利用磁畴壁的移动的信息存储装置及其制造方法

专利名称：利用磁畴壁的移动的信息存储装置及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种利用磁畴壁的移动的信息存储装置及该装置的制造方法。
背景技术：
传统的硬盘驱动器(HDD)是能够通过旋转盘式磁记录介质并且通过使 读/写头沿着磁记录介质移动来读写信息的装置。传统的HDD是能够存储100 千兆字节(GB)或更多数据的非易失性数据存储装置，并且其被用作计算机 的主要存储装置。
但是，传统的HDD包括量相当大的运动机械系统(moving mechanical system)。当HDD被移动和/或遭受到震动冲击时，这些机械系统会发生故障。 结果，传统的HDD的移动性和/或可靠性降低。机械系统也会增大制造的复 杂性、提高HDD的成本、增大功耗和/或产生噪声。例如，随着HDD的大小 减小，制造的复杂度和/或成本会增加。
作为另一种传统的HDD，可使用利用磁性材料的磁畴壁原理的数据存储 装置。以下，将描述磁性材料的磁畴和磁畴壁，然后将描述利用磁畴壁的移 动的信息存储装置。
构成》兹体的不兹性孩i区(magnetic minute region) 一皮称作f兹畴。在》兹畴中， 磁矩的方向是一致的。可通过外部能量和磁性材料的性质、形状和大小来控 制i兹畴的大小和》兹化方向。
磁畴壁是具有不同^f兹化方向的磁畴之间的边界，并且可通过施加到磁性 材料的电流或^兹场而移动。例如，具有给定》兹化方向的多个》兹畴可形成在具 有给定宽度和厚度的磁层中，磁畴和磁畴壁可通过利用具有适当强度的电流 或》兹场而移动。
应用磁畴壁在信息存储装置中移动的原理，可不用旋转读/写头和记录介 质来读或写数据。利用磁畴壁的移动的传统的信息存储装置可以不包括运动
机械系统，因此，其可具有提高的可移动性、可靠性和/或低功耗。

发明内容
示例性实施例涉及信息存储装置，例如，利用磁畴壁的移动的信息存储 装置，以及制造该装置的方法。
示例性实施例提供利用磁畴壁的移动的信息存储装置，例如具有能够存 储相对大量的数据而不用运动机械系统的结构的信息存储装置。示例性实施 例可具有改进的可移动性和/或可靠性。示例性实施例还提供制造信息存储装 置的方法。
利用磁畴壁的移动的信息存储装置的至少一个示例性实施例可包括具有 磁畴壁的写磁层。至少 一个叠置结构可包括至少 一个连接磁层和至少 一个信 息存储磁层。所述至少一个连接磁层和所述至少一个信息存储磁层可依次叠 置。所述至少一个叠置结构可形成在写磁层上。读取器可读取存储在信息存 储磁层中的信息。
根据至少一些示例性实施例，写磁层和信息存储磁层可呈条状，并且写 磁层可垂直于或平行于信息存储磁层。多个叠置结构可沿着写磁层形成以便 于写。多个叠置结构可沿着垂直于写^ 兹层的方向形成。
根据至少一些示例性实施例，所述多个信息存储磁层的每个的长度可不 等。例如，信息存储磁层的长度可朝着叠置结构中的写磁层逐渐减小。
根据至少一些示例性实施例，写磁层的磁性各向异性能可以是大约2xl03 至大约107J/m3，包括该数值范围的两个端点。写磁层可以由CoPt、 FePt或它 们的合金等形成。连接磁层的磁性各向异性能可以是大约IO至大约103J/m3， 包括该数值范围的两个端点。连接i兹层可以由Ni、 Co、 NiCo、 NiFe、 CoFe、 CoZrNb、 CoZrCr、它们的合金等中的一种形成。信息存储磁层的磁性各向异 性能可以是大约2《103至大约107J/m3,包括该数值范围的两个端点。信息存 储石兹层可以由CoPt、 FePt或它们的合金等形成。
