DE1949147B2

DE1949147B2 - Magnetschichtdraht fuer magnetschichtdrahtspeicher

Info

Publication number: DE1949147B2
Application number: DE19691949147
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl Ing 8000 München GlIc 11 40 Knen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1969-09-29
Filing date: 1969-09-29
Publication date: 1973-02-22
Also published as: DE1949147A1; DE1949147C3

Description

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Magnetschicht auf einer nichtmagnetischen Unterlage mit einer merklichen Mikrorauhigkeit aufgebracht ist, derart, daß sie in bezug auf ihre magnetischen Eigenschaften, insbesondere auf ihre Anisotropiefeldstärke, eine im wesentlichen zur Schichtoberfläche ausgebildete Inhomogenität in der Weise aufweist, daß der der Scldchtunterlage nächstliegende Bereich der Schicht eine wesentlich größere Anisotropiefeldstärke aufweist als der sich daran anschließende Bereich.

Diese Mikrorauhigkeit, die bei etwa 0,3 Mikrometer liegen kann, bewirkt zusammen mit elektrochemischen Eigenschaften des Unterlagenmaterials und des Elektrolyten stark abweichende Plattierbedinguagen für den unteren Schichtbereich. Dadurch ergibt sich die genannte erriöhte Anisotropiefeldstärke des unteren Schichtbereichs. Gleichzeitig bewirkt die Mikrorauhigkeit eine hohe Festigkeit der Schicht gegen Bitstromstörungen.

Die Aufgabe der leichten Schicht bei Mehrfachschichten wird vom oberen Schichtbereich des Drahtes nach der Erfindung übernommen, der eine „Ι.,,!,-;,,., Ληκ>ι|Μπ!»ΓαΙΑ'ΙΐΛΐ> VuicnulciKoua 1 Uic

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4 Oe aufweist. Die Aufgabe der schweren Schicht bei Mehrfachschichten wird vom unteren Schichtbereich des Drahtes nach der Erfindung übernommen. Dieser untere Schichtbereich zeichnet sich durch eine stark erhöhte Anisotropiefeldstärke ai'S.

Obwohl es prinzipiell möglich ist, eine Magnetschicht mit Vorteilen gemäß der Erfindung unmittelbar auf den Trägerdraht, der z. B. aus Kupfer—Beryllium besteht, aufzubringen, kann es vorteilhaft sein, zur Vermeidung einer unerwünschten Beeinflussung der Schichteigenschaften durch die Trägerdrahtobernäche eine oder mehrere nichtmagnetische Kupferschichten als Zwischenschichten auf den Trägerdraht aufzubringen.

Es ist besonders vorteilhaft, eine erste einebnende Kupferschicht und darauf eine epitaktisch aufwachsende zweite Kupferschicht auf den Trägerdraht aufzubringen. Diese zweite epitaktisch aufwachsende Kupferschicht kann die geforderte merklicüc Mikrorauhigkeit aufweisen und damit die Inhomogenität der Magnetschicht im untersten Schichtbereich bewirken, die dem Magnetschichtdraht nach der Erfindung das Verhalten von Mehrfachschichten verleihen kann.

Vorzugsweise kann als Trägerdraht ein Kupfer-Beryllium-Draht dienen, der eine Stärke von 0,127 μτη aufweisen kann.

Die Magnetschicht kann aus Nickel—Eisen bestehen. Es ist aber auch möglich, eine Nickel-Kobalt-Eisen-Schicht oder eine Nickel-Eisen-Molybdän-Schicht zu verwenden.

Um ein vorteilhaft günstiges Schaltverhalten zu erreichen, ist es zweckmäßig, daß die Dicke der Magnetschicht etwa zwischen 0,3 und 1,5 μπι liegt, ίο Die Dicke der Magnetschicht bestimmt den Grad der Kopplung zwischen dem leichten und dem schweren Schichtanteil. Bei zu geringer Schichtdicke kann die Austauschkopplung zwischen den beiden Schichtanteilen so stark werden, daß die Magnetisierung im leichten Schichtanteil sich nicht mehr genügend weit gegen die Magnetisierung des schweren Schichtanteils drehen kann und sich dadurch die Schicht wie eine Einzelschicht mit hoher Anisotrcpiefeldstärke verhält. Bei zu grv^er Schichtdicke kann die Austauschkopplung so gering werden, daß der schwere Schichtanteil nicht mehr vom leichten vSchichtanteil geschaltet werden kann. Urrcr Berücksichtigung dieses Schichtverhaltens haben sich die oben angegebenen Schichtdicken als zweckmäßig herausgestellt.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von zwei Figuren näher erläutert. Fs zeigt

F i g. 1 eine graphische Darste llung von zwei Lesespannungskurven und

Fig. 2 eine Bitstromkennlinie eines erfindungsgemäß ausgebildeten Magnetschichtdrahtes.

