[发明专利]存储设备和存储器件

说明书

技术领域

本发明涉及存储设备和存储器件。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开号2004-193595

专利文献2：日本专利申请公开号2009-81215

非专利文献

非专利文献：R.H.Koch等人，Phys.Rev.Lett.92,088302(2004)

背景技术

在诸如计算机的信息处理器中，广泛使用以高速操作的具有高密度的DRAM(动态随机存取存储器)。

然而，DRAM是其中信息在电源关闭时被擦除的易失性存储器。因此，需要其中信息不被擦除的非易失性存储器。

作为非易失性存储器的候选，其中信息通过磁体的磁化来记录的磁阻随机存取存储器(MRAM)受到关注并正在发展。

记录到MRAM的方法包括通过电流磁化来反转(reverse)磁化的方法，或将自旋极化电子直接注入到记录层的反转磁化的方法(例如，参见专利文献1)。

作为所述方法，自旋注入磁化反转受到关注，因为随着装置尺寸变得更小，记录电流可减小。

此外，为了使装置小型化，研究了使用其中磁体的磁化方向指向垂直方向的垂直磁化膜的方法(例如，参见专利文献2)。

非专利文献1公开了使用垂直磁化膜的自旋注入磁化反转元件的反转时间等式。

发明内容

发明要解决的问题

然而，通过非专利文献1中示出的反转时间等式，与不使用垂直磁化膜的自旋注入磁化反转元件相比，使用垂直磁化膜的自旋注入磁化反转元件可能延长磁化反转时间。

本技术的目的是要解决使用垂直磁化膜的情况下的问题，并提供能够利用较少电流在高速下操作的存储设备。

此外，在能够利用较少电流在高速下操作的存储设备中，另一个目的是抑制所读出信号的振幅的降低。

用于解决问题的手段

为了解决上述问题，根据本技术，存储设备被如下配置：

根据本技术的存储设备包括：存储装置，具有层状结构、至少包括其中磁化方向对应于信息而改变的存储层、其中磁化方向被固定的磁化固定层以及由非磁体制成的布置在存储层与磁化固定层之间的中间层；电流，能够在层状结构的层压方向上流动。

存储设备还包括：配线，用于为存储装置供应流向层压方向的电流；以及存储控制单元，用于通过以下方式来存储信息：在经由配线使预定电平的待机电流流到存储装置以使存储层的磁化方向从垂直于膜表面的方向倾斜的状态下，经由配线使高于待机电流的记录电流流动以改变存储层的磁化方向。

根据本技术，存储装置被如下配置：

存储装置，包括：

层状结构，至少包括其中磁化方向对应于信息而改变的存储层，其中磁化方向被固定的磁化固定层以及由非磁体制成的布置在存储层与磁化固定层之间的中间层；电流，能够在层状结构的层压方向上流动；

在存储层中，

第一铁磁层、连接层和第二铁磁层按照该顺序层压，

第一铁磁层经由连接层磁性连接到第二铁磁层，

第一铁磁层与中间层接触，

第二铁磁层与覆盖层(cap layer)接触，

第一铁磁层和第二铁磁层中的一个是面内磁化占主导地位的面内磁化层，且另一个是垂直磁化占主导地位的垂直磁化层，且

经由连接层的第一铁磁层和第二铁磁层之间的连接强度被设定为使得第一铁磁层和第二铁磁层两者的磁化方向在其中层压方向上没有电流流动到存储器件的平衡状态下指向垂直于膜表面的方向，并且存储层的磁化方向在其中低于记录电流的待机电流流到存储器件的待机状态下从垂直于膜表面的方向倾斜。

通过根据本技术的存储设备，通过以下方式来存储信息：使待机电流动以使存储层的铁磁层的磁化方向从垂直于膜表面的方向倾斜并使记录电流流动以改变存储层的磁化方向。

因为在记录之前存储层的磁化方向从垂直方向倾斜，所以与记录电流在磁化方向不倾斜的状态下流动的传统配置相比，可缩短反转磁化并记录信息的反转时间。同时，在记录电流在磁化方向不倾斜的状态下流动的传统配置中产生的反转时间的变化可减小。

通过根据本技术的存储设备，存储层的磁化方向可在没有电流流经存储器件的平衡状态下指向垂直于膜表面的方向。如果存储层的磁化方向在平衡状态下从垂直于膜表面的方向倾斜，则读出信号的振幅可降低。然而，根据本技术，可有效地抑制读出信号的振幅的降低。