磁性记忆体及其驱动方法与制造方法

摘要

一种磁性记忆体、磁性记忆体的驱动方法及磁性记忆体的制造方法。磁性记忆体包括多条导线结构、多个第一磁性金属结构、一第二磁性金属结构及一绝缘层。各个第一磁性金属结构配置于两相邻的导线结构之间，而第二磁性金属结构跨越导线结构。第一磁性金属结构与第二磁性金属结构所构成的结构包括多个彼此相连的磁性记忆胞。每一磁性记忆胞具有一磁区及紧邻磁区的一磁壁，其中磁区适于储存一位元资料。

主权项

一种磁性记忆体，包括：多条导线结构，配置于一基板上，该些导线结构彼此不相交；多个第一磁性金属结构，配置于该基板上，其中各该第一磁性金属结构分别配置于两相邻的导线结构之间；一第二磁性金属结构，配置于该基板上，覆盖该些导线结构以及该些第一磁性金属结构，并跨越该些导线结构，其中该些第一磁性金属结构以及该第二磁性金属结构所构成的结构包括多个彼此相连的磁性记忆胞，每一磁性记忆胞具有一磁区以及紧邻该磁区的一磁壁，该磁区适于储存一位元资料；以及一绝缘层，配置于该些导线结构与该些第一磁性金属结构之间，且配置于该些导线结构与该第二磁性金属结构之间。如申请专利范围第1项所述之磁性记忆体，其中该些导线结构在一位移期间接收一交流讯号。如申请专利范围第2项所述之磁性记忆体，其中该位元资料在该位移期间得以依据该第二磁性金属结构所接收的一低电流脉冲而移出或移入该磁区。如申请专利范围第1项所述之磁性记忆体，其中每一磁性记忆胞中的该磁区与相邻之磁性记忆胞中的该磁壁彼此相连。如申请专利范围第1项所述之磁性记忆体，其中该些第一磁性金属结构呈一直线排列。如申请专利范围第1项所述之磁性记忆体，其中该些第一磁性金属结构以及该第二磁性金属结构属于同一膜层。如申请专利范围第6项所述之磁性记忆体，其中该磁区位于两相邻的导线结构之间。如申请专利范围第6项所述之磁性记忆体，其中该些第一磁性金属结构以及该第二磁性金属结构的材料包括水平式的铁磁性材料以及垂直式的铁磁性合金材料至少其中之一。如申请专利范围第8项所述之磁性记忆体，其中该水平式的铁磁性材料包括钴铁、镍铁或钴铁硼。如申请专利范围第8项所述之磁性记忆体，其中该垂直式的铁磁性合金材料包括铁铂合金或钴铂合金。如申请专利范围第1项所述之磁性记忆体，其中该些第一磁性金属结构以及该第二磁性金属结构属于不同膜层。如申请专利范围第11项所述之磁性记忆体，其中各该第一磁性金属结构具有一特定磁耦合力。如申请专利范围第12项所述之磁性记忆体，其中该磁壁位于两相邻的导线结构之间，并具有该特定磁耦合力而产生之磁耦合力方向。如申请专利范围第11项所述之磁性记忆体，其中该些第一磁性金属结构的材料包括一反铁磁性材料以及一铁磁性材料之至少其中之一。如申请专利范围第14项所述之磁性记忆体，其中该反铁磁性材料包括铂锰合金或铱锰合金。如申请专利范围第14项所述之磁性记忆体，其中该铁磁性材料包括一水平式的铁磁性材料以及一垂直式的铁磁性合金材料之至少其中之一。如申请专利范围第16项所述之磁性记忆体，其中该水平式的铁磁性材料包括钴铁、镍铁或钴铁硼。如申请专利范围第16项所述之磁性记忆体，其中该垂直式的铁磁性合金材料包括铁铂合金或钴铂合金。如申请专利范围第11项所述之磁性记忆体，其中该第二磁性金属结构的材料包括一铁磁性材料。如申请专利范围第19项所述之磁性记忆体，其中该铁磁性材料包括一水平式的铁磁性材料以及一垂直式的铁磁性合金材料之至少其中之一。如申请专利范围第20项所述之磁性记忆体，其中该水平式的铁磁性材料包括钴铁、镍铁或钴铁硼。如申请专利范围第21项所述之磁性记忆体，其中该垂直式的铁磁性合金材料包括铁铂合金或钴铂合金。如申请专利范围第1项所述之磁性记忆体，其中每一导线结构的厚度实质上介于10奈米至50奈米之间。如申请专利范围第1项所述之磁性记忆体，其中每一导线结构的宽度实质上介于50奈米至500奈米之间。如申请专利范围第1项所述之磁性记忆体，其中该磁区的宽度约略等于65奈米。如申请专利范围第1项所述之磁性记忆体，其中该磁壁的宽度约略等于65奈米。如申请专利范围第1项所述之磁性记忆体，其中在一读写期间，其中一个该磁区中的该位元资料得以被其所对应的导线结构所更新。如申请专利范围第27项所述之磁性记忆体，其中该磁区中的该位元资料是被其两相邻的导线结构所更新。如申请专利范围第27项所述之磁性记忆体，其中该磁区中的该位元资料是被其正下方的导线结构所更新。如申请专利范围第1项所述之磁性记忆体，更包括：一读取元件，配置于该些第一磁性金属结构其中之一的下方，在一读写期间得以读取其所对应的该磁区中的该位元资料。如申请专利范围第1项所述之磁性记忆体，更包括：一读取元件，配置于该第二磁性金属结构的上方，在一读写期间得以读取其所对应的该磁区中的该位元资料。一种如申请专利范围第1项之磁性记忆体的驱动方法，包括：在一位移期间，提供一交流讯号至该些导线结构；以及在该位移期间，提供一低电流脉冲至该第二磁性金属结构，以使每一磁性记忆胞中的该位元资料得以移出或移入该磁区。如申请专利范围第32项所述之磁性记忆体的驱动方法，更包括：在一读写期间，提供一资料脉冲至该些导线结构其中之一，使其所对应的该磁区中的该位元资料得以被更新。如申请专利范围第32项所述之磁性记忆体的驱动方法，更包括：在一读写期间，提供一资料脉冲至该些导线结构其中相邻的二条导线结构，使其所对应的该磁区中的该位元资料得以被更新。如申请专利范围第32项所述之磁性记忆体的驱动方法，更包括：在一读写期间，利用一读取元件读取其中一个该磁区中的该位元资料。如申请专利范围第32项所述之磁性记忆体的驱动方法，其中该交流讯号的频率实质上介于106赫兹与109赫兹之间。