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。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【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】多比特磁存储单元相关申请的交叉引用本申请要求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。专利
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。专利技术背景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。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。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。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。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。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。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。
技术实现思路
本文描述的本专利技术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。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。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。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。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。还另外提供了根据本专利技术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本文档来自技高网...
【技术保护点】
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。
【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：亚历山大·葛伯，阿米尔·西格尔，
申请(专利权)人：雷蒙特亚特特拉维夫大学有限公司，
类型：
国别省市：
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