根据至少 一些示例性实施例，信息存储磁层的与连接磁层接触的第 一 区 的磁各向异性能可小于信息存储磁层的第二区的磁各向异性能。第二区可以 是信息存储磁层的除第一区以外的剩余部分。第一区的磁各向异性能(Kl) 可满足大约0 ^ Kl ^大约107J/m3,第二区的磁各向异性能(K2 )可满足 大约2xl()S^K2^大约107J/m3。第一区可掺杂有杂质离子，例如，He+、 Ga+ 等的至少一种。根据至少一些示例性实施例，读取器可以是形成在写磁层和所述至少一 个信息存储磁层中的一个上的磁致电阻传感器。写磁层可被布置在所述至少 一个叠置结构的中部或端部。
至少一个其它示例性实施例提供一种制造信息存储装置的方法。根据至 少该示例性实施例，写^ 兹层可形成在基底上。第一绝缘层可形成在基底上以 覆盖写磁层。第一绝缘层可被图案化，以形成暴露写磁层的第一开口部分； 第 一连接磁层和第 一信息存储磁层可依次形成在第 一开口部分中。
根据至少一些示例性实施例，第一开口部分可包括第一凹槽和第二凹槽。 第一凹槽可形成在第二凹槽中，因此，其可具有小于第二凹槽的宽度的宽度。 第一开口部分可通过利用纳米印刻方法形成。用于连接的第一磁层可形成在 第一凹槽中。第一信息存储^磁层可形成在第二凹槽中。
根据至少一些示例性实施例，在第一连接磁层和第一信息存储磁层依次 形成在第一开口部分中之后，第二绝缘层可形成在第一信息存储磁层和第一 绝缘层上。第二绝缘层可被图案化以形成暴露第 一信息存储磁层的第二开口 部分。第二连接磁层和第二信息存储磁层可依次形成在第二开口部分中。
根据至少 一些示例性实施例，在形成第二连接^磁层和第二信息存储磁层 之前，通过第二开口部分暴露的第一信息存储磁层可掺杂杂质离子。所述杂
质离子可包括He+和Ga+的至少 一种。第二开口部分可包括第三凹槽和第四凹 槽。第三凹槽可形成在第四凹槽中，因此，其可具有小于第四凹槽的宽度的 宽度。第二开口部分可通过利用纳米印刻方法形成。第二连接磁层可形成在 第三凹槽中。第二信息存储磁层可形成在第四凹槽中。


通过对附图中显示的示例性实施例进行的详细描述，所述示例性实施例 将会变得更加清楚，其中
图1A和图1B分别为根据示例性实施例的信息存储装置的透视图和侧视
图2是显示根据另一示例性实施例的利用磁畴壁的移动的信息存储装置 的透浮见图3A'至图3E是显示图1的信息存储装置的示例性写操作的透视图； 图4A至图4J是显示根据示例性实施例来制造信息存储装置的方法的截 面图。
具体实施例方式
现在，将参照附图更加彻底地描述本发明的各种示例性实施例，在附图 中显示了本发明的一些示例性实施例。为了清楚起见，在附图中，层和区域 的厚度被扩大了。
在此公开了本发明的详细的阐述性的实施例。但是，在此公开的特定的 结构和功能只是为了描述本发明的示例性实施例的代表。但是，本发明可按 照许多其它可替换的形式来实现并且不应该被构造为限于在此阐述的实施例。
因此，虽然本发明的示例性实施例能够适应各种修改和替换形式，但是 其实施例通过附图中的示例显示并且将在此被详细描述。但是，应该理解的 是，不意图将本发明的示例性实施例限于在此公开的特定形式，相反，本发 明的示例性实施例覆盖落入本发明的范围内的所有的修改、等同物和替换。 在对附图的描述中，相同的标号始终指代相同的元件。
应该理解，虽然术语第一、第二等可在此使用以描述各种元件，但是， 这些元件不应该受这些术语限制。这些术语仅是用来将一个元件与另 一元件 区分开。例如，第一元件可被命名为第二元件，相似地，第二元件也可被命 名为第一元件，而不会脱离本发明的示例性实施例的范围。像在这里使用的， 术语"和/或"包括相关列出项中的一个或多个的任何一个和所有组合。
