DD139906A5

DD139906A5 - MAGNETIC BUBBLE MEMORY WITH ACCESS BY LADDER

Info

Publication number: DD139906A5
Application number: DD78209560A
Authority: DD
Inventors: Andrew H Bobeck
Original assignee: Western Electric Co
Priority date: 1977-12-06
Filing date: 1978-12-06
Publication date: 1980-01-23
Also published as: IT7830555A0; SE417027B; DE2857245C1; SE7906523L; IE47757B1; ES475592A1; GB2044027A; WO1979000360A1; FR2467464B1; FR2467464A1; GB2044027B; IT1101299B; YU282978A; EP0007305A1; CA1118097A; IE782407L

Description

Berlin, den 23. 4. 1979 54 704 13Berlin, April 23, 1979 54 704 13

2 09 5602 09 560

Magnetblasenspeicher mit Zugriff über Leiter 'Anwendungsgebiet der Erfindung Magnetic bubble memory with access via ladder ' Field of the invention

Die Erfindung betrifft Magnetblasenspeicher mit Zugriff über Leiter, und insbesondere solche Speicher, in denen die Magnetblasenbewegung von Magnetfeldern abhängt, die durch Stromimpulse erzeugt werden, die an ein gemustertes elektrisch leitendes Material angelegt werden, das der Schicht aus demjenigen Material benachbart ist, in welchem sich die Magnetblasen bewegen.This invention relates to magnetic bubble memory access via conductors, and more particularly to such memories in which magnetic bubble motion is dependent on magnetic fields generated by current pulses applied to a patterned electrically conductive material adjacent to the layer of material in which it is located move the magnetic bubbles.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen C characteristic of the known technical solutions

Magnetblasenspeicher sind bekannt. Eine bekannte Methode zur Verschiebung von Magnetblasen in.solchen Speichern wird gewöhnlich als Methode des "Zugriffs über Leiter" bezeichnet und ist beispielsweise in der US-PS 3 460 (vom 5# August 1969) beschrieben.Magnetic bubble storage are known. A known method for shifting magnetic bubbles in such storage is commonly referred to as a "ladder access" method, and is described, for example, in US Pat. No. 3,460 (5 August, 1969).

Ein bekannter Speicher mit Zugriff über Leiter umfaßt eine Schicht aus einem Material, in dem Magnetblasen bewegt werden können, gewöhnlich ein Granatmaterial, das epitaktisch auf einem nichtmagnetischen Granatsubstrat gewachsen ist. Mehrere Muster aus einzelnen elektrischen Leitern sind in einer geschichteten Anordnung der epitaktischen Schicht benachbart gebildet, wobei zwischen den Schichten geeignete Isolierschichten angeordnet sind. Typischerweise sind drei wellenförmige elektrische Leiter in zueinander versetztenA known ladder access memory comprises a layer of material in which magnetic bubbles can be moved, usually a garnet material epitaxially grown on a non-magnetic garnet substrate. Multiple patterns of individual electrical conductors are formed adjacent to one another in a layered arrangement of the epitaxial layer, with suitable insulating layers disposed between the layers. Typically, three wavy electrical conductors are offset from one another

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Positionen längs eines Magnetblasenübertragungsweges angeordnet, und die Leiter v/erden nacheinander in einer Dreiphasenweise gepulst, um eine Bewegung der Magnetblasen in ausgewählten Richtungen zu erhalten, die durch die versetzte Anordnung der Leiter bestimmt sind.Positions are arranged along a magnetic bubble transmission path, and the conductors are pulsed sequentially in a three-phase manner to obtain a movement of the magnetic bubbles in selected directions, which are determined by the staggered arrangement of the conductors.

In der US-PS'3 564 518 (vom 17· Oktober 1972) ist ein zweiphasiger Magnetblasenspeicher mit Zugriff über Leiter beschrieben, bei dem zwei Niveaus gemusterten elektrisch leitenden Materials--und versetzte Perraalloyelemente zur richtungsmäßigen Steuerung der Magnetblasenbewegung benutzt werden* Die Permalloyelemente sind angeordnet, um Niederenergie- oder Ruhepositionen für Magnetblasen an Stellen zu schaffen, die gegenüber jenen versetzt sind, zu denen Magnetblasen durch einen Impuls bewegt werden» der an eines der-leitenden'Niveaus angelegt wird. Das Permalloy wirkt somit wie ein Leiter für die "dritte Phase", wenn er vorhanden wäre. .. . -US Pat. No. 3,564,518 (issued Oct. 17, 1972) discloses a ladder-type two-phase magnetic bubble memory using two levels of patterned electrically conductive material and staggered peralloy elements for directional control of magnetic bubble motion. The permalloy elements are arranged to provide low energy or rest positions for magnetic bubbles at locations offset from those at which magnetic bubbles are moved by a pulse applied at a 'conductive' level. The permalloy thus acts like a ladder for the "third phase" if it were present. ... -

Die US-PS 3 693 177 (vom 19. September 1972) und die US-PS 3 678 479 (vom 18. Juli 1972) beschreiben Magnetblasenspeicher mit einem einzigen Niveau aus elektrisch leitendem Material. Bipolare Impulse werden an das elektrisch leitende Material angelegt, das als Reaktion darauf effektiv zwei Phasen des Dreiphasenbetriebs erzeugt, der für eine in eine Richtung gehende Bewegung der Magnetblasen erforderlich ist. Die Magnetblasenschicht selbst-hat die Form eines diskreten Streifens, der ein Muster aufweist, um versetzte Ruhepositionen für Magnetblasen zu schaffen, und der somit als die "dritte Phase" der Wanderung wirkt.U.S. Patent No. 3,693,177 (September 19, 1972) and U.S. Patent No. 3,678,479 (July 18, 1972) disclose magnetic bubble stores having a single level of electrically conductive material. Bipolar pulses are applied to the electrically conductive material which, in response, effectively generates two phases of the three-phase operation required for unidirectional movement of the magnetic bubbles. The magnetic bubble layer itself is in the form of a discrete strip having a pattern to provide staggered magnetic bubble rest positions, thus acting as the "third phase" of migration.

Probleme, die solchen bekannten Anordnungen mit ZugriffProblems having access to such known arrangements

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über Leiter zu eigen sind, bestehen jedoch darin, daß diese komplizierte Leitermuster erfordern, die bei den kleinen Abmessungen, die zum Erhalt schnell arbeitender Vorrichtungen erforderlich sind, im allgemeinen schwer herzustellen sind. Auch führen die langgestreckten und schmalen Leiter, die bei solchen Vorrichtungen typischerweise verwendet werden, zu der Notwendigkeit relativ hoher Leistung, Bei den Anordnungen mit mehreren Leiterschichten auf unterschiedlichem Niveau treten ernsthafte Probleme hinsichtlich des Auftretens von Kurzschlüssen zwischen den benachbarten Schichten auf. Bei den Anordnungen mit einer einzigen Leiterschicht, die ebenfalls schmale und langgestreckte Leiter umfassen (und somit eine hohe Treibleistung benötigen), ist die Magnetblasen-via conductors are, however, that they require complicated conductor patterns, which are generally difficult to manufacture with the small dimensions required to obtain fast-acting devices. Also, the elongated and narrow conductors typically used in such devices add to the need for relatively high power. In the multiple conductor layer arrangements at different levels, serious problems arise with regard to the occurrence of short circuits between the adjacent layers. In the case of the arrangements with a single conductor layer, which likewise comprise narrow and elongated conductors (and thus require a high treble power), the magnetic bubble

® Übertragungsschicht selbst gemustert,, so daß sowohl ein zusätzlicher Verarbeitungsschritt vorgesehen ist als auch generell größere und somit langsamer arbeitende Vorrichtungen erforderlich sind. Patterned transfer layer itself ,, so that both an additional processing step is provided as well as generally larger and thus slower operating devices are required.

Trotz der erwähnten Probleme ist allgemein anerkannt, daß der Speicher mit Zugriff über Leiter mehrere theoretische Vorteile gegenüber Magnetblasenspeichervorrichtungen an- deren Typs aufweist, und daher existiert ein Bedürfnis zur Lösung dieser "verschiedenen' Probleme.Despite the mentioned problems, it is generally recognized that the ladder access memory has several theoretical advantages over other types of magnetic bubble memory devices, and therefore there exists a need to solve these "various" problems.

