DE2857245C1

DE2857245C1 - Magnetic bubble memory with access via ladder

Info

Publication number: DE2857245C1
Application number: DE2857245A
Authority: DE
Inventors: Andrew Henry Chatham N.J. Bobeck
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1977-12-06
Filing date: 1978-11-30
Publication date: 1982-09-02
Also published as: IT7830555A0; SE417027B; SE7906523L; IE47757B1; ES475592A1; GB2044027A; DD139906A5; WO1979000360A1; FR2467464B1; FR2467464A1; GB2044027B; IT1101299B; YU282978A; EP0007305A1; CA1118097A; IE782407L

Description

an eines der leitenden Niveaus angelegt wird. Das Permalloy wirkt somit wie ein Leiter für die »dritte Phase«, wenn er vorhanden wäre.is applied to one of the conducting levels. The Permalloy thus acts like a ladder for the »third Phase «if it were there.

Die US-PS 36 93 177 (vom 19. September 1972) und die US-PS 36 78 479 (vom 18.JuIi 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, urn versetzte Ruhepositionen für Magnetblasen zu schaffen, und der somit als die »dritte Phase« der Wanderung wirkt.U.S. Patent 3,693,177 issued September 19, 1972 and U.S. Patent 3,678,479 issued July 18, 1972 Magnetic bubble memory with a single level of electrically conductive material. Bipolar impulses become applied to the electrically conductive material, effectively two phases of three phase operation in response which is required for a unidirectional movement of the magnetic bubbles. the Magnetic bubble layer itself is in the form of a discrete stripe that has a staggered pattern To create resting positions for magnetic bubbles, and which thus acts as the "third phase" of the migration.

Probleme, die solchen bekannten Anordnungen mit Zugriff 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 Magnetblasenübertragungsschicht selbst gemustert, so daß sowohl ein zusätzlicher Verarbeitungsschritt vorgesehen ist als auch generell größere und somit langsamer arbeitende Vorrichtungen erforderlich sind.However, problems inherent in such known ladder access arrangements are that these require complicated conductor patterns, given the small dimensions, which are quick to obtain working devices are required are generally difficult to manufacture. Also lead the elongated and narrow conductors typically used in such devices the need for relatively high performance. With the arrangements with several conductor layers on different Serious problems arise in terms of the occurrence of short circuits between the levels the neighboring layers. In the case of the arrangements with a single conductor layer, which are also narrow and comprise elongated conductors (and thus require a high drive power), is the magnetic bubble transfer layer patterned itself, so that both an additional processing step is provided as also generally larger and thus slower working devices are required.

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

Darlegung des Wesens der ErfindungExplain the essence of the invention

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

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

Generell beruht eine Lösung der genannten Probleme auf der Erkenntnis, daß eine Anordnung von versetzten Niederenergie- oder Ruhepositionen für Magnetblasen beispielsweise durch eingebaute Permalloyelemente, ionenimplantierte Zonen oder Oberflächenmerkmale 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 eo positioniert sind, um lediglich 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 Übertragungssystemer., während die eingebauten Ruhepositionen das Äquivalent für die dritte Phase darstellen.In general, a solution to the problems mentioned is based on the knowledge that an arrangement of offset low-energy or rest positions for magnetic bubbles, for example through built-in permalloy elements, ion-implanted zones or surface features such as mesas or recesses in the Magnetic bubble layer can be set in conjunction with a single electrically conductive layer Layer can be used, which bears a pattern of individual openings, the paths for the magnetic bubble migration determine. The use of an otherwise continuous conductor layer with openings that eo are positioned in order to only locally disturb a wide-ranging current flow creates a relatively low-resistance one and a relatively modest performance device for driving the magnetic bubbles. aside from that For example, it is relatively easy to pattern the single layer with high accuracy and resolution. Bipolar Current pulses flowing through the layer form the equivalent for two of the three phases in known ones Transmission system., While the built-in rest positions represent the equivalent for the third phase.

