DE60301294T2

DE60301294T2 - Magnetspeichervorrichtungen

Info

Publication number: DE60301294T2
Application number: DE60301294T
Authority: DE
Inventors: Manish Sharma; Thomas C. Anthony; Manoj Bhattacharyya
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2002-04-29
Filing date: 2003-04-24
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2023-04-25
Also published as: CN1455463A; US6919594B2; KR20030085496A; US6794695B2; EP1359590B1; TW200305977A; CN100397674C; DE60301294D1; KR100969285B1; JP2004006844A; US20030202375A1; EP1359590A1; US20040090842A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Magnetspeichervorrichtungen, wie beispielsweise Magnetowiderstand-Speicherungsvorrichtungen, und insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Magnetowiderstand-Speicherungsvorrichtungen, die Magnetfelder bei Grenzbedingungen minimieren.
Ein Magnetdirektzugriffsspeicher („MRAM" = Magnetic Random Access Memory) ist ein nicht flüchtiger Speicher, der für eine kurzzeitige und langzeitige Datenspeicherung betrachtet wird. Ein MRAM weist einen geringeren Leistungsverbrauch als ein Kurzzeitspeicher auf, wie beispielsweise ein DRAM, ein SRAM und ein Flash-Speicher. Ein MRAM kann Lese- und Schreiboperationen viel (um Größenordnungen) schneller als herkömmliche Langzeitspeicherungsvorrichtungen wie Festplattenlaufwerke durchführen. Zusätzlich ist ein MRAM kompakter und verbraucht weniger Leistung als Festplattenlaufwerke. Ein MRAM wird ferner für eingebettete Anwendungen betrachtet, wie beispielsweise extrem schnelle Prozessoren und Netzwerkvorrichtungen.
Eine typische MRAM-Vorrichtung umfasst ein Array von Speicherzellen, Wortleitungen, die sich entlang Zeilen der Speicherzellen erstrecken, und Bitleitungen, die sich entlang Spalten der Speicherzellen erstrecken. Jede Speicherzelle ist an einem Koppelpunkt (Kreuzungspunkt) einer Wortleitung und einer Bitleitung positioniert.
Die Speicherzellen können auf Tunnel-Magnetowiderstandsvorrichtungen (TMR-Vorrichtungen; TMR = tunneling magnetoresistive) basieren, wie beispielsweise spinabhängigen Tunnelübergängen (SDT = spin dependent tunneling). Ein typischer SDT-Übergang umfasst eine Referenzschicht, eine Erfassungsschicht und eine isolierende Tunnelbarriere, die zwischen der Referenz- und der Erfassungsschicht angeordnet ist. Die Referenzschicht weist eine Magnetisierungsausrichtung auf, die in eine bekannte Richtung festgelegt ist, um sich bei dem Vorhandensein eines angelegten Magnetfelds in einem interessierenden Bereich nicht zu drehen. Die Erfassungsschicht weist eine Magnetisierung auf, die in eine von zwei Richtungen ausgerichtet sein kann; die gleiche Richtung wie die Referenzschichtmagnetisierung oder die entgegengesetzte Richtung der Referenzschichtmagnetisierung. Falls die Magnetisierungen der Referenz- und der Erfassungsschicht in die gleiche Richtung sind, so sagt man, die Ausrichtung des SDT-Übergangs ist „parallel". Falls die Magnetisierungen der Referenz- und der Erfassungsschicht in entgegengesetzte Richtungen sind, so sagt man, die Ausrichtung des SDT-Übergangs ist „antiparallel". Diese zwei stabilen Ausrichtungen, parallel und antiparallel, können logischen Werten von „0" und „1" entsprechen.
Die oben beschriebene Referenzschicht kann unter Verwendung einer weichmagnetischen Schicht hergestellt sein, die durch ein Magnetfeld von einem stromtragenden Leiter dynamisch gesetzt ist. Alternativ kann die Magnetisierungsausrichtung der festgelegten Schicht durch eine zugrundeliegende antiferromagnetische (AF-) Festlegungsschicht fixiert sein. Die AF-Festlegungsschicht liefert ein großes Austauschfeld, das die Magnetisierung der festgelegten Schicht in eine Richtung hält. Der AF-Schicht zugrundeliegend sind gewöhnlich eine erste und eine zweite Keimschicht. Die erste Keimschicht ermöglicht, dass die zweite Keimschicht mit einer <111>-Kristallstrukturausrichtung aufgewachsen wird. Die zweite Keimschicht richtet eine <111>-Kristallstrukturausrichtung für die AF-Festlegungsschicht ein.
Beispiele des Stands der Technik von Magnetowiderstandsvorrichtungen, die AF-Festlegungsschichten aufweisen, sind in 1 gezeigt. 1 stellt einen Magnettunnelübergang 10 dar, der aus mehreren Schichten besteht, einschließlich mehrerer ferromagnetischer Schichten. Eine Schicht 12 ist eine nicht magnetische, leitfähige Schicht, die typischer weise aus Tantal oder Kupfer oder anderen ähnlichen Materialien gefertigt ist. Auf der Schicht 12 ist eine Magnetkeimschicht gefertigt. Eine AF-Festlegungsschicht 16 ist dann auf einer Schicht 14 gefertigt, wobei eine ferromagnetische, festgelegte Schicht 18 auf der Schicht 16 gefertigt ist. Die Tunnelbarriere 20, die typischerweise aus einem dielektrischen Material wie Alumina oder Siliziumdioxid hergestellt ist, ist auf der Schicht 18 gefertigt. Zuletzt ist eine ferromagnetische Erfassungsschicht 22 auf der Barriereschicht 20 gefertigt, um die Magnettunnelübergangsvorrichtung 10 abzuschließen. Starke Streumagnetfelder werden an den Kanten der ferromagnetischen Schichten 14, 18 und 22 erzeugt. Die starken Streumagnetfelder unterstützen ein Schalten von Datenfilmen in eine Richtung und wirken einem Schalten in die umgekehrte Richtung entgegen. Dies erzeugt eine Asymmetrie bei einem Schalten.
Was folglich benötigt wird, ist eine Struktur, die die Streumagnetfelder, die bei den Kanten der ferromagnetischen Schicht erzeugt werden, die die Magnettunnelübergangsvorrichtungen des Stands der Technik umschaltet, reduziert oder eliminiert.
