DE60133623T2 - Magnetische Anordnung basiert auf Spinpolarisierung und Rotationsmagnetisierung, Speicher und Schreibverfahren unter Verwendung einer solcher - Google Patents

Magnetische Anordnung basiert auf Spinpolarisierung und Rotationsmagnetisierung, Speicher und Schreibverfahren unter Verwendung einer solcher Download PDF

Info

Publication number
DE60133623T2
DE60133623T2 DE60133623T DE60133623T DE60133623T2 DE 60133623 T2 DE60133623 T2 DE 60133623T2 DE 60133623 T DE60133623 T DE 60133623T DE 60133623 T DE60133623 T DE 60133623T DE 60133623 T2 DE60133623 T2 DE 60133623T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
layer
magnetization
magnetic
plane
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.)
Expired - Lifetime
Application number
DE60133623T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60133623D1 (de
Inventor
Olivier Redon
Bernard Dieny
Bernard Rodmacq
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.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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 Commissariat a lEnergie Atomique CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Publication of DE60133623D1 publication Critical patent/DE60133623D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE60133623T2 publication Critical patent/DE60133623T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime 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
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • 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
    • 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
    • G11C11/161—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 details concerning the memory cell structure, e.g. the layers of the ferromagnetic memory cell
    • 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
    • G11C11/1659—Cell access
    • 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
    • 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]
    • 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
    • H01F10/3268—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn
    • 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
    • H01F10/3286—Spin-exchange coupled multilayers having at least one layer with perpendicular magnetic anisotropy
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B61/00—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices
    • H10B61/20—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having three or more electrodes, e.g. transistors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/10—Magnetoresistive devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine magnetische Vorrichtung mit Spin- und Rotationspolarisierung sowie einen diese Vorrichtung umfassenden Speicher und ein Schreibverfahren.
  • Sie findet eine Anwendung in der Elektronik und insbesondere bei der Realisierung von Speicherpunkten und Speichern des Typs MRAM ("Magnetic Random Access Memory") oder Datenspeichern mit Direktzugriff (oder Random-Zugriff).
  • Stand der Technik
  • Die Datenspeicher des Typs MRAM sind wieder interessant geworden durch die Entwicklung der Technik des magnetischen Tunnelübergangs (MTC für "Magnetic Tunnel Junction") mit einem starken Magnetowiderstand bei Umgebungstemperatur. Die beigefügten 1A und 1B zeigen schematisch die Struktur und die Funktion eines solchen Übergangs.
  • Der Übergang trägt das Bezugszeichen 2. Es handelt sich um einen Stapel mit einer Oxidschicht im Sandwich zwischen zwei magnetischen Schichten. Dieses System fungiert als Spinventil mit dem Unterschied, dass der Strom senkrecht zu den Ebenen der Schichten fließt. Eine der magnetischen Schichten wird mit "frei" bezeichnet, denn ihre Magnetisierung kann sich in einem äußeren Magnetfeld ausrichten (Zweirichtungspfeil); die andere wird mit "gefangen" bezeichnet, denn ihre Magnetisierungsrichtung wird durch eine antiferromagnetische Schicht festgelegt (Einrichtungspfeil). Wenn die Magnetisierungen der magnetischen Schichten antiparallel sind, ist der Übergangswiderstand hoch; wenn die Magnetisierungen parallel sind, wird der Widerstand klein. Die relative Widerstandsänderung zwischen diesen beiden Zuständen kann durch eine entsprechende Wahl der Materialien 40% erreichen.
  • Der Übergang 2 befindet sich zwischen einem Schalttransistor 4 und einer Stromzuführungsleitung 6. Ein in dieser Leitung fließender Strom erzeugt ein Magnetfeld 7. Ein Leiter 8, orthogonal zu der Leitung 6 (das heißt im vorliegenden Fall senkrecht zu der Ebene der Figur), ermöglicht, ein zweites Magnetfeld 9 zu erzeugen (das sich in der Ebene der Figur befindet).
  • Im Schreibmodus (1A) ist der Transistor 4 gesperrt. In der Stromzuführungsleitung 6 und in dem Leiter 8 fließen Ströme. Der Übergang 2 ist also zwei orthogonalen Magnetfeldern ausgesetzt. Das eine agiert gemäß der Achse der schwierigen Magnetisierung der freien Schicht, um ihr Umkehrfeld zu reduzieren, und das andere agiert gemäß ihrer leichten Achse, um die Umkehrung der Magnetisierung und die Beschreibung des Speicherpunkts zu bewirken. Im Prinzip wird nur der an der Überkreuzung der beiden Leitungen 6 und 8 befindliche Speicherpunkt umgekehrt, denn jedes Magnetfeld ist für sich genommen nicht ausreichend groß, um ein Kippen der Magnetisierung zu verursachen.
  • Im Lesemodus (1B) wird der Transistor in den gesättigten Betriebszustand versetzt (das heißt, dass der ihn durchquerende Strom maximal ist), indem man einen positiven Stromimpuls in die Basis sendet. Der durch die Leitung 6 gesendete Strom durchquert nur den Speicherpunkt, dessen Transistor offen ist. Dieser Strom ermöglicht, den Widerstand des Übergangs zu messen. Durch Vergleich mit einem Bezugsspeicherpunkt kann der Zustand des Speicherpunkts ("0" oder "1") also bestimmt werden.
  • Ein solcher Schreibmechanismus hat insbesondere in einem Übergangsnetzwerk Nachteile:
    • 1) Da die Umkehrung der Magnetisierung der freien Schicht eines Übergangs sich unter der Einwirkung von äußeren Feldern ereignet, und da die Umkehrfelder statistisch verteilt sind, ist es nicht ausgeschlossen, dass ungewollt einige benachbarte Übergänge einfach unter der Einwirkung des längs der Adressierungsleitung erzeugten Magnetfelds umgekehrt werden. Da bei Speichern mit hoher Dichte die Größe der Speicherpunkte deutlich submikrometrisch ist, nimmt die Zahl der Adressierungsfehler zu.
    • 2) Die Abnahme der Größe der Speicherpunkte bringt eine Erhöhung des Werts des einzelnen Umkehrfelds mit sich; es ist dann ein größerer Strom notwendig, um die Speicherpunkte zu beschreiben, was dazu tendiert, den elektrischen Verbrauch zu erhöhen.
    • 3) Das Schreiben erfordert zwei Stromleitungen unter 90°, die aufgrund ihrer Präsenz die Integrationsdichte begrenzen.
    • 4) Der benutzte Schreibmodus ermöglicht nicht, mehrere Speicherpunkte gleichzeitig zu beschreiben, wenn man die Adressierungsfehlergefahr minimieren will.
  • Kürzlich sind andere Arten von magnetischen Vorrichtungen präsentiert worden, bei denen die Magnetisierungsumkehrung nicht mehr durch äußere Magnetfelder erfolgt, sondern durch Elektronen, die den Stapel senkrecht zu der Ebene der Schichten durchqueren. Diese Vorrichtungen werden in dem Dokument US-A-5,695,864 beschrieben. Der angewendete Mechanismus basiert auf einem Transfer des magnetischen Moments zwischen den Elektronen einerseits und der Magnetisierung der freien Schicht andererseits. Bei einem solchen System wird der Stapel durch elektrisch leitfähige Schichten gebildet, um die Leistungsdissipation zu begrenzen. Daraus resultieren mehrere Nachteile:
    • a) der Widerstand der Vorrichtung ist so schwach, dass man einen sehr starken Strom einspeisen muss, um an den Anschlüssen eine Spannung zu erhalten, die mit derjenigen der alten Systeme vergleichbar ist,
    • b) eine solche Stärke erfordert einen großen Transistor, was die Integrationsdichte des Speichers begrenzt,
    • c) die Amplitude der erzielten Widerstandsänderung ist sehr gering (2–3%), was die Ausgangsspannung begrenzt,
    • d) bei der Anwendung bei den MRAMs sieht das genannte Dokument drei Niveaus von Leitern und zwei Spannungsquellen vor. Ein Zentralleiter hat den Zweck, den Polarisierungsstrom zurückzugewinnen, der zur Umkehrung der freien Schicht gedient hat. Die Vorrichtung ist also komplex.
  • Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, diese Nachteile zu beseitigen.
  • Darstellung der Erfindung
  • Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung vor, Einrichtungen zu benutzen, um den Spin der Elektronen in einer Ebene zu polarisieren, die senkrecht ist zu der gemeinsamen Ebene der Magnetisierungen des Stapels und hauptsächlich zu der Magnetisierung in der freien Schicht. Diese Magnetisierung dreht sich dann um die Polarisationsrichtung der Spins herum, was ermöglicht, der Vorrichtung verschiedene magnetische Zustände aufzuzwingen.
  • Noch genauer hat die Erfindung eine magnetische Vorrichtung zum Gegenstand, umfassend:
    • • eine erste, sogenannte "gefangene" magnetische Schicht, die eine Magnetisierung mit festgelegter Richtung hat,
    • • eine zweite, sogenannte "freie" magnetische Schicht, die eine Magnetisierung mit variabler Richtung hat,
    • • eine die gefangene Schicht und die freie Schicht trennende Isolierschicht,
    • • Einrichtungen um in den Schichten und senkrecht zu diesen einen Elektronenstrom fließen zu lassen,
    • • Elektronenspin-Polarisationseinrichtungen,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Polarisationseinrichtungen des Spins einer Mehrheit der Elektronen wenigstens eine magnetische Schicht umfassen, deren Magnetisierung senkrecht ist zu der Ebene der Magnetisierung der freien Schicht, wobei diese magnetische Polarisationsschicht von der freien Schicht durch eine nichtmagnetische Leiterschicht getrennt ist.
