多比特磁存储单元的制作方法
【专利摘要】一种用于储存数据的设备（20），其包括至少第一铁磁薄膜和第二铁磁薄膜（F1,F2）以及传感电路（28）。这两个铁磁薄膜都具有被配置为响应于所储存的数据的垂直磁各向异性，并且被连接以使电流贯穿第一铁磁薄膜和第二铁磁薄膜，并且在其中产生各自的第一异常霍尔电压和第二异常霍尔电压。传感电路被配置成通过测量第一异常霍尔电压和第二异常霍尔电压来读取所储存的数据。
【专利说明】多比特磁存储单元
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2011年8月2日提交的美国临时专利申请61/514，064的利益，该临时专利申请所公开的内容在此以引用的方式被并入。
发明领域
[0003]本申请总体涉及磁存储设备，并且特别涉及在其中使用异常霍尔效应读取磁介质中所储存的数据的存储器设备。
[0004]发明背景
[0005]已经提出将非易失性磁随机存取存储器(MARM)作为替代传统的动态随机存取存储器(DRAM)和硬盘驱动器的候选存储器。这些存储器设备使用巨磁阻(GMR)和隧道磁阻(TMR)传感技术。目前实现的MRAM设备使用在同一平面磁化或不在同一平面磁化的两个磁层以使GMR和/或TMR中的变化可以被测量。这两个磁层具有彼此平行或彼此不平行的磁定向，这样的磁定向产生四种可能的磁状态，并且对与比特“O”和“I”关联的两种不同的GMR或TMR阻抗进行了升级。
[0006]不同的存储单元结构利用铁磁材料中的异常霍尔效应。存储单元含有处理具有被定向成垂直于铁磁层的平面的磁矩的垂直磁各向异性的铁磁层。异常霍尔阻抗出现在铁磁层的第一末端和第二末端之间，所述铁磁层贯穿与铁磁结构的第三末端和第四末端之间的偏置电流通路交叉的路径。这样的磁层具有向上和向下的两个稳定的磁定向，并且对与比特“O”和“I”关联的两种不同的异常霍尔值+RH和-RH进行了升级。在授予A.Gerber的美国专利7，463，447B2 (2008)中已经公开了带有增强的RH值的这种类型的磁存储部件，该专利中的公开内容在此以引用的方式被并入。
[0007]另一种存储单元结构在比如半导体的低载流子密度材料中使用正常或普通霍尔效应。存储单元含有构成霍尔传感器的十字形状的低载流子密度材料薄膜，在该薄膜上放置了防止电流泄漏的隔离器，并且在该隔离器上布置了一个铁磁点状物或多个铁磁点状物。这些铁磁点状物具有向上和向下的两个稳定的磁定向。铁磁点状物被放置在感应穿过传感器的强磁杂散磁通的位置。低载流子密度薄膜中的正常霍尔阻抗对来自于磁化的铁磁点状物的累积的杂散磁通敏感，并且对与比特“O”和“I”关联的两种不同的正常霍尔值+RH和-RH进行了升级。在授予J.Stephenson、B.Shipley和D.Carothers的美国专利申请公布2008/0205129中已经公开了这种类型的磁存储部件，该专利申请公布所公开的内容在此以引用的方式被并入。
[0008]在进一步提高MRAM最终的储存密度的努力中，已经提出了使用处于同一平面和垂直各向异性材料的几个多状态结构和储存方案。由Uemura等人在2007年的IEEE《磁学学报》的第 43 卷、第 2791-2793 页的文章“Four-State Magnetoresistance in EpitaxialCoFe-Based Magnetic Tunnel Junction”中提出了角度相关的四状态隧道磁阻单元,该文章在此以引用的方式被并入。
[0009]由Law等人在2008年的IEEE《磁学学报》的第44卷、第2612-2615页的文章“Magnetoresitance and Switching Properties of Co-Fe/Pd-Based PerpendicularAnisotropy Single-and Dual-Spin Valves”中提出了四状态双自旋阀GMR储存器,该文章在此以引用的方式被并入。由Yoo等人在2009年的《应用物理学快报》的第95卷、第202505 页的文章 “Four Discrete Hall Resistance States in Single-Layer Fe Filmfor Quaternary Memory Devices”中提出了四状态单层铁薄膜设备,该文章在此以引用的方式被并入。