应该理解，当元件被称作"连接到"或"结合到"另一个元件上时，该元件 可以直接连接或结合到另一个元件上，或者可以存在中间元件。相反，当元 件被称作"直接连接到"或"直接结合到"另一个元件上时，不存在中间元件。 用于描述元件之间的关系的其它词语应该按照相同的方式进行解释(例如， "在……之间"与"直接在……之间"、"相邻，，与"直接相邻"等)。
应该理解，当一个元件或层被称作"形成在"另一个元件或层上时，该 元件或层可直接或间接地形成在另一个元件或层上。也就是说，例如，可存 在中间元件或层。相反，当一个元件或层被称作"直接形成在"另一个元件 或层上时，不存在中间元件或层。用于描述元件之间的关系的其它词语应该 按照相同的方式进行解释(例如，"在......之间"与"直接在……之间"、"相
邻"与"直接相邻"等)。
在此使用的术语只是用于描述特定的实施例，并且不意图限制本发明的 示例性实施例。就像在此使用的，除非上下文清楚地另外指明，否则单数形 式"一个"、"一种"意图也包括复数形式。还应该理解这里使用的术语"包
括"指定了存在所列举的特征、成分、步骤、操作、元件和/或组件，但是不 排除一个或多个其它特征、成分、步骤、操作、元件和/或组件的存在或增加。
还应该注意，在一些替换实施方式中，功能/动作可不按照附图中表示的 顺序进行。例如，连续显示的两张图实际上可基本同时执行，或者有时可逆 序执行，这取决于包含的功能/动作。
图1A和图1B分别是根据一个示例性实施例的利用磁畴壁的移动的信息 存储装置(以下，称作第一信息存储装置)的透视图和侧视图。
参照图1A,第一信息存储装置可包括写磁层100以及至少一层(例如， 多层)信息存储磁层300。信息存储磁层300可与写磁层100交叉并且可具 有多层结构。写磁层100可用于写并且可具有磁畴壁移动特性。用于将写磁 层100与信息存储/磁层300连接的多个连接》兹层200可形成在写-兹层100与 信息存储磁层300之间，以及在各个信息存储磁层300之间。用于读取存储 在信息存储7磁层300中的信息的读取器400可形成在信息存储^磁层300的给 定区域上。读取器400可以是磁致电阻传感器，例如，公知的隧道磁致电阻 (TMR)传感器、巨磁致电阻(GMR)传感器等。读取器400可形成在信息 存储磁层300之下。另一方面，磁致电阻传感器400可形成在写磁层IOO之 上或之下。
根据至少一些示例性实施例，信息存储磁层300的长度可向下(例如， 从读取器400向写磁层100)减小，并且连接到驱动装置(未示出)的导线 (未示出)可形成在信息存储磁层300的两端的下方。在至少一个示例性实 施例中，信息存储磁层300的长度可向下逐渐减小。
写磁层100可以是由CoPt、 FePt、它们的合金等形成的铁磁层。写磁层 100的磁性各向异性能可以是大约2xl(^至大约107J/m3，包括该数值范围的 两个端点。连接》兹层200可以是由Ni、 Co、 NiCo、 NiFe、 CoFe、 CoZrNb、 CoZrCr、它们的合金等中的一种形成的软磁层，并且其;兹性各向异性能可以 是大约10至大约103J/m3,包括该数值范围的两个端点。信息存储磁层300 可包括第一区A和第二区B。第一区A可以是信息存储i兹层300接触连接石兹 层200的区域。第一区A的磁性各向异性能可小于第二区B的磁性各向异性
另一种方案是，根据本发明的至少一些示例性实施例，信息存储磁层300