Die EP-A-1132918 offenbart eine Speicherzelle, bei der eine Referenzschicht sich über die anderen Schichten der Zelle hinaus erstreckt. Es ist eine Vorrichtung offenbart, die eine Referenzschicht, deren Kante verdünnt ist, um eine Stufe in derselben zu bilden, und eine ferromagnetische Keimschicht aufweist, die über die Erfassungsschicht und einen Teil der Referenzschicht hinaus vorsteht.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Speichervorrichtung vorgesehen, die folgende Merkmale aufweist:
eine Erfassungsschicht;
eine festgelegte Schicht;
eine Barriereschicht, die zwischen der Erfassungs- und der festgelegten Schicht platziert ist;
eine Festlegungsschicht, die benachbart zu der festgelegten Schicht platziert ist; und
eine Magnetsenkenschicht, die innerhalb der Speichervorrichtung benachbart zu der Festlegungsschicht an der Seite derselben entfernt von der festgelegten Schicht platziert ist oder innerhalb der Speichervorrichtung auf der Seite der Erfassungsschicht entfernt von der Barriereschicht platziert ist, dadurch gekennzeichnet, dass:
ein Teil der Senkenschicht sich über die Kanten aller anderen Schichten hinaus erstreckt, um Magnetfeldwirkungen an den Grenzen der Erfassungs-, der festgelegten und der Festlegungsschicht zu dämpfen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Fertigen einer Rückseitenstruktur-Magnetspeichervorrichtung vorgesehen, das folgende Schritte aufweist:
Bilden einer Magnetsenkenschicht auf einem Substrat;
Bilden einer Festlegungsschicht benachbart zu der Magnetsenkenschicht;
Bilden einer festgelegten Schicht benachbart zu der Festlegungsschicht;
Bilden einer Barriereschicht benachbart zu der festgelegten Schicht;
Bilden einer Erfassungsschicht benachbart zu der Barriereschicht, dadurch gekennzeichnet, dass:
die Schichten gebildet sind, so dass ein Teil der Magnetsenkenschicht sich über die Kanten aller anderen Schichten hinaus erstreckt und die Magnetsenkenschicht verwendet wird, um Magnetfeldwirkungen an den Grenzen der Erfassungs-, der festgelegten und der Festlegungsschicht zu modifizieren.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Fertigen einer Vorderseitenstruktur-Magnetspeichervorrichtung vorgesehen, das folgende Schritte aufweist:
Bilden einer Erfassungsschicht auf einem Substrat;
Bilden einer Barriereschicht benachbart zu der Erfassungsschicht;
Bilden einer festgelegten Schicht benachbart zu der Barriereschicht;
Bilden einer Festlegungsschicht benachbart zu der festgelegten Schicht;
Bilden einer Magnetsenkenschicht auf der Festlegungsschicht oder auf der Seite der Erfassungsschicht entfernt von der Barriereschicht, dadurch gekennzeichnet, dass:
die Schichten gebildet sind, so dass ein Teil der Magnetsenkenschicht sich über die Kanten aller anderen Schichten hinaus erstreckt und die Magnetsenkenschicht verwendet wird, um Magnetfeldwirkungen an den Grenzen der Erfassungs-, der festgelegten und der Festlegungsschicht zu modifizieren.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung umfasst eine Magnetspeichervorrichtung eine Einrichtung zum Reduzieren oder Eliminieren eines Magnetowiderstandsschaltversatzes. Die Vorrichtung weist eine Erfassungsschicht; eine festgelegte Schicht; eine Barriereschicht, die zwischen der Erfassungs- und der festgelegten Schicht platziert ist, derart, dass jede Schicht geometrisch mit der anderen ausgerichtet ist; eine Festlegungsschicht, die in einer benachbarten Ausrichtung mit der festgelegten Schicht platziert ist; und eine Magnetsenkenschicht auf, die benachbart zu der Festlegungsschicht platziert ist, um Streumagnetfeldwirkungen an den Grenzen der Erfassungs-, der festgelegten und der Festigungsschicht zu minimieren. Die Magnetsenkenschicht weist auf eine Magnetschicht auf, die einen ersten Abschnitt in einer benachbarten Ausrichtung mit der Festlegungsschicht, wobei der erste Abschnitt als eine festgelegte Schicht wirkt, und einen zweiten nicht festgelegten Abschnitt aufweist, der sich über die Ausrichtung der anderen Schichten und den ersten Abschnitt hinaus erstreckt.
Zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ersichtlich, die gemeinsam durch ein Beispiel Merkmale der Erfindung darstellen.
l stellt eine Querschnitt-Seitenansicht einer Magnetowiderstand-Speicherungsvorrichtung gemäß des Stands der Technik dar.
2 stellt eine Querschnittsansicht einer Magnetowiderstand-Speicherungsvorrichtung, die eine Magnetsenkenschicht umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
3 stellt eine obere Draufsicht von zwei Magnetowiderstand-Speicherungsvorrichtungen, die eine ge meinsame Magnetsenkenschicht gemeinschaftlich verwenden, gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
4 stellt eine Querschnittsansicht einer alternativen Magnetowiderstand-Speicherungsvorrichtung dar, die bei einem Erläutern der vorliegenden Erfindung nützlich ist.
5 stellt eine Querschnittsansicht einer alternativen Magnetowiderstand-Speicherungsvorrichtung dar, die bei einem Erläutern der vorliegenden Erfindung nützlich ist.
6 stellt eine Querschnittsansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Magnetowiderstand-Speicherungsvorrichtung, die eine Magnetsenkenschicht umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
7 stellt eine Querschnittsansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Magnetowiderstand-Speicherungsvorrichtung, die eine Magnetsenkenschicht umfasst, gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
8 stellt eine schematisches Diagramm eines Speicherarrays mit einer unterstützenden Logik dar, wie es innerhalb der vorliegenden Erfindung implementiert ist.
9 stellen die Versatzwirkungen der Keimschichten gemäß der vorliegenden Erfindung (9a) und verglichen mit dem Stand der Technik (9b) dar.
Nun wird auf die exemplarischen Ausführungsbeispiele Bezug genommen, die in den Zeichnungen dargestellt sind, und eine spezifische Sprache wird hierin verwendet, um dieselben zu beschreiben. Dennoch ist klar, dass dadurch keine Begrenzung des Schutzbereichs der Erfindung beabsichtigt ist. Änderungen und weitere Modifikationen der erfindungsgemäßen Merkmale, die hierin dargestellt sind, und zusätzliche Anwendungen der Prinzipien der hierin dargestellten Erfindungen, die einem Fachmann auf dem relevanten Gebiet im Besitz dieser Offenbarung einfallen, werden als innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung betrachtet.