Fig. 1 zeigt die Lesespannungskurve nach Störungen mit Wortfeldstörimpulsen der Amplitude H_ws für einen Magnetschichtdraht mit einer weitgehend homogenen Schicht (Kurve 1) und eineD erfindungsgemäßen Magnetschichtdraht mit einer stark inhomogenen Einzelschicht (Kurve 2). Beide Drähte weisen eine gemessene effektive Anisotropiefeldstärke von etwa 4 Oe auf. Der Draht mit der inhomogenen Einzelschicht ist bis zu wesentlich höheren Wortfeldern lesefest als der Drahi mit der homogenen Magnetschicht.

F i g. 2 zeigt die Bitstromkennlinie eires Drahtes nach der Erfindung. Es ist die Lesespannung ü_L über dem Bitstrom /_ß aufgetragen. Das zur Aufzeichnung verwendete Prüfprogramm umfaßt Vorgeschichte, Schreiben, 10^J Nachbarstörungen, iO⁴ Lesestörungen und Lesen. Der Draht zeigt einen großen Bitstromarbeitsbereich mit /_ßm„//_ßm,_n>3.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Magnetdraht Wortleitungen vorgesehen, die ein Patentansprüche: kurzzeitiges Magnetfeld in der axialen »schweren« Richtung hervorrufen, wenn durch die Leitungen

1. Magnetschichtdraht mit einer Einfachschicht ein Stromimpuls geschickt wird. Dieses kurzzeitige für Magnetschichtdrahtspeicher, insbesondere S Magnetfeld bewirkt eine Drehung der Magnetisierung zum zerstörungsfreien Lesen und bitweisen aus ihrer Rahelage, wodurch im Magnetdraht ein Schreiben bei gleichem Wortstrom (NDRAV), positiver bzw. negativer Signalspannungsimpuls indadurch gekennzeichnet, daß die Ma- duziert wird. Dabei hängt die Polarität davon ab, gnetschicht auf einer nichtmagnetischen Unter- ob eine »1« oder eine »0« gespeichert ist.

lage mit einer merklichen Mikrorauhigkeit auf- io Bei geeigneter Bemessung des Leseimpulses begebracht ist, derart, daß sie in bezug auf ihre wirkt die magnetische Anisotropie, daß die Magnemagnetischen Eigenschaften, insbesondere auf tislsrung nach dessen Verschwinden wieder in ihre ihre Anisotropiefeldstärke, eine im wesentlichen ursprüngliche Lage zurückkehrt. Die gespeicherte zur Schichtoberfläche ausgebildete Inhomogenität Information wird infolgedessen nicht zerstört,
in der Weise aufweist, daß der der Schichtunter- 15 Das Schreiben einer Information geschieht durch lage nächstliegende Bereich der Schicht eine gleichzeitiges Anlegen zweier impulsförmiger Mawesentlich grcC;re Anisotropiefeldstärke auf- gnetfelder, die stark genug sind, die Magnetisierung weist als der sich daran anschließende Bereich. aus der einen in die andere zirkuläre Vorzugslage zu

2. Magnetschichtdraht für Magnetschichtdraht- kippen. Das eine Magnetfeld wird durch einen Bitspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- 20 stromimpuls I₀ durch den Magnetschichtdraht ernet, daß eine oder mehrere Kupferschichten als zeugt, da-, andere Magnetfeld durch einen Wort-Zwischenschichten auf den Trägerdraht auf- stromimpuls/^- durch eine Wortleitung. Bitstrom gebracht sind. und Woristromimpuls zusammen erzeugen ein resul-

3. Magnetschichtdraht für Magnetschichtdraht- tierendes Feld, das oberhalb der Schaltschwelle liegt speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- 25 und somit die Information am entsprechenden Kreunet, daß als Trägerdraht ein Kupfer-Beryllium- zungspunkt von Magnetdraht und Wortleitung eindraht dient. schreibt.

