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摘 要

：本论文涉及磁电子存储器件的研究进展。磁电存储器是一种存取速度快、功耗小，而且集动态RAM、磁盘存储和高速缓冲存储器功能于一身的存储器件，因而已成为动态存储器研究领域的一个热点。本文通过总结磁电子存储器件的产生与结构，总结了他们的实施方式以及发展面临的问题，依照实际情况想出了解决办法，思考了应用，并对未来发展进行了展望。

关键词：磁电子存储器件，氧化非磁图案，磁结构，磁遂道结

Abstract： The progress of magneto electronic storage devices are related to this research. Magnetoelectric memory is a storage device with fast access speed,low power consumption and dynamic RAM, disk storage and cache memory. It has become a hot spot in the research field of dynamic memory.By summing up the production and structure of magneto electronic storage devices,this paper summarizes their implementation and development problems.According to the actual situation,it comes up with solutions,thinks about the application and looks forward to the future development.

Keywords: Magneto electronic storage devicerm,oxidation non-magnetic pattern, agnetic structure,Magnetic tunnel junction

目 录

1 前言 3

2 磁电子存储器件的产生和具体实施方法 3

2.1 基本的存储器件........................................... 3

2.2 磁电子存储器件的由来 4

2.3 磁电子存储器件实施框图和剖视图 4

3 磁电子储存器件的发展基础 8

3.1磁电子存储器件的背景技术 8

3.2 磁电子存储器件的发明构思和输出原理 9

4 设想磁电子存储器件的未来发展方向和应用 9

4.1磁电子存储器发展面临的问题 9

4.2磁电子存储器件面临问题的具体解决方法 9

4.3磁电子存储器件的未来发展方向 10

4.4用磁电子存储器件解决实际问题 11

结 论 12

参考文献 13

致 谢 14

1 前言

由于科技的发展，人们对磁电材料的性质进行了深入的研究，因为它集存取速度快、功耗小和高速缓冲存储器功能等于一身，受到了人们的欢迎，成为快速存储器的较好选择，因为其工作机制的原因，磁电子存储器主要分为三种，混和铁磁－半导体结构，磁隧道结结构以及全金属自旋晶体管，研究最多的是磁隧道结存储器和半导体存储器。他们的结构包括第一电极和与第一电极间隔开的第一磁结构，第一磁结构在其中包括磁性图案，以及在所述第一磁结构与所述第一电极之间的氧化非磁图案。氧化非磁图案包括具有比Fe的氧化物形成标准自由能更小的氧化物形成标准自由能的非金属元素，磁存储器件其中非金属元素包括硼，非金属元素被配置为在磁存储器件的退火之后保持与氧结合，以此来保护器件，减少磨损，还包括与第一磁结构间隔开的第二磁结构。第一磁结构位于氧化非磁图案与第二磁结构之间以及在第一磁结构与第二磁结构之间的隧道势垒图案，其中氧化非磁图案中的非金属元素的浓度大于非金属元素在磁图案中的浓度。磁图案包括接触氧化非磁图案的上磁图案和下磁图案，其中所非金属元素在下磁图案中的浓度大于所述非金属元素在上磁图案中的浓度。磁电子存储器件其中的磁图案与氧化非磁图案在界面处接触，其中磁图案包括非金属元素的梯度浓度，他远离界面浓度大，接近界面浓度小。

他们的工作原理很大程度上都依赖于铁磁元件的磁化方向，但磁隧道结存储器其主要工作原理是所述两个磁性层的磁化方向实质上反平行于彼此，则MTJ图案可以表现出相对大的电阻。相反地，如果所述两个磁性层的磁化方向实质上平行于彼此，则MTJ图案可以表现出相对小的电阻。逻辑数据可以通过利用这些电阻值之间的差异被存储到MTJ图案或从MTJ图案读出，也就是与磁层的磁化方向彼此平行时相比，当磁层的磁化方向彼此反平行时，磁隧道结图案的电阻可以更大。这样的电阻上的差异能被用于磁存储器件的数据存储和输出操作。而半导体存储器的控制栅和悬浮金属栅之间存在着电荷，他们之间必须用一层完全绝缘的绝缘层把他们隔离起来防止电流泄露，这就使电流存储或传递的时间增长，存储和输入能力提高。这是他们的优点，但不否认随着科技的进步，缺点也应运而出，其尺寸、形状、外部条件以及其它结构参数和内在参数的也对磁电子存储器有着一定的影响，所以减小劣势，提高优势是根本。

2磁电子存储器件的产生和具体实施方法

2.1基本的存储器件

1．按存储介质分类

（1）半导体存储器是用半导体器所组成的存储器，其特点是体积比较小、存取速度快、功耗低、价格低廉、修复维持简单

（2）激光存储器信息以刻痕的形式保存在盘面上，用激光束照射盘面，因刻横的存在，盘面的反射率不同，因此读出的信息也就不同

(3）磁表面存储器是用磁性材料做成，简称磁存储器。特点：体积大、生产自动化程度低、存取较慢，但存储量比半导体存储器大而且相对安全

2．按信息的可保存性分类

非永久记忆的存储器：断电后存储信息信息就消失的存储器

永久性记忆的存储器：断电后仍能保持信息存储的存储器种类^[1]

2.2磁电子存储器件的由来

半导体器件由于其小尺寸、多功能和低制造成本而被广泛地用于电子产业，由于半导体器已经随着电子产业的发展而被高度集成，已经引起了各种问题。例如制造工艺的容限会减小并且半导体存储器件的单位单元的电阻会增大因而进行了各种研究来解决这些问题。本发明构思的实施方式可以提供能够改善磁隧道结的特性的磁存储器件。

2.3 磁电子存储器件实施框图和剖视图

一.实施框图

1. 参照图2.1，磁存储器件可以包括存储单元阵列10、行解码器20、列选择电路(或列选择器)30、读写电路40和控制逻辑50。

存储单元阵列10可以包括多条字线、多条位线以及提供在字线与位线之间的交叉点处的多个存储单元。将2.1更详细地描述存储单元阵列10的结构。行解码器20可以通过字线连接到存储单元阵列10。行解码器20可以被配置为解码 从外部输入的地址信息从而选择字线中的一条。列选择电路30可以通过位线连接到存储单元阵列10，并且可以被配置为解码从外 部输入的地址信息从而选择位线中的一条。由列选择电路30选择的位线可以连接到读写路40。

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