  • Nach einer ersten Realisierungsart ist die magnetische Polarisationsschicht eine Schicht mit einer zur Ebene der Schichten senkrechten Magnetisierung, bei der die Magnetisierungen der gefangenen und freien Schicht sich in der Ebene der genannten Schichten befinden, wobei der auf die Magnetisierung der freien Schicht wirkende Spin der Elektronen dann senkrecht zu der Ebene der freien Schicht polarisiert wird und die Magnetisierung von dieser sich in der Ebene der genannten freien Schicht dreht.
  • Nach einer zweiten Realisierungsart ist die magnetische Polarisationsschicht eine Schicht mit einer zu der Ebene der Schichten parallelen Magnetisierung, bei der sich die Magnetisierungen der gefangenen und freien Schicht in einer zu den genannten Schichten senkrechten Ebene befinden, wobei der auf die Magnetisierung der freien Schicht wirkende Spin der Elektronen dann parallel zu der Ebene der genannten Schicht polarisiert wird und die Magnetisierung von dieser sich in einer zu der genannten freien Schicht senkrechten Ebene dreht.
  • Die vorliegende Erfindung hat auch einen Speicher mit einer Matrix von Speicherpunkten zum Gegenstand, adressierbar durch Adressierzeilen und -spalten, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Speicherpunkt gebildet wird durch eine magnetische Vorrichtung wie oben definiert, und durch eine Stromschalteinrichtung, in Serie mit der magnetischen Vorrichtung angeordnet, wobei jede magnetische Vorrichtung mit einer Adressierzeile und jede Schalteinrichtung mit einer Adressierspalte verbunden ist.
  • Die vorliegende Erfindung hat auch ein Verfahren zum Gegenstand, um Informationen in eine Vorrichtung wie oben definiert zu schreiben, dadurch gekennzeichnet, dass:
    • – man durch die Vorrichtung, senkrecht zu der Ebene der Schichten, einen Elektronenstrom fließen lässt, wobei die genannten Polarisationseinrichtungen die Elektronen in einer Richtung polarisieren, die senkrecht zu der Ebene ist, in der sich die Magnetisierung der freien Schicht befindet, wobei die genannte Magnetisierung sich dann in dieser Ebene dreht,
    • – man den genannten Strom beendigt, wenn die Magnetisierung der freien Schicht entweder parallel oder antiparallel zu der Magnetisierung der gefangenen Schicht ist.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • Die 1A und 1B, schon beschrieben, zeigen eine bekannte Vorrichtung zum Einschreiben und Auslesen einer binären Information in einem magnetischen Übergang mit Tunneleffekt und Magnetfeld;
  • die 2 zeigt eine erste Realisierungsart einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt;
  • die 3A und 3B zeigen die Orientierungen der Magnetisierungen in den verschiedenen Schichten in Abhängigkeit davon, ob man bei dieser ersten Realisierungsart eine "0" oder eine "1" schreibt;
  • die 4A und 4B zeigen die Veränderungen der Magnetisierungskomponente gemäß einer zur Ebene der Schichten parallelen Achse Oy für diese beiden Fälle ("0" und "1");
  • die 5 zeigt im Schnitt eine zweite Realisierungsart einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • die 6A und 6B zeigen die Orientierungen der Magnetisierungen in den verschiedenen Schichten in Abhängigkeit davon, ob man bei dieser zweiten Realisierungsart eine "0" oder eine "1" schreibt;
  • die 7A und 7B zeigen die Veränderungen der Magnetisierungskomponente gemäß einer zur Ebene der Schichten parallelen Achse Oz für diese beiden Fälle ("0" und "1");
  • die 8 zeigt schematisch einen Speicher mit einer Matrix von erfindungsgemäßen Speicherpunkten.
  • Beschreibung besonderer Realisierungsarten
  • Bezüglich des Phänomens der Spinpolarisation von in Tunnelübergangsvorrichtungen fließenden Elektronen sei an die folgenden Prinzipien erinnert. Ein in einem Leiter fließender elektrischer Strom wird durch Elektronen gebildet, deren Spin a priori nicht in eine bestimmte Richtung orientiert ist. Aber bei der Durchquerung einer magnetischen Schicht mit einer bestimmten Magnetisierung werden die Spins durch Wechselphänomene des magnetischen Moments orientiert, so dass die Elektronen diese Schicht mit einem polarisierten Spin verlassen. Eine solche Schicht (oder eine Vielzahl solcher Schichten) bildet also einen "Polarisator". Dieses Phänomen kann sich sowohl bei Transmission (durch eine Schicht hindurch) als auch Reflexion (auf einer Schicht) ereignen, je nach Fließrichtung des Stroms. Es kann sich auch in umgekehrter Richtung ereignen, wobei vorzugsweise Elektronen mit einem in einer bestimmten Richtung polarisierten Spin durchgelassen werden. Die Funktion der Schicht ist dann die eines Analysators.
  • Bei der ersten Realisierungsart der Erfindung wird ein Tunnelübergang verwendet, der durch zwei magnetische Schichten gebildet wird, die sich auf beiden Seiten einer Isolierschicht befinden. Die Magnetisierungsrichtung von einer der Schichten wird durch Wechselkopplung mit einer antiferromagnetischen Schicht, der gefangenen Schicht, fixiert. Diese Schicht hat die Doppelrolle des Polarisators (beim Schreiben) und Analysators (beim Schreiben und Lesen). Die zweite Schicht hat eine freie Magnetisierung. Sie kann wegen des in der Schicht präsenten Entmagnetisierungsfelds nur in der Ebene der Schicht drehen. Die Vorrichtung umfasst noch einen Polarisator, gebildet durch eine System mit senkrechter Magnetisierung.
  • Zum Schreiben lässt man einen Strom durch den Übergang fließen, dessen Intensität ausreichend schwach ist, dass er keine Umkehrung der Magnetisierung der freien Schicht verursacht (diese Umkehrung könnte sich ereignen, aber bei sehr hohen Dichten, welche den Übergang zerstören würden). Die durch den Polarisator reflektierten oder transmittierten Elektronen werden mit einer zu den Ebenen der Schichten senkrechten Spinrichtung polarisiert. Diese Elektronen mit derartig polarisiertem Spin verursachen eine kontinuierliche Rotation der Magnetisierung der freien Schicht in der Ebene der Schicht. Wenn die freie Schicht magnetisch isotrop wäre, würde eine Magnetisierungskomponente gemäß einer zu der Schicht parallelen Achse eine sinusförmige zeitliche Veränderung aufweisen. Aber die freie Schicht ist nicht isotrop und hat eine uniaxiale magnetische Anisotropie, die eine Achse leichter Magnetisierung (mit zwei möglichen Richtungen) erzeugt. Bei einer solchen anisotropen Schicht werden die Veränderungen einer Magnetisierungskomponente deformiert und weisen zwei den beiden Richtungen leichter Magnetisierung entsprechende Plateaus gleicher Dauer auf. Die Polarisierung des Spins der Elektronen, erzwungen durch die gefangene Schicht, begünstigt dann eine der beiden Magnetisierungsrichtungen der freien Schicht, erhöht folglich die Dauer eines der beiden Plateaus in Abhängigkeit von der Stromrichtung. Diese Erhöhung der Dauer eines der Plateaus ermöglicht, das Fehlerrisiko durch Stromimpulse beim Schreiben zu begrenzen. Mit Hilfe eines Stromimpulses von bestimmter Dauer ist es also möglich, eines dieser Plateaus zu wählen, um der freien Schicht eine Magnetisierung zu geben, die entweder parallel oder antiparallel zu der Magnetisierungsrichtung der an die Isolierschicht angrenzenden gefangenen Schicht ist.
  • Diese erste Realisierungsart ist in der 2 dargestellt. Die dargestellte Vorrichtung umfasst eine antiferromagnetische Schicht 10, einen Dreischichtenstapel 12, gebildet durch zwei magnetische Schichten 121, 123 mit antiparalleler planarer Magnetisierung, getrennt durch eine unmagnetische leitfähige Schicht. Dieser Stapel bildet die gefangene Schicht. Die Vorrichtung umfasst noch eine Isolierschicht 14 und eine freie magnetische Schicht 16. Das Ganze aus 12, 14, 16 bildet einen magnetischen Tunnelübergang 15.
  • Die Vorrichtung wird vervollständigt durch eine metallische Trennschicht 18 und eine magnetische Polarisationsschicht 20 mit einer Magnetisierung senkrecht zu der Ebene der Figur. Diese Schicht 20 kann durch einen Schichtenstapel gebildet werden, zum Beispiel aus Fe/Pt oder aus Fe/Pd oder aus Co/Pt, oder aus Co/Pd, oder aus Co/Au, usw... oder aus ihren Legierungen. Die Polarisationsschicht ruht auf einem leitfähigen Substrat 22. Die Gesamtheit dieses Stapels ist zwischen eine Stromzuführung 24 und eine Stromschalteinrichtung, hier ein Transistor 26, eingefügt.
  • Für die durch die Schicht 20 transmittierten oder durch diese reflektierten Elektronen ist die Spinrichtung parallel zu Magnetisierung dieser Schicht orientiert, das heißt senkrecht zu der Ebene der diversen Schichten des Übergangs 15 und insbesondere zu der Ebene der freien Schicht 16. Die Magnetisierung dieser diesem Strom polarisierter Elektronen ausgesetzten Schicht dreht sich in der Ebene der Schicht, ohne sich mit der Spinrichtung ausrichten zu können, und dies aufgrund des in der Schicht wirkenden Entmagnetisierungsfeld. Die 3A und 3B zeigen symbolisch diese Rotation. Ein dreirechtwinkliger Trieder Oxyz ermöglicht, die verschiedenen Richtungen festzulegen, wobei die Achse Oz senkrecht ist zu der Ebene der Schichten.
  • Wenn der Strom positiv ist (3A) aber von einer Dichte unterhalb der kritischen Dichte, ermöglicht die durch die Schicht 123 induzierte Polarisierung keine Umkehrung der Magnetisierung der Schicht 16, sondern begünstigt eine Magnetisierungsrichtung gemäß (–Y). Bei der oben beschriebenen Rotation der Magnetisierung beobachtet man dann einen Breitenunterschied der Impulse mit einer Zunahme der Dauer des Plateaus gemäß (–y) und eine Abnahme gemäß (+y). Dies zeigt die 4A mit Dauern t1 und t2 für die Plateaus, mit t1 > t2. Indem man in dem Übergang einen gepulsten Strom von genau festgelegter Dauer fließen lässt, begünstig man das Schreiben eines binären Elements, das man mit "0" bezeichnen kann. Wenn die Stromrichtung umgekehrt ist (3B), kehrt sich die Richtung leichter Magnetisierung um, und das Ungleichgewicht bei der Dauer der Plateaus kehrt sich ebenfalls um (4B) mit t1 < t2. Man privilegiert dann das Schreiben einer "1". Man hat also entweder My > 0 (Antiparallelismus in dem dargestellten Fall) oder My < 0 (Parallelismus).
