一种赛道存储器装置便于沿赛道操作一系列畴壁。所述赛道被设计为使畴壁能量在邻近的钉扎部位之间以连续的方式增加或减小，以便畴壁不会陷于邻近的钉扎部位之间。可以通过连续地改变赛道的宽度（同时保持恒定的厚度）和／或截面积（其中赛道尺寸在垂直于赛道长度的两个方向上都变化），来提供畴壁能量沿所述赛道的改变。可替代地，可以通过改变沿所述赛道的赛道磁特性并同时保持所述赛道的形状和尺寸不变，来提供畴壁能量的该改变。此外，可以使用所述赛道的组成和／或形状的变化。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及存储器存储系统，特别地，涉及使用电流使磁畴壁移动跨过读和写器 件的存储器存储系统，允许在磁赛道中的畴或畴壁中存储数据并从其中读出数据。
技术介绍
赛道存储器装置作为高密度存储装置正受到关注。例如，在2004年12月21日授 权给 Parkin 的名禾尔为 “Shiftable magnetic register and methodof using the same，， 的美国专利6，834，005中，公开了这些装置，通过参考将其并入到这里。图1 (包括图IA和 1B)示出了包括磁移位寄存器10的这种赛道磁存储器系统100的示例性高级别体系结构， 该磁移位寄存器10利用写器件(在此也称为写元件)15和读器件(在此也称为读元件)20。 读器件20和写器件15形成系统100的读/写元件。磁移位寄存器10包括由铁电材料制成的轨道11。轨道11可沿一个方向或另一方 向在小的截面或畴中被磁化。信息被存储在轨道11中的诸如畴25、30的区域中。制造轨 道的磁性材料的命令参数，即磁化方向或磁矩方向，从一个方向向另一个方向改变。磁矩方 向的该变化形成用于在轨道11中存储信息的基础。在一个实施例中，磁移位寄存器10包括数据区35和保留区(reservoir) 40。数据 区35包括存储数据的诸如畴25、30的连续畴组。以保留区40的形式向磁移位寄存器10 提供附加的长度。保留区40被制造为足够长，以便在区域35中的所有畴完全从区域35跨过读和写 元件(为了写入和读取畴的目的)移动到区域40中时该保留区40容纳所有这些畴。在任 何给定的时刻，这些畴由此被部分地存储在区域35中且部分地存储在区域40中，因此形成 存储元件的是区域35和区域40的组合。在一个实施例中，保留区40是其中保留区没有处 于静态的磁畴的区域。由此，在任何给定的时刻存储区35位于磁移位寄存器10的不同部分内，并且保留 区40在存储区35的任一侧被分成两个区域。虽然存储区35是一个连续区域，并且在本申 请的一个实施例中无论存储区35位于移位寄存器10内的任何位置，畴在存储区35内的空 间分布和范围近似相同，但在另一实施例中，存储区的部分在该区域的移动(特别地，跨过 读和写元件)期间可扩展。部分(或者甚至整个)数据区35移动到保留区40中以在特定 的畴中存取数据。保留区40在图1中被示出为具有与数据区35近似相同的尺寸。然而，其他可选 实施例可允许保留区40具有不同于数据区35的尺寸。作为一实例，如果将多于一个读和 写元件用于每个磁移位寄存器，则保留区40可以比数据区35小得多。例如，如果将两个读 和写元件用于一个移位寄存器并被沿着数据区的长度均等地设置，则保留区的长度将仅仅4需要为数据区的长度的近似一半。电路45被应用于轨道11以使畴25、30中的磁矩沿着轨道11移动，经过读器件20 或写器件15。沿轨道排列的畴通过被称为畴壁(DW)的边界而彼此分隔。在具有畴壁的磁 性材料中，依赖于包括赛道的磁性材料的特性，跨过畴壁的电流使畴壁沿着电流流动的方 向或者与电流流动相反的方向移动。当电流通过畴时，其变为“自旋极化的”。当该自旋极 化的电流通过而跨过居间的畴壁流入下一畴中时，其引发自旋扭矩。该自旋扭矩使畴壁移 动。畴壁速度可以非常高，即，在lOOm/sec或更高的量级，因此，为了读取该畴或为了通过 写元件改变其磁状态而使特定的畴移动到所要求的位置的过程可以非常短。诸如畴25、30、31的畴在写器件15和读器件20之上向前和向后移动(或移位)， 以使数据区35移入或移出保留区40，如图2 (包括图2A、2B和2C)所示。在图2A的实例 中，数据区35最初可存在于阱(即，磁移位寄存器10的底部32)的左侧上，其中在保留区 40中没有畴。