Explanation of the essence of the invention

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, diese Probleme zu überwinden.Object of the present invention is therefore to overcome these problems.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet und in den Unteransprüchen vorteilhaft weiterge-The solution to this problem is characterized in claim 1 and advantageously further in the subclaims.

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bildet.forms.

Generell beruht eine Lösung der genannten Probleme auf der Erkenntnis, daß eine Anordnung von versetzten Niederenergieoder Ruhepositionen für Magnetblasen beispielsweise durch eingebaute Permalloyelemente, ionenimplantierte Zonen oder Oberflachenmerkmale wie Mesas oder Ausnehmungen in der Magnetblasenschicht festgelegt werden können, die in Verbindung mit einer einzigen elektrisch leitenden Schicht verwendet" werden, die ein Muster einzelner Öffnungen trägt, die Wege für die Magnetblasenwanderung festlegen« Die Verwendung einer ansonsten kontinuierlichen Leiterschicht mit Öffnungen, die positioniert sind, um ledig- · lieh örtlich einen breitwegigen Stromfluß zu. stören, schafft eine relativ niederohmige und eine bezüglich der Leistung relativ bescheidene Vorrichtung zum Treiben der Magnetblasen, Außerdem ist eine Mustergebung der einzigen Schicht mit hoher Genauigkeit und Auflösung relativ einfach. Bipolare Stromimpulse, die durch die Schicht fließen, bilden das Äquivalent für zwei der drei Phasen bei bekannten Übertragungssystemen, während die eingebauten Ruhepositionen das Äquivalent für die dritte Phase darstellen.Generally, a solution to the above problems is based on the finding that an arrangement of offset low energy or magnetic bubble rest positions can be established, for example, by built-in permalloy elements, ion implanted zones, or surface features such as mesas or recesses in the magnetic bubble layer used in conjunction with a single electrically conductive layer The use of an otherwise continuous conductor layer with apertures positioned to selectively induce a wide flow of current locally creates a relatively low resistance and a relatively small current In addition, patterning the single layer with high accuracy and resolution is relatively easy.Bipolar current pulses flowing through the layer form the equiv for two of the three phases in known transmission systems, while the built-in rest positions represent the equivalent for the third phase.

Detaillierte Darstellung der Erfindung_anhand von Ausfuhrungsbeispielen :Detailed presentation of Erfindung_ based on v From fuh approximately examples:

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:In the following the invention will be explained in more detail with reference to embodiments. In the drawing show:

Pig» 1 : eine schematische Darstellung eines Magnetblasenspeichers mit einer Leitertreibanordnung zur Bewegung von Magnetblasen;Pig 1: a schematic representation of a magnetic bubble memory with a Leiterdreibanordnung for moving magnetic bubbles;

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Pig· 2, 3 und 4: vergrößerte Ansichten eines TeilsPig · 2, 3 and 4: enlarged views of a part

aes Speichers in Fig. 1, welche die Übertragungsanordnung und die Bewe~ gung von Magnetblasen hierin zeigen;of the memory in Fig. 1 showing the transfer arrangement and movement of magnetic bubbles therein;

Pig· 5: ein Impulsdiagraram zur Darstellung derPig · 5: a pulse diagram showing the

Arbeitsweise der Ubertragungsanordnung nach den Fig. 1 bis 4;Operation of Ubertragungsanordnung according to Figures 1 to 4.

Pig· 7: eine, schematische Darstellung derPig. 7: a, schematic representation of

Geometrie von Wenden zur Bildung von Umlaufschleifen mit den Anordnungen der Fig. 1 bis 4;Geometry of turns to form orbital loops with the arrangements of Figures 1 to 4;

Pig. 6, 8 und 11 bis 14: schematische Darstellungen verschiedener Übertragungsanordnungen gemäß vorliegender Erfindung;Pig. Figures 6, 8 and 11 to 14 are schematic representations of various transmission arrangements according to the present invention;

Pig. 9: eine perspektivische Ansicht eines TeilsPig. 9: a perspective view of a part

einer weiteren, unterschiedlichen Anordnung ; undanother, different arrangement; and

Pig. 10: eine Querschriittsansicht der in Fig.Pig. FIG. 10: a cross-sectional view of the device shown in FIG.

. gezeigten Anordnung., shown arrangement.

Pig. 1 zeigt einen Magnetblasenspeicher 10 mit einer Schicht 11, in der Magnetblasen bewegt werden können. Eine der Schicht 11 benachbarte elektrisch leitende Schicht 12 umfaßt eine Vielzahl quadratischer Öffnungen 14 in einem großen Mittelteil der Schicht, der gewöhnlich den Hauptteil der Schicht belegt. Die Schicht 12 ist auf einer Seite mit einerPig. 1 shows a magnetic bubble memory 10 with a layer 11 in which magnetic bubbles can be moved. An electrically conductive layer 12 adjacent the layer 11 comprises a plurality of square openings 14 in a large central portion of the layer, which usually occupies the major portion of the layer. The layer 12 is on one side with a

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Übertragungsimpulsquelle 16 verbunden und auf der anderen Seite mit einem Bezugspotential beaufschlagt, in der Figur mit Erdpotential.Transfer pulse source 16 is connected and applied to the other side with a reference potential, in the figure with ground potential.

Ein bipolarer Strom-Coder Spannungs~)Impuls von der Übertragungsimpulsquelle 16 erzeugt einen Stromfluß durch die Schicht 12 und längs durch die Öffnungen definierter Spalten, v/ie nachfolgend ausführlicher erläutert ist. Daraufhin findet eine Magnetblasenwanderung in der Zeichnung von links nach rechts statt, und zwar längs Öffnungsreihen, die auf der linken Seite mit einer Eingangsimpulsquelle 20 und auf der rechten Seite mit einer Verbraucherschaltung 21 gekoppelt sind. Eine Steuerschaltung zur Aktivierung und Synchronisierung des Arbeitens der verschiedenen Quellen und Schaltungen ist in Pig. 1 durch einen Block 23 dargestellte Die verschiedenen Quellen und Schaltungen können irgendwelche der bekannten Elemente sein, die erfindungsgemäß zu arbeiten vermögen.A bipolar current coder voltage pulse from the transmit pulse source 16 creates a current flow through the layer 12 and gaps defined through the apertures, as discussed in more detail below. Thereupon, a magnetic bubble migration takes place in the drawing from left to right, along rows of openings which are coupled to an input pulse source 20 on the left side and to a load circuit 21 on the right side. A control circuit for activating and synchronizing the operation of the various sources and circuits is shown in Pig. 1 represented by a block 23 The various sources and circuits may be any of the known elements capable of operating in accordance with the invention.

Die Öffnungen in Pig, 1 wirken bei dieser Ausführungsform mit rechteckigen ionenimplantierten Zonen 15 (beispielsweise mit Neonioneη implantiert) zur Erzeugung einer Blasenwanderung zusammen. Die ionenimplantierten Zonen 15 sind in der Schicht 11 gebildet. Man sieht sie in der in Fig. 2 gezeigten vergrößerten Darstellung des Bereichs 25 der Fig. 1, Wenn man annimmt, daß eine Periode des Leiter-» musters P ist, dann hat beispielsweise jeder Ionenimplantationsbereich eine Breite von P/4 längs der Reihe, wie es in Fig«, 2 gezeigt ist. Eine Magnetblase, die durch eine solche Übertragungsanordnung bewegt wird, hat nominell einen Durchmesser von etwa P/5» Der Durchmesser ist bekanntlich durch ein Vorspannungsfeld bestimmt, das von einerThe apertures in Pig 1 in this embodiment interact with rectangular ion-implanted zones 15 (implanted, for example, with Neon ion) to create a bubble walk. The ion-implanted zones 15 are formed in the layer 11. 1, assuming that one period of the conductor pattern is P, for example, each ion implantation region has a width of P / 4 along the row, as shown in Fig ', 2. A magnetic bubble that is moved through such a transfer assembly has nominally a diameter of about P / 5. The diameter is known to be determined by a bias field defined by a

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Vorspannungsfeldquelle geliefert wird, die in Fig. 1 durch einen Block 30 dargestellt ist.Bias field source, which is represented by a block 30 in FIG.