[0010]在授予D.Ravelosona和B.D.Terris的美国专利7，379，321中公开了含有两个分离的铁磁层的存储单元，该专利所公开的内容在此以引用的方式被并入。其公开内容在此以引用的方式被并入的Taguchi等人的美国专利5，361，226，描述了含有通过磁化方向被记录在磁薄膜中的信息的磁薄膜存储设备。该公开声明其中的薄膜适用于在所产生的电压的基础上重新产生所记录的信息，所产生的电压是由于异常霍尔效应所引起的磁化方向变化的结果。
[0011]其公开内容在此以引用的方式被并入的Wunderlich的美国专利6，727，537，描述
了基于简单的畴壁传播和异常霍尔效应的磁存储设备，并且声明该存储设备包含“垂直于平面的”磁电传导元件。
【发明内容】
[0012]本文描述的本发明的实施方式提供了用于储存数据的设备。所述设备包括至少第一和第二铁磁薄膜以及传感电路。这两个铁磁薄膜都具有响应所存储的数据配置的垂直磁各向异性，并且被连接以使电流贯穿第一和第二铁磁薄膜，并且在其中产生各自的第一和第二异常霍尔电压。传感电路被配置成通过测量第一和第二异常霍尔电压来读取所储存的数据。
[0013]在一些实施方式中，第一和第二铁磁薄膜中的每一个都包含至少一个铁磁层。在实施方式中，每个铁磁层都定义了两个存储状态中的一个。在不例实施方式中，第一薄膜包含nl个层，第二薄膜包含n2个层，其中nl和n2是大于O的整数，而存储状态的数目是
2nl+n2
[0014]在一些实施方式中，所述设备包含被配置成产生电流并且向所述铁磁薄膜提供电流的电流源。在实施方式中，所述设备包含将铁磁薄膜彼此串联的导体，并且所述电流源被配置成施加电流从而贯穿所述铁磁薄膜和所述导体。在可选的实施方式中，所述设备包含将铁磁薄膜彼此并联的导体，所述电流源被配置成产生第一电流并施加第一电流到第一个铁磁薄膜，并且产生第二电流并施加第二电流到第二个铁磁薄膜，而且所述传感电路被配置成测量第一和第二异常霍尔电压的总和。
[0015]在另一个实施方式中，所述传感电路被配置成对薄膜运用反向磁场互易性(RMFR)定理，以便测量第一和第二异常霍尔电压。在所公开的实施方式中，所述设备包含磁场产生器，所述磁场产生器被配置成通过施加磁场将数据储存到所述铁磁薄膜中，所述磁场向所述铁磁薄膜中写入表示数据的各个磁状态。
[0016]在所公开的实施方式中，磁场产生器被配置成接受用于储存的数据；响应所述数据产生写磁场状态的一个或多个磁场脉冲序列；以及将所述序列施加到铁磁薄膜。在实施方式中，所述磁场产生器被配置成响应所述数据和所述铁磁薄膜各自的切换磁场产生序列。在实施方式中，所述磁场产生器被配置成产生磁场脉冲以沿着所述序列交替改变极性和减小幅度。
[0017]在一些实施方式中，所述第一和第二铁磁薄膜位于共同的二维平面中。在可选择的实施方式中，所述第一和第二铁磁薄膜彼此堆叠在一起以构成三维结构。在实施方式中，所述第一和第二铁磁薄膜的特性由各自的不同的切换磁场表征。
[0018]还另外提供了根据本发明的实施方式的用于数据储存的方法。所述方法包括:提供至少第一和第二铁磁薄膜，所述第一和第二铁磁薄膜彼此相互连接并且都具有垂直磁各向异性。通过响应于所述数据而对薄膜的垂直磁各向异性的配置，使得电流贯穿所述第一和第二铁磁薄膜并且在其中产生各自的第一和第二异常霍尔电压，来将数据储存在所述第一和第二铁磁薄膜中。通过测量所述第一和第二异常霍尔电压来读取所存储的数据。
