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DE1949147B2 - MAGNETIC WIRE FOR MAGNETIC WIRE STORAGE - Google Patents

MAGNETIC WIRE FOR MAGNETIC WIRE STORAGE

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DE1949147B2
DE1949147B2 DE19691949147 DE1949147A DE1949147B2 DE 1949147 B2 DE1949147 B2 DE 1949147B2 DE 19691949147 DE19691949147 DE 19691949147 DE 1949147 A DE1949147 A DE 1949147A DE 1949147 B2 DE1949147 B2 DE 1949147B2
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Germany
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wire
magnetic layer
magnetic
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layer wire
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DE19691949147
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German (de)
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DE1949147A1 (en
DE1949147C3 (en
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Fritz Dipl Ing 8000 München GlIc 11 40 Knen
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/06—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by the coupling or physical contact with connecting or interacting conductors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
    • H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
    • H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
    • H01F10/14—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys containing iron or nickel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

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.This object is achieved in that the magnetic layer is on a non-magnetic base is applied with a noticeable micro-roughness, so that it with respect to its magnetic Properties, in particular on their anisotropy field strength, one essentially to the layer surface has formed inhomogeneity in such a way that the closest to the scldchtunterlage The area of the layer has a significantly greater anisotropy field strength than the adjoining one Area.

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.This micro-roughness, which can be around 0.3 micrometers, works together with electrochemical Properties of the backing material and the electrolyte vary greatly in terms of plating conditions for the lower layer area. This results in the aforementioned increased anisotropy field strength of the lower layer area. At the same time, the micro-roughness results in a high level of strength the layer against bitstream interference.

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 The task of the light layer in multiple layers is taken over by the upper layer area of the wire according to the invention, which has a "Ι. ,,!, -; ,,., Ληκ> ι | Μπ!"ΓαΙΑ'ΙΐΛΐ> VuicnulciKoua 1 Uic

Jl 1 I Sr^ f t I f~ *] ■ Jl 1 I Sr ^ f t I f ~ * ] ■ J KLJ ÄtJ V^ kl m φ LS A^^ L· ^* 1^TtT m * ί I ΙΛ \f » V^^^LlJ IJI \.j 1 J yi ^^ | J%_f fc g J KLJ ÄtJ V ^ kl m φ LS A ^^ L ^ * 1 ^ TtT m * ί I ΙΛ \ f »V ^^^ LlJ IJI \ .j 1 J yi ^^ | J% _f fc g ■ j f ^J ■ j f ^ J

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.4 Oe. The task of the heavy layer in multiple layers is performed by the lower layer area of the wire adopted according to the invention. This lower layer area stands out by a greatly increased anisotropy field strength 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.Although it is possible in principle, a magnetic layer with advantages according to the invention directly on the carrier wire, the z. B. from copper-beryllium exists to apply, it can be advantageous to avoid undesired influence of the layer properties due to the carrier wire surface, one or more non-magnetic ones Apply copper layers as intermediate layers on the carrier wire.

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.It is particularly advantageous to have a first leveling copper layer and an epitaxially grown layer on top of it to apply a second copper layer to the carrier wire. This second epitaxially growing up Copper layer can have the required micro-roughness and thus cause the inhomogeneity of the magnetic layer in the lowest layer area, which give the magnetic layer wire according to the invention the behavior of multiple layers can.

Vorzugsweise kann als Trägerdraht ein Kupfer-Beryllium-Draht dienen, der eine Stärke von 0,127 μτη aufweisen kann.A copper-beryllium wire with a thickness of 0.127 μτη can have.

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.The magnetic layer can be made of nickel-iron. But it is also possible to have a nickel-cobalt-iron layer or a nickel-iron-molybdenum layer to use.

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.In order to achieve an advantageously favorable switching behavior, it is expedient that the thickness of the Magnetic layer is between 0.3 and 1.5 μπι, ίο The thickness of the magnetic layer determines the degree the coupling between the light and the heavy layer portion. If the layer is too thin the exchange coupling between the two parts of the layer can become so strong that the magnetization in the light part of the layer it is no longer sufficiently far against the magnetization of the heavy layer Layer portion can rotate and thereby the layer like a single layer with high anisotropic field strength behaves. If the layer is too thick the exchange coupling become so low that the heavy layer part no longer differs from the light one vshift portion can be switched. The The layer thicknesses given above were found to be useful.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von zwei Figuren näher erläutert. Fs zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to two figures. Fs shows

F i g. 1 eine graphische Darste llung von zwei Lesespannungskurven undF i g. 1 is a graphical representation of two read voltage curves and

Fig. 2 eine Bitstromkennlinie eines erfindungsgemäß ausgebildeten Magnetschichtdrahtes.2 shows a bit stream characteristic of an inventive formed magnetic layer wire.

Fig. 1 zeigt die Lesespannungskurve nach Störungen mit Wortfeldstörimpulsen der Amplitude Hws 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.1 shows the read voltage curve after interference with word field interference pulses of amplitude H ws for a magnetic layer wire with a largely homogeneous layer (curve 1) and a magnetic layer wire according to the invention with a highly inhomogeneous individual layer (curve 2). Both wires have a measured effective anisotropy field strength of about 4 Oe. The wire with the inhomogeneous single layer is read-resistant up to much higher word fields than the wire with the homogeneous magnetic layer.