可各处均具有相等的磁性各向异性能。第一区A的磁性各向异性能Kl可以 为大约0^K1^大约107J/m3，而第二区B的磁性各向异性能K2可以为大约 2xl03 ^ K2 ^大约107J/m3。信息存储磁层300可由CoPt、 FePt以及CoPt和 FePt的合金等形成。第一区A可掺杂有杂质离子，例如He+: Ga+等。由于杂 质离子掺杂到第一区A中，因此，第一区A的磁性各向异性能可变得小于第 二区B的磁性各向异性能。
参照图1B,写磁层100可包括至少两个磁畴以及至少一个磁畴壁。例如， 写磁层100可包括第一磁畴Dl至第三磁畴D3,以及第一磁畴壁DW1和第 二磁畴壁DW2。第一-兹畴Dl至第三-兹畴D3可按照各种形式形成在写》兹层 100中。在一个示例中，软f兹层可形成在铁》兹层的中心，并且给定的外部》兹 场可施加到所述铁》兹层和软磁层。所述外部,兹场可在与软f兹层两侧的铁,兹层 的磁化方向不同磁化方向上磁化软磁层。第 一磁畴D1至第三磁畴D3可按照 其它合适的方式形成。
磁层100的两端和中部可分别连接到第一导线Cl至第三导线C3，以施 加电流。第一磁畴壁DW1或第二磁畴壁DW2可根据施加到第一导线Cl和 第二导线C2之间的电流或施加到第二导线C2和第三导线C3之间的电流移 动。例如，当从第一导线Cl到第二导线C2施加电流时，第一磁畴壁DW1 可朝着第一导线C1移动。因为^f兹畴壁沿着电子运动的方向运动，所以电流的 方向与；兹畴壁的移动方向可相反。
连接磁层200的磁化方向可根据第一磁畴壁DW1和第二磁畴壁DW2的 位置改变。例如，磁层200的磁化方向可跟随与其接触的写磁层100的磁化 方向。这可能因为连接磁层200是具有更加容易换向的磁化方向的软磁层。 当连接磁层200的磁化方向换向时，第一区A的磁化方向会变得与连接磁层 200的磁化方向相同或基本相同。这可能因为与当连接磁层200和第一区A 沿着不同的;兹化方向被;兹化时相比，当连接一磁层200和第一区A沿着相同的 ;兹化方向被》兹化时，能态更加稳定。这种》兹化的换向可从最上层的连接》兹层 200至最上面的第一区A顺序地发生。当第一区A的磁性各向异性能Kl小 于第二区B的磁性各向异性能K2时，第一区A的磁化的换向会更加容易。
当第一区A的^f兹化方向如期换向并iU兹畴壁从第一区A朝第二区B移动
一比特，数据可存储在第二区B中。
图2是显示根据另一示例性实施例的信息存储装置(以下，称之为第二
信息存储装置)的透^L图。第二信息存储装置可不同于图1所示的第一信息 存储装置。两者之间的区别可在于信息存储磁层300。第一信息存储装置可 在第一区A的两侧包括第二区B,而第二信息存储装置可只在第一区A的一 侧包括第二区B。在第二信息存储装置中，导线(未示出)可形成在信息存 储磁层300端部之下以供应电流。
写磁层100和信息存储磁层300可平行地形成。至少在本示例性实施例 中，多个叠置结构(包括连接磁层200和信息存储^f兹层300)也可叠置在写 磁层100上，并且多个写磁层100可被布置得更加均匀，在多个写磁层100 之间具有期望的或给定的间隔。所述间隔可以接近于或基本接近于写磁层100 的宽度。
图3A至图3E是显示根据一个示例性实示例的图1的第一信息存储装置 的示例性写操作的透视图。在图3A至图3E中，为了方便描述，只显示了第 一信息存储装置的一部分。