2 stellt eine Querschnittsansicht einer Magnetspeichervorrichtung 100, auch als ein Magnetspeicherstapel oder Speicherstapel bekannt, dar, die eine leitfähige Keimschicht 102, eine zweite Keimschicht 104, einen Magnettunnelübergang, der durch eine Festlegungsschicht 106 gebildet ist, eine festgelegte Schicht 108, eine Barriereschicht 110, eine Erfassungsschicht 112 und eine zweite leitfähige Schicht 118 umfasst. Die Keimschicht 104 dient auch als eine Magnetsenkenschicht gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Magnetspeichervorrichtung 100 umfasst ferner eine nicht ferromagnetische, leitfähige Schicht 102. Sowohl die Erfassungsschicht 112 als auch die festgelegte Schicht 108 sind aus einem ferromagnetischen Material hergestellt. Die festgelegte Schicht 108 dient als eine Referenzschicht und weist eine Magnetisierung auf, die in eine Richtung fixiert ist. Die Erfassungsschicht 112 dient als eine Datenschicht und weist eine Magnetisierung auf, die in eine von zwei Richtungen ausgerichtet sein kann.
Falls die Magnetisierungsvektoren (nicht gezeigt) der festgelegten Schicht 108 und der Erfassungsschicht 112 in die gleiche Richtung zeigen, sagt man, die Ausrichtung des spinabhängigen Tunnelübergangs (SDT-Übergangs), der durch die Erfassungsschicht 112, die Barriereschicht 110 und die festgelegte Schicht 108 gebildet ist, ist „parallel". Falls die Magnetisierungsvektoren der Erfassungsschicht 112 und der festgelegten Schicht 108 in entgegengesetzte Richtungen zeigen, sagt man, die Ausrichtung des Magnettunnelübergangs ist „antiparallel". Diese zwei stabilen Ausrichtungen, parallel und antiparallel, entsprechen logischen Werten von „0" und „1".
Die Barriereschicht 110 ist typischerweise eine isolierende Tunnelbarriere, die ermöglicht, dass ein quantenmechanisches Tunneln zwischen der Erfassungsschicht 112 und der festgelegten Schicht 108 auftritt. Dieses Tunnelphänomen ist elektronenspinabhängig, was bewirkt, dass ein Widerstandswert des Magnettunnelübergangs eine Funktion der relativen Ausrichtungen der Magnetisierungsvektoren der festgelegten Schicht 108 und der Erfassungsschicht 112 ist. Zum Beispiel ist der Widerstandswert des Magnettunnelübergangs ein erster Wert (R), falls die Magnetisierungsausrichtung des Magnettunnelübergangs parallel ist, und ein zweiter Wert (R + ΔR), falls die Magnetisierungsausrichtung antiparallel ist. Die isolierende Tunnelbarriere 110 kann aus Aluminiumoxid (Al₂O₃), Siliziumdioxid (SiO₂), Tantaloxid (Ta₂O₅), Siliziumnitrid (SiN_X), Aluminiumnitrid (AlN_x) oder Magnesiumoxid (MgO) hergestellt sein. Andere Dielektrika und bestimmte Halbleitermaterialien können für die isolierende Tunnelbarriere 110 verwendet werden. Die Dicke der isolierenden Barriere 110 kann zwischen etwa 0,5 Nanometern und etwa 3 Nanometern liegen.
Mögliche Materialien der ferromagnetischen Schicht umfassen Nickel, Eisen, Kobalt oder Legierungen dieser Materialien. Die festgelegte Schicht 108 beispielsweise kann aus einem Material wie NiFe oder CoFe hergestellt sein und die Erfassungsschicht kann aus dem gleichen Material oder einem unterschiedlichen Material hergestellt sein, wie beispielsweise NiFeCo.
Die Erfassungsschicht 112, die auch als die freie oder Datenschicht bezeichnet wird, ist aus einem ferromagnetischen Material gefertigt, dessen Magnetisierung frei ist, um sich von einer Richtung zu der anderen umzuschalten. Die andere Schicht besteht aus einer ferromagnetischen festgelegten Schicht 108, deren Magnetisierung durch das Vorhan densein einer benachbarten antiferromagnetischen Festlegungsschicht 106 festgelegt ist. Dies macht die Magnetisierung der festgelegten Schicht 108 in eine bestimmte Richtung fixiert. Die zweite Leiterschicht 118 dient dazu, einen Strom an der Erfassungsschicht 112 während eines Betriebs zu tragen, und ist tatsächlich als eine Bitleitung innerhalb eines Speicherarrays wirksam, bei dem der untere Leiter 102 als eine Wortleitung innerhalb des Arrays dient.
Die Schicht 102 dient zwei Zwecken. Die Schicht 102 dient erstens als der untere Leiter, um einen Weg für einen elektrischen Strom zu liefern, um während spezifischer Operationen zu fließen. Zweitens dient die Schicht 102 als eine Keimschicht. Die Schicht 102 kann aus derartigen gut bekannten Materialien, wie unter anderem Cu, Ta, Ta/Ru oder Cu/Ru-Mehrschichtkombinationen gefertigt sein. Die Materialien sind aufgrund der Fähigkeit derselben ausgewählt, ein nachfolgendes Aufwachsen von Filmen mit einer <111>-Kristalltextur zu fördern. Dies ermöglicht, dass eine nachfolgende Aufbringung einer Schicht aus NiFe auf der Schicht 102 eine höhere <111>-Ausrichtung der Kristalltextur derselben aufweist. Diese Aufwachsausrichtung wird benötigt, um die Festlegungswirkung bei dem nachfolgenden Stapel zu erreichen, bei dem sogar die Schichten 106 und 108 die <111>-Textur aufweisen, was notwendig ist, um eine Festlegung zu fördern.
