[发明专利]具有多畴存储层的磁存储元件

权利要求书

1.一种包括可编程存储元件的装置，所述可编程存储元件具有参考层和存储层，所述参考层具有固定的磁定向，所述存储层具有与所述固定的磁定向反平行的磁定向的第一区域和与所述固定的磁定向平行的磁定向的第二区域。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述存储层的所述第一区域与所述参考层轴向对准，并且所述第二区域围绕所述第一区域。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，隧道效应阻挡被接触式地设置在所述参考层与所述存储层的所述第一区域之间以形成适于对所述第一区域的磁定向进行编程的磁隧道效应结。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述存储层还包括延伸穿过所述存储层的厚度以将所述第一区域与所述第二区域分离开的至少一个磁畴壁，所述至少一个磁畴壁完全围绕所述第一区域。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述存储层还包括延伸穿过所述存储层的厚度以将所述第一区域与所述第二区域分离开的至少一个磁畴壁，所述至少一个磁畴壁仅部分地围绕所述第一区域。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述存储元件适于接收沿所选轴向流经所述单元的写入电流以选择性地编程所述存储层，所述参考层具有沿垂直于所述轴向的平面的第一面积延伸，以及所述存储层具有沿垂直于所述轴向的平面的更大的、第二面积延伸。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括串联至所述磁存储元件以形成非易失性存储单元的开关器件。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述存储元件是形成数据存储阵列的标称相同存储元件的阵列中的所选存储元件，并且所述所选存储元件的所述存储层形成延伸通过所述阵列中的所述标称相同存储元件中的每一个的连续层的一部分。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述存储元件还包括面对所述参考层的、与所述存储层的所述第一区域接触式接合的热辅助层以响应于施加通过所述存储元件的写入电流促进所述存储层的局部加热从而将所述第一区域的磁定向从所述平行定向转变为所述反平行定向，所述写入电流不改变所述第二区域的平行定向。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述存储元件通过以下步骤编程：

在所述存储层的所述第一和第二区域中为所述存储层提供共同的平行磁定向；以及

使写入电流穿过所述存储层和所述参考层从而在保持所述第二区域在所述平行定向上的磁定向的同时将所述第一区域的磁定向转变为所述反平行定向。

11.一种包括具有非易失性存储单元阵列的数据存储存储器的装置，每个存储单元包括耦合至开关器件的存储元件，每个存储元件包括参考层和存储层，所述参考层具有固定的磁定向，所述存储层具有与所述固定的磁定向反平行的磁定向的第一区域和与所述固定的磁定向平行的磁定向的第二区域，所述第二区域与所述第一区域被至少部分地围绕所述第一区域的圆周延伸的磁畴壁分离开。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，每个存储单元还包括接触式地设置在所述参考层与所述存储层的所述第一区域之间以形成磁隧道效应结的隧道效应阻挡，和面对所述隧道效应阻挡的、与所述存储层接触式地接合的热辅助层。

13.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述存储元件适于接收沿所选轴向流经所述单元的写入电流以选择性地编程所述存储层，所述参考层具有沿垂直于所述轴向的平面的第一面积延伸，以及所述存储层具有沿垂直于所述轴向的平面的更大的、第二面积延伸。

14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，每一个所述存储元件适于通过以下步骤编程，这些步骤包括：

在相关联的存储层的所述第一和第二区域中为所述相关联的存储层提供共同的平行磁定向；以及

使写入电流穿过相关联的存储层和相关联的参考层从而在保持所述第二区域在所述平行定向上的磁定向的同时将所述第一区域的磁定向转变为所述反平行定向。

15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述非易失性存储单元阵列被表征为旋转扭矩转移随机存取存储器(STRAM)单元阵列。