Wie nun generell bekannt ist, sind die ionenimplantierten Zonen Bereiche, die von Magnetblasen bevorzugt besetzt werden, D. .h., sie sind "Ruhepositionen" (niedriger Energie), zu denen hin sich Magnetbläsen natürlicherweise bewegen, wenn Kräfte (Magnetfelder), welche die Magnetblasen irgendwohin drängen, nicht vorhanden sind. Indem man sie gegenüber Positionen versetzt, in welche die Magnetblasen durch Stromimpulse getrieben werden, erreicht man somit, daß eine weitere Magnetblasenbewegung auftritt, wenn die Impulse aufhören.As is now generally known, the ion-implanted zones are areas that are preferentially occupied by magnetic bubbles, that is, they are "rest positions" (low energy) to which magnetic fields naturally move when there are forces (magnetic fields) the magnetic bubbles are pushing somewhere, are not present. By placing them opposite positions in which the magnetic bubbles are driven by current pulses, it is thus achieved that further magnetic bubble movement occurs when the pulses stop.

Die Bewegung der Magnetblasen in der Schicht 11 ist in der Figurenfolge 2, 3 und 4 dargestellt, Fig. 5 zeigt die von der Quelle 16 in Fig, 1 an die Leiterschicht 12 angelegte Übertragungsimpulsfolge zur Erzeugung dieser Bewegung im Zusammenwirken mit den ionenimplantierten Zonen in Schicht 11. Vorliegend soll gelten, daß eine Magnetblase als ein Kreis dargestellt wird, mit -einer derartigen Polarität, daß sie von einem Magnetfeld angezogen wird, dessen Richtung senkrecht zur Oberfläche der Schicht 11 und von dieser aus gesehen nach oben (zum Betrachter der Vorrichtung in Fig, 1) verläuft.The movement of the magnetic bubbles in the layer 11 is shown in the Figure sequences 2, 3 and 4. Figure 5 shows the transfer pulse train applied from the source 16 in Figure 1 to the conductor layer 12 for generating this movement in cooperation with the ion-implanted zones in layer 11. In the present case, it should be understood that a magnetic bubble is represented as a circle having such a polarity that it is attracted to a magnetic field, the direction of which is perpendicular to the surface of the layer 11 and upwardly (to the viewer of the device in FIG Fig, 1).

Bei einem beispielsweisen Arbeitsablauf, angenommen zur Zeit T^ in Fig. 5, wird ein Impuls 31 einer ersten Polarität von der Quelle 16 an die Schicht 12 angelegt. Daraufhin fließt Strom von unten nach oben, wie es in Fig, 1 durch einen Pfeil i angedeutet ist. Der Strom fließt längs der durch die Öffnungen definierten Spalten, und solcheIn an exemplary workflow, taken at time T 1 in FIG. 5, a pulse 31 of a first polarity is applied from the source 16 to the layer 12. Thereafter, current flows from bottom to top, as indicated in Fig, 1 by an arrow i. The current flows along the gaps defined by the openings, and such

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Spalten wirken somit als längliche Leiter. Unter Verwendung der vertrauten "Rechter-Hand-Regel" zur Bestimmung der Richtung des von einem solchen Stromfluß erzeugten Magnetfeldes sieht man, daß ein positives Feld (d.. h., ein Feld, dessen Richtung zum Betrachter weist), bei dem in Pig» 5 gezeigten positiven Impuls 31 an cLen rechten Rändern der Öffnungen erzeugt wird, in Pig« 2 gesehen. Wenn eine Magnetblase vorhanden ist, nimmt sie demgemäß selbst eine Position am rechten Rand an, wie-es in der' Figur mit durchgehend gezeichneten Kreisen gezeigt ist (wobei bemerkt wird, daß die. exakte Positionierung der Magnetblasen nicht genau bekannt ist).Columns thus act as elongated ladder. Using the familiar "right-hand rule" to determine the direction of the magnetic field generated by such current flow, it can be seen that a positive field (i.e., a field whose direction is facing the observer) at the point in the image shown in Pig »5 shown positive pulse 31 is generated at cLen right edges of the openings, seen in Pig« 2. Accordingly, if a magnetic bubble is present, it assumes itself a position on the right edge, as shown in the Figure with solid circles (it being noted that the exact positioning of the magnetic bubbles is not known exactly).

Zu einer in Fig. 5 als T-g gezeigten anschließenden Zeit hört der Impuls 31 auf. Es ist nun ein statischer Zustand vorhanden. Die Magnetblase positioniert sich selbst symmetrisch bezüglich der nächsten ionenimplantierten Zone, Solche statischen Positionen für Magnetblasen sind in Fig. 3 mit durchgehend gezeichneten Kreisen gezeigt. Anschließend gibt die Quelle 16 einen Impuls 34 einer zweiten Polarität an die Schicht 12. Der resultierende Stromfluß in der entgegengesetzten Richtung erzeugt ein Magnetfeld mit einer positiven Richtung an den linken Rändern der Öffnungen 14, und alle vorhandenen Magnetblasen wandern aufgrund des erzeugten Feldes von links nach rechts zu den linken Rändern der Öffnungen in der Schicht 12, wie es in Fig. 2 mit dem gestrichelten Kreis dargestellt ist. Am Ende des Impulses 34 erlaubt ein zweiter statischer Zustand ein Wandern der Magnetblasen zu Positionen, die in Fig. 3 vom gestrichelten Kreis belegt sind.At a subsequent time shown in Fig. 5 as T-g, the pulse 31 stops. There is now a static state. The magnetic bubble positions itself symmetrically with respect to the next ion-implanted zone. Such static positions for magnetic bubbles are shown in FIG. 3 with continuous drawn circles. Thereafter, the source 16 supplies a pulse 34 of a second polarity to the layer 12. The resulting current flow in the opposite direction creates a magnetic field with a positive direction at the left edges of the openings 14, and any magnetic bubbles present migrate from the left due to the generated field right to the left edges of the openings in the layer 12, as shown in Fig. 2 with the dashed circle. At the end of the pulse 34, a second static state allows migration of the magnetic bubbles to positions occupied by the dashed circle in FIG.

Ein nächstfolgender Impuls 31 führt zu einer Magnetblasen-A next succeeding pulse 31 leads to a magnetic bubble

2 09 540 - ⁹" ²⁰* ⁴·2 09 540 - ⁹ " ²⁰ * ⁴ ·

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wanderung zu Positionen, die in Pig. 4 mit einem durchgehend gezeichneten Kreis dargestellt sind. Am Ende dieses nächstfolgenden Impulses wandert die Magnetblase zu den in Fig, 4 mit dem gestrichelten Kreis gezeigten Positionen. Ein beispielhafter Arbeitszyklus ist nun vollendet. Eine Wiederholung der Impulsfolge führt zu einer Wanderung der Magnetblasenmuster längs der Magnetblasenwege zu einem geeigneten Detektor, wie er beispielsweise in Pig. 11 gezeigt und nachstehend erläutert ist.hike to positions in Pig. 4 are shown with a solid circle drawn. At the end of this next pulse, the magnetic bubble moves to the positions shown by the dashed circle in Fig. 4. An exemplary work cycle is now completed. A repetition of the pulse sequence leads to a migration of the magnetic bubble pattern along the magnetic bubble paths to a suitable detector, as described for example in Pig. 11 and explained below.

