[发明专利]利用磁畴壁的移动的信息存储装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种信息存储装置。具体的讲，本发明涉及一种利用磁畴壁的移动的信息存储装置及该信息存储装置的制造方法。

背景技术

传统硬盘驱动器(HDD)是通过旋转磁记录介质并移动在磁记录介质上方的读/写头来读取及写入信息的装置。磁记录介质可以为盘形式。传统HDD是非易失性数据存储装置，能存储100千兆字节(GB)的数据，并且可以在计算机中用作主存储装置。

传统HDD可能包含相对多的移动机械部分或系统。例如，当HDD被移动和/或受冲击影响时，这些机械系统可能导致各种机械故障因此降低移动性和/或可靠性。另外，这些机械系统可能增加制造的复杂性、成本和/或功耗，并可能产生不期望的噪音。例如，当减小传统HDD的尺寸时，可能增加制造的复杂性和/或成本。

利用磁畴壁移动的数据或信息存储装置可作为传统HDD的替代选择。在利用磁畴壁移动的传统数据存储装置内，组成磁体的微磁区域(magneticminute region)被称作磁畴。在磁畴中，磁矩的方向是固定的或不变的(例如，始终相同)。磁畴的大小和磁化方向可以通过磁性材料的特性、形状、大小和/或外部能量来控制。磁畴壁是具有不同磁化方向的磁畴之间的边界。磁畴壁可以通过向磁性材料施加的电流或磁场来移动。

通过将磁畴壁移动的原理应用到传统信息存储装置，磁畴可以通过移动磁畴壁来经过固定的读/写头，因此能在没有记录介质的旋转的情况下进行读取/写入。因此，利用磁畴壁移动的传统信息存储装置可以在没有传统HDD所需的移动机械系统的情况下存储相对大量的数据。然而，在利用磁畴壁移动的传统信息存储装置中，当移动时磁畴壁可能是相对不稳定的。为提高磁畴壁按位移动的稳定性，可以在磁层的一侧形成凹口(notch)。响应于等于或大于临界值的电流脉冲而开始移动的磁畴壁可以停止在凹口处。因此，磁畴壁可以通过均匀地形成在磁层上的多个凹口以一位来移动。另外，因为磁畴壁通过凹口更稳定地定位，所以存储在磁层中的数据可以保存更长的一段时间。

然而，在具有大约几十纳米宽度的磁层的一侧形成精细尺寸(fine-sized)的凹口可能是相对困难的。由于信息存储装置的相对高的密度，使得磁层的宽度可以被减小至几十纳米或更小。结果，凹口的大小也可能需要被减小。

例如，当凹口形成在具有大约50nm宽度的磁层的每侧时，凹口可以形成为具有大约15nm的宽度(大约是磁层宽度的三分之一)。然而，利用传统曝光和/或蚀刻技术来形成这样的凹口可能相对困难。而且，以相对均匀的间隔、大小和/或形状来形成凹口可能相对困难。如果凹口的间隔、大小和/或形状不够均匀，则使磁畴壁停止的磁场的强度(例如，定位磁场(pinning magnetic field)的强度)可能变化，因此，信息存储装置的可靠性可能降低。

发明内容

示例实施例涉及一种信息存储装置，例如，利用磁畴壁的移动的信息存储装置，及其制造方法。

至少一个示例实施例提供一种信息存储装置。根据至少这个示例实施例，磁层可以包含多个磁畴。供应单元或电路可以向磁层供应能量以使磁畴壁移动。磁层还可以包含具有第一磁各向异性能(magnetic anisotropic energy)的至少一个第一区和具有第二磁各向异性能的至少一个第二区。第一磁各向异性能可以大于第二磁各向异性能。第一区和第二区可以被交替布置，并且第二区可以被掺杂杂质离子。

根据至少一些示例实施例，杂质离子可以包括He⁺、Ga⁺等中的至少一种。多个第二区可以以相等或基本相等的间隔形成。第二区之间的间隔可以为大约5nm至大约1000nm(包含5nm和1000nm)。第二区的宽度可以为大约2nm至大约150nm(包含2nm和150nm)。磁层可以由包括Fe、Co、Pt及其合金等中的至少一种的材料形成。磁层可以由从包括FePt、FePd、CoCr、CoCu、CoPt、CoTb、CoCrPt、CoFeTb、CoFeGd和CoFeNi等的组或由其组成的组中选择的至少一种材料来形成。

至少一个示例实施例提供一种制造信息存储装置的方法。根据至少这个示例实施例，可以形成树脂层以覆盖磁层。暴露磁层的多个槽可以形成在树脂层中，并且暴露的磁层可以被掺杂杂质离子。