Die Keimschicht 104 dient ferner als eine Magnetsenkenschicht. Die Keimschicht 104 weist tatsächlich zwei getrennte Regionen auf, wie beispielsweise eine zweite festgelegte Schicht 114 und eine Erweiterungsschicht 116, die viel der Magnetsenkenfähigkeit der Schicht 104 liefert und die sich ferner über die Abmessungen des restlichen Stapels hinaus erstrecken kann. Die festgelegte Schicht 114 ist gebildet, um mit den Schichten 106, 108, 110 und 112 im Wesentlichen selbstausgerichtet zu sein. Dies bedeutet, dass ein Abschnitt der Schicht 104 entfernt ist, um die Schultern, die durch die Grenze der Schicht 116 mit der Schicht 114 dargestellt sind, und Schultern, die durch die Grenze der Schicht 114 mit der Schicht 106 dargestellt sind, zu ergeben. Die Schicht 104 ist auf einer leitfähigen Schicht 102 gefertigt, die dazu dient, das Aufwachsen der Schicht 104 hervorzurufen. Die Keimschicht 104 ermöglicht, dass die Festlegungsschicht 106 in einer Kristallstrukturausrichtung von <111> ausgerichtet ist.
Eine Magnetisierung, die senkrecht zu den Endgrenzen ausgerichtet ist, die die Schichten 108 und 112 definieren, erzeugt starke Magnetfelder aufgrund der kleinen Geometrien dieser Schichten. Die Magnetfelder, die den Grenzen zugeordnet sind, bewirken Probleme hinsichtlich einem Setzen der festgelegten Schicht während einer Fertigung und ebenfalls einem Setzen der Erfassungsschicht während einer Schreiboperation und eines Durchführens von Schreibvorgängen der Erfassungsschicht während einer Erfassungsoperation. Weitere Probleme sind einem Beeinflussen der Bits innerhalb benachbarter Magnetspeichervorrichtungen zugeordnet. Da das Material, das verwendet wird, um die Keimschicht 104 zu fertigen, aus einem ferromagnetischen Material hergestellt ist, wird vorgeschlagen, dass durch ein Erweitern des Trägeroberflächenbereichs über die Grenze der verbleibenden Schichten hinaus eine Magnetsenkenschicht gebildet wird. Die Magnetsenkenschicht dient dazu, entweder durch ein Steuern, Reduzieren oder Eliminieren die starken Magnetfeldwirkungen zu modifizieren, die normalerweise den Grenzen der Schichten 108 und 112 zugeordnet sind.
Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Schicht 104 teilweise strukturiert, um eine Stufengrenze zu zeigen, die sich über den oberen Oberflächenbereich jeder Schicht hinaus erstreckt, die nachfolgend auf die Schicht 104 platziert ist. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel muss die Schicht 104 nicht strukturiert sein, aber ist gefertigt, um sich über den oberen Oberflächenbereich der Schichten hinaus zu erstrecken, die nachfolgend auf derselben hergestellt sind.
Bei noch einem anderen Ausführungsbeispiel, wie es in der oberen Draufsicht von 3 dargestellt ist, ist eine Magnetspeichervorrichtung dargestellt, die einen spinabhängigen Tunnelübergang (SDT-Übergang) aufweist. Die Magnetsenkenschicht 104 ist ausreichend groß, dass zwei Schichten, die zwei getrennte Magnetbits bilden, wie es durch die obere Draufsicht von der Schicht 118 dargestellt ist, auf die Schicht 104 passen können. Dies stellt dar, dass die Magnetsenkenschicht eine Mehrzahl von Magnetspeichervorrichtungen aufnehmen kann, und nicht ausschließlich einer Vorrichtung dient. An sich wird betrachtet, dass ganze Linien von Hunderten, wenn nicht Tausenden, von Speichervorrichtungen eine gemeinsame Magnetsenkenschicht 104 gemeinschaftlich verwenden können. Bei einem derartigen Beispiel würde sich die Senkenschicht 104 entlang praktisch der gesamten Länge (oder Breite) des Arrays erstrecken.
Der einfachste Entwurf besteht darin, wenn die Schicht 114 und nachfolgende Schichten die genau gleichen Abmessungen aufweisen und lediglich die Schicht 116 größer ist, typischerweise 2-10 mal größer. Es ist jedoch auch möglich, dass die Abmessungen der Schicht 114 nicht genau die gleichen wie diese der nachfolgenden Schichten (106, 108, 112, etc.) sein müssen. Dieselben sind typischerweise größenmäßig eng beieinander, derart, dass die Schicht 114 nicht zu der Senkenschicht selbst wird und die Schicht 116 vieles, wenn nicht alles der Senkenwirkung durchführt. Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel weist die Schicht 114 Abmessungen auf, die die gleichen wie die nachfolgenden Schichten oder etwas größer sind, wie beispielsweise 10-20% größer. Zur Beachtung ist der Bereich, der durch die Erweiterung der Schicht 114 bedeckt ist, durch die Trennung zwischen Bits entlang Zeilen oder Spalten begrenzt, um sich nicht mit irgendeiner anderen benachbarten Schicht 114 innerhalb des Arrays zu überlappen. Dies ist so, obwohl die Schicht 116 ausgewählt ist, um größer als die Schicht 114 zu sein.
9a stellt die Versatzwirkungen an der Vorrichtung 100 dar, wobei die Keimschichten 102 und 104 magnetisch sind, wobei die Schicht 104 aus Ta gebildet ist und die Schicht 104 aus NiFe gebildet ist. Die Magnetkeimschicht reduziert den Magnetversatz wesentlich, wie es in der Schleife gezeigt ist. Die Schwerachsenschleife ist bei 902 gezeigt, während die Leichtachsenschleife bei 904 gezeigt ist. 9b stellt die Versatzwirkungen dar, wobei die Keimschichten 102 und 104 nicht magnetisch sind, wobei die Schicht 102 aus Ta hergestellt ist und die Schicht 104 aus Ru hergestellt ist, wie es im Stand der Technik zu finden ist. Dies resultiert in einem Magnetversatz der ziemlich groß ist. Die Schwerachse ist bei 906 gezeigt, während die Leichtachse bei 908 gezeigt ist. Bei dem Beispiel von 9A ist die Keimschicht unstrukturiert. Eine strukturierte NiFe-Keimschicht resultiert in einem zusätzlichen Versatz. In beiden Fällen waren alle anderen Schichten gleich.