Detaillierte Darstellung der Erfindung
anhand von AusführungsbeispielenDetailed description of the invention
based on exemplary embodiments

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnungzeigt In the following, the invention is explained in more detail with the aid of exemplary embodiments. In the drawing shows

F i g. 1 eine schematische Darstellung eines Magnetblasenspeichers mit einer Leitertreibanordnung zur Bev/egung von Magnetblasen;F i g. 1 is a schematic representation of a magnetic bubble accumulator with a conductor drive arrangement for moving magnetic bubbles;

F i g. 2,3 und 4 vergrößerte Ansichten eines Teils des Speichers in F i g. 1, welche die Übertragungsanordnung und die Bewegung von Magnetblasen hierin zeigen;F i g. 2,3 and 4 enlarged views of part of the Memory in FIG. 1, showing the transfer arrangement and movement of magnetic bubbles therein;

Fig.5 ein Impulsdiagramm zur Darstellung der Arbeitsweise der Übertragungsanordnung nach den Fig. 1 bis 4;5 is a timing diagram to illustrate the operation of the transmission arrangement according to the Figures 1 to 4;

F i g. 7 eine schematische Darstellung der Geometrie von Wenden zur Bildung von Umlaufschleifen mit den Anordnungen der F i g. 1 bis 4;F i g. 7 is a schematic representation of the geometry of turns for forming circular loops with the Arrangements of FIG. 1 to 4;

Fig.6, 8 und 11 bis 14 schematische Darstellungen verschiedener Übertragungsanordnungen gemäß vorliegender Erfindung;6, 8 and 11 to 14 are schematic representations various transmission arrangements in accordance with the present invention;

F i g. 9 eine perspektivische Ansicht eines Teils einer weiteren, unterschiedlichen Anordnung; undF i g. 9 is a perspective view of part of a further, different arrangement; and

Fig. 10 eine Querschnittsansicht der in Fig. 10 gezeigten Anordnung.FIG. 10 is a cross-sectional view of that in FIG. 10 shown arrangement.

F i g. 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 einer Übertragungsimpulsquelle 16 verbunden und auf der anderen Seite mit einem Bezugspotential beaufschlagt, in der Figur mit Erdpotential.F i g. 1 shows a magnetic bubble memory 10 with a layer 11 in which magnetic bubbles can be moved. An electrically conductive layer 12 adjacent to layer 11 comprises a multiplicity of square openings 14 in a large central part of the layer, which usually occupies the major part of the layer. the Layer 12 is connected on one side to a transmission pulse source 16 and on the other side to applied to a reference potential, in the figure with ground potential.

Ein bipolarer Strom-(oder Spannungsimpuls von der Übertragungsimpulsquelle 16 erzeugt einen Stromfluß durch die Schicht 12 und längs durch die Öffnung definierter Spalten, wie 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 F i g. 1 durch einen Block 23 dargestellt. Die verschiedenen Quellen und Schaltungen können irgendwelche der bekannten Elemente sein, die erfindungsgemäß zu arbeiten vermögen.A bipolar current (or voltage pulse from the transmit pulse source 16 creates a flow of current through layer 12 and along gaps defined by the opening, as further detailed below is explained. A magnetic bubble migration then takes place from left to right in the drawing, and although along rows of openings, the one on the left with an input pulse source 20 and on the right are coupled to a consumer circuit 21. A control circuit for activation and synchronization the operation of the various sources and circuits is shown in FIG. 1 represented by a block 23. the various sources and circuits can be any of the known elements that can be used in accordance with the present invention be able to work.

Die Öffnungen in F i g. 1 wirken bei dieser Ausführungsform mit rechteckigen ionenimplantierten Zonen 15 (beispielsweise mit Neonionen 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 Leitermusters P'ist, dann hat beispielsweise jeder Ionenimplantationsbereich eine Breite von P/4 längs der Reihe, wie es in F i g. 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 einer Vorspannungsfeldquelle geliefert wird, die in F i g. 1 durch einen Block 30The openings in FIG. 1 cooperate in this embodiment with rectangular ion-implanted zones 15 (for example implanted with neon ions) to produce bubble migration. The ion-implanted zones 15 are formed in the layer 11. One sees in the embodiment shown in Figure 2 an enlarged view of region 25 of FIG. 1. Assuming that a period of the conductor pattern P'ist, then for example, each ion implantation region has a width of P / 4 along the row, as in Fig. 2 is shown. A magnetic bubble moved by such a transfer arrangement is nominally about P / 5 in diameter. The diameter is known to be determined by a bias field provided by a bias field source shown in FIG. 1 through a block 30

dargestellt ist.is shown.