参照图3A,写磁层100的第一磁畴Dl、连接磁层200以及信息存储磁 层300可沿着第一方向Ml被磁化，而写磁层100的第二》兹畴D2可沿着第二 方向M2被 磁化。在图3A中，连接磁层200可包括第一连接磁层200a和第 二连接》兹层200b。信息存储》兹层300可包括第一信息存储^兹层300a和第二信 息存储磁层300b。第四导线C4和第五导线C5可形成在第一磁层300a的各 端，第六导线C6和第七导线C7可形成在第二磁层300b的两端。标号C1和 C2表示分别形成在写磁层100的第一端El和第二端E2的第一导线和第二导 线。
图3B显示图3A的第一信息存储装置，其中，第一^f兹畴壁DWl移动了。 第一-兹畴壁DW1可通过从第一导线Cl向第二导线C2施加电流而移动。参 照图3B,第二磁畴D2可延伸到第 一连接-兹层200a的下部，结果，第 一连接 磁层200a的石兹化方向可换向，变为第二方向M2。接触第一连接》兹层200a的 第一区'A1的-兹化方向也可换向为M2,这种磁化方向的换向可从第一连接;兹 层200a到第二信息存储磁层300b的第一区A2顺序地发生。根据以上磁化的 换向，另 一磁畴(以下，称之为第四磁畴D4 )可形成在信息存储磁层300中。
参照图3C,可^Mv第六导线C6朝着第二导线C2施加电流，以朝着第二
信息存储;兹层300b的第一端扩展第二信息存储一磁层300b中的第四石兹畴D4。 例如，对应于第四》兹畴D4的数据可以是0 。
参照图3D，可从第二导线C2朝着第一导线Cl施加电流，以使第一》兹 畴壁DW1从》兹层100的第一端E1朝着第二端E2移动。因此，第一磁畴D1 可朝着第一连接磁层200a的下部扩展。根据至少一些示例性实施例，从第一 连接-兹层200a至第二信息存储》兹层300b的第一区A2,》兹化方向可换向为第 一方向Ml。形成在第一区Al和A2中的f兹畴可被称作第五磁畴D5。例如， 对应于第五^f兹畴D5的数据可以是1。
参照图3E，通过从第六导线C6向第 一导线Cl施加电流，第四磁畴D4 和第五》兹畴D5可朝着第二信息存储-兹层300b的第一端移动1比特。
结果，对应于0和1的数据可被存储在第二信息存储一磁层300b的第二区 B中。这样，二进制数据可被存储在信息存储磁层300的给定的或期望的区 域中。
在图3A至图3E中，写磁层100、连接磁层200和信息存储磁层300可 具有垂直磁各向异性。但是，上述示例性写方法也可应用到具有水平磁各向 异性的写磁层100、连接磁层200和信息存储》兹层300。
如上所述，在示例性实施例的信息存储装置中，可通过在写磁层100和 信息存储磁层300中移动磁畴壁来记录数据。因此，信息存储装置的示例性 实施例可不需要运动机械系统。另外，信息存储装置可以是如图1A和图2 所示的多叠置信息存储装置，因此，可存储大量的信息和/或数据。
根据至少一些示例性实施例，当存储了数据的磁畴移动到磁致电阻传感 器400的下部，并且给定的读取电流施加到磁致电阻传感器400时，可读取 数据。在读和/或写操作期间，写磁层100或信息存储磁层300的一部分可被 用作暂时存储数据的缓冲区域。
以下，将描述利用磁畴壁的运动的信息存储装置的制造方法的示例性实 施例。
图4A至图4J是显示根据示例性实施例的制造信息存储装置的方法的截 面图。
参照图4A，写磁层100可形成在基底10上。图4A中的写磁层100可对 应于参照图1A描述的磁层100。第一绝缘层20可形成在基底IO上以覆盖写 磁层100。第一绝缘层20可以是树脂层等。
具有多级(muti-step)结构第一主压模(master stamp ) 50可净皮布置在第 一绝缘层20之上。第一主压模50可利用纳米图案化方法(例如，E-光束石 印术等)被制造并且可被重复使用。
参照图4B，第一绝缘层20可利用第一主压模50来印刻以图案化第一绝 缘层20。