Die relative Anordnung der ionenimplantierten Zonen und der Öffnungen in der Leiterschicht bestimmt die Bewegungsrichtung der Magnetblasen in der Anordnung nach Pig. 1. Die Anordnung einer Reihe ionenimplantierter Zonen, wie 40 und 41 in Pig. 6, die unterhalb der Schicht 12 angeordnet und je durch eine Öffnung 42 freigelegt sind, führt zu einer Magnetblasenwanderung nach links in der Pigur gesehen, anstelle der Wanderung nach rechts, wie sie in Verbindung mit den Pig. 2, 3 und 4 erläutert worden ist. Eine solche entgegengesetzte Magnetblasenwanderungsrichtung wird mit der gleichen Impulsfolge, wie sie zuvor beschrieben v/orden ist, verwirklicht, . Dabei bestimmt der Ort der ionenimplantierten Zonen die Verschieberichtung und somit die Bewegungsrichtung. Deshalb kann ein Chip (Plättchen) mit verschiedenen Magnetblasenwegen in solcher V/eise erzeugt werden, daß sich die Magnetblasen gleichzeitig in verschiedene Richtungen bewegen. Somit kann die Grundarbeitsweise der in der US-PS 3 618 054 beschriebenen "Haupt-lieben^II-Organisation erreicht werden.The relative arrangement of the ion-implanted zones and the openings in the conductor layer determines the direction of movement of the magnetic bubbles in the arrangement according to Pig. 1. The arrangement of a series of ion-implanted zones, such as 40 and 41 in Pig. 6, which are located below layer 12 and are each exposed through an opening 42, results in a magnetic bubble migration to the left seen in the pig, rather than the migration to the right as seen in connection with Pig. 2, 3 and 4 has been explained. Such an opposite magnetic bubble migration direction is realized with the same pulse sequence as described above. The location of the ion-implanted zones determines the displacement direction and thus the direction of movement. Therefore, a chip (plate) with different magnetic bubble paths can be generated in such a manner that the magnetic bubbles move simultaneously in different directions. Thus, the basic operation of the "major love ^II" organization described in U.S. Patent No. 3,618,054 can be achieved.

Eine Wendegeometrie zum Zusammenschließen benachbarter Wege zu einer Schleife zum Umlaufenlassen von MagnetblasenA turning geometry for joining adjacent paths into a loop for circulating magnetic bubbles

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im Gegenuhrzeigersinn ist in Fig. 7 gezeigt. Man beachte, daß die Position der ionenimplantierten Zonen (von denen nur einige gepunktet gezeigt sind) bezüglich des Randes der Öffnungen in. der Schicht 12 die Richtung der Magnetblasenwanderung bestimmen, wie zuvor ausgeführt worden ist. Die obere Reihe 50 von Öffnungen in Fig. 7 weist die implantierten Zonen am je zugehörigen linken Rand auf, und die Magnetblasenwanderung geschieht nach links, wie es mit einem Pfeil 51 angedeutet ist. In der zweiten.Reihe sind die Öffnungen 52 -je an ihren rechten Rändern mit den ionenimplantierten Zonen ausgerichtet. Folglich entsteht mit .· der Impulsfolge nach Fig. 5 eine Magnetblasenwanderung um die Schleife der Öffnungen in Gegenuhrzeigerrichtung. Die Wenden sind mit Öffnungen 55; 56 und 57 am rechten Ende der Schleife und mit Öffnungen 58; 59 und 60 am anderen Ende der Schleife gebildet, je in der Figur gesehen. Die ionenimplantierten .Zonen sind in jedem Fall auf der "stromabwärts" gelegenen Seite des Randes der zugehörigen öffnung gezeigt«in the counterclockwise direction is shown in Fig. 7. Note that the position of the ion-implanted zones (only a few of which are shown dotted) with respect to the edge of the openings in layer 12 determine the direction of magnetic bubble migration, as previously stated. The upper row 50 of openings in FIG. 7 has the implanted zones on the respective left edge, and the magnetic bubble migration takes place to the left, as indicated by an arrow 51. In the second row, the openings 52 are aligned with the ion-implanted zones at their right edges, respectively. Consequently, with the pulse sequence of Fig. 5, a magnetic bubble migration occurs around the loop of the orifices in a counterclockwise direction. The turns are with openings 55; 56 and 57 at the right end of the loop and with openings 58; 59 and 60 formed at the other end of the loop, as seen in the figure. The ion-implanted zones are always shown on the "downstream" side of the edge of the associated aperture. "

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 7 werden ionenimplantierte Zonen und fluchtende Reihen und Spalten von Öffnungen.verwendet, Fig. 8 zeigt eine Anordnung, bei .der eine Vielzahl Öffnungen anstatt in Reihen und Spalten wie in Fig«, 2 in Versetzungspositionen angeordnet sind. Dabei sind die ionenimplantierten Zonen wieder auf der stromabwärts gelegenen Seite der Ränder der zugehörigen Öffnungen gezeigt. Eine solche Anordnung von Öffnungen erlaubt die gerade zuvor beschriebene Arbeitsweise. 'In the embodiments of Figs. 1-7, ion-implanted zones and aligned rows and columns of apertures are used. Fig. 8 shows an arrangement in which a plurality of apertures are arranged in dislocation positions rather than in rows and columns as in Figs are. The ion-implanted zones are again shown on the downstream side of the edges of the associated openings. Such an arrangement of openings allows the operation just described. '

Die Öffnungen bewirken eine Begrenzung des Stromflusses auf begrenzte Bereiche, die nicht nur eine Hagnetblasen-The openings limit the flow of current to limited areas that are not just a bubble

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wanderung bewirken sondern auch eine Ausdehnung von Magnetblasen in Streifendomänen, die Ursachen für Ausfälle in Magnetblasenvorrichtungen sind, verhindern. Die Öffnungen bewirken somit eine Entkopplung benachbarter Magnetblasenwege voneinander, was erwünscht ist.But also an expansion of magnetic bubbles in stripe domains, which are causes of failure in magnetic bubble devices, prevent. The openings thus cause a decoupling of adjacent magnetic bubble paths from each other, which is desirable.

Wie zuvor erläutert bilden die ionenimplantierten Zonen bevorzugte "Ruhepositionen", von welchen die Magnetblasen während "statischer" Perioden angezogen werden. Andere bekannte Lösungen zur Festlegung von Ruhepositionen für Magnetblasen verwenden magnetisch weiche Permalloyelemente, Mesas oder Ausnehmungen in den Magnetblasenschichten, magnetisch harte Magnetflecken und dergleichen. Da die Position und die Draufsicht der bzw. auf die Ruhezonen unabhängig von der Herstellungsart gleich sind, können die in den Figuren als ionenimplantierte Zonen gezeigten Zonen auch als irgendeine solche Zone darstellend betrachtet werden. Generell ist erforderlich, daß die Ruhepositionen 'so plaziert sind, daß sie eine Verschiebung einer Magnetblase aus der Position, in welche diese aufgrund eines Übertragungs- oder Verschiebeimpulses bewegt worden ist, erzeugen. Ferner brauchen die Zonen nicht quadratisch zu sein oder längs des Magnetblasenweges gleichmäßig getrennt zu sein. Nachfolgend ist ein Beispiel für die Verwendung magnetisch weicher Permalloyelemente beschrieben.As previously discussed, the ion-implanted zones form preferred "rest positions" from which the magnetic bubbles are attracted during "static" periods. Other known solutions for determining magnetic bubble rest positions use magnetically soft permalloy elements, mesas or recesses in the magnetic bubble layers, magnetically hard magnetic spots, and the like. Since the position and plan view of the quiet zones are the same regardless of the mode of manufacture, the zones shown in the figures as ion-implanted zones may also be considered as representing any such zone. Generally, it is required that the rest positions' be placed so as to produce a displacement of a magnetic bubble from the position in which it has been moved due to a transfer or displacement pulse. Further, the zones need not be square or evenly separated along the magnetic bubble path. An example of the use of magnetically soft permalloy elements is described below.

Die Impulsfolge, die zur Bewirkung der Magnetblasenwanderung verwendet wird, weist eine bipolare Form auf. Die mit Öffnungen versehene leiterschicht erzeugt daraufhin zwei Phasen einer in eine Richtung führenden Magnetblasenwanderung. Die versetzte Ruheposition vervollständigt in jedem Fall die "dritte" Phase, Fig. 5 zeigt eine Impulsfolge,The pulse train used to effect magnetic bubble migration has a bipolar shape. The apertured conductive layer then creates two phases of unidirectional magnetic bubble migration. The staggered rest position in any case completes the "third" phase, Fig. 5 shows a pulse train,

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die Impulse jumfaßt» die während irgendeiner festgelegten Dauer durch ITullstrompegel getrennt sind, um hervorzuheben, daß der Versetzungseffekt wirksam ist. In Wirklichkeit kann die Dauer der Ifullpegel lang oder kurz sein, was entsprechend bekannten Betrachtungen durch die konstruktiv bedingte Strecke, die eine Magnetblase bis zum Erreichen einer Ruheposition durchlaufen muß, und durch die Beweglichkeit des Magnetblasenmaterials bestimmt ist.the pulses include, which are separated by ITull current levels for any given duration, to emphasize that the offset effect is effective. In fact, the duration of the Ifull levels may be long or short, which is determined in accordance with known considerations by the constructive distance a magnetic bubble must travel until it reaches a rest position and by the mobility of the magnetic bubble material.