F i g. 2 zeigt die Bitstromkennlinie eires Drahtes nach der Erfindung. Es ist die Lesespannung üL über dem Bitstrom /ß aufgetragen. Das zur Aufzeichnung verwendete Prüfprogramm umfaßt Vorgeschichte, Schreiben, 10J Nachbarstörungen, iO4 Lesestörungen und Lesen. Der Draht zeigt einen großen Bitstromarbeitsbereich mit /ßm„//ßm,n>3.F i g. 2 shows the bit stream characteristic of a wire according to the invention. The read voltage U L is plotted over the bit stream / ß. The test program used for recording includes history, writing, 10 J neighbor faults, OK 4 reading faults and reading. The wire shows a large bit stream working area with / ßm "// ßm , n > 3.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (7)

1 2 Magnetdraht Wortleitungen vorgesehen, die ein Patentansprüche: kurzzeitiges Magnetfeld in der axialen »schweren« Richtung hervorrufen, wenn durch die Leitungen1 2 magnet wire word lines provided, which claims: induce brief magnetic field in the axial "heavy" direction when passing through the lines 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.1. Magnetic layer wire with a single layer a current pulse is sent. This short-term for magnetic layer wire storage, in particular S magnetic field causes a rotation of the magnetization for non-destructive reading and bit-by-bit from their frame position, whereby a magnet wire Write with the same word stream (NDRAV), positive or negative signal voltage pulse in this way marked that the will be reduced. The polarity depends on whether a "1" or a "0" is stored on a non-magnetic substrate. 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 zuposition with a noticeable micro-roughness. If the reading pulse is appropriately dimensioned, the magnetic anisotropy acts in such a way that the magnetic properties, in particular after their disappearance, return to their anisotropy field strength, an essentially original one Location returns. As a result, the inhomogeneity information stored on the layer surface is not destroyed,
in such a way that the layer under- 15 The writing of information happens through the layer closest area a simultaneous application of two pulse-shaped anisotropy field strengths that are strong enough to have the magnetization as the area adjoining it . from one to the other circular preferred position 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-2. Magnetic layer wire for magnetic layer wire tilting. The one magnetic field is characterized by a bit memory according to claim 1, characterized in that one or more copper layers generate a current pulse I 0 through the magnetic layer wire, another magnetic field through a word intermediate layers onto the carrier wire. through a word line. Bit stream are brought. and wor current impulse together generate a result 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.3. Magnetic layer wire for magnetic layer wire- ing field that is above the switching threshold Memory according to claim 1, characterized by 25 and thus the information on the corresponding Kreunet, that a copper beryllium point of magnet wire and word line wire in as the carrier wire serves. writes. 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 die4. Magnetic layer wire for magnetic layer wire- In order to be able to read non-destructively, the memory according to claim 1, dadu Λ marked word field strength considerably below the anisone, that the magnetic layer made of nickel-iron 30 have a drop field strength. That is why they are relatively large is formed. Bit streams required for writing, so that the 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 5. Magnetic layer wire for magnetic layer wire- there is a risk of exceeding the switching memory according to claim 1, marked with the bit stream alone, and thus the entire net that the magnetic layer of Ni — Fe — Co wire will be rewritten. As a result, there is a. 35 small permissible range for the external control currents I 0 6. Magnetschichtdraht für Magnetschichtdraht- und Iw sowie eine kleine Lesespannung.6. Magnetic layer wire for magnetic layer wire and I w as well as a small read voltage. 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 unterschiedlicherMemory according to claim 1, characterized in that, in order to avoid these disadvantages, magnenet, that the magnetic layer consists of Ni — Fe — Mo tables multilayers of two or more, Exchange-coupled layers are very different 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.7. Magnetic layer wire for magnetic layer wire- 4 ° anisotropy field strength can be applied, the one Memory according to Claim 1, characterized in that they have a common preferred direction. Multiple net, that the thickness of the magnetic layer can be made between layers even with a word field strength in 0.3 and 1.5 μΐη. heavier direction that is greater than the anisotropy field strength the light layer or layers. 45 zerstörungsfreies Lesen zu. Gleichzeitig ist die Lese-45 non-destructive reading too. At the same time, the reading spannung hoher und ihre Abhängigkeit vom Wort-tension and their dependence on the word strcm geringer als bei Einfachschichten. Dadurch wird bei NDR/W-Betrieb die zulässige Toleranz der Ansteuerströme größer. Gleichzeitig ist NDR/W-strcm lower than with single layers. This means that the permissible tolerance of the Control currents larger. At the same time, 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.The invention relates to a magnetic layer wire 50, operation is also possible with relatively small bit currents, for a magnetic layer wire memory for destructive purposes, which are particularly advantageous with regard to the integration of the friction-free reading and bit-by-bit writing with the same electronics on the bit side,
brazen word stream (NDR / W operation). However, multilayers have different. It is known that the magnetic layered wire disadvantages, which are mainly in an expensive memory for its physical properties 55 technology. It is a great device that is thin film memory. Thin magnetic layers required for monitoring and controlling the properties due to their short switching times of individual coating processes. For a few nanoseconds, it is particularly good as an information wire coating in a continuous mation carrier for fast storage. A well-known continuous process, this monitoring and magnetic layer wire consists of a conductive 60 control, meaningfully only proceeding from a magnetic end wire and a thin test applied to it. This makes it a silent single layer. This is characterized by the fact that specific properties of the end product can be assigned to individual processes with a preferred »light« direction of magnetization,
and a "heavy" machine perpendicular to it. It is the object of the present invention to provide a direction of magnetization. To create the two antiparallel 65 magnetic layer wires, to which the green preferred positions of the »easy« direction are assigned the constant switching properties of the described magne information »0« or »1«. table multiple layers while avoiding the need to read information are vertical to technological disadvantages.
DE19691949147 1969-09-29 1969-09-29 Magnetic layer wire for magnetic layer wire storage Expired DE1949147C3 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0085140A2 (en) * 1982-01-30 1983-08-10 Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Magnetic wire

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0085140A2 (en) * 1982-01-30 1983-08-10 Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Magnetic wire
EP0085140A3 (en) * 1982-01-30 1983-08-24 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh Magnetic wire

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