如图4C所示，第一主压模50可从第一绝缘层20去除。参照图4C,可 通过利用第一主压模50的印刻处理来形成第一开口部分1。第一开口部分1 可暴露写》兹层100的一部分。第一开口部分1可包括第一凹槽Hl和第二凹 槽H2。第一凹槽H1可形成在第二凹槽H2中，因此，第一凹槽H1的宽度可 小于第二凹槽H2的宽度。第一绝缘层20的一部分会残留在第一凹槽Hl的 底部，并且第一绝缘层20的所述残留部分可通过利用反应离子蚀刻(RIE)、 等离子体灰化(plasma ashing )等去除。
参照图4D,第一连接,兹层200a可形成在第一凹槽Hl中。第一连接-兹层 200a可对应于图1A中的连接磁层200。第一连接磁层200a可利用电解电镀 (electrolysis plating )方法等形成。第一连接磁层200a的厚度可根据电解电 镀过程中的反应条件和/或反应时间来控制。因此，第一连接磁层200a的高 度和第一凹槽H1的高度可被相应地调整。即使当第一连接磁层200a的高度 和第一凹槽H1的高度不等时，后续的处理也可执行和/或装置仍然可以操作。
第一信息存储磁层300a可形成在第二凹槽H2中。第一信息存储^兹层 300a可对应于参照图1A描述的信息存储磁层300。第一信息存储磁层300a 可通过利用喷溅方法和在》兹层上执行化学机械抛光(CMP)方法来在第一连 接磁层200a和第一绝缘层20上沉积磁层形成。但是，也可使用其它的沉积 和抛光方法。
参照图4E，第二绝缘层30可形成在第一信息存储磁层300a和第一绝缘 层20上。第二绝缘层30可用与形成第一绝缘层20的材料相同或基本相同的 材料形成。具有多级结构的第二主压模60可被设置在第二绝缘层30上方。
如图4F所示，按照与利用第一主压模50对第一绝缘层20进行图案化的 方式相似或基本相似的方式，可利用第二主压模60来对第二绝缘层30图案 化。在图案化之后，第二主压模60可被去除。参照图4F,在至少一个示例 性实施例中，可通过利用第二主压模60进行印刻的方法来形成第三开口部分 2。第二开口部分2可暴露出第一信息存储》兹层300a的一部分。参照图4F，第二开口部分2可包括第三凹槽H3和第四凹槽H4。第三凹 槽H3可形成在第四凹槽H4中，因此，第三凹槽H3的宽度可小于第四凹槽 H4的宽度。第三凹槽H3的大小可等于或基本等于图4C中的第一凹槽H1的 大小，而第四凹槽H4大小可大于图4C中的第二凹槽H2的大小。
参照图4G,通过第二开口部分2暴露的第一信息存^f诸磁层300a可通过 利用第二绝缘层30作为离子植入掩模来掺杂杂质离子。杂质离子可以是He+、 Ga+等。当磁性材料掺杂He+和Ga+杂质离子时，磁性材料的磁各向异性能会 降低，这是因为杂质离子降低了构成磁性材料的磁粒之间的磁耦合效应。磁 性材料的磁各向异性能可根据摻杂的量减小至大约0。在图4G中，Al表示 掺杂杂质离子的第一磁层300a的一部分。在示例性实施例中，掺杂杂质离子 是可选的。
参照图4H，第二连接磁层200b和第二信息存储^兹层300b可分别按照与 第一连接磁层200a和第一信息存储磁层300a的形成方式相同或基本相同的 方式形成在第二开口2中。
参照图41,第三绝缘层40可形成在第二信息存储磁层300b和第二绝缘 层30上。第三绝缘层40可用与第 一绝缘层20的形成材料相同或基本相同的 材料形成。如图4I所示，第三绝缘层40可按照与第一绝缘层20和第二绝缘 层30被图案化的方式相似或基本相似的方式被图案化。仍然参照图41，可形 成第三开口部分3。第三开口部分3可暴露第二信息存4渚石兹层300b的一部分。 第三开口部分3可包括第五凹槽H5和第六凹槽H6。第五凹槽H5可形成在 第六凹槽H6中，因此，第五凹槽H5的宽度可小于第六凹槽H6的宽度。
