[发明专利]磁自旋移位寄存器存储器

说明书

技术领域

本发明涉及存储器器件，更具体地，涉及形成赛道存储器器件。

背景技术

赛道存储器器件以在磁纳米线或者“赛道(racetrack)”中的磁畴壁的形式存储信息。所述畴壁使用电流脉冲沿着纳米线向后移动和向前移动，其中电子承载电流是自旋极化的。自旋极化的电流承载自旋角动量，该自旋角动量传输到磁畴壁使它们在电子流动方向上移动。

发明内容

根据本发明的一个实施例，一种用于形成存储器器件的方法，所述方法包括：在衬底中形成具有波动轮廓的内表面的腔；在所述腔中沉积铁磁材料；在所述衬底上邻近所述铁磁材料的一部分形成读取元件；以及在所述衬底上邻近所述铁磁材料的第二部分形成写入元件。

根据本发明的另一个实施例，一种存储器器件，包括：移位寄存器，包括设置在具有波动内表面轮廓的腔中的铁磁材料；读取元件，设置为邻近所述移位寄存器的一部分；以及写入元件，设置为邻近所述移位寄存器的第二部分。

仍根据本发明的另一个实施例，一种用于形成存储器器件的方法，所述方法包括：使用各向同性蚀刻和钝化聚合物沉积方法在衬底中形成具有肋部分的第一腔；在所述腔中沉积铁磁材料，所述铁磁材料包括部分地通过所述腔的所述波动轮廓限定的磁畴；邻近所述铁磁材料的一部分形成读取元件。

通过本发明的技术可实现另外的特征和优点。这里详细描述了本发明的其它实施例和方面并且被考虑为主张的发明的一部分。为了更好地理解本发明具有的优点和特征，参考描述和附图。

附图说明

在说明书的结论部分的权利要求中具体指出并且明确要求保护被认为是本发明的主题。从后面联系附图的详细描述中将明白本发明的前述和其它特征以及优点，其中：

图1示出了磁移位寄存存储器器件的示范性实施例的透视图。

图2示出了移位寄存器的一部分的部分截面图。

图3示出了腔的形成。

具体实施方式

图1示出了磁移位寄存器存储器器件100的示范性实施例。器件100包括磁移位寄存器10，其包括写入元件15和读取元件20。磁移位寄存器10包括从包括亚铁磁或铁磁材料的细线（或轨道）形成的数据列25。数据可以储存在移位寄存器10的磁化区域中，例如磁畴30和35。畴壁36、37、38和39是磁畴30和35之间的过渡磁化区域。

在操作中，磁畴30和35可以改变极化取向（状态）。磁畴30和35的每一个的电阻部分依赖于磁畴30和35的状态。读取元件20测量邻近磁畴30的电阻，其指示磁畴30的状态。磁畴30的状态可以转移到在级联循环中的邻近磁畴30。磁畴30的循环状态允许读取元件20读出在移位寄存器10中存储的数据的状态。类似的存储器器件的操作和形成可以在U.S.专利No.7,551,469中找到。

图2示出了在例如硅材料的衬底200中形成的移位寄存器10的一部分的部分截面图。在制造中，在衬底200中形成腔201。用例如，如基本从Ni、Fe和Co中的一种或多种形成的合金或者从Fe和/或Co结合Pt和/或Pd形成的合金或者Heusler合金的铁磁材料填充腔201。腔201包括具有波动轮廓或圆齿（scalloped）的内表面202。内表面202包括肋204，其优选限定畴壁36、37、38和39以及磁畴30、32和35。肋204并通过内表面201的弯曲部分的相交部分（intersection）限定且从腔201的外径向内延伸。依赖磁畴壁的结构和类型，当位于肋204处或者附近或者在腔30、32、35中时畴壁具有更低的能量。畴壁的能量和其沿着腔201的延伸依赖于用于填充腔201的磁合金的磁交换能和合金的磁各向异性。磁交换能越大，畴壁的范围越大，然而，磁各向异性能越大，导致更窄的畴壁。各向异性能主要由磁合金的固有磁晶能和退磁能构成。前者主要是合金本身的特性并且是晶体结构和合金成分的结果，而后者依赖于赛道的几何外形和畴壁的形状和结构。通过改变肋204的详细形貌（topography）和腔202的内表面，沿着赛道的畴壁的能量图可以改变以便优先将畴壁定位在肋204处或附近或者在腔202内。