Wie nun generell bekannt ist, sind die ionenimplantierten Zonen Bereiche, die von Magnetblasen bevorzugt besetzt werden. Das heißt, sie sind »Ruhepositionen« (niedriger Energie), zu denen hin sich Magnetblasen 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 preferred by magnetic bubbles to be occupied. That is, they are "positions of rest" (low energy) towards which magnetic bubbles move move naturally when forces (magnetic fields), which push the magnetic bubbles somewhere do not exist. By facing them Shifted positions into which the magnetic bubbles are driven by current impulses, one thus achieves that further magnetic bubble movement occurs when the pulses cease.

Die Bewegung der Magnetblasen in der Schicht 11 ist in der Figurenfolge 2, 3 und 4 dargestellt. F i g. 5 zeigt die von der Quelle 16 in F i g. 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 layer 11 is shown in the sequence of figures 2, 3 and 4. F i g. 5 shows the output from source 16 in FIG. 1 to the conductor layer 12 applied transmission pulse train to generate this movement in cooperation with the ion-implanted zones in layer 11. Present should hold that a magnetic bubble is represented as a circle, with such a polarity that it is of a Magnetic field is attracted, the direction of which is perpendicular to the surface of the layer 11 and from this seen upwards (to the viewer of the device in Fig. 1).

Bei einem beispielsweisen Arbeitsablauf, angenommen zur Zeit Ta 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 F i g. 1 durch einen Pfeil / angedeutet ist. Der Strom fließt längs der durch die öffnungen definierten Spalten, und solche 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 Fig.5 gezeigten positiven Impuls 31 an den rechten Rändern der Öffnungen erzeugt wird, in F i g. 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).In an exemplary workflow, assumed at time Ta in FIG. 5, a pulse 31 of a first polarity is applied from the source 16 to the layer 12. Current then flows from the bottom to the top, as shown in FIG. 1 is indicated by an arrow /. The current flows along the gaps defined by the openings, and such gaps thus act as elongated conductors. Using the familiar "right-hand rule" to determine the direction of the magnetic field generated by such current flow, one sees that a positive field (ie, a field facing the viewer) is the positive one shown in Figure 5 Pulse 31 is generated at the right-hand edges of the openings, in F i g. 2 seen. Accordingly, if a magnetic bubble is present, it will itself assume 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 precisely known).

Zu einer in F i g. 5 als T_B 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 F i g. 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 F i g. 3 vom gestrichelten Kreis belegt sind.To one shown in FIG. 5 , the subsequent time shown as T _B , 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 circles. The source 16 then sends a pulse 34 of a second polarity to the layer 12. The resulting current flow in the opposite direction generates a magnetic field with a positive direction at the left edges of the openings 14, and any magnetic bubbles present migrate from the left to the left due to the generated field right to the left edges of the openings in layer 12, as shown in FIG. 2 is shown with the dashed circle. At the end of the pulse 34, a second static state allows the magnetic bubbles to migrate to positions shown in FIG. 3 are occupied by the dashed circle.

Ein nächstfolgender Impuls 31 führt zu einer Magnetblasenwanderung zu Positionen, die in Fig.4 mit einem durchgehend gezeichneten Kreis dargestellt sind. Am Ende dieses nächstfolgenden Impulses wandert die Magnetblase zu den in F i g. 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 F i g. 11 gezeigt und nachstehend erläutert ist.A subsequent pulse 31 leads to a magnetic bubble migration to positions shown in FIG are shown with a continuously drawn circle. At the end of this next pulse, it wanders the magnetic bubble to the in F i g. 4 positions shown with the dashed circle. An exemplary work cycle is now complete. Repetition of the pulse train causes the magnetic bubble pattern to migrate along the magnetic bubble paths to a suitable detector, for example as shown in FIG. 11th is shown and explained below.