Der Stromfluß verläuft bei den zuvor beschriebenen Ausführung sformen in einer Richtung quer zur Magnetblasen- · Wanderungsrichtungj-wobei der Stromfluß generell durch die gesamte Schicht 12 vor sich geht. Bevorzugt werden niederohmige, großflächige Kontaktanschlußflächen 70 und 71 in Fig. T mit den Treibimpulsen beaufschlagt, so daß die Hochleistungsanforderungen bekannter Magnetblasenspeicher mit Zugriff über Leiter weiter verhindert wird. Quelle 16 ist zu diesem Zweck in Fig. 1 mit der Anschlußfläche 70 verbunden. Die Anschlußfläche 71 ist in der Figur mit Erde verbunden. Alternativ dazu ist. eine verteilte Kontaktanordnung oder Vielfach-Kontaktanordnung möglich. In jedem Fall divergiert und konvergiert der Stromfluß bei den Öffnungen, wie es in Fig. 4 durch Pfeile 90 gezeigt ist. Diese örtlichen Stromänderungen bewirken eine Begrenzung der Magnetblasen innerhalb von deren ausersehenen Wegen, wodurch große Änderungen der Arbeitsbedingungen ohne ein Versagen der Vorrichtungen zugelassen werden kann. ' ·The flow of current in the embodiment described above proceeds in a direction transverse to the direction of bubble travel, the current flow generally passing through the entire layer 12. Preferably, low-resistance, large-area contact pads 70 and 71 are acted upon in Fig. T with the drive pulses, so that the high performance requirements of known magnetic bubble memory access via conductor is further prevented. Source 16 is connected to pad 70 for this purpose in FIG. The pad 71 is connected in the figure to ground. Alternatively, it is. a distributed contact arrangement or multiple contact arrangement possible. In any event, current flow diverges and converges at the apertures, as shown by arrows 90 in FIG. These local flow changes cause the magnetic bubbles to be confined within their designated paths, allowing for large changes in working conditions without equipment failure. '·

Bei einer speziellen Ausführungsform wies eine 1,7 Mikrometer dicke epitaktische Magnetblasenschicht aus Kalzium-Germanium-Granat einen nominellen MagnetblasendurchmesserIn a specific embodiment, a 1.7 micron thick calcium germanium garnet epitaxial magnetic bubble layer had a nominal bubble diameter

2 09 560 - 13 - 20. 4. 19792 09 560 - 13 - 20. 4. 1979

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von 1,7 Mikrometer auf· Auf der Oberfläche der Schicht befand sich eine 3000 Angström-Einheiten dicke, elektrisch leitende Schicht aus Aluminium-Kupfer. 4 Mikrometer mal 4 Mikrometer große Öffnungen mit einem Abstand von 4 Mikrometer voneinander waren mit 2 Mikrometer mal 4 Mikrometer großen ionenimplantierten Zonen in der in den Pig. 1 bis 4 gezeigten Weise ausgerichtet. Die Ionenimplantation wurde durchgeführt, indem die Oberfläche der Magnetblasenschicht durch eine gemusterte Maske mit Neon bei 100 KEV exponiert wurde, um eine implantierte Zone mit ¹/4' mal 10 ^ Ionen proof 1.7 microns · On the surface of the layer was a 3000 angstrom unit thick, electrically conductive layer of aluminum-copper. 4 micron by 4 micron apertures spaced 4 microns apart were loaded with 2 micron by 4 micron ion-implanted zones into the pig. 1 to 4 aligned. The ion implantation was carried out by exposing the surface of the magnetic bubble layer was exposed through a patterned mask with neon at 100 KEV to an implanted zone ^1/4 'times 10 ^ ions per

cm bis zu einer Tiefe von etwa 0,2 Mikrometer zu erreichen. ¹/2 /us lange Treibimpulse mit Null-Zwischenimpulsabständen wurden angelegt, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Die Vorrichtung arbeitete in einem Vorspannfeld von 250 Oersted. Der Treibstrom war kleiner als 10 mA pro Zelle. Die Vorrichtung arbeitete in einem Treibfeldbereich von 8 bis über 25 mA und in einem Vorspannungsfeldbereich von 240 bis 260 Oersted.cm to reach a depth of about 0.2 microns. ^1/2 / us long drive pulses with zero inter-pulse intervals have been created, as shown in Fig. 5. The device operated in a bias field of 250 oersteds. The drive current was less than 10 mA per cell. The device operated in a drive field range of 8 to over 25 mA and in a bias field range of 240 to 260 oersteds.

Es vmrde eine Treibleistung von 3>8 Mikrowatt pro Zelle erreicht.It achieved a frictional power of 3> 8 microwatts per cell.

Man kann sich vorstellen, daß der Speicher nach Pig. 1 in Abschnitten betrieben werden kann. D. h., lediglich ein Teil des Speichers braucht zu einem Zeitpunkt betrieben zu werden. Um eine Anordnung dieser Art zu verwirklichen, v/erden Öffnungen 14 durch Schlitze verbunden, wie es in Pig. bei 80 gezeigt ist. Solche Schlitze werden quer zu Öffnungen angeordnet, die Wege für die Magnetblasenwanderung definieren, und sie bewirken eine Teilung des Speichers in zwei (oder mehr) Sektoren. Ein jeder Sektor wird mit einer gesonderten Stromeinspeisung betrieben.One can imagine that the memory after Pig. 1 can be operated in sections. That is, only a part of the memory needs to be operated at a time. To realize an arrangement of this kind, openings 14 are connected by slots, as shown in Pig. at 80 is shown. Such slots are located across apertures defining paths for magnetic bubble migration, and cause division of the memory into two (or more) sectors. Each sector is operated with a separate power supply.

-H- . 20. 4. 1979 54 704 13-H- . 20. 4. 1979 54 704 13

Die offnungen in der elektrisch leitenden Schicht bev/irken hier örtliche Störungen in einem insgesamt im wesentlichen gleichförmigen Stromfluß.. Um jegliche Gesamt-Nichtgleichfömiigkeit zu verringern, die in großflächigen Speichern auftreten kann, kann es vorteilhaft sein, eine elektrisch leitende Grundebene als Weg für rückkehrende Ströme zu verwenden. Alternativ dazu kann eine elektrisch leitende Bildebene verwendet werden, um Feldgradienten aufgrund des Gesamtstromflusses zu begrenzen. Im letzteren Fall würde die Ebene einen solchen Abstand, haben, daß sie keine Felder beeinflußt, die auf örtlichen Störungen beruhen, die den Öffnungen in der elektrisch leitenden Schicht zuzuschreiben sind.The openings in the electrically conductive layer here cause localized disturbances in an overall substantially uniform current flow. In order to reduce any overall non-uniformity that may occur in large area memories, it may be advantageous to use an electrically conductive ground plane as a return path To use currents. Alternatively, an electrically conductive image plane may be used to limit field gradients due to total current flow. In the latter case, the plane would be spaced so that it does not affect fields due to local disturbances attributable to the openings in the electrically conductive layer.

Strukturen der hier beschriebenen Art sind kompatibel mit der Erzeugung eines in einer Ebene liegenden magnetischen Feldes' (Planarfeld.es) zum Stabilisieren der Magnetblasenwanddynamik. Solche Felder liegen im Bereich von 200 Oersted und erlauben noch höhere Frequenzen als die zuvor beschriebenen.Structures of the type described herein are compatible with the creation of an in-plane magnetic field (Planarfeld.es) for stabilizing the magnetic bubble wall dynamics. Such fields are in the range of 200 oersteds and allow even higher frequencies than those described above.