Zusätzlich verändert sich die Größe eines erzeugten Versatzes, falls das Verhältnis der Dicken der Schicht 114 und der Grenzschicht 116 verändert wird (d. h. wie tief die kombinierte Schicht 104 strukturiert ist). Ferner sind die seitlichen Abmessungen des Bits oder der Erfassungsschicht 112 bei einem Bestimmen wichtig, wie viel Versatz vorliegt. Falls das Bit 1,0 Mikrometer mal 2,0 Mikrometer groß und näherungsweise 5,0 nm dick ist, wird ein bestimmter Versatz erreicht. Falls das Bit 112 aus den genau gleichen Materialien gebildet ist und sich die Größe auf 0,5 Mikrometer mal 1,0 Mikrometer Größe verändert, könnte der Versatz näherungsweise zweimal so groß wie bei dem größeren Bit sein. Somit ist die Dicke der Schichten 114 und 116, die verwendet werden, um den Versatz zu kompensieren, ebenfalls durch die Größe der Bits bestimmt, die strukturiert werden. Bei dem Vorhandensein der Magnetsenkenschicht sind genauer gesagt die Versätze reduziert und die Variation bei den Versätzen mit der Größe der Bits ist ebenfalls reduziert.
Die Magnetsenkenschicht 104 dient dazu, den Versatz bei irgendwelchen Magnetowiderstandskurven (R-H-Kurven) zu entfernen. Wenn ferner die Streumagnetfelder reduziert, wenn nicht eliminiert sind, können enger bemessene Toleranzen angenommen werden, um größere Dichten von Magnetspeichervorrichtungen innerhalb eines gemeinsamen Arrays zu erzeugen. Dies resultiert in insgesamt kleineren Arrays mit einer größeren Speicherkapazität.
4 ist eine Querschnittsdarstellung einer Vorderseiten-Spinventil-Speichervorrichtung, die bei einem Erläutern der vorliegenden Erfindung nützlich ist, gezeigt in einem Stapel 400, bei dem eine Keimschicht 404 als eine Senkenschicht dient und ähnlich der Schicht 104 von 2 gefertigt ist. Keine Schultern sind in der Schicht 404 strukturiert, wie es bei der Schicht 102 vorgenommen wurde, um zusätzliche Schichten 114 und 116 zu bilden. Ferner ist die Festlegungsschicht 106 gefertigt, um näherungsweise die gleichen Flächenabmessungen wie die Keimschicht 404 aufzuweisen. Die verbleibenden Schichten, die festgelegte Schicht 108, die Barriereschicht 110 und die Erfassungsschicht 112, sind die gleichen wie diese, die vorhergehend in 2 dargestellt sind.
5 ist eine Querschnittsdarstellung einer Unterseiten-Spinventil-Speichervorrichtung, die bei einem Erläutern der vorliegenden Erfindung nützlich ist, gezeigt in einem Stapel 500, bei dem eine Keimschicht 504 die Keimschicht 104 von 2 ersetzt. Die Keimschicht 504 ist aus einem nicht magnetischen Material hergestellt, wie beispielsweise Ru oder Cu. Eine getrennte Senkenschicht ist in einer festgelegten FM-Schicht 508 gebildet. In diesem Fall ist die Schicht 508 gefertigt, um Schultern aufzuweisen, um die Keimschicht 114 und die Senkenschicht 116 zu definieren, wie es vorhergehend in der Schicht 104 von 2 gefertigt ist, aber ist dargestellt, derart, dass die Schicht 114 sich näherungsweise an die Schicht 110 anpasst. Die Festlegungsschicht 106 ist gefertigt, um näherungsweise die gleichen Flächenabmessungen wie die Keimschicht 504 und der Abschnitt der Senkenschicht 116 der Schicht 508 aufzuweisen. Die Barriereschicht 110 und die Erfassungsschicht 112 sind unverändert von diesen, die vorhergehend in 2 dargestellt sind.
Obwohl das Ausführungsbeispiel von 2 eine Unterseiten-Spinventil-Speichervorrichtung darstellt, werden auch Oberseiten-Spinventil-Speichervorrichtungen betrachtet, um den Magnetversatz zu entfernen. Die Oberseiten-Spinventil-Strukturen invertieren typischerweise die in 2 gezeigte Schichtausrichtung und -reihenfolge. 6 stellt eine Querschnittsansicht einer Oberseiten-Spinventil-Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung dar und ist als ein Stapel 600 dargestellt. Somit ist die Schicht 112 auf einer Keimschicht 602 gefertigt, die aus Ta oder Ta/Ru gefertigt ist und als die Keimschicht für Schichten unter der Barriereschicht 110 dient. Die Barriereschicht 110 ist auf der Schicht 112 und einer festgelegten Schicht 108 gebildet, die auf der Barriereschicht 110 gebildet ist. Die Schicht 108 dient als die Keimschicht für nachfolgende Schichten, wie beispielsweise die Festlegungsschicht 106, die auf derselben gebildet ist. Eine Magnetsenkenschicht 604 ist auf der Schicht 106 gebildet und weist Schultern auf, die verglichen mit den Schultern an der Schicht 104 von 2 invertiert sind. Folglich ist eine Schicht 614 benachbart zu der Schicht 106 gebildet und eine Schicht 616 ist auf der Schicht 614 gebildet und dient primär als die Senkenschicht, um den Versatz bei der R-H-Kurve zu reduzieren oder zu eliminieren, der durch die Magnetfelder bei den Kantengrenzen der unteren Schichten bewirkt wird. Die Schicht 614 kann ferner gefertigt sein, um sich über den Bereich der Schicht 106 hinaus zu erstrecken, aber mit einer geringeren Fläche als die Schicht 616.
7 stellt eine Querschnittsansicht einer alternativen Oberseiten-Spinventil-Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung dar und ist als ein Stapel 700 dargestellt.
Zuerst ist eine Senkenschicht 704 auf der Leiterschicht 102 gefertigt. Als nächstes ist eine nicht magnetische Keimschicht 702 auf der Senkenschicht 704 gefertigt und wirkt sehr wie die Keimschicht 602 von 6. Die Schicht 112 ist dann auf der Keimschicht 702 gefertigt, die aus Ta, Ta/Ru, Ta/Cu oder Cu/Ru gefertigt ist. Zusammen dienen die Schichten 102, 704 und 702 als die Keimschicht für Schichten unter der Barriereschicht 110. Die Barriereschicht 110 ist auf der Schicht 112 und der festgelegten Schicht 108 gebildet, die auf der Schicht 110 gebildet ist. Die Schicht 108 dient als die Keimschicht für nachfolgende Schichten, wie beispielsweise die Festlegungsschicht 106, die auf derselben gebildet ist. Die Schicht 704 dient dazu, die R-H-Versatzkurve zu reduzieren oder zu eliminieren, die durch die unteren Schichten bei den Kantengrenzen bewirkt wird.
