660T2 (de) Synthetisch antiferromagnetische struktur für ein magnetoelektronisches gerät
DE69726244T2 (de) Magnetowiderstandseffekt-element, magnetowiderstandseffekt-magnetkopf, speicherelement und herstellungsverfahren
DE60223440T2 (de) Magnetoresistives Element, Speicherelement mit solchem magnetoresistivem Element, und Speicher unter Verwendung eines solchen Speicherelements
DE112011103750T5 (de) Nichtflüchtiger Magnettunnelübergang-Transistor
DE1537992A1 (de) Bistabile Kippschaltung
DE112018000915T5 (de) Speicherelement mit magnetischem Tunnelübergang mit magnetisch austauschgekoppelter freier Schicht
DE102005062769A1 (de) Hybrid-Speicherzelle für durch spinpolarisierten Elektronenstrom induziertes Schalten und Schreib/Leseprozess, der eine derartige Speicherzelle verwendet
DE112017001644T5 (de) Nichtflüchtige speichervorrichtung und verfahren zur herstellung der nichtflüchtigen speichervorrichtung
DE1960972B2 (de) Orthogonal betriebenes speicherelement
DE19823826A1 (de) MRAM-Speicher sowie Verfahren zum Lesen/Schreiben digitaler Information in einen derartigen Speicher
DE2758623A1 (de) Datenuebertragung und -speicher mit voellig isotropem ferromagnetischem nickeleisenfilm in einer dicke von etwa 350 angstroem
DE2810610C3 (de)
EP0019715B1 (de) Supraleitfähige Schalt- und Speichervorrichtung
DE2758683A1 (de) Datenuebertrager und -speicher mit voellig isotropem ferromagnetischem nickeleisenfilm in einer dicke von etwa 350 angstroem
DE112018001470T5 (de) Speicherelement mit magnetischem tunnelübergang
DE1257203B (de) Aus duennen magnetischen Schichten bestehendes Speicherelement
DE2223245C3 (de) Informationsspeicher
DE1474394A1 (de) Magnetische Datenspeicheranordnung
DE2638419B2 (de) Digitaler Schiebespeicher aus einem ferromagnetischen Film von uniaxialer Anisotropie in einer Dicke von 100 bis 300 Angström mit einer Querschwellenwand
DE1298138B (de) Zerstoerungsfrei auslesbarer Magnetschichtspeicher
DE19840823C1 (de) Magnetoresistives Element und dessen Verwendung als Speicherelement in einer Speicherzellenanordnung
DE2638420C3 (de) Digitaler Schiebespeicher aus einem ferromagnetischen Film von uniaxialer Anisotropie in einer Dicke von 100 bis 300 Angstrom mit einer Querschwellenwand
WO2000031809A1 (de) Magnetoresistives element und dessen verwendung als speicherelement in einer speicherzellenanordnung