Ein Beispiel für die Verwendung von Permalloy-Elementen (d^h., weichmagnetischen Elementen) anstelle der ionenimplantierten Zonen ist in den Fig. 9 und 10 gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist eine Anzahl Öffnungen 14 vorgesehen, die beispielsweise in einem Feld von Öffnungen angeordnet sind, wie es in Fig. 1 gezeigt ist, wobei jede Öffnung im wesentlichen quadratische Form, jedoch mit einer Zunge 122, die sich von einer Seite der Öffnung nach innen erstreckt.An example of the use of permalloy elements (i.e., soft magnetic elements) in place of the ion implanted zones is shown in Figs. 9 and 10. In this embodiment, a number of apertures 14 are provided, for example arranged in an array of apertures as shown in Fig. 1, each aperture of substantially square shape but with a tongue 122 extending from one side of the aperture extends inwards.

In jeder Öffnung ist ein Permalloyelement 123 in Ausrichtungmit dieser gebildet, derart _s daß dessen Enden über der lei-In each opening is formed a Permalloyelement this in alignment with 123, such that the ends _s managerial above the

2 0 9 560 - 15 - ' 20. 4. 19792 0 9 560 - 15 - '20. 4. 1979

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tenden Schicht 12 liegen und daß sich dessen Mitte in der Hähe von und beispielsweise in Berührung mit der Schicht befindet· Jedes Permalloyelement kann man somit als nichtplanar (nicht in einer Ebene liegend) ansehen. D. h., jedes der Elemente liegt nicht in einer einzigen Ebene, die parallel zur Magnetblasenschlcht verläuft. Typischerweise besitzen die Öffnungen ein Maß X auf einer Seite und haben einen Abstand 2X voneinander. Jede Zunge ist quadratisch und weist eine Seitenlänge von X/2 auf. Jedes Permalloyelement besitzt eine Länge 3X/2 und eine Breite X/2.Thus, each permalloy element may be considered non-planar (not in-plane). That is, each of the elements is not in a single plane that is parallel to the bubble hole. Typically, the openings have a dimension X on one side and have a distance 2X from each other. Each tongue is square and has a side length of X / 2. Each permalloy element has a length 3X / 2 and a width X / 2.

Das Vorspannungsfeld oder Vormagnetisxerungsfeld (Fig. 1) bestimmt einen mittleren Durchmesser für Magnetblasen 135 in der Schicht 11 (Pig. 10). Die Vormagnetisierung wirkt vorwiegend darüber hinaus mit den nicht-planaren Teilen der Permalloyelemente 13 zusammen, um Ruhepositionen niedriger Energie für die Magnetblasen längs der Übertragungsoder Fortpflanzungswege zu erreichen. Das Vormagnetisierungsfeld wird in einer Richtung angelegt, die normal zur Ebene der Magnetblasenbewegung und antiparallel zur Magnetisierung einer Magnetblase verläuft. .Wenn man annimmt, daß die Magnetisierung einer Magnetblase aufwärts gerichtet ist, wie es in Fig. 10 mit einem Pfeil I36 angedeutet ist, dann ist das Vormagnetisierungsfeld abwärts gerichtet, wie es in Fig. 10 durch einen Pfeil 137 gezeigt ist.The bias field or bias field (Figure 1) determines a mean diameter for magnetic bubbles 135 in the layer 11 (Figure 10). Moreover, the bias predominantly co-operates with the non-planar portions of the permalloy elements 13 to achieve low energy rest positions for the magnetic bubbles along the transmission or propagation paths. The bias field is applied in a direction normal to the plane of magnetic bubble motion and anti-parallel to the magnetization of a magnetic bubble. Assuming that the magnetization of a magnetic bubble is upwardly directed, as indicated by an arrow I36 in FIG. 10, the bias field is downwardly directed, as shown by an arrow 137 in FIG.

Ein Permalloyelement erzeugt eine Position mit einem relativ niedrigen Vormagnetisierungsfeld an einem Punkt längs des Elementes, an dem das Element am weitesten von der Oberfläche der darunterliegenden Magnetblasenschlcht entfernt ist. In dem Element v/erden Magnetpole gebildet, welche die Magnetblasen zu den Enden des Elementes ziehen, die vonA permalloy member creates a position with a relatively low bias field at a point along the member where the member is farthest from the surface of the underlying bubble trap. Magnetic poles are formed in the element, which attract the magnetic bubbles to the ends of the element, which are of

209 560 - 16 - . 20. 4. 1979209 560 - 16 -. 20. 4. 1979

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der Schicht 11 am entferntesten sind, und sie stoßen die Magnetblasen vom Mittelteil des Elementes ab (d. h., dem Teil des Elementes, der die Schicht 11 berührt)· In Pig. ist die Magnetblase 135 an einer Position mit resultierender niedriger Energie gezeigt.most distant from the layer 11, and they repel the magnetic bubbles from the central part of the element (i.e., the part of the element which contacts the layer 11). For example, the magnetic bubble 135 is shown in a position of resulting low energy.

Ein andie Schicht 12 angelegter negativer Stromimpuls (Fig. 5) resultiert in einem Magnetfeld, das eine Magnetblase am Mittelteil des Permalloyelementes vorbei zumA negative current pulse applied to the layer 12 (FIG. 5) results in a magnetic field which bypasses a magnetic bubble at the central part of the permalloy element

rechten Rand der-zugehörigen Öffnung bewegt, einer Position, die in Pig. 10 durch eine vertikale gestrichelte Linie markiert ist· Wenn zur Zeit T. in Pig, 5 der Impuls 34 aufhört, wandert die Magnetblase 135 unter dem rechten Ende des zugehörigen Permalloyelementes zu der dort befindlichen Position niedriger Energie. Eine solche Position ist in Pig. 10 mit 141 bezeichnet.Right edge of the associated opening moves, a position in Pig. 10 is marked by a vertical dashed line. At time T. in Pig. 5, the pulse 34 stops, the magnetic bubble 135 under the right end of the associated permalloy element travels to the low energy position located there. Such a position is in Pig. 10 labeled 141.

j . . j. ,

Zu einer späteren Zeit wird ein positiver Stromimpuls 31 angelegt. Daraufhin wandert eine Magnetblase längs des Übertragungsweges nach rechts unter die Zunge der nächstfolgenden Öffnung. Eine solche Position ist in Pig. 10 mit 144 bezeichnet. Wenn zur Zeit T^ der Impuls 31 aufhört, bewegt sich die Magnetblase nach rechts zur nächsten energiearmen Position, und eine solche Position ist in Pig. 10 mit bezeichnet. Es ist dann ein vollständiger Arbeitszyklus vollendet» Nachfolgende Zyklen bewirken, daß Magnetblasen gleichzeitig in parallelen Kanälen von links nach rechts wandern, wenn man'Pig. 1 betrachtet.At a later time, a positive current pulse 31 is applied. Thereafter, a magnetic bubble moves along the transmission path to the right under the tongue of the next opening. Such a position is in Pig. 10 labeled 144. If at time T ^ the pulse 31 stops, the magnetic bubble moves to the right to the next low-energy position, and such a position is in Pig. 10 with designated. Then a complete cycle is completed »Subsequent cycles cause the bubbles to move simultaneously in parallel channels from left to right when 'Spig. 1 considered.