Bei einem spezifischen Ausführungsbeispiel weist die Magnetsenkenschicht eine Schichtgröße zwischen fünf (5) und zehn (10) mal der Schichtgröße der Bitschichten auf. Alternativ kann die Magnetsenkenschicht 104 lediglich zwei (2) bis fünf (5) mal die Bitgröße sein. Natürlich kann die Magnetsenkenschicht dazu dienen, den Versatz bei der R-H-Kurve für mehr als ein Speicherbit zu dämpfen, sodass diese Abmessungen lediglich eine Einzelbitimplementierung darstellen und nicht richtig begrenzend sein sollen.
Die Erfassungsschicht 112 dient als das Bit für jede Zelle innerhalb des Arrays und befindet sich in einem Kontakt mit der Barriereschicht 110. Der zweite Leiter 118 ist eine obere Anschlussleitung, die als die Bitleitung dient, die sich entlang der Y-Achse erstreckt und sich in Kontakt mit 110 befindet. Die erste Schicht 102 dient als ein zweiter Leiter, der sich entlang der X-Achse erstreckt und sich in Kontakt mit der Magnetsenkenschicht 104 befindet. Die Leiterschicht 102 ist aus einem elektrisch leitfähigen, nicht magnetischen Material hergestellt, wie beispielsweise Aluminium, Kupfer, Gold, Silber oder Tantal.
Daten können zu dem Magnettunnelübergang, der durch die Erfassungsschicht 112, die Barriereschicht 110 und die festgelegte Schicht 108 gebildet ist, durch ein Anlegen von Schreibströmen in der leitfähigen Schicht 118 und der leitfähigen Schicht 102 geschrieben werden. Elektrisch bilden die Schichten 118 und 112 einen Leiter und bilden die Schichten 102, 104, 106 und 108 einen zweiten Leiter. Somit erzeugt ein Strom, der entlang der Leiterschicht 118 fließt, ein Magnetfeld um die Erfassungsschicht 112 herum, und der Strom, der durch die Leiterschicht 102 fließt, erzeugt ein anderes Magnetfeld. Die zwei Magnetfelder überschreiten, wenn dieselben kombiniert sind, die Koerzitivität der Erfassungsschicht 112 und bewirken deshalb, dass der Magnetisierungsvektor der Erfassungsschicht 112 abhängig von den Richtungen und Beträgen der Ströme, die zu den Schichten 102 und 118 geliefert werden, in eine erwünschte Ausrichtung gesetzt wird. Eine Magnetisierungsausrichtung definiert einen logischen Wert 1 und die andere einen logischen Wert 0. Nachdem die Schreibströme entfernt sind, behält der Magnetisierungsvektor der Erfassungsschicht 112 die Ausrichtung desselben.
Um die Inhalte der Magnetspeichervorrichtung 100 zu lesen, wird eine Spannung über den Magnettunnelübergang über die leitfähige Schicht 118 und die leitfähige Schicht 102 angelegt. Die Spannung bewirkt, dass ein Erfassungsstrom durch den Magnettunnelübergang fließt, der zwischen der Erfassungsschicht 112, der festgelegten Schicht 108 und der Barriereschicht 110 gebildet ist, die sandwichartig zwischen der Erfassungsschicht 112 und der festgelegten Schicht 108 angeordnet ist.
Der Widerstandswert des Magnettunnelübergangs wird durch ein Erfassen des Stroms gemessen, der durch den Magnettunnelübergang fließt. Der erfasste Strom ist umgekehrt proportional zu dem Widerstandswert des Magnettunnelübergangs. Somit gilt I_s = V/R oder I_s = V/(R + ΔR), wobei V die angelegte Spannung ist, I_s der erfasste Strom ist, R der Nenn widerstandswert der Vorrichtung 100 ist und ΔR die Veränderung bei einem Widerstandswert ist, die durch ein Wechseln von einer parallelen Magnetisierungsausrichtung zu einer antiparallelen Magnetisierungsausrichtung bewirkt wird.
8 stellt eine Magnetdirektzugriffsspeichervorrichtung (MRAM-Vorrichtung) 510 dar, die Wortleitungen 518 und Bitleitungen 520 umfasst. Magnettunnelübergange 511 sind bei Koppelpunkten (Kreuzungspunkten) der Wort- und Bitleitungen 518 und 520 positioniert. Magnettunnelübergänge sind gefertigt, um die Magnetsenkenschicht zu umfassen, die bei der Speichervorrichtung 100 von 2 zu finden ist. Die Magnettunnelübergänge 511 sind in Zeilen und Spalten angeordnet, wobei sich die Zeilen entlang einer X-Richtung erstrecken und sich die Spalten entlang einer Y-Richtung erstrecken. Nur eine relativ geringe Anzahl von Magnettunnelübergängen 511 ist gezeigt, um die Darstellung der MRAM-Vorrichtung 510 zu vereinfachen. In der Praxis können Arrays irgendeiner Größe verwendet werden.
Leiterbahnen, die als Wortleitungen 518 wirken, erstrecken sich entlang der X-Richtung in einer Ebene auf einer Seite des Arrays 512. Die Wortleitungen 518 befinden sich in einem Kontakt mit den festgelegten Schichten der Magnettunnelübergänge 511. Leiterbahnen, die als Bitleitungen 520 wirken, erstrecken sich entlang der Y-Richtung in einer Ebene auf einer benachbarten Seite des Arrays 512. Die Bitleitungen 520 befinden sich in Kontakt mit den Festlegungsschichten 106 des Magnettunnelübergangs 511. Es kann eine Wortleitung 518 für jede Zeile des Arrays 512 und eine Bitleitung 520 für jede Spalte des Arrays 512 geben.
Die Keimschicht 104 ist ferner unter den Übergängen 511 gebildet. Bei einem Beispiel ist die Keimschicht 104 getrennt (isoliert), sodass jeder Übergang 511 eine eigene Keimschicht desselben aufweist. Bei anderen Wortleitungen ist gezeigt, dass die Keimschicht sich erstrecken kann, um zwei oder mehr Übergänge innerhalb der gleichen Wortleitung zu bedienen. Da es einen getrennten Leiter für jede Zeile gibt, können die Keimschichten aufgrund des metallischen Inhalts derselben nicht unter Zeilen gemeinschaftlich verwendet werden. An sich kann sich die Magnetsenkenschicht über das obere Ende des Leiters erstrecken und unter zwei oder mehr Bits entlang der Wortleitung gemeinschaftlich verwendet werden, aber nicht innerhalb des ganzen Arrays 512 gemeinschaftlich verwendet werden.