  • Die Vorteile dieser Vorrichtung sind eine niedrige Stromdichte und eine große Schreibschnelligkeit, denn die Rotation in der Ebene ist deutlich schneller als das Kippen der Magnetisierung wie nach dem Stand der Technik, das eine große Anzahl von Präzessionsschwingungen erfordert.
  • Der Stromimpuls für das Lesen ist kürzer und/oder schwächer als derjenige für das Schreiben, um beim Auslesen des magnetischen Zustands der Vorrichtung das Risiko des Wiedereinschreibens zu vermeiden.
  • Nach einer zweiten Realisierungsart umfasst die Vorrichtung einen Tunnelübergang, gebildet durch eine Oxidsperre im Sandwich zwischen zwei senkrechten Magnetisierungssystemen. Eines der Systeme mit senkrechter Magnetisierung interagiert mit einer antiferromagnetischen Schicht, um die Richtung seiner Magnetisierung festzulegen. Es spielt die Doppelrolle des Polarisators (beim Schreiben) und des Analysators (beim Schreiben und beim Lesen). Das zweite System mit senkrechter Magnetisierung ist frei, seine Magnetisierung in der Richtung der polarisierten Spins zu orientieren. Die Vorrichtung umfasst außerdem einen Polarisator mit planarer Magnetisierung, gebildet durch eine dicke magnetische Schicht oder einen Dreischichtenstapel, wobei die Dicken der beiden magnetischen Schichten unterschiedlich sind. Das Hinzufügen eines Polarisators mit planarer Magnetisierung induziert in der Ebene der Schichten ein magnetostatisches Kopplungsfeld, das dazu tendiert, die effektive senkrechte Anisotropie zu reduzieren, und folglich ermöglicht, die kritische Stromdichte zu reduzieren. Der planare Polarisator bewirkt eine kontinuierliche Rotation der Magnetisierung der freien Schicht in einer Ebene senkrecht zu der Magnetisierung dieses Polarisators. Der senkrechte Polarisator ermöglicht, einen stabilen magnetischen Zustand zu begünstigen und folglich die zu schreibende binäre Information ("0" oder "1") zu selektieren. Im Schreibmodus wird ein gepulster Strom durch den Übergang geschickt, dessen Dauer gesteuert wird, um das Kippen der Magnetisierung der freien Schicht zu bewirken. Dank dieser beiden Polarisatoren reduzieren sich der Schreibstrom und die Schreibzeit. Im Lesemodus ist der den Übergang durchquerende gepulste Strom kürzer als im Schreibmodus.
  • Diese zweite Realisierungsart ist in der 5 dargestellt. Die dargestellte Vorrichtung umfasst eine antiferromagnetische Schicht 60, einen Stapel 62 von abwechselnd magnetischen und unmagnetischen Schichten, eine Isolierschicht 64 und einen Stapel 66 von abwechselnd magnetischen und unmagnetischen Schichten. Der Stapel 62 bildet die gefangene Schicht mit zur Ebene der Schichten senkrechten Magnetisierungen. Die Gesamtheit der Stapel 62 und 66, getrennt durch die Isolierschicht 64, bildet einen magnetischen Tunnelübergang 65. Die Vorrichtung umfasst noch eine unmagnetische leitfähige Schicht 68 und eine auf einem leitfähigen Substrat 72 ruhende magnetische Polarisationsschicht 70. Die Gesamtheit dieses Stapels ist eingefügt zwischen einer Stromzuführungsleitung 74 und einer Stromschalteinrichtung, hier ein Transistor 76.
  • Die 6A und 6B zeigen den Schreibmechanismus einer "0" und einer "1" und die Rotation der Magnetisierung in der freien Schicht 66, und noch genauer in den diese Schicht bildenden Teilschichten 661, 663, 665 und 667. In der 6A fließt der Strom von oben nach unten und in der 6B von unten nach oben.
  • Die 7A und 7B zeigen die Veränderungen der Komponente Mz der Magnetisierung in der Achse Oz. In der 7A entspricht der Parallelismus der Magnetisierungen dem längsten Plateau, und in der 7B ist es hingegen der Antiparallelismus.
  • Die Planarmagnetisierungsschicht 70 spielt eine Doppelrolle: i) Polarisieren der Elektronen mit einer Polarisationsachse in der Ebene der Schichten, ii) Erzeugen einer magnetostatischen Kopplung in der Ebene der Schicht 66, um die effektive Anisotropie dieser Schicht zu reduzieren und die Rotation der Magnetisierung der Schicht 66 um die Polarisationsachse der durch die Schicht 70 akkumulierten oder transmittieren Elektronen herum zu erleichtern.
  • Das Material der Schicht 70 ist vorzugsweise eine dicke Schicht aus Transmissionsmetall (Fe, Ni oder Co) oder einer Transmissionsmetalllegierung. Die Richtung ihrer Magnetisierung kann sich nur unter Präsenz von Strom verändern, denn die für diese Veränderung erforderliche Dichte ist sehr viel höher als diejenige, die zum Schreiben oder Lesen benutzt wird. Die Dicke muss angepasst werden, um die Intensität der magnetostatischen Kopplung mit der Schicht 66 zu kontrollieren und um die Polarisation der Elektronen zu optimieren. Außerdem, die Tatsache, eine große Dicke zu haben, ermöglicht die Festlegung der Richtung der Magnetisierung (durch ihr koerzitives Feld) ohne Verwendung einer Wechselschicht.
  • Das Schreibverfahren greift die in Bezug auf die erste Variante schon erläuterten Prinzipien wieder auf und variiert die uniaxiale magnetische Anisotropie der freien Schicht. Zum Schreiben einer "0" durchquert ein positiver Strom das System (s. 6A). Die Elektronen, die sich in der Schicht 70 akkumulieren, verursachen eine Rotation der Magnetisierungen der Schicht 66. Die Komponente Mz hätte bei Fehlen von Anisotropie eine rein sinusförmige Charakteristik. Wegen der uniaxialen magnetischen Anisotropie der freien Schicht präsentieren die Veränderungen einer Magnetisierungskomponente zwei den beiden Richtungen leichter Magnetisierung entsprechende gleiche Plateaus. Die Polarisation des Spins der Elektronen, erzwungen durch die gefangene Schicht 62, begünstigt die Magnetisierungsrichtung gemäß +z: das Mz > 0 entsprechende Plateau wird verlängert, was den magnetischen Zustand "0" begünstigt. Durch eine entsprechende Wahl der Dauer des Schreibimpulses wählt man also den Zustand "0". Die Verifizierung des Zustands erfolgt durch das Lesen der Spannung an den Anschlüssen des Übergangs und Vergleich mit einer Referenzzelle. Für das Schreiben einer "1" ist das Verfahren identisch, aber es fließt ein negativer Strom in dem System (6B). Der Zustand Mz < 0 wird dann auf Kosten von M > 0 begünstigt. Das Lesen des magnetischen Zustands einer Vorrichtung erfolgt mit Hilfe von schwachen gepulsten Stroms von kürzerer Dauer als der Dauer der Plateaus.
  • Die beiden oben beschriebenen Realisierungsarten können verglichen werden in der nachfolgenden Tabelle mit den folgenden Kenndaten:
    • t
    ist die Dicke der umzukehrenden magnetischen Schicht,
    Ms
    ist die Sättigungsmagnetisierung der umzukehrenden Schicht (mit CoFe Ms = 1500 emu/cc),
    Hk
    ist die Anisotropie der umzukehrenden magnetischen Schicht,
    Jc (Schreiben)
    ist die Stromdichte zum Beschreiben eines Speicherpunkts,
    RAmax
    ist das Produkt aus Widerstand mal Oberfläche des Tunnelübergangs, so definiert, dass die Schreibspannung 0,6 V nicht überschreitet,
    Jc (Lesen)
    ist die Stromdichte bei einer Lesespannung von 0,3 V mit RAmax,
    amin
    ist die minimale Größe bzw. Länge einer Seite des Speicherpunkts (für einen quadratischen Speicherpunkt), ehe die superparametrische Grenze erreicht wird.
  • Der Wert von amin wird nach folgender Formel berechnet:
    Figure 00100001
    in der der Wert 84 berechnet wird, indem man von einer Betriebsdauer des Speichers von 100 Jahren bei einer Umgebungstemperatur von 100°C ausgeht.
    Realisierungsart 1 2
    T (nm) 5 2
    Ms (emu/cc) 1500 1500
    Hk effektiv (G) 40 100
    Jc (Schreiben) (A/cm2) 1,6E + 05 1,6E + 05
    RAmax (Ohm.μm2) 375 375
    Jc (Lesen) (A/cm2) 8E + 04 8E + 04
    amin(μm) 0,12 0,12
  • Wie man sieht, kann man mit der Erfindung niedrige Schreibstromdichten erzielen, kompatibel mit Übergängen mit vernünftigen RA-Produkten (> 100 Ω.μm2). Solche RA-Produkte kann man entweder mittels Plasmaoxidation oder, vorzugsweise, durch natürliche Insitu-Oxidation realisieren.
  • Die 8 zeigt schließlich einen Speicher, gebildet durch eine Matrix von Speicherpunkten, adressierbar durch Zeilen und Spalten. Jeder Speicherpunkt umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung, mit einem Stapel von Schichten, symbolisiert durch einen Widerstand 60 und eine Schalteinrichtung, hier ein Transistor 70. Jeder Stapel ist mit einer Adressierleitung 80 und die Basis (oder der Anschluss) des Transistors mit einer Adressierspalte 90 verbunden. Die Leitungen 80 werden Bitleitungen und die Spalten 90 Wortleitungen genannt. Die Leitungen 80 sind mit den Ausgängen einer Zeilenadressierschaltung 85 verbunden und die Spalten 90 mit den Ausgängen einer Spaltenadressierschaltung 95.
  • Wenn eine Bitsequenz geschrieben werden muss (zum Beispiel 100110), befiehlt man die Adressierung einer Spalte durch einen Impuls, der fähig ist, die Transistoren der Spalte zu öffnen, und man speist in jede Leitung einen Stromimpuls von entsprechender Polarität ein (im Beispiel +––++–). Alle Bits werden also simultan in die Spalte des Speichers geschrieben.
  • Diese multiple Adressierung ist dank der Erfindung möglich, da, wie in der Einführung erklärt, ein Speicherpunkt ohne das Risiko beschrieben werden kann, Nachbarpunkte zu stören oder zu beschreiben.
  • Das Beschreiben des ganzen Speichers kann auch Spalte für Spalte erfolgen.
  • Irgendwo in dem Speicher, zum Beispiel im Zentrum, befindet sich eine Referenzspalte 100, welche die multiple Lektüre ermöglicht. Wenn ein Lesestrom in den Speicherpunkten einer Spalte 90 fließt, vergleicht man die Lesespannung jedes Punkts mit der in dem Speicherpunkt der zu derselben Zeile gehörenden Referenzspalte gelesenen Spannung.
  • Dieser Mechanismus, spaltenweise zu schreiben und zu lesen, reduziert die Zykluszeit des Speichers erheblich.