[0019]还提供了根据本发明的实施方式的包含第一和第二霍尔传感器、导体和处理器的装置。第一霍尔传感器具有第一端子、第二端子、第三端子、以及第四端子。第二霍尔传感器具有第五端子、第六端子、第七端子、以及第八端子。所述导体将第三端子连接到第五端子。所述处理器被配置成测量当经由所述导体将第一电流从第一端子传递到第七端子时的第四端子和第六端子之间的第一电势；测量当经由所述导体将第二电流从第四端子传递到第六端子时的第一端子和第七端子之间的第二电势；以及响应于所述第一和第二电势确定由所述第一和第二霍尔传感器所产生的结果电压。
[0020]在一些实施方式中，所述第一和第二霍尔传感器中的至少一个产生正常霍尔电压。在一些实施方式中，所述第一和第二霍尔传感器中的至少一个产生异常霍尔电压。
[0021]还提供了根据本发明的实施方式的方法，所述方法包括:提供具有第一端子、第二端子、第三端子、以及第四端子的第一霍尔传感器；以及具有第五端子、第六端子、第七端子、以及第八端子的第二霍尔传感器。第三端子由导体连接到第五端子。当经由所述导体将第一电流从第一端子传递到第七端子的时，对第四端子和第六端子之间的第一电势进行测量。当经由所述导体将第二电流从第四端子传递到第六端子的时，对第一端子和第七端子之间的第二电势进行测量。响应所述第一和第二电势，确定由所述第一和第二霍尔传感器产生的结果电压。
[0022]还另外提供了根据本发明的实施方式的用于储存数据的存储单元。所述存储设备包含至少第一和第二铁磁薄膜，所述第一和第二铁磁薄膜都具有响应所储存的数据配置的垂直磁各向异性，并且所述第一和第二铁磁薄膜被连接以使电流贯穿所述第一和第二铁磁薄膜，并且在其中产生各自的第一和第二异常霍尔电压，以致能够通过测量所述第一和第二异常霍尔电压来从所述存储单元读取数据。
[0023]根据下面结合附图对其中的实施方式的详细描述，将更全面地理解本发明，在附图中:
[0024]附图简要说明
[0025]图1是根据本发明的实施方式的存储单元的示意性表示，所述存储单元包括两个铁磁元件Fl和F2 ;在两个元件0-0’之间携带偏置电流的导电连接；以及到两个薄膜的电触点(到薄膜Fl的A、B、F和到薄膜F2的电触点C、D、E)。
[0026]图2是根据本发明的实施方式的由两个一致的单元Fl和F2所产生的作为所施加的磁场H的函数的异常霍尔效应电压的示意性表示。两个单元都分别显示了在切换场Hsl和Hs2具有单阶跃反转的垂直磁各向异性。由两个薄膜显示出的磁饱和状态下的异常霍尔效应电压分别是Vehei和Vehe2。
[0027]图3是根据本发明的实施方式的在有作为所施加的磁场的函数的电流流经点A(薄膜Fl上)和点D (薄膜F2上)之间时，在点F (薄膜Fl上)和点E (薄膜F2上)之间产生的电压的示意性表示。在回到零磁场之后，根据两个单元中的磁化定向，该单元可以显示四个不同的电压。每个电压电平对应不同的存储状态。
[0028]图4a是根据本发明的实施方式的在点F (薄膜Fl上)和点E (薄膜F2上)之间产生的异常霍尔效应信号减去偏移电压之后的示意性表示。偏移电压的消除是通过减去两个测量值Vai^fe和Vfe,的结果，其中Vai^fe表示有电流在A和D之间通过时在点F和E之间所测量的电压，而VFE，AD是有电流在F和E之间通过时在点A和D之间所测量的电压。
[0029]图4b是根据本发明的实施方式的在点F (薄膜Fl上)和点C (薄膜F2上)之间产生的异常霍尔效应电压减去偏移电压之后的示意性表示。
[0030]图5a是根据本发明的实施方式的由三个层构成的磁薄膜的主要磁滞回线的示意性表示，这三个层中的每一层都显示了具有不同切换磁场的垂直磁各向异性和异常霍尔阻抗。
[0031]图5b是根据本发明的实施方式的在零磁场显示8个不同的稳定电压的小磁滞回线的示意性表示。
[0032]图6a示出了根据本发明的实施方式的两个薄膜的组合，两个薄膜中的一个具有单个层和单阶跃磁化反转，而第二个具有两个层和双阶跃反转。
[0033]图6b是根据本发明的实施方式的在多个不同的小回线上和在主要回线上所测量的在点F (薄膜I)和E (薄膜2)之间的EHE电压VEHE，FE在消除纵向电压V1之后的示意性表不。`