图2C示出了数据区35整体存在于磁移位寄存器10的右侧上的情况。为了将数据写入诸如畴31的特定畴中，对磁移位寄存器10施加电流45，以使畴 31移动到写器件15之上并与写器件15对准。当对磁移位寄存器施加电流时，数据区35中 的所有畴都移动。通过电流的量值和方向以及电流的施加时间来控制畴的移动。在一个实施例中， 施加特定形状(量值对时间特性)和持续时间的一个电流脉冲，以使畴在存储区中移动一 个增量(increment)或一步。施加一系列脉冲，以使畴移动所需数量的增量或步数。由此， 数据区35的移位部205(图2B)被推动(移位或移动)到保留区40中。畴在轨道11内的 移动方向取决于所施加的电流的方向。为了读取诸如畴25的特定畴中的数据，对磁移位寄存器10施加附加的电流以使 畴25移动到读器件20之上并与读器件20对准。数据区35的较大移位部210被推动(移 位或移动)到保留区40中。图1和2所示的写器件和读器件形成控制电路的限定基准平面的部分，读器件和 写器件被排列在该基准平面中。在一个实施例中，磁移位寄存器10与该基准平面垂直，基 本上与该平面正交。为了操作磁移位寄存器10，除了包括读元件和写元件之外，控制电路还包括用于 各种目的的逻辑和其他电路，这些目的包括操作读器件和写器件、提供电流脉冲以使畴在 移位寄存器内移动、对磁移位寄存器中的数据进行编码和解码的装置等等。在一个实施例 中，使用CMOS工艺在硅晶片上制造控制电路。磁移位寄存器将被设计为具有在硅晶片上的 小足印(footprint)，以便在利用最小硅面积的同时使存储器装置的存储容量最大化以保 持尽可能最低的成本。在图1所示的实施例中，移位寄存器的足印基本上由读器件和写器件所占用的晶 片面积确定。由此，磁移位寄存器包括基本上沿晶片平面之外的方向延伸的轨道。轨道的 垂直方向长度将确定移位寄存器的存储容量。由于垂直范围可远大于轨道沿水平方向的范 围，因此可以在移位寄存器中存储几百个磁位，而移位寄存器在水平平面中占据的面积非 常小。由此，与常规的固态存储器相比，对于同样的硅晶片面积，移位寄存器可存储多得多 的位。虽然磁移位寄存器的轨道被示出为与读元件和写元件的平面(电路平面)基本上正交，但这些轨道也可以与该基准平面成一角度而倾斜，作为一个实例，为了这些器件的更 大密度或为了简化制造。轨道甚至可以平行于基准平面的表面，即，它们可具有“水平的”配置。在整个均勻、平滑且磁同质的轨道中，畴壁的能量不依赖于其沿轨道的位置，由 此，畴壁会不具有对抗热波动和例如来自相同或邻近轨道中的邻近的畴壁的寄生磁场。通 过改变赛道的结构(参见授予Parkin的美国专利6，834，005)，畴壁沿轨道的优选位置可以 形成在畴壁能量降低的位置。因此，这些“钉扎部位”在限定DW的能量稳定位置以及由此 限定连续的位之间的间隔方面起着重要的作用。
技术实现思路
公开了磁存储赛道装置的实施例，其中，所述赛道包括钉扎部位以及其中畴壁能 量分布被调制或自然地波动的部分。特别地，通过具有相对大的畴壁能量的部分(其作用 就像各自的能量势垒一样)分隔与钉扎部位(该处的能量为局部最小)对应的稳定畴壁 (Dff)位置。由此，在电流脉冲终止时位于这些部分之一中的DW相对不稳定且一旦电流被切 断就会朝向钉扎部位(稳定位置)移动，以使其能量最小化。以该方式，DW最终变为静止 在钉扎位置中的一个处。本专利技术的一个方面为一本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种装置，包括：轨道，其包括磁性材料，其中所述轨道被设计为包含磁性区域，所述磁性区域可响应于流过所述轨道的电流而沿所述轨道移位；至少一个用于在所述轨道中读取和写入由磁性区域所代表的数据的部件；其中所述轨道包括：与给定的磁性区域的能量的各局域最小值对应的钉扎部位，其中所述钉扎部位能够钉扎所述给定的磁性区域；以及位于邻近的钉扎部位的每个对之间的部分，在其中所述给定的磁性区域的能量随着沿所述轨道的位置而基本上连续地改变并且大于所述邻近的钉扎部位的能量最小值中的至少一个，所述部分没有任何能够钉扎所述给定的磁性区域的钉扎部位。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：守谷頼，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。