Die relative Anordnung der ionenimplantierten Zonen und der Öffnungen in der Leiterschicht bestimmt die Bewegungsrichtung der Magnetblasen in der Anordnung nach Fig. 1. Die Anordnung einer Reihe ionenimplantierter Zonen, wie 40 und 41 in F i g. 6, die unterhalb der Schicht 12 angeordnet und je durch eine öffnung 42 freigelegt sind, führt zu einer Magnetblasenwanderung nach links in der Figur gesehen, anstelle der Wanderung nach rechts, wie sie in Verbindung mit den Fig.2, 3 und 4 erläutert worden ist. Eine solche entgegengesetzte Magnetblasenwanderungsrichtung wird mit der gleichen Impulsfolge, wie sie zuvor beschrieben worden 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 Weise erzeugt werden, daß sich die Magnetblasen gleichzeitig in verschiedene Richtungen bewegen. Somit kann die Grundarbeitsweise der in der US-PS 36 18 054 beschriebenen »Haupt-Neben«-Organisation erreicht werden.The relative arrangement of the ion-implanted zones and the openings in the conductor layer is determined the direction of movement of the magnetic bubbles in the arrangement according to FIG. 1. The arrangement of a row ion implanted zones such as 40 and 41 in FIG. 6, which are arranged below the layer 12 and each by a Opening 42 are exposed, leads to a magnetic bubble migration to the left in the figure, instead of the Walk to the right, as explained in connection with FIGS. 2, 3 and 4. Such opposite magnetic bubble migration direction will be with the same pulse train as before has been described, realized. The location of the ion-implanted zones determines the direction of displacement and thus the direction of movement. Therefore, a chip (plate) can have different magnetic bubble paths be generated in such a way that the magnetic bubbles move in different directions at the same time move. Thus, the basic operation of the "main-sub" organization described in US Pat. No. 3,618,054 can be achieved.

Eine Wendegeometrie zum Zusammenschließen benachbarter Wege zu einer Schleife zum Umlaufenlassen von Magnetblasen 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 F i g. 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 F i g. 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 desA turning geometry for joining adjacent paths in a loop for revolving of counterclockwise magnetic bubbles is shown in Fig.7. Note that the position of the ion-implanted zones (only some of which are shown in dotted lines) with respect to the edge of the Openings in layer 12 determine the direction of magnetic bubble migration, as stated above has been. The top row 50 of openings in FIG. 7 shows the implanted zones on each associated left edge, and the magnetic bubble migration happens to the left, as indicated by an arrow 51 is indicated. In the second row, the openings 52 are each with the ion-implanted ones at their right-hand edges Zones aligned. Consequently, with the pulse sequence according to FIG. 5 a magnetic bubble migration around the loop of the openings counterclockwise. The turns are with openings 55,56 and 57 am right end of the loop and with openings 58,59 and 60 formed at the other end of the loop, each seen in the figure. The ion implanted zones are in each Fall on the "downstream" side of the

Randes der zugehörigen Öffnung gezeigt.Edge of the associated opening shown.

Bei den Ausführungsformen nach den F i g. 1 bis 7In the embodiments according to FIGS. 1 to 7

so werden ionenimplantierte Zonen und fluchtende Reihen und Spalten von Öffnungen verwendet. F i g. 8 zeigt eine Anordnung, bei der eine Vielzahl öffnungen anstatt in Reihen und Spalten wie in F i g. 2 in Versetzungspositionen angeordnet sind. Dabei sind die ionenimplantierten Zonen wieder auf der stromabwärts gelegenen Seite derthus ion implanted zones and aligned rows and columns of openings are used. F i g. 8 shows a Arrangement in which a plurality of openings instead of in rows and columns as in FIG. 2 in transfer positions are arranged. The ion-implanted zones are again on the downstream side of the

Ränder der zugehörigen Öffnungen gezeigt. Eine solcheEdges of the associated openings shown. Such

Anordnung von Öffnungen erlaubt die gerade zuvor beschriebene Arbeitsweise.The arrangement of openings allows the mode of operation just described.

Die Öffnungen bewirken eine Begrenzung des Stromflusses auf begrenzte Bereiche, die nicht nur eine Magnetblasenwanderung 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 erwünschtist.The openings limit the flow of current to limited areas, not just one Magnetic bubble migration also cause an expansion of magnetic bubbles in stripe domains, which Causes of failures in magnetic bladder devices are to prevent them. The openings thus cause a Decoupling of adjacent magnetic bubble paths from one another, which is desirable.