[0034]图6c是根据本发明的实施方式的在多个不同的小回线上和在主要回线上所测量的在点F (薄膜I)和C (薄膜2)之间的EHE电压VEHE，rc在消除纵向电压V1之后的示意性表不。
[0035]图7是根据本发明的实施方式的在施加不同的磁场脉冲序列之后在零磁场显示16个不同的电压状态的两个双层、双阶跃反转薄膜的组合的示意性表示。
[0036]图8是根据本发明的实施方式的在施加不同的磁场脉冲序列之后在零磁场显示64个不同的电压状态的两个三层、三阶跃反转薄膜的组合的示意性表示。
[0037]图9示出了根据本发明的实施方式的在零磁场显示4个不同的EHE电压状态的由两个单层单阶跃反转薄膜构成的存储单元的试验实现。
[0038]图10示出了根据本发明的实施方式的在零磁场显示8个不同的EHE电压状态的由单层单阶跃反转薄膜和双层双阶跃反转薄膜构成的存储单元的试验实现。
[0039]图11示出了根据本发明的实施方式的在零磁场显示16个不同的EHE电压状态的由两个双层双阶跃反转薄膜构成的存储单元的试验实现。
[0040]图12和13是根据本发明的实施方式的可选择的存储单元的示意视图。
[0041]图14是根据本发明的实施方式的示意性地说明存储设备的框图。
【具体实施方式】[0042]根据本发明的实施方式的存储单元包含显示垂直磁各向异性的两个铁磁薄膜(通常是多层的形式)。在没有外部磁场的情况下，两个薄膜中的磁矩被定向成垂直于所述层的平面，并且能显示对应薄膜内的层的相关的磁化方向的单个磁化强度值或多个磁化强度值。
[0043]每个薄膜的特征都可以通过切换场的单个值或通过对应多个磁化组件的多个切换场来确定。因此，从给定方向到相反方向的磁矩的反转通过单个阶跃或通过多个明确定义的阶跃产生。每个铁磁薄膜都可以显示单个异常霍尔阻抗的绝对值或对应给定薄膜的磁化状态组的多个异常霍尔阻抗(异常霍尔效应有时也被称为反常霍尔效应)。
[0044]在所公开的实施方式中，偏置电流电路适用于产生在单元的第一薄膜和第二薄膜之间具有偏置通路的偏置电流，以使相同的偏置电流在第一薄膜和第二薄膜中流动。电压传感电路适用于测量单元的两个薄膜之间的电压电平，电压电平随着对应2-薄膜系统的多个磁状态的多个预先确定的异常霍尔阻抗中的每一个的不同而不同。
[0045]由一对薄膜所示范说明的离散存储状态的数目N依赖于由薄膜所显示的稳定的磁状态的数目。对于显示单阶跃磁化反转和切换场与异常霍尔阻抗不同值的两个薄膜，存储状态的数目是4。对于显示二阶跃磁化反转和各个切换场与异常霍尔阻抗的不同值的两个薄膜，存储状态的数目是16。对于显示三阶跃磁化反转和各个切换场与异常霍尔阻抗的不同值的两个薄膜，存储状态的数目是64。通常，对于由两个薄膜构成的系统，可能的存储状态的数目是2(ni+d ,其中H1和n2分别是在第一和第二薄膜中显示不同的切换场与异常霍尔阻抗的不同的部分或层的数目。
[0046]对于存储器读取过程 的改进的解决方案，信号检测协议采用了两个4探头的测量值。对于附接到所述单元的第一薄膜的两个引脚A和B，以及附接到所述单元的第二薄膜的引脚C和D，采用了两个电压测量值=Vai^b。和VBaAD，其中VAD，B。表示偏置电流正在第一薄膜的触点A和第二薄膜的触点D之间通过时，在第一薄膜的触点B和第二薄膜的触点C之间产生的电压值。Vbqad表示偏置电流在第一薄膜的触点B和第二薄膜的触点C之间通过时，在第一薄膜的触点A和第二薄膜的触点D之间产生的电压值。通过VAD，BC和VBaAD的相加或相减，从总的测量的薄膜之间的电压提取不同的场中的异常霍尔效应分量。