Die MRAM-Vorrichtung 512 umfasst ferner einen ersten und einen zweiten Zeilendecodierer 514a und 514b, einen ersten und einen zweiten Spaltendecodierer 516a und 516b und eine Lese-/Schreibschaltung 519. Die Lese-/Schreibschaltung 519 umfasst einen Erfassungsverstärker (Leseverstärker) 522, Masseverbinder 524, eine Zeilenstromquelle 526, eine Spannungsquelle 528 und eine Spaltenstromquelle 530.
Während einer Schreiboperation an einem ausgewählten Magnettunnelübergang 511 verbindet der erste Zeilendecodierer 514a ein Ende einer ausgewählten Wortleitung 518 mit der Zeilenstromquelle 526, verbindet der zweite Zeilendecodierer 514b ein entgegengesetztes Ende der ausgewählten Wortleitung 518 mit Masse, verbindet der erste Spaltendecodierer 516a ein Ende einer ausgewählten Bitleitung 520 mit Masse und verbindet der zweite Spaltendecodierer 516b das entgegengesetzte Ende der ausgewählten Bitleitung 520 mit der Spaltenstromquelle 530. Folglich fließen Schreibströme durch die ausgewählten Wort- und Bitleitungen 518 und 520. Die Schreibströme erzeugen Magnetfelder, die bewirken, dass sich der Magnettunnelübergang 511 umschaltet. Die Spaltendecodierer 516a und 516b können ferner bewirken, dass ein Schreibstrom durch die Erfassungsschicht 518 fließt, die den ausgewählten Magnettunnelübergang 511 kreuzt.
Während einer Leseoperation an einem ausgewählten Magnettunnelübergang 511 verbindet der erste Zeilendecodierer 514a die Spannungsquelle 528 mit einer ausgewählten Wort leitung 518 und der erste Spaltendecodierer 518a verbindet die ausgewählte Bitleitung 520 mit einem virtuellen Masseeingang des Erfassungsverstärkers 522. Zwischenzeitlich bewirken der erste und der zweite Spaltendecodierer 516a und 516b, dass entweder ein stetiger Lesestrom oder ein bipolarer Strompuls durch die Leseleitung fließt, die den ausgewählten Magnettunnelübergang 511 kreuzt. Falls ein stetiger Lesestrom zu einer ausgewählten Leseleitung geliefert wird, wird der Widerstandszustand des ausgewählten Magnettunnelübergangs 511 durch den Erfassungsverstärker 522 erfasst. Falls ein bipolarer Puls zu der ausgewählten Leseleitung geliefert wird, untersucht der Erfassungsverstärker 522 den Übergang des Übergangswiderstandswerts.
Die Magnettunnelübergänge 512 sind miteinander durch viele parallele Wege gekoppelt. Der an einem Koppelpunkt gesehene Widerstandswert ist gleich dem Widerstandswert des Magnettunnelübergangs 511 bei diesem Koppelpunkt parallel zu Widerstandswerten der Magnettunnelübergänge 511 in den anderen Zeilen und Spalten. Somit kann das Array 512 eines Magnettunnelübergangs 511 als ein Koppelpunkt-Widerstandsnetzwerk gekennzeichnet werden.
Da die Magnettunnelübergänge 511 als ein Koppelpunkt-Widerstandsnetzwerk verbunden sind, können parasitäre oder Schleichwegströme die Leseoperationen an ausgewählten Magnettunnelübergängen 511 stören. Blockiervorrichtungen, wie beispielsweise Dioden oder Transistoren, können mit den Magnettunnelübergängen 511 verbunden sein. Diese Blockiervorrichtungen können die parasitären Ströme blockieren und können ferner Senkenschichten aufweisen, die bei denselben gebildet sind.
Alternativ kann mit den parasitären Strömen durch ein Verwenden eines „Äquipotential"-Verfahrens umgegangen werden, das in dem gemeinschaftlich übertragenen US-Patent Nr. 6,259,644 offenbart ist. Die Lese-/Schreibschaltung 518 kann, falls dieselbe konfiguriert ist, um das Äquipotenti al-Verfahren zu verwenden, das gleiche Potential wie zu der ausgewählten Bitleitung 520 zu den nicht ausgewählten Bitleitungen 520 liefern oder dieselbe kann das gleiche Potential wie zu der ausgewählten Bitleitung 520 zu den nicht ausgewählten Wortleitungen 518 liefern.
Der erste Zeilendecodierer 514a verbindet die Spannungsquelle 528 mit einer ausgewählten Wortleitung 518 und ein erster Spaltendecodierer 516a verbindet ein Ende einer ausgewählten Bitleitung 520 mit einem virtuellen Masseeingang des Erfassungsverstärkers 522. Folglich fließt ein Erfassungsstrom (I_s) durch den ausgewählten Magnettunnelübergang 511 zu dem Erfassungsverstärker 522. Der zweite Spaltendecodierer 516b verbindet die Spaltenstromquelle 530 mit dem anderen Ende der ausgewählten Bitleitung 520. Folglich fließt ein Lesestrom (I_r) durch die ausgewählte Bitleitung 520 zu dem Erfassungsverstärker 522. Der Lesestrom (I_r) setzt den Magnetisierungsvektor der Referenzschicht. Der Erfassungsverstärker 520 erfasst die Summe des Erfassungs- und des Lesestroms (I_s + I_r). Da der Betrag des Lesestroms (I_r) bekannt ist, können der Betrag des Erfassungsstroms (I_s) und daher der Widerstandswert und logische Zustände des Magnettunnelübergangs 511 bestimmt werden.
Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer TMR-Vorrichtung beschrieben wurde, ist dieselbe nicht so begrenzt. Die vorliegende Erfindung kann auf andere Typen von Magnetowiderstandsvorrichtungen angewandt werden, die ähnliche Betriebscharakteristika aufweisen. Zum Beispiel kann die vorliegende Erfindung auf Riesen-Magnetowiderstandsvorrichtungen (GMR-Vorrichtungen; GMR = giant magneto resistive) angewandt werden. Eine GMR-Vorrichtung weist die gleiche Grundkonfiguration wie eine TMR-Vorrichtung auf, außer dass die Daten- und die Referenzschicht durch eine leitfähige, nicht magnetische, metallische Schicht anstelle einer isolierenden Tunnelbarriere (der Tunnelbarriere 110 von 2) getrennt sind. Die Trennung liegt zwischen 0,5 und 3 nm. Exemplarische Abstandhalterschichtmetalle umfas sen Gold, Silber und Kupfer. Die relativen Ausrichtungen der Daten- und Referenzmagnetisierungsvektoren beeinflussen einen In-Ebene-Widerstandswert einer GMR-Vorrichtung.