Claims (13)

  1. Magnetische Vorrichtung, umfassend: • eine erste, sogenannte "gefangene" magnetische Schicht (12, 62), die eine Magnetisierung mit festgelegter Richtung hat, • eine zweite, sogenannte "freie" magnetische Schicht (16, 66), die eine Magnetisierung mit variabler Richtung hat, • eine die gefangene Schicht (12, 62) und die freie Schicht (16, 66) trennende Isolier- oder Halbleiterschicht (14, 64), • Einrichtungen (24, 74, 26, 76) um in den Schichten und senkrecht zu diesen einen Elektronenstrom fließen zu lassen, • Elektronenspin-Polarisationseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronensein-Polarisationseinrichtungen wenigstens eine magnetische Schicht (20, 70) umfassen, deren Magnetisierung senkrecht ist zu der Ebene der Magnetisierung der freien Schicht (16, 66), wobei diese magnetische Polarisationsschicht (20, 70) von der freien Schicht (16, 66) durch eine nichtmagnetische Leiterschicht (18, 64) getrennt ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die magnetische Polarisationsschicht (20) eine Schicht mit einer zur Ebene der Schichten (12, 14, 16, 20) senkrechten Magnetisierung ist, und bei der die Magnetisierungen der gefangenen (12) und freien (16) Schicht sich in der Ebene der genannten Schichten (12, 16) befinden, wobei der auf die Magnetisierung der freien Schicht (16) wirkende Spin der Elektronen dann senkrecht zu der Ebene der freien Schicht (16) polarisiert wird und die Magnetisierung von dieser sich in der Ebene der genannten freien Schicht (16) dreht.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die gefangene Schicht (12) eine in der Ebene der Schicht befindliche Magnetisierung aufweist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die magnetische Polarisationsschicht durch einen Schichtenstapel (20) gebildet wird.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der der Schichtenstapel abwechselnd durch Schichten aus Materialien der Gruppe gebildet wird, die Fe, Pt, Pd, Co, Au und ihre Legierungen umfasst.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die magnetische Polarisationsschicht (70) eine Schicht mit einer zu der Ebene der Schichten parallelen Magnetisierung ist, und bei der sich die Magnetisierungen der gefangenen (62) und freien (66) Schicht in einer zu den genannten Schichten senkrechten Ebene befinden, wobei der auf die Magnetisierung der freien Schicht (66) wirkende Spin der Elektronen dann parallel zu der Ebene der genannten Schicht polarisiert wird und die Magnetisierung von dieser sich in einer zu der genannten freien Schicht (66) senkrechten Ebene dreht.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die freie Schicht (66) in einer zu der Ebene der genannten freien Schicht senkrechten Ebene eine Anisotropie aufweist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die gefangene Schicht (62) eine zu der Ebene der genannten gefangenen Schicht senkrechte Magnetisierung aufweist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die magnetische Polarisationsschicht (70) aus einem Material aus der Gruppe ist, die Fe, Ni, Co und ihre Legierungen umfasst.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die freie Schicht (66) mehrere magnetische Schichten (661, 663, 665, 667), getrennt durch nichtmagnetische Leiterschichten (662, 664, 666), umfasst.
  11. Speicher mit einer Matrix von Speicherpunkten, adressierbar durch Adressierungszeilen und -spalten, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Speicherpunkt gebildet wird durch eine magnetische Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und durch eine Stromschalteinrichtung (70), in Serie mit der magnetischen Vorrichtung (60) angeordnet, wobei jede magnetische Vorrichtung (60) mit einer Adressierungsleitung (80) und jede Schalteinrichtung mit einer Adressierungsspalte (90) verbunden ist.
  12. Speicher nach Anspruch 11 mit außerdem einer Referenzspalte (100) und Einrichtungen zum Vergleichen der an den Anschlüssen der an der Kreuzung einer bestimmten Zeile (80) und einer bestimmten Spalte (90) befindlichen magnetischen Vorrichtung (60) abgegriffenen Spannung mit der an den Anschlüssen derjenigen magnetischen Vorrichtung abgegriffenen Spannung, die sich in derselben Zeile (80), aber in der Referenzspalte (100) befindet.
  13. Verfahren um Informationen in eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zu schreiben, dadurch gekennzeichnet, dass: – man durch die Vorrichtung und senkrecht zu der Ebene der Schichten einen Elektronenstrom fließen lässt, wobei die genannten Polarisationseinrichtungen die Elektronen in einer Richtung polarisieren, die senkrecht zu der Ebene ist, in der sich die Magnetisierung der freien Schicht befindet, wobei die genannte Magnetisierung sich dann in dieser Ebene dreht, – man den genannten Strom beendigt, wenn die Magnetisierung der freien Schicht entweder parallel oder antiparallel zu der Magnetisierung der gefangenen Schicht ist.
DE60133623T 2000-12-07 2001-12-05 Magnetische Anordnung basiert auf Spinpolarisierung und Rotationsmagnetisierung, Speicher und Schreibverfahren unter Verwendung einer solcher Expired - Lifetime DE60133623T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0015893A FR2817998B1 (fr) 2000-12-07 2000-12-07 Dispositif magnetique a polarisation de spin et a rotation d'aimantation, memoire et procede d'ecriture utilisant ce dispositif
FR0015893 2000-12-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60133623D1 DE60133623D1 (de) 2008-05-29
DE60133623T2 true DE60133623T2 (de) 2009-06-10

Family

ID=8857350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60133623T Expired - Lifetime DE60133623T2 (de) 2000-12-07 2001-12-05 Magnetische Anordnung basiert auf Spinpolarisierung und Rotationsmagnetisierung, Speicher und Schreibverfahren unter Verwendung einer solcher

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6532164B2 (de)
EP (1) EP1225593B1 (de)
JP (1) JP4492780B2 (de)
DE (1) DE60133623T2 (de)
FR (1) FR2817998B1 (de)