[0047]根据本发明的实施方式的存储单元使用异常霍尔效应来提高数据储存能力。图1示出了根据本发明的实施方式的存储单元的示意图。典型的存储单元包含两个铁磁薄膜Fl和F2，所述薄膜的每一个都是平面层的形式，并且所述薄膜的每一个都显示了垂直磁各向异性。在没有外部磁场的情况下，两个薄膜的磁矩都被定向成垂直于该层的平面。磁矩可以具有对应薄膜内的部分的相关的磁化定向的单个磁化强度值或多个磁化强度值，所述部分包含多个不同的铁磁层。每个薄膜的特性都由切换场的单个值确定或由多个切换场确定，因此，从给定方向到相反方向的磁矩的反转通过单阶跃或通过多个明确定义的阶跃产生。每个铁磁薄膜都显示了异常霍尔阻抗的单个绝对值或对应所述薄膜的磁化状态组的多个异常霍尔阻抗。
[0048]在存储单元中，薄膜Fl和F2串联，并且偏置电流源(在图中未示出)产生从A到D的偏置电流，其包括了在所述单元的第一薄膜和第二薄膜之间的偏置通路00’，使得薄膜Fl和F2中具有共同的电流。电压传感电路(同样未示出)适用于测量单元的两个薄膜之间的电压电平。如在下面讨论的，电压电平可以被用来确定对应所述2-薄膜系统的多个磁状态的多个预先确定的异常霍尔阻抗。
[0049]这两个薄膜中的每一个包含所述存储单元，都具有含有至少一个层、或多个层的铁磁结构，显示垂直磁各向异性。所述铁磁层具有垂直于所述层的平面存在的磁矩，所述磁矩根据所述铁磁结构的一个定向或多个磁定向组件进行设置。所述铁磁结构显示了与该磁定向组件一致的多个预先确定的异常霍尔阻抗中的一个。
[0050]在本公开中，铁磁层由其切换场(即所需要的用来切换该层的磁定向的磁场)和由该层的异常霍尔效应(EHE)阻抗确定。如在下面关于图9-11的例子所做的解释，给定的铁磁层可以包含多个子层，所述子层包含铁磁子层或非铁磁子层，这些子层共同具有一个或多个切换场和一个或多个EHE阻抗。此外，如同时在图9-11的例子中所举例说明的，切换场和EHE阻抗可以根据铁磁子层和非铁磁子层的实际尺寸、该子层与衬底层或种子层的临近程度、以及衬底层或种子层的尺寸和类型进行设置。
[0051]异常霍尔阻抗出现在跨过与偏置电流通路交叉的通路的该铁磁结构的第一末端和第二末端(薄膜Fl中的点B和F与薄膜F2中的点C和E)之间，所述偏置电流通路位于所述铁磁薄膜的第三末端和第四末端之间(薄膜Fl中的点A和O与薄膜F2中的点O’和D)。
[0052]在均匀的铁磁薄膜中，霍尔效应电压Vh可以被表示成:
[0053]
【权利要求】
1.一种用于储存数据的设备，所述设备包括: 至少第一铁磁薄膜和第二铁磁薄膜，这两个铁磁薄膜具有响应于所储存的数据而被配置的垂直磁各向异性，并且这两个铁磁薄膜被连接以使电流贯穿所述第一铁磁薄膜和所述第二铁磁薄膜并在其中产生各自的第一异常霍尔电压和第二异常霍尔电压；以及 传感电路，其被配置成通过测量所述第一异常霍尔电压和第二异常霍尔电压来读取所储存的数据。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一铁磁薄膜和所述第二铁磁薄膜中的每个包含至少一个铁磁层。
3.根据权利要求2所述的设备，其中每个铁磁层定义两个存储状态中的一个。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述第一薄膜包含Ii1个层，所述第二薄膜包含n2个层，其中叫、n2是大于O的整数，并且其中存储状态的数目是2nl+n2。
5.根据权利要求1-4中的任何一个所述的设备，其还包含电流源，所述电流源被配置成产生所述电流并且向所述铁磁薄膜提供所述电流。
6.根据权利要求 5所述的设备，其还包含导体，所述导体将所述铁磁薄膜彼此串联，其中所述电流源被配置成施加所述电流以贯穿所述铁磁薄膜和所述导体。
7.根据权利要求5所述的设备，其还包含导体，所述导体将所述铁磁薄膜彼此并联，其中所述电流源被配置成产生并向所述第一铁磁薄膜施加第一电流以及产生并向所述第二铁磁薄膜施加第二电流，并且其中所述传感电路被配置成测量所述第一异常霍尔电压和所述第二异常霍尔电压的总和。
8.根据权利要求1-4中的任何一个所述的设备，其中所述传感电路被配置成对所述薄膜运用反向磁场互易性(RMFR)定理以测量所述第一异常霍尔电压和所述第二异常霍尔电压。