Wie zuvor erläutert bilden die ionenimplantierten Zonen bevorzugte »Ruhepositionen«, von welchen dieAs previously explained, the ion-implanted zones form preferred "resting positions," of which the

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 weiche 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.Magnetic bubbles are attracted during "static" periods. Other known solutions for fixing of rest positions for magnetic bubbles use magnetically soft Permalloy elements, mesas or Recesses in the magnetic bubble layers, magnetically hard magnetic spots and the like. Since the Position and the top view of or on the rest areas are the same regardless of the manufacturing method the zones shown in the figures as ion-implanted zones as well as any such zone to be considered representational. In general, it is necessary that the rest positions are placed so that they are a Displacement of a magnetic bubble from the position in which it is due to a transfer or Shift pulse has been moved, generate. Furthermore, the zones do not need to be square or to be evenly separated along the magnetic bubble path. Below is an example of the Use of magnetically soft Permalloy elements described.

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, die Impulse umfaßt, die während irgendeiner festgelegten Dauer durch Nullstrompegel getrennt sind, um hervorzuheben, daß der Versetzungseffekt wirksam ist. In Wirklichkeit kann die Dauer der Nullpegel 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 pulse train that is used to effect the migration of magnetic bubbles is bipolar Shape on. The conductor layer provided with openings then generates two phases, one in one direction leading magnetic bubble migration. The offset rest position completes the "third" Phase. Fig. 5 shows a pulse train comprising pulses occurring during any specified duration are separated by zero current levels to emphasize that the offset effect is in effect. In reality the duration of the zero level can be long or short, which is according to known considerations by the construction-related distance that a magnetic bubble must traverse to reach a rest position, and is determined by the mobility of the magnetic bubble material.

Der Stromfluß verläuft bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen in einer Richtung quer zur Magnetblasenwanderungsrichtung, wobei der Stromfluß generell durch die gesamte Schicht 12 vor sich geht. Bevorzugt werden niederohmige, großflächige Kontaktanschlußflächen 70 und 71 in F i g. 1 mit den Treibimpulsen beaufschlagt, so daß die Hochleistungsanforderungen bekannter Magnetblasenspeicher mit Zugriff über Leiter weiter verhindert wird. Quelle 16 ist zu diesem Zweck in F i g. 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 Vorrichtung zugelassen werden können.In the embodiments described above, the current flow runs in a direction transverse to the direction of magnetic bubble migration, the current flow being generally through the entire layer 12. Low-resistance, large-area contact pads are preferred 70 and 71 in FIG. 1 applied with the drive pulses, so that the high performance requirements of known magnetic bubble memory with Access via ladder is further prevented. Source 16 is shown in FIG. 1 with the connection surface 70 tied together. The pad 71 is connected to earth in the figure. Alternatively, there is a distributed Contact arrangement or multiple contact arrangement possible. In any case, it diverges and converges Current flow through the openings, as shown in Fig.4 Arrows 90 is shown. These local changes in current cause a limitation of the magnetic bubbles within of their chosen ways, allowing large changes in working conditions without failure the device can be approved.

Bei einer speziellen Ausführungsform wies eine 1,7 Mikrometer dicke epitaktische Magnetblasenschicht aus Kalzium-Germanium-Granat einen nominellen Magnetblasendurchmesser von 1,7 Mikrometer auf. Auf eo 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 F i g. 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 '/4 mal 10¹⁴ Ionen pro cm² bis zu einer Tiefe von etwa 0,2 Mikrometer zu erreichen. V2 μβ lange Treibimpulse mit Null-Zwischenimpulsabständen wurden angelegt, wie in F i g. 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. Es wurde eine Treibleistung von 3,8 Mikrowatt pro Zelle erreicht.In a specific embodiment, a 1.7 micrometer thick epitaxial magnetic bubble layer of calcium germanium garnet had a nominal magnetic bubble diameter of 1.7 micrometers. On eo of the surface of the layer was a 3000 Angstrom unit thick, electrically conductive layer of aluminum-copper. 4 micrometer by 4 micrometer openings spaced 4 micrometers apart were with 2 micrometer by 4 micrometer ion implanted zones in the FIG. 1 to 4 aligned. Ion implantation was performed by exposing the surface of the magnetic bubble layer through a patterned mask to neon at 100 KEV to achieve an implanted zone of 1/4 by 10 ¹⁴ ions per cm ² to a depth of about 0.2 micrometers. V2 μβ long drive pulses with zero interpulse intervals were applied as in FIG. 5 is shown. The device operated in a leader field of 250 oersteds. The driving 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. A drive power of 3.8 microwatts per cell was achieved.