Families Citing this family (232)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2814592B1 (fr) * 2000-09-26 2003-01-03 Commissariat Energie Atomique Dispositif a vanne de spin a reflexion electronique speculaire dependant du spin
US6721203B1 (en) * 2001-02-23 2004-04-13 Western Digital (Fremont), Inc. Designs of reference cells for magnetic tunnel junction (MTJ) MRAM
JP4944315B2 (ja) * 2001-08-13 2012-05-30 キヤノン株式会社 磁気抵抗効果膜、それを備えたメモリ素子及びそれを用いたメモリ
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
JP3680035B2 (ja) * 2002-03-29 2005-08-10 株式会社東芝 磁気記録装置及び磁気記録方法
US6826077B2 (en) * 2002-05-15 2004-11-30 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Magnetic random access memory with reduced parasitic currents
US6714444B2 (en) * 2002-08-06 2004-03-30 Grandis, Inc. Magnetic element utilizing spin transfer and an MRAM device using the magnetic element
US6881993B2 (en) * 2002-08-28 2005-04-19 Micron Technology, Inc. Device having reduced diffusion through ferromagnetic materials
US6838740B2 (en) * 2002-09-27 2005-01-04 Grandis, Inc. Thermally stable magnetic elements utilizing spin transfer and an MRAM device using the magnetic element
KR20050053716A (ko) * 2002-10-03 2005-06-08 소니 가부시끼 가이샤 메모리 소자 및 메모리 장치
US6958927B1 (en) 2002-10-09 2005-10-25 Grandis Inc. Magnetic element utilizing spin-transfer and half-metals and an MRAM device using the magnetic element
EP1556862A2 (de) * 2002-10-22 2005-07-27 Btg International Limited Magnetische speicheranordnung
US7190611B2 (en) * 2003-01-07 2007-03-13 Grandis, Inc. Spin-transfer multilayer stack containing magnetic layers with resettable magnetization
US6829161B2 (en) * 2003-01-10 2004-12-07 Grandis, Inc. Magnetostatically coupled magnetic elements utilizing spin transfer and an MRAM device using the magnetic element
US6845038B1 (en) 2003-02-01 2005-01-18 Alla Mikhailovna Shukh Magnetic tunnel junction memory device
US6847547B2 (en) * 2003-02-28 2005-01-25 Grandis, Inc. Magnetostatically coupled magnetic elements utilizing spin transfer and an MRAM device using the magnetic element
US6933155B2 (en) * 2003-05-21 2005-08-23 Grandis, Inc. Methods for providing a sub .15 micron magnetic memory structure
US6865109B2 (en) * 2003-06-06 2005-03-08 Seagate Technology Llc Magnetic random access memory having flux closure for the free layer and spin transfer write mechanism
US7006375B2 (en) * 2003-06-06 2006-02-28 Seagate Technology Llc Hybrid write mechanism for high speed and high density magnetic random access memory
US7911832B2 (en) 2003-08-19 2011-03-22 New York University High speed low power magnetic devices based on current induced spin-momentum transfer
US7573737B2 (en) * 2003-08-19 2009-08-11 New York University High speed low power magnetic devices based on current induced spin-momentum transfer
US6980469B2 (en) * 2003-08-19 2005-12-27 New York University High speed low power magnetic devices based on current induced spin-momentum transfer
US8755222B2 (en) 2003-08-19 2014-06-17 New York University Bipolar spin-transfer switching
US6985385B2 (en) 2003-08-26 2006-01-10 Grandis, Inc. Magnetic memory element utilizing spin transfer switching and storing multiple bits
US7161829B2 (en) * 2003-09-19 2007-01-09 Grandis, Inc. Current confined pass layer for magnetic elements utilizing spin-transfer and an MRAM device using such magnetic elements
JP2005109263A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Toshiba Corp 磁性体素子及磁気メモリ
US7282755B2 (en) * 2003-11-14 2007-10-16 Grandis, Inc. Stress assisted current driven switching for magnetic memory applications
US7009877B1 (en) 2003-11-14 2006-03-07 Grandis, Inc. Three-terminal magnetostatically coupled spin transfer-based MRAM cell
US7602000B2 (en) * 2003-11-19 2009-10-13 International Business Machines Corporation Spin-current switched magnetic memory element suitable for circuit integration and method of fabricating the memory element
US20050136600A1 (en) * 2003-12-22 2005-06-23 Yiming Huai Magnetic elements with ballistic magnetoresistance utilizing spin-transfer and an MRAM device using such magnetic elements
US7110287B2 (en) 2004-02-13 2006-09-19 Grandis, Inc. Method and system for providing heat assisted switching of a magnetic element utilizing spin transfer
US7242045B2 (en) * 2004-02-19 2007-07-10 Grandis, Inc. Spin transfer magnetic element having low saturation magnetization free layers
US6967863B2 (en) * 2004-02-25 2005-11-22 Grandis, Inc. Perpendicular magnetization magnetic element utilizing spin transfer
US6992359B2 (en) * 2004-02-26 2006-01-31 Grandis, Inc. Spin transfer magnetic element with free layers having high perpendicular anisotropy and in-plane equilibrium magnetization
US20110140217A1 (en) * 2004-02-26 2011-06-16 Grandis, Inc. Spin transfer magnetic element with free layers having high perpendicular anisotropy and in-plane equilibrium magnetization
US7233039B2 (en) * 2004-04-21 2007-06-19 Grandis, Inc. Spin transfer magnetic elements with spin depolarization layers
JP5032009B2 (ja) * 2004-08-17 2012-09-26 株式会社東芝 磁気センサ、磁気ヘッド、および磁気記録再生装置
US20060039089A1 (en) 2004-08-17 2006-02-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic oscillator, magnetic head, and magnetic recording and reproducing apparatus
JP4568152B2 (ja) * 2004-09-17 2010-10-27 株式会社東芝 磁気記録素子及びそれを用いた磁気記録装置
JP4682585B2 (ja) * 2004-11-01 2011-05-11 ソニー株式会社 記憶素子及びメモリ
JP4575136B2 (ja) * 2004-12-20 2010-11-04 株式会社東芝 磁気記録素子、磁気記録装置、および情報の記録方法
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
JP5077802B2 (ja) * 2005-02-16 2012-11-21 日本電気株式会社 積層強磁性構造体、及び、ｍｔｊ素子
JP4877575B2 (ja) * 2005-05-19 2012-02-15 日本電気株式会社 磁気ランダムアクセスメモリ
US20070003727A1 (en) * 2005-07-01 2007-01-04 Chen-Liang Fan Chiang Soft magnet structure
JP4999359B2 (ja) * 2005-10-13 2012-08-15 ルネサスエレクトロニクス株式会社 不揮発性記憶装置
FR2892231B1 (fr) * 2005-10-14 2008-06-27 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetique a jonction tunnel magnetoresistive et memoire magnetique a acces aleatoire
JP4444241B2 (ja) 2005-10-19 2010-03-31 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ランダムアクセスメモリ、電子カード及び電子装置
US20070297220A1 (en) 2006-06-22 2007-12-27 Masatoshi Yoshikawa Magnetoresistive element and magnetic memory
FR2904724B1 (fr) * 2006-08-03 2011-03-04 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetique en couches minces a forte polarisation en spin perpendiculaire au plan des couches, jonction tunnel magnetique et vanne de spin mettant en oeuvre un tel dispositif
JP4250644B2 (ja) * 2006-08-21 2009-04-08 株式会社東芝 磁気記憶素子およびこの磁気記憶素子を備えた磁気メモリならびに磁気メモリの駆動方法
US7502253B2 (en) * 2006-08-28 2009-03-10 Everspin Technologies, Inc. Spin-transfer based MRAM with reduced critical current density
JP4377899B2 (ja) * 2006-09-20 2009-12-02 株式会社東芝 リソース管理装置及びプログラム
TWI449040B (zh) 2006-10-06 2014-08-11 Crocus Technology Sa 用於提供內容可定址的磁阻式隨機存取記憶體單元之系統及方法
US7508042B2 (en) * 2006-12-22 2009-03-24 Magic Technologies, Inc. Spin transfer MRAM device with magnetic biasing
JP4380707B2 (ja) 2007-01-19 2009-12-09 ソニー株式会社 記憶素子
JP4438806B2 (ja) * 2007-02-21 2010-03-24 ソニー株式会社 メモリ
WO2008101545A1 (en) * 2007-02-21 2008-08-28 Commissariat A L'energie Atomique Spin-transfer torque oscillator
US7480173B2 (en) * 2007-03-13 2009-01-20 Magic Technologies, Inc. Spin transfer MRAM device with novel magnetic free layer
JP4682998B2 (ja) * 2007-03-15 2011-05-11 ソニー株式会社 記憶素子及びメモリ
US7859069B2 (en) * 2007-03-16 2010-12-28 Seagate Technology Llc Magnetic storage element with storage layer magnetization directed for increased responsiveness to spin polarized current
US8058697B2 (en) * 2007-03-26 2011-11-15 Magic Technologies, Inc. Spin transfer MRAM device with novel magnetic synthetic free layer
US7573736B2 (en) * 2007-05-22 2009-08-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Spin torque transfer MRAM device
WO2008154519A1 (en) * 2007-06-12 2008-12-18 Grandis, Inc. Method and system for providing a magnetic element and magnetic memory being unidirectional writing enabled
US7688616B2 (en) * 2007-06-18 2010-03-30 Taiwan Semicondcutor Manufacturing Company, Ltd. Device and method of programming a magnetic memory element
FR2918762B1 (fr) * 2007-07-10 2010-03-19 Commissariat Energie Atomique Capteur de champ magnetique a faible bruit utilisant un transfert de spin lateral.
FR2918761B1 (fr) * 2007-07-10 2009-11-06 Commissariat Energie Atomique Capteur de champ magnetique a faible bruit.
JP4874884B2 (ja) 2007-07-11 2012-02-15 株式会社東芝 磁気記録素子及び磁気記録装置
US20090027811A1 (en) * 2007-07-27 2009-01-29 Magic Technologies, Inc. Spin transfer MRAM device with reduced coefficient of MTJ resistance variation
JPWO2009044609A1 (ja) * 2007-10-02 2011-02-03 日本電気株式会社 磁気抵抗記憶素子、磁気抵抗記憶装置及び磁気抵抗記憶装置の動作方法
US8497559B2 (en) * 2007-10-10 2013-07-30 Magic Technologies, Inc. MRAM with means of controlling magnetic anisotropy
JP4538614B2 (ja) 2007-10-12 2010-09-08 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の設計方法及び磁気ランダムアクセスメモリの設計方法
US9812184B2 (en) 2007-10-31 2017-11-07 New York University Current induced spin-momentum transfer stack with dual insulating layers
US7577021B2 (en) * 2007-11-21 2009-08-18 Magic Technologies, Inc. Spin transfer MRAM device with separated CPP assisted writing
JP5586473B2 (ja) 2007-12-13 2014-09-10 クロッカス・テクノロジー・ソシエテ・アノニム 熱支援書き込み手順を備える磁気メモリ装置と方法
US8013406B2 (en) * 2008-01-02 2011-09-06 The Hong Kong University Of Science And Technology Method and apparatus for generating giant spin-dependent chemical potential difference in non-magnetic materials
JP5283922B2 (ja) * 2008-02-14 2013-09-04 株式会社東芝 磁気メモリ
JP4724196B2 (ja) 2008-03-25 2011-07-13 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子及び磁気ランダムアクセスメモリ
WO2009122992A1 (ja) * 2008-04-03 2009-10-08 日本電気株式会社 磁気抵抗記憶装置
ATE538474T1 (de) 2008-04-07 2012-01-15 Crocus Technology Sa System und verfahren zum schreiben von daten auf magnetoresistive direktzugriffsspeicherzellen
US8659852B2 (en) 2008-04-21 2014-02-25 Seagate Technology Llc Write-once magentic junction memory array
US7999336B2 (en) 2008-04-24 2011-08-16 Seagate Technology Llc ST-RAM magnetic element configurations to reduce switching current
EP2124228B1 (de) 2008-05-20 2014-03-05 Crocus Technology Magnetischer Direktzugriffsspeicher mit einem elliptischen Tunnelübergang