参照图4J,通过第三开口部分3暴露的第二信息存储^磁层300b可通过利 用第三绝缘层40作为离子植入掩模来掺杂杂质离子，杂质离子可以是He+、 Ga+等。在图4J中，A2表示第二信息存储磁层300b掺杂有杂质离子的一部 分。在示例性实施例中，掺杂杂质离子是可选的。
虽然在图4J中没有显示出，但是可按照与第一连接^1层200a和第一信 息存储磁层300a的形成方式相同或基本相同的方式分别在第三开口中形成第 三连接磁层和第三信息存储磁层。
参照图1A的信息存储装置在此讨论了信息存储装置的制造方法的示例 性实施例。但是，通过改变第一主压模50和第二主压模60以及第一开口部 分1和第二开口部分2的形式，也可利用相似或基本相似的方法来制造图2
所示的信息存储装置。
根据至少一些示例性实施例，可通过使用多级主压^^莫的印刻处理来形成 两个凹槽。因此，可利用数量较少的制造步来更加容易地制造相对大容量的 信息存储装置。
信息存储装置的示例性实施例可不包括运动机械系统，因此，可具有改 进的可移动性、可靠性和/或可存储相对大量的信息。信息存储装置的示例性 实施例也可利用数量较少的制造步骤而更加客易地被制造。
虽然已经显示并参照示例性实施例描述了本发明，但是示例性实施例应 该被理解为只是描述性的而非限制性的目的。例如，本领域技术人员应该理 解可做出本发明的针对写的磁层、针对连接的磁层以及针对存储信息的磁层 的位置的各种改变。因此，本发明的范围不由本发明的详细描述限定，而由 权利要求限定。
权利要求
1、一种信息存储装置，包括写磁层，具有至少一个磁畴壁；至少一个叠置结构，形成在写磁层上，所述至少一个叠置结构的每个包括依次叠置的至少一个连接磁层和至少一个信息存储磁层；读取器，用于读取存储在信息存储磁层中的信息。
2、 如权利要求1所述的信息存储装置，其中，写磁层和信息存储磁层是 条状的。
3、 如权利要求1所述的信息存储装置，其中，写磁层被布置为垂直于信 息存储磁层。
4、 如权利要求1所述的信息存储装置，其中，写磁层被布置为平行于信 息存储磁层。
5、 如权利要求1所述的信息存储装置，其中，所述至少一个叠置结构包 括形成在写磁层上的多个叠置结构。
6、 如权利要求5所述的信息存储装置，其中，所述至少一个叠置结构包 括交替叠置的多个连接磁层和多个信息存储磁层。
7、 如权利要求5所述的信息存储装置，其中，所述至少一个叠置结构的 每个都被布置为垂直于写磁层。
8、 如权利要求1所述的信息存储装置，其中，所述至少一个叠置结构包 括交替叠置的多个连接磁层和多个信息存储磁层，多个信息存储磁层的每个 具有不同的长度。
9、 如权利要求8所述的信息存储装置，其中，所述多个磁层中最上面的 信息存储磁层的长度大于所述多个信息存储磁层的至少 一个其它层。
10、 如权利要求9所述的信息存储装置，其中，所述多个信息存储磁层 的长度从最上面的信息存储磁层朝着写磁层逐渐减小。
11、 如权利要求1所述的信息存储装置，其中，写磁层的磁各向异性能 为DATA至DATAJ/m3，包括该数值范围的两个端点。
12、 如权利要求1所述的信息存储装置，其中，写磁层由CoPt、 FePt或 者它们的合金形成。
13、 如权利要求1所述的信息存储装置，其中，连接磁层的磁各向异性能为10至103J/m3，包括该数值范围的两个端点。
