[发明专利]磁记录元件、磁存储器、磁记录方法、用于制作磁记录元件的方法以及用于制作磁存磁存储器的方法

说明书

发明领域

本发明涉及磁记录元件和优选地用于随机存取存储器(RAM)的磁存储器，以及利用该磁记录元件和磁存储器的磁记录方法以及用于制作该磁记录介质和磁存储器的方法。

背景技术

通常，组成指定半导体存储器的半导体随机存取存储器(半导体RAM)主要被用作随机存取存储器(RAM)。如果这样一种半导体RAM被用在苛刻条件下，稳定性可能下降。当该半导体元件被小型化时，在稳定性方面下降的趋势变得突出。

因此，在半导体RAM，如动态随机存取存储器(DRAM)中要求一种附加处理，如指定流过的电流来保存数据并因此实现稳定操作的刷新操作。在另一种半导体RAM中不需要这样一种附加处理，存取时间被延长。

在这种观点中，近来注意到使用磁记录元件的磁随机存取存储器(MRAM)。在该MRAM中，记录了与磁化方向一致的信号“0”或“1”。由于只有在外部磁场应用到该MRAM的情况下才改变该磁化方向，在MRAM中存储的数据非常稳定的被保存。

如具有GMR(巨磁阻)膜或TMR(隧道式磁阻)膜的磁记录元件被用于该MRAM。读出数据“0”和“1”的磁性如MR比率，实际上没有实现可用的MRAM。

发明概述

本发明的目的是提供实际上用于MRAM的一种新磁记录元件和使用该磁记录元件的磁存储器。

本发明的另一目的是提供使用该磁记录介质和磁存储器的的磁记录方法，以及用于制作该磁记录元件和磁存储器的方法。

第一磁膜，用于通过外部磁场生成旋转涡流，以及

第二磁膜，在第一磁膜上，具有在其中央实质上垂直于其表面的磁化。

发明人已经认真地研究以便开发实际上可用于MRAM的一种新的磁记录介质。因此，他们发现能获得这样一种磁记录介质，只要将通过外部磁场来生成旋转涡流的第一磁膜以及具有在其中央垂直到其表面的磁化的第二磁膜层叠。

图1和2是根据本发明，表示一种磁记录介质的结构示意图。如图1和2所示的磁记录介质10，包括通过外部磁场来生成旋转涡流的第一磁膜1以及在第一磁膜1上形成的，具有垂直于其表面的磁化C的第二磁膜2。在这里，第二磁膜2的磁化从在其中央的垂直磁化变化到其外围的纵向磁化，在此未示出。另外，绝缘层3形成在第一磁膜1和第二磁膜之间以控制(抑制)通过磁记录介质10的电流。

当外部磁场被正向施加到第一磁膜1时，在A方向生成一旋转涡流，在旋转涡流的中央在B方向生成指定的垂直磁化。另一方面，当外部磁场被反向应用到第一磁膜1时，在D方向生成一旋转涡流，在与B方向相反的方向E生成指定磁化。

在图1中，第一磁膜1的磁化B和第二磁膜2的磁化C是平行的，在图2中，第一磁膜1的磁化B和第二磁膜的磁化E是逆平行的。因此，满足如图1所示的磁化状态的情况下比满足如图2所示的磁化状态下有更多电流流过。

因此，如果数据“0”和“1”根据第一磁膜1的磁化方向被记录，磁化状态能被读出作为通过该磁记录介质的电流总量。

即，在本发明的磁记录元件中，磁记录在第一磁膜的旋转涡流的磁化方向被执行，且磁读出在通过该磁记录元件的电流总量上被执行，与传统的MRAM因此，根据本发明，从该磁记录元件能获得一种新的结构的MRAM。根据本发明，一种磁存储器被构造，以便根据本发明多个磁记录元件被配置在指定基片上。根据本发明，实际上MRAM是由这样一种磁存储器构成的。

在此，术语“旋转涡流”指在薄膜中垂直生成的磁化状态。磁记录元件和磁存储器的几个首选实施例将在此后描述。而且，利用该磁记录介质和磁存储器的磁记录方法，以及用于制作该磁记录元件和磁存储器的方法将在此后描述。

附图说明

为更好地理解本发明，参考附图来说明，其中

图1是根据本发明，表示一磁记录元件的结构视图，

图2是根据本发明，表示一磁记录元件的另一结构视图，

图3是根据本发明，表示一磁存储器的示意图，

图4是根据本发明，表示在磁记录元件的制作方法中一步骤的横截面图，

图5是在如图4的步骤后表示一步骤的横截面图，

图6是在如图5的步骤后表示一步骤的横截面图，

图7是在如图6的步骤后表示一步骤的横截面图。

具体实施方式

本发明将参考附图详细说明。第一磁膜的外形并没有限制，但最好是如图1和图2那样的圆形板。在这种情形，在第一磁膜1中能容易形成旋转涡流。