4. Magnetschiciitdraht füi Magnetschichtdraht- Um zersto-ungsfrei lesen zu können, muß die speicher nach Anspruch 1, dadu Λ gekennzeich- Wortfeldstärke betrachtlich unterhalb der Anisonet, daß die Magnetschicht aus Nickel—Eisen 30 tropiefeldstärke liegen. Deshalb sind relativ große gebildet ist. Bitströme zum Einschreiben erforderlich, so daß die

5. Magnetschichtdraht für Magnetschichtdraht- Gefahr be-.teht, mit dem Bitstrom allein die Schaltspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- schwelle zu überschreiten und somit den gesamten net, daß die Magnetschicht aus Ni—Fe—Co Draht umzuschreiben. Als Folge ergibt sich ein besteht. 35 kleiner zulässiger Bereich für die A.nsteuerströme I₀

6. Magnetschichtdraht für Magnetschichtdraht- und I_w sowie eine kleine Lesespannung.

speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- Zur Vermeidung dieser Nachteile können magnenet, daß die Magnetschicht aus Ni—Fe—Mo tische Mehrfachschichten aus zwei oder mehr ausbesteht, tauschgekoppelten Schichten stark unterschiedlicher

7. Magnetschichtdraht für Magnetschichtdraht- 4° Anisotropiefeldstärke angewendet werden, die eine speicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- gemeinsame Vorzugsrichtung aufweisen. Mehrfachnet, daß die Dicke der Magnetschicht zwischen schichten lassen auch bei einer Wortfeldstärke in 0,3 und 1,5 μΐη liegt. schwerer Richtung, die größer als die Anisotropiefeldstärke der leichten Schicht bzw. Schichten ist.

45 zerstörungsfreies Lesen zu. Gleichzeitig ist die Lese-

spannung hoher und ihre Abhängigkeit vom Wort-

strcm geringer als bei Einfachschichten. Dadurch wird bei NDR/W-Betrieb die zulässige Toleranz der Ansteuerströme größer. Gleichzeitig ist NDR/W-

Die Erfindung betrifft einen Magnetschichtdraht 50 Betrieb auch bei relativ kleinen Bit-Strömen möglich, für einen Magnetschichtdrahtspeicher zum zerstö- die besonders im Hinblick auf die Integrierung der rungsfreien Lesen und bitweisen Schreiben bei glei- Elektronik auf der Bitseite vorteilhaft sind,
ehern Wortstrom (NDR/W-Betrieb). Mehrfachschichten haben jedoch verschiedene Es ist bekannt, daß der Magnetschichidraht- Nachteile, die hauptsächlich in einer aufwendigen speicher nach seinen physikalischen Eigenschaften 55 Technologie liegen. Es ist ein großer Vorrichtungsein Dünnfilmspeicher ist. Dünne Magnetschichten aufwand zur Überwachung und Steuerung der Eineignen sich wegen ihrer kurzen Schaltzeiten von zelbeschichtungsprozesse erforderlich. Bei einer Maeinigen Nanosekunden besonders gut als Infor- gnetdrahtbeschichtung in einem kontinuierlichen mationsträger für schnelle Speicher. Ein bekannter Durchlaufprozeß kann diese Überwachung und Magnetschichtdraht besteht aus einem leitenden 60 Steuerung sinnvoll nur von einer magnetischen End-Draht und einer darauf aufgebrachten dünnen ma- prüfung ausgehend erfolgen. Dadurch ist es schwiegnetischen Einfachschicht. Diese zeichnet sich durch rig, spezifische Eigenschaften des Endproduktes den eine bevorzugte »leichte« Magnetisierungsrichtung einzelnen Prozessen zuzuordnen,
und eine senkrecht dazu liegende »schwere« Ma- Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen gnetisierungsrichtung aus. Den beiden antiparallelen 65 Magnetschichtdraht zu schaffen, welcher die gün-Vorzugslagen der »leichten« Richtung werden die stigen Schalteigenschaften der beschriebenen magne-Informationen »0« bzw. »1« zugeordnet. tischen Mehrfachschichten unter Vermeidung der Zum Lesen einer Information sind vertikal zum technologischen Nachteile besitzt.