US7852663B2 (en) * 2008-05-23 2010-12-14 Seagate Technology Llc Nonvolatile programmable logic gates and adders
US7855911B2 (en) * 2008-05-23 2010-12-21 Seagate Technology Llc Reconfigurable magnetic logic device using spin torque
US8031519B2 (en) 2008-06-18 2011-10-04 Crocus Technology S.A. Shared line magnetic random access memory cells
US8093892B2 (en) * 2008-07-24 2012-01-10 Infineon Technologies Ag System with 90 degree sense layer magnetic orientation
US7881098B2 (en) 2008-08-26 2011-02-01 Seagate Technology Llc Memory with separate read and write paths
US7985994B2 (en) 2008-09-29 2011-07-26 Seagate Technology Llc Flux-closed STRAM with electronically reflective insulative spacer
US8169810B2 (en) 2008-10-08 2012-05-01 Seagate Technology Llc Magnetic memory with asymmetric energy barrier
US7880209B2 (en) * 2008-10-09 2011-02-01 Seagate Technology Llc MRAM cells including coupled free ferromagnetic layers for stabilization
US8039913B2 (en) * 2008-10-09 2011-10-18 Seagate Technology Llc Magnetic stack with laminated layer
US8089132B2 (en) * 2008-10-09 2012-01-03 Seagate Technology Llc Magnetic memory with phonon glass electron crystal material
US20100102405A1 (en) * 2008-10-27 2010-04-29 Seagate Technology Llc St-ram employing a spin filter
KR101178767B1 (ko) * 2008-10-30 2012-09-07 한국과학기술연구원 이중 자기 이방성 자유층을 갖는 자기 터널 접합 구조
US8045366B2 (en) 2008-11-05 2011-10-25 Seagate Technology Llc STRAM with composite free magnetic element
JP4970407B2 (ja) * 2008-11-10 2012-07-04 株式会社東芝 磁気記憶素子およびこの磁気記憶素子を備えた磁気メモリならびに磁気メモリの駆動方法
US8043732B2 (en) 2008-11-11 2011-10-25 Seagate Technology Llc Memory cell with radial barrier
US7826181B2 (en) * 2008-11-12 2010-11-02 Seagate Technology Llc Magnetic memory with porous non-conductive current confinement layer
US8289756B2 (en) 2008-11-25 2012-10-16 Seagate Technology Llc Non volatile memory including stabilizing structures
JP5238525B2 (ja) * 2009-01-13 2013-07-17 株式会社東芝 リソースを管理する装置、およびプログラム
US7826259B2 (en) 2009-01-29 2010-11-02 Seagate Technology Llc Staggered STRAM cell
FR2946183B1 (fr) 2009-05-27 2011-12-23 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetique a polarisation de spin.
US8432644B2 (en) * 2009-06-25 2013-04-30 HGST Netherlands B.V. Spin torque oscillator sensor enhanced by magnetic anisotropy
US8750028B2 (en) 2009-07-03 2014-06-10 Fuji Electric Co., Ltd. Magnetic memory element and driving method for same
US8406041B2 (en) 2009-07-08 2013-03-26 Alexander Mikhailovich Shukh Scalable magnetic memory cell with reduced write current
US9171601B2 (en) 2009-07-08 2015-10-27 Alexander Mikhailovich Shukh Scalable magnetic memory cell with reduced write current
US7999338B2 (en) 2009-07-13 2011-08-16 Seagate Technology Llc Magnetic stack having reference layers with orthogonal magnetization orientation directions
US8102703B2 (en) * 2009-07-14 2012-01-24 Crocus Technology Magnetic element with a fast spin transfer torque writing procedure
KR101616042B1 (ko) 2009-07-23 2016-04-27 삼성전자주식회사 자구벽을 이용한 발진기 및 그 동작방법
US20110031569A1 (en) * 2009-08-10 2011-02-10 Grandis, Inc. Method and system for providing magnetic tunneling junction elements having improved performance through capping layer induced perpendicular anisotropy and memories using such magnetic elements
US10446209B2 (en) 2009-08-10 2019-10-15 Samsung Semiconductor Inc. Method and system for providing magnetic tunneling junction elements having improved performance through capping layer induced perpendicular anisotropy and memories using such magnetic elements
US8913350B2 (en) * 2009-08-10 2014-12-16 Grandis, Inc. Method and system for providing magnetic tunneling junction elements having improved performance through capping layer induced perpendicular anisotropy and memories using such magnetic elements
US8385106B2 (en) * 2009-09-11 2013-02-26 Grandis, Inc. Method and system for providing a hierarchical data path for spin transfer torque random access memory
US8159866B2 (en) 2009-10-30 2012-04-17 Grandis, Inc. Method and system for providing dual magnetic tunneling junctions usable in spin transfer torque magnetic memories
US8422285B2 (en) * 2009-10-30 2013-04-16 Grandis, Inc. Method and system for providing dual magnetic tunneling junctions usable in spin transfer torque magnetic memories
FR2952486B1 (fr) 2009-11-06 2012-01-06 Commissariat Energie Atomique Oscillateur radiofrequence
US20110141802A1 (en) * 2009-12-15 2011-06-16 Grandis, Inc. Method and system for providing a high density memory cell for spin transfer torque random access memory
FR2954622B1 (fr) 2009-12-21 2013-12-20 Commissariat Energie Atomique Oscillateur radiofrequence
US9130151B2 (en) 2010-01-11 2015-09-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and system for providing magnetic tunneling junctions usable in spin transfer torque magnetic memories
FR2957210B1 (fr) 2010-03-03 2012-04-13 Commissariat Energie Atomique Oscillateur radiofrequence et procede de generation d'un signal oscillant
FR2957209B1 (fr) 2010-03-03 2012-04-13 Commissariat Energie Atomique Oscillateur radiofrequence et procede de generation d'un signal oscillant
US8891290B2 (en) 2010-03-17 2014-11-18 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and system for providing inverted dual magnetic tunneling junction elements
JP5644198B2 (ja) * 2010-06-15 2014-12-24 ソニー株式会社 記憶装置
KR101676824B1 (ko) * 2010-06-15 2016-11-18 삼성전자주식회사 자기 메모리 소자
US8546896B2 (en) 2010-07-16 2013-10-01 Grandis, Inc. Magnetic tunneling junction elements having magnetic substructures(s) with a perpendicular anisotropy and memories using such magnetic elements
US8374048B2 (en) 2010-08-11 2013-02-12 Grandis, Inc. Method and system for providing magnetic tunneling junction elements having a biaxial anisotropy
JP5514059B2 (ja) * 2010-09-17 2014-06-04 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子及び磁気ランダムアクセスメモリ
US8399941B2 (en) 2010-11-05 2013-03-19 Grandis, Inc. Magnetic junction elements having an easy cone anisotropy and a magnetic memory using such magnetic junction elements
US8432009B2 (en) 2010-12-31 2013-04-30 Grandis, Inc. Method and system for providing magnetic layers having insertion layers for use in spin transfer torque memories
US9478730B2 (en) 2010-12-31 2016-10-25 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and system for providing magnetic layers having insertion layers for use in spin transfer torque memories
JP5732894B2 (ja) * 2011-02-17 2015-06-10 富士通株式会社 磁気トンネル接合素子及び磁気ランダムアクセスメモリ
FR2974467B1 (fr) 2011-04-20 2013-05-31 Commissariat Energie Atomique Synthetiseur d'un signal oscillant
FR2974418B1 (fr) 2011-04-20 2013-05-31 Commissariat Energie Atomique Detecteur d'oscillations
FR2974468B1 (fr) 2011-04-20 2013-05-31 Commissariat Energie Atomique Demodulateur d'un signal electrique module en frequence
US8320080B1 (en) * 2011-05-31 2012-11-27 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Three-terminal spin-torque oscillator (STO)
US8766383B2 (en) 2011-07-07 2014-07-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and system for providing a magnetic junction using half metallic ferromagnets
JP2012069958A (ja) * 2011-10-14 2012-04-05 Toshiba Corp 磁気記録素子
JP5293795B2 (ja) * 2011-11-04 2013-09-18 株式会社日立製作所 半導体装置
JP5542856B2 (ja) 2012-03-21 2014-07-09 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ
US8941196B2 (en) * 2012-07-10 2015-01-27 New York University Precessional reversal in orthogonal spin transfer magnetic RAM devices
US9082888B2 (en) 2012-10-17 2015-07-14 New York University Inverted orthogonal spin transfer layer stack
US9082950B2 (en) 2012-10-17 2015-07-14 New York University Increased magnetoresistance in an inverted orthogonal spin transfer layer stack
KR102199622B1 (ko) * 2013-01-11 2021-01-08 삼성전자주식회사 용이 콘 이방성을 가지는 자기 터널 접합 소자들을 제공하는 방법 및 시스템
JP5500289B2 (ja) * 2013-04-19 2014-05-21 株式会社日立製作所 半導体装置
US8982613B2 (en) 2013-06-17 2015-03-17 New York University Scalable orthogonal spin transfer magnetic random access memory devices with reduced write error rates
US9529060B2 (en) 2014-01-09 2016-12-27 Allegro Microsystems, Llc Magnetoresistance element with improved response to magnetic fields
US9263667B1 (en) 2014-07-25 2016-02-16 Spin Transfer Technologies, Inc. Method for manufacturing MTJ memory device
US9337412B2 (en) 2014-09-22 2016-05-10 Spin Transfer Technologies, Inc. Magnetic tunnel junction structure for MRAM device
FR3029354B1 (fr) 2014-11-27 2017-12-29 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetique a polarisation de spin
US10468590B2 (en) 2015-04-21 2019-11-05 Spin Memory, Inc. High annealing temperature perpendicular magnetic anisotropy structure for magnetic random access memory
US9728712B2 (en) 2015-04-21 2017-08-08 Spin Transfer Technologies, Inc. Spin transfer torque structure for MRAM devices having a spin current injection capping layer
US9812637B2 (en) 2015-06-05 2017-11-07 Allegro Microsystems, Llc Spin valve magnetoresistance element with improved response to magnetic fields
US9853206B2 (en) 2015-06-16 2017-12-26 Spin Transfer Technologies, Inc. Precessional spin current structure for MRAM
US9773974B2 (en) 2015-07-30 2017-09-26 Spin Transfer Technologies, Inc. Polishing stop layer(s) for processing arrays of semiconductor elements
US10163479B2 (en) 2015-08-14 2018-12-25 Spin Transfer Technologies, Inc. Method and apparatus for bipolar memory write-verify
US9741926B1 (en) 2016-01-28 2017-08-22 Spin Transfer Technologies, Inc. Memory cell having magnetic tunnel junction and thermal stability enhancement layer
US10446210B2 (en) 2016-09-27 2019-10-15 Spin Memory, Inc. Memory instruction pipeline with a pre-read stage for a write operation for reducing power consumption in a memory device that uses dynamic redundancy registers
US10991410B2 (en) 2016-09-27 2021-04-27 Spin Memory, Inc. Bi-polar write scheme
US10437491B2 (en) 2016-09-27 2019-10-08 Spin Memory, Inc. Method of processing incomplete memory operations in a memory device during a power up sequence and a power down sequence using a dynamic redundancy register
US11151042B2 (en) 2016-09-27 2021-10-19 Integrated Silicon Solution, (Cayman) Inc. Error cache segmentation for power reduction