9.根据权利要求1-4中的任何一个所述的设备，其还包含磁场产生器，所述磁场产生器被配置成通过施加磁场来将所述数据储存在所述铁磁薄膜中，所述磁场向所述铁磁薄膜中写入表示所述数据的各个磁状态。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述磁场产生器被配置成接受用于储存的所述数据、响应所述数据产生写入所述磁状态的一个或多个磁场脉冲的序列以及向所述铁磁薄膜施加所述序列。
11.根据权利要求10所述的设备，其中所述磁场产生器被配置成响应所述数据和所述铁磁薄膜的各自的切换磁场产生所述序列。
12.根据权利要求10所述的设备，其中所述磁场产生器被配置成产生所述磁场脉冲以沿着所述序列交替改变极性和减小幅度。
13.根据权利要求1-4中的任何一个所述的设备，其中所述第一铁磁薄膜和所述第二铁磁薄膜位于共同的二维平面中。
14.根据权利要求1-4中的任何一个所述的设备，其中所述第一铁磁薄膜和所述第二铁磁薄膜彼此堆叠在一起以形成三维结构。
15.根据权利要求1-4中的任何一个所述的设备，其中所述第一铁磁薄膜和所述第二铁磁薄膜由各自的不同的切换磁场表征。
16.一种用于数据储存的方法，所述方法包括:提供至少第一铁磁薄膜和第二铁磁薄膜，所述第一铁磁薄膜和所述第二铁磁薄膜彼此连接并且都具有垂直磁各向异性； 通过响应于数据而配置所述薄膜的垂直磁各向异性，使得电流贯穿所述第一铁磁薄膜和所述第二铁磁薄膜并在其中产生各自的第一异常霍尔电压和第二异常霍尔电压，由此，将所述数据存储在所述第一铁磁薄膜和所述第二铁磁薄膜中；以及 通过测量所述第一异常霍尔电压和所述第二异常霍尔电压来读取所储存的数据。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一铁磁薄膜和所述第二铁磁薄膜中的每个都包含至少一个铁磁层。
18.根据权利要求17所述的方法，其中每个铁磁层定义两个存储状态中的一个。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一薄膜包含nl个层，所述第二薄膜包含n2个层，其中nl、n2是大于O的整数，并且其中存储状态的数目是2nl+n2。
20.根据权利要求16-19中的任何一个所述的方法，其还包括利用电流源来产生所述电流，并向所述铁磁薄膜提供所产生的电流。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述铁磁薄膜通过导体彼此串联，并且其中提供所述电流包括施加所述电流以贯穿所述铁磁薄膜和所述导体。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述铁磁薄膜通过导体彼此并联，并且其中提供所述电流包括向所述第一铁磁薄膜施加第一电流并向所述第二铁磁薄膜施加第二电流，并且其中测量所述异常霍尔电压包括测量所述第一异常霍尔电压和第二异常霍尔电压的总和。
23.根据权利要求16-19中的任何一个所述的方法，其中测量所述异常霍尔电压包括对所述薄膜运用反向磁场互易性(RMFR)定理以测量所述第一异常霍尔电压和所述第二异常霍尔电压。
24.根据权利要求16-19中的任何一个所述的方法，其中储存所述数据包括施加向所述铁磁薄膜中写入表示所述数据的各个磁状态的磁场。
25.根据权利要求24所述的方法，其中施加所述磁场包括接受用于储存的所述数据、响应所述数据产生写入所述磁状态的一个或多个磁场脉冲的序列，并且向所述铁磁薄膜施加所述序列。
26.根据权利要求25所述的方法，其中产生所述序列包括响应于所述数据和所述铁磁薄膜的各自的切换磁场来产生所述序列。
27.根据权利要求25所述的方法，其中产生所述序列包括产生所述磁场脉冲以沿着所述序列交替改变极性和减小幅度。
28.根据权利要求16-19中的任何一个所述的方法，其中所述第一铁磁薄膜和所述第二铁磁薄膜位于共同的二维平面中。
29.根据权利要求16-19中的任何一个所述的方法，其中所述第一铁磁薄膜和所述第二铁磁薄膜彼此堆叠在一起以形成三维结构。