14、 如权利要求1所述的信息存储装置，其中，连接磁层由Ni、 Co、 NiCo、 NiFe、 CoFe、 CoZrNb、 CoZrCr以及它们的合金中的一种形成。
15、 如权利要求1所述的信息存储装置，其中，信息存储磁层的磁各向 异性能为2xl()S至107J/m3,包括该数值范围的两个端点。
16、 如权利要求1所述的信息存储装置，其中，信息存储磁层由CoPt、 FePt或者它们的合金形成。
17、 如权利要求1所述的信息存储装置，其中，信息存储磁层的第一区 的磁各向异性能小于信息存储磁层的第二区的磁各向异性能，其中，第一区 与连接;兹层接触，第二区是信息存储磁层的除第 一 区以外的剩余部分。
18、 如权利要求17所述的信息存储装置，其中，第一区的磁各向异性能 Kl满足0 ^ Kl ^ 107J/m3，第二区的磁各向异性能K2满足2xl03 S K2 ^ 107J/m3。
19、 如权利要求17所述的信息存储装置，其中，第一区掺杂有杂质离子。
20、 如权利要求19所述的信息存储装置，其中，杂质离子包括He+和 Ga+的至少一种。
21、 如权利要求1所述的信息存储装置，其中，读取器是形成在写磁层 和所述至少一个信息存储磁层中的一个上的磁致电阻传感器。
22、 如权利要求1所述的信息存储装置，其中，写磁层被布置在所述至 少一个叠置结构的端部。
23、 如权利要求1所述的信息存储装置，其中，写^f兹层被布置在所述至 少一个叠置结构的中部。
24、 一种制造信息存储装置的方法，所述方法包括 在基底上形成写磁层；在基底上形成第一绝缘层，第一绝缘层覆盖写^f兹层； 图案化第一绝缘层，以形成暴露写磁层的第一开口部分； 在第一开口部分中依次形成第一连接磁层和第一信息存储磁层。
25、 如权利要求24所述的方法，其中，第一开口部分包括第一凹槽和第 二凹槽，第一凹槽形成在第二凹槽中，并且第一凹槽的宽度小于第二凹槽的 宽度。
26、 如权利要求24所述的方法，其中，第一开口部分通过利用纳米印刻方法形成。
27、 如权利要求25所述的方法，其中，第一连接^兹层形成在第一凹槽中。
28、 如权利要求25所述的方法，其中，第一信息存储磁层形成在第二凹 槽中。
29、 如权利要求24所述的方法，还包括 在第一信息存储^^层和第一绝缘层上形成第二绝缘层；图案化第二绝缘层以形成暴露第 一信息存储磁层的第二开口 ； 在第二开口中依次形成第二连接磁层和第二信息存储磁层。
30、 如权利要求29所述的方法，还包括 掺杂通过第二开口部分暴露的第 一信息存储磁层。
31、 如权利要求30所述的方法，其中，第一信息存储磁层掺杂有包括 He+和Ga+的至少 一种的杂质离子。
32、 如权利要求29所述的方法，其中，第二开口部分包括第三凹槽和第 四凹槽，第三凹槽形成在第四凹槽中，并且第三凹槽的宽度小于第四凹槽的宽度。
33、 如权利要求29所述的方法，其中，第二开口部分通过利用纳米印刻 方法形成。
34、 如权利要求32所述的方法，其中，第二连接磁层形成在第三凹槽中。
35、 如权利要求32所述的方法，其中，第二信息存储磁层形成在第四凹 槽中。
全文摘要
一种利用磁畴壁的移动的信息存储装置，该装置包括具有磁畴壁的写磁层。在该写磁层上形成叠置结构。所述叠置结构包括依次叠置的连接磁层和信息存储磁层。信息存储装置还包括用于读取存储在信息存储磁层中的信息的读取器。
文档编号G11C11/16GK101206914SQ20071015977
公开日2008年6月25日 申请日期2007年12月21日 优先权日2006年12月22日
发明者左圣熏, 林志庆, 赵恩亨 申请人:三星电子株式会社