US10460781B2 (en) 2016-09-27 2019-10-29 Spin Memory, Inc. Memory device with a dual Y-multiplexer structure for performing two simultaneous operations on the same row of a memory bank
US10437723B2 (en) 2016-09-27 2019-10-08 Spin Memory, Inc. Method of flushing the contents of a dynamic redundancy register to a secure storage area during a power down in a memory device
US11119936B2 (en) 2016-09-27 2021-09-14 Spin Memory, Inc. Error cache system with coarse and fine segments for power optimization
US10360964B2 (en) 2016-09-27 2019-07-23 Spin Memory, Inc. Method of writing contents in memory during a power up sequence using a dynamic redundancy register in a memory device
US11119910B2 (en) 2016-09-27 2021-09-14 Spin Memory, Inc. Heuristics for selecting subsegments for entry in and entry out operations in an error cache system with coarse and fine grain segments
US10366774B2 (en) 2016-09-27 2019-07-30 Spin Memory, Inc. Device with dynamic redundancy registers
US10546625B2 (en) 2016-09-27 2020-01-28 Spin Memory, Inc. Method of optimizing write voltage based on error buffer occupancy
US10818331B2 (en) 2016-09-27 2020-10-27 Spin Memory, Inc. Multi-chip module for MRAM devices with levels of dynamic redundancy registers
US10628316B2 (en) 2016-09-27 2020-04-21 Spin Memory, Inc. Memory device with a plurality of memory banks where each memory bank is associated with a corresponding memory instruction pipeline and a dynamic redundancy register
US10665777B2 (en) 2017-02-28 2020-05-26 Spin Memory, Inc. Precessional spin current structure with non-magnetic insertion layer for MRAM
US10672976B2 (en) 2017-02-28 2020-06-02 Spin Memory, Inc. Precessional spin current structure with high in-plane magnetization for MRAM
US10620279B2 (en) 2017-05-19 2020-04-14 Allegro Microsystems, Llc Magnetoresistance element with increased operational range
US11022661B2 (en) 2017-05-19 2021-06-01 Allegro Microsystems, Llc Magnetoresistance element with increased operational range
US10032978B1 (en) 2017-06-27 2018-07-24 Spin Transfer Technologies, Inc. MRAM with reduced stray magnetic fields
US10481976B2 (en) 2017-10-24 2019-11-19 Spin Memory, Inc. Forcing bits as bad to widen the window between the distributions of acceptable high and low resistive bits thereby lowering the margin and increasing the speed of the sense amplifiers
US10489245B2 (en) 2017-10-24 2019-11-26 Spin Memory, Inc. Forcing stuck bits, waterfall bits, shunt bits and low TMR bits to short during testing and using on-the-fly bit failure detection and bit redundancy remapping techniques to correct them
US10656994B2 (en) 2017-10-24 2020-05-19 Spin Memory, Inc. Over-voltage write operation of tunnel magnet-resistance (“TMR”) memory device and correcting failure bits therefrom by using on-the-fly bit failure detection and bit redundancy remapping techniques
US10529439B2 (en) 2017-10-24 2020-01-07 Spin Memory, Inc. On-the-fly bit failure detection and bit redundancy remapping techniques to correct for fixed bit defects
US10679685B2 (en) 2017-12-27 2020-06-09 Spin Memory, Inc. Shared bit line array architecture for magnetoresistive memory
US10516094B2 (en) 2017-12-28 2019-12-24 Spin Memory, Inc. Process for creating dense pillars using multiple exposures for MRAM fabrication
US10360962B1 (en) 2017-12-28 2019-07-23 Spin Memory, Inc. Memory array with individually trimmable sense amplifiers
US10395712B2 (en) 2017-12-28 2019-08-27 Spin Memory, Inc. Memory array with horizontal source line and sacrificial bitline per virtual source
US10395711B2 (en) 2017-12-28 2019-08-27 Spin Memory, Inc. Perpendicular source and bit lines for an MRAM array
US10424726B2 (en) 2017-12-28 2019-09-24 Spin Memory, Inc. Process for improving photoresist pillar adhesion during MRAM fabrication
US10811594B2 (en) 2017-12-28 2020-10-20 Spin Memory, Inc. Process for hard mask development for MRAM pillar formation using photolithography
US10891997B2 (en) 2017-12-28 2021-01-12 Spin Memory, Inc. Memory array with horizontal source line and a virtual source line
US10424723B2 (en) 2017-12-29 2019-09-24 Spin Memory, Inc. Magnetic tunnel junction devices including an optimization layer
US10236047B1 (en) 2017-12-29 2019-03-19 Spin Memory, Inc. Shared oscillator (STNO) for MRAM array write-assist in orthogonal STT-MRAM
US10270027B1 (en) 2017-12-29 2019-04-23 Spin Memory, Inc. Self-generating AC current assist in orthogonal STT-MRAM
US10784439B2 (en) 2017-12-29 2020-09-22 Spin Memory, Inc. Precessional spin current magnetic tunnel junction devices and methods of manufacture
US10236048B1 (en) 2017-12-29 2019-03-19 Spin Memory, Inc. AC current write-assist in orthogonal STT-MRAM
US10367139B2 (en) 2017-12-29 2019-07-30 Spin Memory, Inc. Methods of manufacturing magnetic tunnel junction devices
US10546624B2 (en) 2017-12-29 2020-01-28 Spin Memory, Inc. Multi-port random access memory
US10886330B2 (en) 2017-12-29 2021-01-05 Spin Memory, Inc. Memory device having overlapping magnetic tunnel junctions in compliance with a reference pitch
US10840436B2 (en) 2017-12-29 2020-11-17 Spin Memory, Inc. Perpendicular magnetic anisotropy interface tunnel junction devices and methods of manufacture
US10199083B1 (en) 2017-12-29 2019-02-05 Spin Transfer Technologies, Inc. Three-terminal MRAM with ac write-assist for low read disturb
US10840439B2 (en) 2017-12-29 2020-11-17 Spin Memory, Inc. Magnetic tunnel junction (MTJ) fabrication methods and systems
US10360961B1 (en) 2017-12-29 2019-07-23 Spin Memory, Inc. AC current pre-charge write-assist in orthogonal STT-MRAM
US10229724B1 (en) 2017-12-30 2019-03-12 Spin Memory, Inc. Microwave write-assist in series-interconnected orthogonal STT-MRAM devices
US10236439B1 (en) 2017-12-30 2019-03-19 Spin Memory, Inc. Switching and stability control for perpendicular magnetic tunnel junction device
US10255962B1 (en) 2017-12-30 2019-04-09 Spin Memory, Inc. Microwave write-assist in orthogonal STT-MRAM
US10339993B1 (en) 2017-12-30 2019-07-02 Spin Memory, Inc. Perpendicular magnetic tunnel junction device with skyrmionic assist layers for free layer switching
US10319900B1 (en) 2017-12-30 2019-06-11 Spin Memory, Inc. Perpendicular magnetic tunnel junction device with precessional spin current layer having a modulated moment density
US10141499B1 (en) 2017-12-30 2018-11-27 Spin Transfer Technologies, Inc. Perpendicular magnetic tunnel junction device with offset precessional spin current layer
US10468588B2 (en) 2018-01-05 2019-11-05 Spin Memory, Inc. Perpendicular magnetic tunnel junction device with skyrmionic enhancement layers for the precessional spin current magnetic layer
US10438995B2 (en) 2018-01-08 2019-10-08 Spin Memory, Inc. Devices including magnetic tunnel junctions integrated with selectors
US10438996B2 (en) 2018-01-08 2019-10-08 Spin Memory, Inc. Methods of fabricating magnetic tunnel junctions integrated with selectors
US10388861B1 (en) 2018-03-08 2019-08-20 Spin Memory, Inc. Magnetic tunnel junction wafer adaptor used in magnetic annealing furnace and method of using the same
US10446744B2 (en) 2018-03-08 2019-10-15 Spin Memory, Inc. Magnetic tunnel junction wafer adaptor used in magnetic annealing furnace and method of using the same
US11107974B2 (en) 2018-03-23 2021-08-31 Spin Memory, Inc. Magnetic tunnel junction devices including a free magnetic trench layer and a planar reference magnetic layer
US20190296220A1 (en) 2018-03-23 2019-09-26 Spin Transfer Technologies, Inc. Magnetic Tunnel Junction Devices Including an Annular Free Magnetic Layer and a Planar Reference Magnetic Layer
US11107978B2 (en) 2018-03-23 2021-08-31 Spin Memory, Inc. Methods of manufacturing three-dimensional arrays with MTJ devices including a free magnetic trench layer and a planar reference magnetic layer
US10784437B2 (en) 2018-03-23 2020-09-22 Spin Memory, Inc. Three-dimensional arrays with MTJ devices including a free magnetic trench layer and a planar reference magnetic layer
US10411185B1 (en) 2018-05-30 2019-09-10 Spin Memory, Inc. Process for creating a high density magnetic tunnel junction array test platform
US10559338B2 (en) 2018-07-06 2020-02-11 Spin Memory, Inc. Multi-bit cell read-out techniques
US10593396B2 (en) 2018-07-06 2020-03-17 Spin Memory, Inc. Multi-bit cell read-out techniques for MRAM cells with mixed pinned magnetization orientations
US10600478B2 (en) 2018-07-06 2020-03-24 Spin Memory, Inc. Multi-bit cell read-out techniques for MRAM cells with mixed pinned magnetization orientations
US10692569B2 (en) 2018-07-06 2020-06-23 Spin Memory, Inc. Read-out techniques for multi-bit cells
US10650875B2 (en) 2018-08-21 2020-05-12 Spin Memory, Inc. System for a wide temperature range nonvolatile memory
US10699761B2 (en) 2018-09-18 2020-06-30 Spin Memory, Inc. Word line decoder memory architecture
US11621293B2 (en) 2018-10-01 2023-04-04 Integrated Silicon Solution, (Cayman) Inc. Multi terminal device stack systems and methods
US10971680B2 (en) 2018-10-01 2021-04-06 Spin Memory, Inc. Multi terminal device stack formation methods
US10580827B1 (en) 2018-11-16 2020-03-03 Spin Memory, Inc. Adjustable stabilizer/polarizer method for MRAM with enhanced stability and efficient switching
CN117279478A (zh) * 2018-12-06 2023-12-22 桑迪士克科技有限责任公司 具有辅助层的自旋转移矩mram及其操作方法
US10797227B2 (en) 2018-12-06 2020-10-06 Sandisk Technologies Llc Spin-transfer torque MRAM with a negative magnetic anisotropy assist layer and methods of operating the same
US10726892B2 (en) 2018-12-06 2020-07-28 Sandisk Technologies Llc Metallic magnetic memory devices for cryogenic operation and methods of operating the same
US10811596B2 (en) 2018-12-06 2020-10-20 Sandisk Technologies Llc Spin transfer torque MRAM with a spin torque oscillator stack and methods of making the same
US10862022B2 (en) 2018-12-06 2020-12-08 Sandisk Technologies Llc Spin-transfer torque MRAM with magnetically coupled assist layers and methods of operating the same
US11107979B2 (en) 2018-12-28 2021-08-31 Spin Memory, Inc. Patterned silicide structures and methods of manufacture
US11094359B2 (en) * 2019-01-24 2021-08-17 Spin Memory, Inc. High retention multi-level-series magnetic random-access memory
US11719771B1 (en) 2022-06-02 2023-08-08 Allegro Microsystems, Llc Magnetoresistive sensor having seed layer hysteresis suppression