Es ist klar, dass die oben angegebenen Anordnungen lediglich darstellend für die Anwendung für die Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind. Zahlreiche Modifikationen und alternative Anordnungen können entwickelt werden, ohne von der Wesensart und dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die Verwendung der Senkenschicht, wie dieselbe in der vorliegenden Erfindung offenbart ist, ist nicht auf eine Koppelpunktarchitektur oder das Äquipotential-Verfahren begrenzt, sondern kann auf andere halbleitergefertigte Schaltungen angewandt werden, die Streumagnetfelder bei Kantengrenzen aufweisen, wie beispielsweise unter anderem Dioden oder Transistoren, die ebenfalls in Stapeln gefertigt sind. Ferner ist die Spinventilstruktur nicht auf Speicheranwendungen allein beschränkt. Die genau gleiche Struktur kann beispielsweise für Feldsensoren und Magnetleseköpfe verwendet werden. Jede Anwendung erfordert natürlich einen Neuentwurf bei den Tunnelübergangscharakteristika (TMR-Wert, absoluter Widerstandswert, Koerzitivität, Schaltfeld, etc.), aber ein derartiger Neuentwurf befindet sich bei lediglich mäßigem Experimentieren gänzlich innerhalb der Fähigkeit des Fachmanns.
Während die vorliegende Erfindung in Verbindung damit, was gegenwärtig als das (die) praktischste(n) und bevorzugteste(n) Ausführungsbeispiel(e) der Erfindung erachtet wird (werden), in den Zeichnungen gezeigt und oben vollständig ausführlich und genau beschrieben wurde, ist Durchschnittsfachleuten auf dem Gebiet ersichtlich, dass zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von den Prinzipien und Konzepten der Erfindung abzuweichen, wie dieselben in den Ansprüchen dargelegt sind.

Claims

Eine Speichervorrichtung (100), die folgende Merkmale aufweist: eine Erfassungsschicht (112); eine festgelegte Schicht (108); eine Barriereschicht (110), die zwischen der Erfassungs- und der festgelegten Schicht platziert ist; eine Festlegungsschicht (106), die benachbart zu der festgelegten Schicht platziert ist; und eine Magnetsenkenschicht (104), die innerhalb der Speichervorrichtung benachbart zu der Festlegungsschicht an der Seite derselben entfernt von der festgelegten Schicht platziert ist oder innerhalb der Speichervorrichtung auf der Seite der Erfassungsschicht entfernt von der Barriereschicht platziert ist, dadurch gekennzeichnet, dass: ein Teil der Senkenschicht sich über die Kanten aller anderen Schichten hinaus erstreckt, um Magnetfeldwirkungen an den Grenzen der Erfassungs-, der festgelegten und der Festlegungsschicht zu dämpfen.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei dieselbe eine Magnetdirektzugriffsspeicherzelle aufweist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der die Senkenschicht (104) aus einem weichen ferromagnetischen Material gebildet ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei dieselbe eine Halbleiterdiode aufweist.
Eine Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der eine Stufe in der Magnetsenkenschicht (104; 604) gebildet ist, um zwei getrennte Regionen (114, 116; 614, 616) innerhalb der Magnetsenkenschicht zu bilden.
Ein Array von Magnetspeichervorrichtungen gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Vorrichtungen in sich gegenseitig kreuzenden Wortleitungen und Bitleitungen angeordnet sind, wobei zumindest einige der Vorrichtungen in einer Wortleitung eine Magnetsenkenschicht (104) gemeinschaftlich verwenden.
Ein Verfahren zum Fertigen einer Rückseitenstruktur-Magnetspeichervorrichtung (100), das folgende Schritte aufweist: Bilden einer Magnetsenkenschicht (104) auf einem Substrat; Bilden einer Festlegungsschicht (106) benachbart zu der Magnetsenkenschicht; Bilden einer festgelegten Schicht (108) benachbart zu der Festlegungsschicht; Bilden einer Barriereschicht (110) benachbart zu der festgelegten Schicht; Bilden einer Erfassungsschicht (112) benachbart zu der Barriereschicht, dadurch gekennzeichnet, dass: die Schichten (104, 106, 108, 110, 112) gebildet sind, so dass ein Teil der Magnetsenkenschicht (104) sich über die Kanten aller anderen Schich ten hinaus erstreckt und die Magnetsenkenschicht (104) verwendet wird, um Magnetfeldwirkungen an den Grenzen der Erfassungs-, der festgelegten und der Festlegungsschicht (112, 108, 106) zu modifizieren.
Ein Verfahren zum Fertigen einer Vorderseitenstruktur-Magnetspeichervorrichtung (600, 700), das folgende Schritte aufweist: Bilden einer Erfassungsschicht (112) auf einem Substrat; Bilden einer Barriereschicht (110) benachbart zu der Erfassungsschicht; Bilden einer festgelegten Schicht (108) benachbart zu der Barriereschicht; Bilden einer Festlegungsschicht (106) benachbart zu der festgelegten Schicht; Bilden einer Magnetsenkenschicht (604; 704) auf der Festlegungsschicht oder auf der Seite der Erfassungsschicht entfernt von der Barriereschicht, dadurch gekennzeichnet, dass: die Schichten (112, 110, 108, 106, 604/704) gebildet sind, so dass ein Teil der Magnetsenkenschicht (604; 706) sich über die Kanten aller anderen Schichten hinaus erstreckt und die Magnetsenkenschicht verwendet wird, um Magnetfeldwirkungen an den Grenzen der Erfassungs-, der festgelegten und der Festlegungsschicht (112, 108, 106) zu modifizieren.
Ein Verfahren gemäß Anspruch 7 oder 8, bei dem eine Stufe in der Magnetsenkenschicht (104; 604) gebildet wird, um zwei getrennte Regionen (114, 116; 614, 616) innerhalb der Magnetsenkenschicht zu bilden.