Die hier beschriebene Anordnung ist auch brauchbar, um einen Magnetblasen-"E3cpander" zu schaffen, der die Peststellung der Magnetblasen am Ausgang der Vorrichtung erleichtert,The arrangement described herein is also useful to provide a magnetic bubble "E3cpander" which facilitates the plague position of the magnetic bubbles at the exit of the device,

2 09 560 - ¹⁷ - 20. 4. 19792 09 560 - ¹⁷ - 20. 4. 1979

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Wie in Pig. 11 gezeigt ist, reagiert ein solcher Expander (Dehnungsvorrichtung), nämlich ein Teil 220 einer Speichervorrichtung wie der in Pig. 1, auf Magnetblasenübertragungssignale damit, daß er die Magnetblasen quer zum Weg der Magnetblasenbewegung vergrößert. Eine zunehmende Vergrößerung einer Magnetblase beginnt, wenn diese in den Teil 220 eintritt, und schreitet zunehmend fort, wenn diese Magnetblase Stufe für Stufe weiter wandert, bis eine maximale Expansion oder Dehnung an der Detektorstufe auftritt. Ein auf magnetische Widerstandsänderung ansprechender Detektor ist in der letzten Stufe angeordnet und reagiert auf einen Abfrageimpuls hin, der ihm von der Steuerschaltung 23 (Pig· 1) synchron mit dem Übertragungstreibimpuls züge- · führt wird, damit, daß er an die Verbraucherschaltung 21 Signale abgibt, die das Vorhandensein einer zu diesem Zeitpunkt in der Detektorstufe vorhandenen vergrößerten Magnetblase anzeigen.As in Pig. 11, such an expander (stretching device), namely a part 220 of a storage device like that in Pig. 1, on magnetic bubble transmission signals in that it increases the magnetic bubbles across the path of the magnetic bubble movement. Increasing expansion of a magnetic bubble begins as it enters the part 220 and progressively progresses as that magnetic bubble continues to move step-by-step until maximum expansion or stretching occurs at the detector stage. A magnetic resistance change responsive detector is disposed in the last stage and responsive to an interrogation pulse supplied to it by the control circuit 23 (Pig * 1) in synchronism with the transmission drive pulse to output signals to the load circuit 21 indicating the presence of an enlarged magnetic bubble present in the detector stage at that time.

Der Expanderteil umfaßt ein Muster von Öffnungen 222; 223; 224j 225· Die Öffnungen sind der Reihe nach längs des Weges 226 der Magnetblasenübertragung angeordnet. Die Öffnungen besitzen zunehmend größere Längsabmessungen, von links nach rechts entlang des Weges 226 gesehen, wobei die Längsabmessungen quer zum Weg verlaufen.The expander portion includes a pattern of openings 222; 223; 224j 225 · The openings are arranged in sequence along the path 226 of the magnetic bubble transmission. The apertures have progressively larger longitudinal dimensions as seen from left to right along the path 226, the longitudinal dimensions being transverse to the path.

Jede der aufeinanderfolgenden Öffnungen weist längs des Weges 226 einen ersten und einen zweiten Rand A bzw. B auf. Somit umfaßt die Öffnung 222 Ränder 22A und 22B, und die Öffnung 223 umfaßt Ränder 23A und 23B, usw. In der Schicht 11 sind ionenimplantierte Zonen in Ausrichtung mit den Rändern A und B der Öffnungen gebildet, die in Pig. 11 punktiert dargestellt sind (einige der Punktierungen sindEach of the successive openings has a first and a second edge A and B, respectively, along the path 226. Thus, the opening 222 includes edges 22A and 22B, and the opening 223 includes edges 23A and 23B, etc. In the layer 11, ion-implanted zones are formed in alignment with the edges A and B of the openings shown in Pig. 11 are shown dotted (some of the punctures are

- 18 - 20. Α. 1979 54 704 13- 18 - 20. Α. 1979 54 704 13

weggelassen). Die implantierten Zonen besitzen quer zum Weg 226 Abmessungen (Längsabmessungen), die mit der quer verlaufenden Abmessung der Öffnung übereinstimmen und mit dem zugehörigen .Rand beginnen. Die beispielsweise Anordnung umfaßt somit zwei ionenimplantierte Zonen für jede Öffnung.omitted). The implanted zones have dimensions (longitudinal dimensions) transverse to the path 226 that coincide with the transverse dimension of the aperture and begin with the associated edge. The example arrangement thus includes two ion-implanted zones for each opening.

Es sei nun eine Magnetblase betrachtet, die sich anfangs zur Zeit T. in Fig. 5 bei der ionenimplantierten Zone am Rand 22A befindet. Ein an die Schicht 12 angelegter Stromimpuls 31 verschiebt die Magnetblase zum Rand 22B, Am Ende des Impulses 31 wandert die Magnetblase zur Zeit T_ß in die ionenimplantierte Zone am Rand 22Bo Als nächstes wird an die Schicht 12 ein negativ gerichteter Impuls 34 angelegt. Die Magnetblase wandert daraufhin- zum linken Rand 23A der Öffnung 223. Am Ende des Impulses 34 wandert die Magnetblase in die^ionenimplantiert.e Zone am Rand 23A. Nun ist ein Arbeitszyklus vollendet, und die durch den Expander laufende Magnetblase ist in ihrer Größe ausgedehnt worden.Consider now a magnetic bubble which is initially at time T in Fig. 5 at the ion-implanted zone at edge 22A. A stress applied to the layer 12 current pulse 31 moves the magnetic bubble to the edge 22B, the end of the pulse 31, the magnetic bubble migrates to the time t _ß in the ion-implanted zone on the edge 22Bo Next, a negative-going pulse 34 is applied to the layer 12th The magnetic bubble then migrates to the left edge 23A of the opening 223. At the end of the pulse 34, the magnetic bubble migrates into the ion-implanted zone at the edge 23A. Now, one cycle of work has been completed and the magnetic bubble passing through the expander has been expanded in size.

Die Vergrößerung der Magnetblasen beruht auf der zunehmend längeren Seitenabmessung der Öffnungen in Pig. 11. Immer, wenn der Schicht 12 ein Stromimpuls zugeführt wird, stößt eine Magnetblase bei ihrer Bewegung von einer Position "B" zu einer Position "A" auf ein anziehendes PeId mit einer zunehmend größeren seitlichen Ausdehnung, Aufgrund dessen wandert die Magnetblase nicht nur nach rechts, wenn man die Pigur betrachtet, sondern vergrößert sich auch seitlich, um die gleiche Länge wie die seitliche Abmessung des vom Impuls erzeugten Übertragungs- oder Portpflanzungsfeldes anzunehmen. Dadurch, daß man eine zunehmend größere Längsabinessung vorsieht, kommt man zu einer zunehmenden seitlichenThe enlargement of the magnetic bubbles is due to the increasingly longer side dimension of the openings in Pig. 11. Whenever a current pulse is applied to the layer 12, a magnetic bubble, as it moves from a position "B" to a position "A", encounters an attractive pressure with an increasing lateral extent. As a result, the magnetic bubble does not only traverse on the right when viewing the pigur, but also increasing laterally to assume the same length as the lateral dimension of the transmission or port planting field generated by the pulse. The fact that it provides an increasingly larger Längsabinnung, one comes to an increasing lateral

209 560 -¹⁹- ²°· ⁴·209 560 - ¹⁹ - ² ° · ⁴ ·

* 54 704 13 * 54 704 13

Ausdehnung der Magnetblasen· Zu Erläuterungszwecken sind nur vier Stufen dargestellt· Natürlich wird in der Praxis eine größere Anzahl Stufen benutzt» Ferner weisen die Zonen bei der Darstellung des Ausführungsbeispiels gleiche Breite längs des Weges 26 auf. Dies ist jedoch nicht notwendige rv/ei se der Fall.Expansion of the Magnetic Bubbles · For illustration purposes, only four stages are shown · Of course, a larger number of stages are used in practice »Further, in the illustration of the embodiment, the zones have the same width along the path 26. However, this is not necessary.

Die vergrößerte Magnetblase wird beispielsweise festgestellt, wenn sie zur Position der implantierten Zone 25A vorrückt· Für die-Feststellung ist eine dünne Schicht 250 aus -Permalloy über der Zone 25A aufgebracht und zwischen die Verbraucherschaltung 21 und Erde geschaltet. Die Schicht 250 bildet einen Magnetoresistenz-Detektor und reagiert auf ein Abfragesignal von der Steuerschaltung 23 (Fig· 1), um der Schaltung 21 während der Zeit T. während eines jeden Arbeitszyklus einen Hinweis darüber zu liefern, ob in der Schicht 11 bei der Zone 25A eine Magnetblase vorhanden ist oder nicht. Die Schicht 250 besitzt beispielsweise eine Dicke von 400 Angström-Einheiten und erstreckt sich über die Zone 25A hinaus, so daß sie auf der Schicht 12 . liegt. Es werden Signale von 0,5 Millivolt erhalten.The enlarged magnetic bubble is detected, for example, as it advances to the position of the implanted zone 25A. For detection, a thin layer 250 of permalloy is deposited over the zone 25A and connected between the load circuit 21 and ground. The layer 250 forms a magnetoresistance detector and responds to an interrogation signal from the control circuit 23 (FIG. 1) to provide the circuit 21 with an indication of whether in layer 11 at the zone during time T. during each cycle 25A, a magnetic bubble is present or not. The layer 250 has, for example, a thickness of 400 Angstrom units and extends beyond the zone 25A, so that it on the layer 12th lies. Signals of 0.5 millivolts are obtained.