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5768069A (en) * 1996-11-27 1998-06-16 International Business Machines Corporation Self-biased dual spin valve sensor
JPH10206513A (ja) * 1997-01-21 1998-08-07 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 強磁性スピントンネル効果素子
JPH10284765A (ja) * 1997-04-04 1998-10-23 Nippon Steel Corp 電圧駆動型スピンスイッチ
JP4066477B2 (ja) * 1997-10-09 2008-03-26 ソニー株式会社 不揮発性ランダムアクセスメモリー装置
EP0973169B1 (de) * 1998-05-13 2005-01-26 Sony Corporation Bauelement mit magnetischem Material und Adressierverfahren dafür
JP2001156357A (ja) * 1999-09-16 2001-06-08 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子および磁気記録素子
JP3420152B2 (ja) * 2000-01-17 2003-06-23 株式会社日立製作所 磁気抵抗効果ヘッド及び磁気記録再生装置
US6172904B1 (en) * 2000-01-27 2001-01-09 Hewlett-Packard Company Magnetic memory cell with symmetric switching characteristics

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002261352A (ja) 2002-09-13
EP1225593B1 (de) 2008-04-16
US20020105823A1 (en) 2002-08-08
FR2817998B1 (fr) 2003-01-10
EP1225593A1 (de) 2002-07-24
US6532164B2 (en) 2003-03-11
FR2817998A1 (fr) 2002-06-14
DE60133623D1 (de) 2008-05-29
JP4492780B2 (ja) 2010-06-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60133623T2 (de) Magnetische Anordnung basiert auf Spinpolarisierung und Rotationsmagnetisierung, Speicher und Schreibverfahren unter Verwendung einer solcher
DE60133622T2 (de) Spin polarisierte magnetische dreischichtige Stapelanordnung und Speicher unter Verwendung einer solchen
DE60219526T2 (de) Magnetische tunnelübergangseinrichtung, speicher und schreibe- und lese- verfahren unter verwendung einer solchen
DE60223573T2 (de) Magnetische speicheranordnung beschreibbar durch spin-polarisierten strom unter benützung von amorphen ferrimagnetischen legierungen, und schreibverfahren in dieser speicheranordnung
DE69903206T2 (de) Magnetische Speicheranordnungen mit einer Vielzahl magnetischer Tunnelverbindungen
DE102016006651A1 (de) Schaltvorrichtung mit spannungsgesteuerter magnetanisotropie, die einen externen ferromagnetischen vormagnetisierungsfilm verwendet
DE60300379T2 (de) Magnetisches Logikelement, magnetisches Speicherelement und Aufreihungen derselben
DE102005035166B4 (de) Magnetisches Speicherelement mit magnetischer Durchführung und magnetischem Sensorelement sowie magnetischem Direktzugriffsspeicher
DE102018105979A1 (de) MRAM-Speicherzelle mit gesteuerter Gate-Spannung und mit senkrechtem Spinbahnmoment
DE69930129T2 (de) Mram speicher mit mehreren speicherbanken
DE69932589T2 (de) Magnetischer tunnelübergang mit geringer umschaltfeldstärke für magnetische mehrzustandsspeicherzelle
DE102019116096A1 (de) Senkrechte sot-mram-speicherzelle unter verwendung von spin-swapping- induziertem spinstrom
DE602005001829T2 (de) Magnetische Multibit-Direktzugriffspeicheranordnung und deren Schreibverfahren
DE102016014924A1 (de) Spin-Bahn-Drehmoment-Bitentwurf für eine verbesserte Schalteffizienz
US7149106B2 (en) Spin-transfer based MRAM using angular-dependent selectivity
DE112017005863T5 (de) Mram mit spin-akkumulations-drehmoment
DE112012004304B4 (de) Magnetoresistiver Direktzugriffsspeicher mit Mehrbit-Spinmomenttransfer mit einem einzelnen Stapel von Magnettunnelübergängen
DE112011103750B4 (de) Nichtflüchtiger Magnettunnelübergang-Transistor
DE102007028057A1 (de) MRAM-Zelle, welche eine Magnetisierung entlang mehrerer Achsen verwendet, und Verfahren zu deren Betrieb
DE102005062769B4 (de) Hybrid-Speicherzelle für durch spinpolarisierten Elektronenstrom induziertes Schalten und Schreib/Leseprozess, der eine derartige Speicherzelle verwendet
DE10235424A1 (de) Magnetische Dünnfilm-Speichervorrichtung mit Speicherzellen mit einem magnetischen Tunnelübergang
DE102006008264B4 (de) MRAM Zelle mit Domänenwandumschaltung und Feldauswahl
DE112011101184B4 (de) Magnetische Direktzugriffsspeichereinheit und Verfahren zum Herstellen einer magnetischen Direktzugriffsspeichereinheit
WO1999018578A1 (de) Speicherzellenanordnung
DE112013006117T5 (de) Senkrechtes Spin-Transfer-Torque-Speicherbauelement (STTM-Bauelement) mit versetzten Zellen und Verfahren zu deren Ausbildung

Legal Events

Date Code Title Description
8381 Inventor (new situation)

Inventor name: REDON, OLIVIER, 38170 SEYSSINET, FR

Inventor name: DIENY, BERNARD, 38250 LANS-EN-VERCORS, FR

Inventor name: RODMACQ, BERNARD, 38113 VEUREY-VOROIZE, FR

8364 No opposition during term of opposition