30.根据权利要求16-19中的任何一个所述的方法，其中所述第一铁磁薄膜和第二铁磁薄膜由各自的不同的切换磁场表征。
31.装置，所述装置包含: 第一霍尔传感器，其具有第一端子、第二端子、第三端子、以及第四端子；第二霍尔传感器，其具有第五端子、第六端子、第七端子、以及第八端子； 导体，其将所述第三端子连接到所述第五端子；以及 处理器，其被配置成:在通过所述导体将第一电流从所述第一端子传递到所述第七端子时测量所述第四端子和所述第六端子之间的第一电势、在通过所述导体将第二电流从所述第四端子传递到所述第六端子时测量所述第一端子和所述第七端子之间的第二电势、并且响应于所述第一电势和所述第二电势确定由所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器所产生的结果电压。
32.根据权利要求31所述的装置，其中所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器中的至少一个产生正常霍尔电压。
33.根据权利要求31所述的装置，其中所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器中的至少一个产生异常霍尔电压。
34.一种方法，所述方法包括: 提供第一霍尔传感器，其具有第一端子、第二端子、第三端子、以及第四端子； 提供第二霍尔传感器，其具有第五端子、第六端子、第七端子、以及第八端子； 通过导体将所述第三端子连接到所述第五端子； 在通过所述导体将第一电流从所述第一端子传递到所述第七端子时，测量所述第四端子和所述第六端子之间的第一电势； 在通过所述导体将第二电流从所述第四端子传递到所述第六端子时，测量所述第一端子和所述第七端子之间的第二`电势；以及 响应于所述第一电势和所述第二电势确定由所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器所产生的结果电压。
35.根据权利要求34所述的方法，其中所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器中的至少一个产生正常霍尔电压。
36.根据权利要求34所述的方法，其中所述第一霍尔传感器和所述第二霍尔传感器中的至少一个产生异常霍尔电压。
37.一种用于储存数据的存储单元，所述存储单元包含至少第一铁磁薄膜和第二铁磁薄膜，这两个铁磁薄膜具有响应于所储存的数据而被配置的垂直磁各向异性，并且这两个铁磁薄膜被连接以使电流贯穿所述第一铁磁薄膜和第二铁磁薄膜并在其中产生各自的第一异常霍尔电压和第二异常霍尔电压，使得能够通过测量所述第一异常霍尔电压和所述第二异常霍尔电压来从所述存储单元读取所述数据。
38.根据权利要求37所述的存储单元，其中所述第一铁磁薄膜和所述第二铁磁薄膜中的每个包含至少一个铁磁层。
39.根据权利要求38所述的存储单元，其中每个铁磁层定义两个存储状态中的一个。
40.根据权利要求39所述的存储单元，其中第一薄膜包含nl个层，第二薄膜包含n2个层，其中nl、n2是大于O的整数，并且其中存储状态的数目是2nl+n2。
41.根据权利要求37所述的存储单元，其中所述第一铁磁薄膜和所述第二铁磁薄膜位于共同的二维平面中。
42.根据权利要求37所述的存储单元，其中所述第一铁磁薄膜和所述第二铁磁薄膜被彼此堆叠在一起以形成三维结构。
43.根据权利要求37所述的存储单元，其中所述第一铁磁薄膜和所述第二铁磁薄膜由各自的不 同的切换磁场表征。
【文档编号】G11C11/18GK103733261SQ201280038080
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年7月19日 优先权日:2011年8月2日
【发明者】亚历山大·葛伯, 阿米尔·西格尔 申请人:雷蒙特亚特特拉维夫大学有限公司