如申请专利范围第32项所述之磁性记忆体的驱动方法，其中该低电流脉冲的电流密度实质上介于106~107安培/平方公分之间。一种磁性记忆体的制造方法，包括：于一基板上形成多条导线结构，且该些导线结构彼此不相交；于该基板上形成一绝缘层，并覆盖该些导线结构；于该绝缘层上形成多个第一磁性金属结构，其中各该第一磁性金属结构分别配置于两相邻的导线结构之间；对该些第一磁性金属结构施行退火磁化步骤，以使各该第一磁性金属结构产生一磁耦合力方向；以及于该绝缘层上形成一第二磁性金属结构，覆盖该些第一磁性金属结构，并跨越该些导线结构，且该第二磁性金属结构的延伸方向不同于该磁耦合力方向；其中，该些第一磁性金属结构以及该第二磁性金属结构所构成的结构藉由该些导线结构的配置而被划分为多个彼此相连的磁性记忆胞，且每一磁性记忆胞具有一磁区以及紧邻该磁区的一磁壁。如申请专利范围第38项所述之磁性记忆体的制造方法，其中于该基板上形成该些第一磁性金属结构的方法包括：该些第一磁性金属结构的顶面与该绝缘层的顶面切齐，以使该些第一磁性金属结构的顶面与该绝缘层的顶面构成一平坦顶面。如申请专利范围第39项所述之磁性记忆体的制造方法，其中于该基板上形成该第二磁性金属结构的方法包括：于该平坦顶面上形成该第二磁性金属结构。如申请专利范围第38项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该磁壁位于两相邻的导线结构之间。如申请专利范围第38项所述之磁性记忆体的制造方法，其中每一磁性记忆胞中的该磁区与相邻之磁性记忆胞中的该磁壁彼此相连。如申请专利范围第38项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该第二磁性金属结构的延伸方向垂直于该磁耦合力方向。如申请专利范围第38项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该些第一磁性金属结构呈一直线排列。如申请专利范围第38项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该些第一磁性金属结构的材料包括一反铁磁性材料以及一铁磁性材料之至少其中之一。如申请专利范围第45项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该反铁磁性材料包括铂锰合金或铱锰合金。如申请专利范围第45项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该铁磁性材料包括一水平式的铁磁性材料以及一垂直式的铁磁性合金材料之至少其中之一。如申请专利范围第47项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该水平式的铁磁性材料包括钴铁、镍铁或钴铁硼。如申请专利范围第47项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该垂直式的铁磁性合金材料包括铁铂合金或钴铂合金。如申请专利范围第38项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该第二磁性金属结构的材料包括一铁磁性材料。如申请专利范围第50项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该铁磁性材料包括一水平式的铁磁性材料以及一垂直式的铁磁性合金材料之至少其中之一。如申请专利范围第51项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该水平式的铁磁性材料包括钴铁、镍铁或钴铁硼。如申请专利范围第51项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该垂直式的铁磁性合金材料包括铁铂合金或钴铂合金。一种磁性记忆体的制造方法，包括：于一基板上形成多条导线结构，且该些导线结构彼此不相交；于该基板上形成一绝缘层，并覆盖该些导线结构；以及于该绝缘层上形成一磁性金属结构，并跨越该些导线结构，其中，该磁性金属结构藉由该些导线结构的配置而被划分为多个彼此相连的磁性记忆胞，且每一磁性记忆胞具有一磁区以及紧邻该磁区的一磁壁。如申请专利范围第54项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该磁区位于两相邻的导线结构之间。如申请专利范围第54项所述之磁性记忆体的制造方法，其中每一磁性记忆胞中的该磁区与相邻之磁性记忆胞中的该磁壁彼此相连。如申请专利范围第54项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该磁性金属结构呈一直线排列。如申请专利范围第54项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该磁性金属结构的材料包括一铁磁性材料。如申请专利范围第58项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该铁磁性材料包括一水平式的铁磁性材料以及一垂直式的铁磁性合金材料之至少其中之一。如申请专利范围第59项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该水平式的铁磁性材料包括钴铁、镍铁或钴铁硼。如申请专利范围第59项所述之磁性记忆体的制造方法，其中该垂直式的铁磁性合金材料包括铁铂合金或钴铂合金。