Bei den vorausgehenden Ausführungsformen verläuft der Fluß des Stroms i (Fig. 1) quer zu den Wanderungsrichtungen der Magnetblasen. Bei der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform verläuft der Stromfluß parallel zum Wänderung3weg der Magnetblasen.In the preceding embodiments, the flow of stream i (Figure 1) is transverse to the directions of travel of the magnetic bubbles. In the embodiment described below, the flow of current is parallel to the change 3-way of the magnetic bubbles.

Fig. 12 ist Fig. 2 ähnlich, zeigt jedoch eine'andere Anordnung der Öffnungen und der zugeordneten ionenimplantierten Zonen. Bei dieser Ausführungsform sind Öffnungen 313 in Reihen R^; R^* Ry₇ ..· angeordnet, die von links nach rechtsFigure 12 is similar to Figure 2, but showing a different arrangement of the apertures and the associated ion-implanted zones. In this embodiment, openings 313 in rows R ^; R ^ * Ry ₇ .. · arranged from left to right

- 20 - 20. 4. 1979- 20 - 20. 4. 1979

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orientiert sind, wenn man die Figur betrachtet. Jede Reihe ist gegenüber der benachbarten Reihe um-.eine' Distanz versetzt, beispielsweise um die Hälfte einer Öffnung, und die Öffnungen sind in Spalten C..; Cp;. CUj ... angeordnet. Die Magnetblasenwanderung geschieht längs dieser Spalten von unten nach oben, wenn man die Figur betrachtet.are oriented when looking at the figure. Each row is offset from the adjacent row by a distance, for example, half of an aperture, and the apertures are in columns C ..; Cp ;. CUj ... arranged. The magnetic bubble migration occurs along these columns from bottom to top, looking at the figure.

Die Figuren 12 und 13 zeigen, daß die ionenimplantierten Zonen, die einer Spalte Öffnungen zugeordnet sind, zueinander längs Magnetblasenwegen ausgerichtet sind. Wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt ist, definiert somit eine Spalte ionenimplantierter Zonen 325 einen V/eg P1, und eine benachbarte Spalte definiert einen Y/eg P2.Figures 12 and 13 show that the ion-implanted zones associated with a column of openings are aligned with each other along magnetic bubble paths. Thus, as shown in Figs. 12 and 13, a column of ion-implanted regions 325 defines a V / eg P1, and an adjacent column defines a Y / eg P2.

Die Wanderung geschieht aufgrund von Impulsen, wie den in Fig. 5 gezeigten. Die Abmachung gilt weiter, daß ein positiver Impuls 31 in Fig. 5 zu einem Strom führt, der in der Schicht 12 in einer Richtung fließt, die in Fig. 13 durch gekrümmte Pfeile 350 und 351 angedeutet ist. Es sei zunächst beispielsweise eine Magnetblase betrachtet, die sich in Position 370 in Fig. 14 in Ruhe befindet. Ein positiver Impuls erzeugt gemäß der vertrauten Rechte-Hand-Regel ein Magnetfeld, das eine Bewegung der Magnetblase zur Position 371 bewirkt (die exakte Position der Magnetblasen ist nicht genau bekannt). Zur Zeit T-g in Fig· 5 hört der positive Impuls auf, und die Magnetblase wandert zur nächstgelegenen Ruheposition bei 372. Ein nächstfolgender Impuls (negativ) bewirkt eine Bewegung der Magnetblase zur Position 373. Zur Zeit T. hört der negative Impuls auf, und'die Magnetblase wird zur nächstfolgenden Ruheposition 325 versetzt. Ein Arbeitszyklus ist nun abgeschlossen. Es dürfte klar daß in der Schicht 12 durch Öffnungen 313 und Ruhe-The migration is due to pulses such as those shown in FIG. It is further understood that a positive pulse 31 in FIG. 5 results in a current flowing in the layer 12 in a direction indicated by curved arrows 350 and 351 in FIG. For example, consider first a magnetic bubble that is at rest in position 370 in FIG. A positive pulse generates, in accordance with the familiar right-hand rule, a magnetic field which causes the magnetic bubble to move to position 371 (the exact position of the magnetic bubbles is not known exactly). At time Tg in FIG. 5, the positive pulse ceases and the magnetic bubble moves to the nearest home position at 372. A next succeeding pulse (negative) causes the magnetic bubble to move to position 373. At time T, the negative pulse ceases, and ' the magnetic bubble is displaced to the next resting position 325. A work cycle is now complete. It will be appreciated that in layer 12 through openings 313 and resting

2 09 560 " ²¹ " ²°· ⁴· ¹⁹⁷⁹ 2 09 560 " ²¹ " ² ° · ⁴ · ¹⁹⁷⁹

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Positionen 325 viele Wege für ein gleichzeitiges Arbeiten, wie es beschrieben worden ist, definiert sind·Positions 325 many ways for simultaneous work, as it has been described, are defined ·

Die RahePositionen können, wie zuvor erwähnt, durch eine andere Maßnahme als die Ionenimplantation festgelegt werden. Ferner brauchen die Öffnungen und die Ruhepositionen nicht rechteckig zu sein, wie dargestellt. Die Zonen 325 in den Pig. 13 bis 14 können irgendeine beliebige Ruheposition darstellen, unabhängig von der Art. der Verwirklichung. ^% . . ·The RahePositionen can, as previously mentioned, be determined by a measure other than the ion implantation. Further, the openings and the rest positions need not be rectangular, as shown. The Zones 325 in the Pig. 13-14 may represent any arbitrary rest position, regardless of the type of implementation. ^% . , ·

Claims

22 - 20. 4. 1979 54 704 13 Claim for invention. -

Anspruch [en] A magnetic-guide memory with access via a conductor comprising a layer (12) of a material in which magnetic bubbles can be moved and a layer (12) of electrically conductive material lying above said layer, characterized in that the layer (12 ) of electrically conductive material is a pattern of apertures (14) passing through said layer, defining a path for the movement of magnetic bubbles in said layer, such that each aperture comprises a device (15; Magnetic bubbles is assigned and that a device (16) is provided, which generates in the electrically conductive layer alternately in a first and in a second direction, a current flow to move magnetic bubbles to positions that are determined by the openings and against the associated Rest positions are offset.

2 09 560 --23 - ", November 20, 1979

'54 704 13

2 · Memory after point T, characterized in that the first and the second direction are transverse to the path. ,

3- "memory according to item 1, characterized in that the first and the second direction are parallel to the path.

4. The memory of item 1, characterized in that from each edge of each opening in the path, a rest position downstream of the Y / eges Magiietblasenbewegung is arranged.

The store according to item 4, characterized in that each rest position is defined by an ion-implanted zone (15) within the bubble layer (11).

Memory according to item 4, characterized in that each rest position is defined by an element (123) made of magnetic material and having parts arranged at different distances from the magnetic bubble layer.

Memory according to item 3 », characterized in that the openings (313) in the electrically conductive layer are arranged in rows (Rj; R ₂ ; R ^ ···), the openings of one row being opposite the openings of the immediately adjacent rows offset to one side, that each opening has a leading and a trailing edge, that the rest positions (325) are arranged so that a pair of them corresponds to the leading and the trailing edge of an associated opening, and that of each opening assigned resting positions are offset from each other and establish a separate paths for the Magnetblasenbe- .wegung in the magnetic bubble layer (11) effect ·

The memory of item 1, characterized in that successive openings (222; 223 ···) and associated rest positions have progressively longer dimensions transverse to the axis of the path (226) to expand the transverse length of the magnetic bubbles advancing along the path.