Man kann sich vorstellen, daß der Speicher nach F i g. 1 in Abschnitten betrieben werden kann. Das heißt, lediglich ein Teil des Speichers braucht zu einem Zeitpunkt betrieben zu werden. Um eine Anordnung dieser Art zu verwirklichen, werden Öffnungen 14 durch Schlitze verbunden, wie es in F i g. 3 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 according to FIG. 1 can be operated in sections. This means, only part of the memory needs to be operated at a time. To an arrangement To realize this way, openings 14 are connected by slots, as shown in FIG. 3 is shown at 80. Such slots are arranged across openings that define paths for magnetic bubble migration, and they divide the memory into two (or more) sectors. Each sector comes with a separate power feed operated.

Die Öffnungen in der elektrisch leitenden Schicht bewirken hier örtliche Störungen in einem insgesamt im wesentlichen gleichförmigen Stromfluß. Um jegliche Gesamt-Nichtgleichförmigkeit 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 local disturbances in an overall im substantially uniform current flow. To reduce any overall non-uniformity found in large-scale storage can occur, it can be advantageous to use an electrically conductive ground plane as Way to use for returning streams. Alternatively, an electrically conductive image plane can be used to limit field gradients due to the total current flow. In the latter case the plane would be spaced such a distance that it does not affect any fields resulting from local disturbances which are 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 (Planarfeldes) 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 here are compatible with the creation of a plane lying in one plane magnetic field (planar field) to stabilize the magnetic bubble wall dynamics. Such fields lie in the range of 200 Oersted 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 F i g. 1 gezeigt ist, wobei jede Öffnung im wesentlichen eine C-förmige Geometrie aufweist, d. h., eine 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) instead of the ion-implanted zones is shown in Figures 9 and 10 shown. In this embodiment, a number of openings 14 is provided, for example in one Array of openings are arranged as shown in FIG. 1, each opening being substantially one Has C-shaped geometry, i. i.e., a substantially square shape but with a tongue 122 which extends inward from one side of the opening.

In jeder öffnung ist ein Permalloyelement 123 in Ausrichtung mit dieser gebildet, derart, daß dessen Enden über der leitenden Schicht 12 liegen und daß sich dessen Mitte in der Nähe von und beispielsweise in Berührung mit der Schicht 11 befindet. Jedes Permalloyelement kann man somit als nicht-planar (nicht in einer Ebene liegend) ansehen. Das heißt, jedes der Elemente liegt nicht in einer einzigen Ebene, die parallel zur Magnetblasenschicht verläuft. Typischerweise besitzen die Öffnungen ein Maß X auf einer Seite und haben einen Abstand 2 X 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.A permalloy element 123 is formed in each opening in alignment therewith such that its ends overlie the conductive layer 12 and that its center is in the vicinity of and, for example, in contact with the layer 11. Each permalloy element can thus be viewed as non-planar (not lying in one plane). That is, each of the elements does not lie in a single plane that runs parallel to the magnetic bubble layer. Typically the openings are dimension X on one side and are spaced 2 X apart. Each tongue is square and has a side length of X / 2. Each permalloy element has a length of 3X / 2 and a width of X / 2.

230 235/355230 235/355

Das Vorspannungsfeld oder Vormagnetisierungsfeld (Fig. 1) bestimmt einen mittleren Durchmesser für Magnetblasen (135) in der Schicht 11 (Fig. 10). Die Vormagnetisierung wirkt vorliegend dariiberhinaus mit den nicht-planaren Teilen der Permallöyelemente 13 zusammen, um Ruhepositionen niedriger Energie für die Magnetblasen längs der Übertragungs- oder 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 PfeilThe bias field or bias field (Fig. 1) determines a mean diameter for Magnetic bubbles (135) in layer 11 (Fig. 10). the In the present case, pre-magnetization also acts with the non-planar parts of the permalloy elements 13 together to create positions of rest of low energy for the magnetic bubbles along the transmission or propagation paths to reach. The bias field is applied in a direction normal to the plane the magnetic bubble movement and runs anti-parallel to the magnetization of a magnetic bubble. If assumes that the magnetization of a magnetic bubble is directed upwards, as shown in Fig. 10 with an arrow

136 angedeutet ist, dann ist das Vormagnetisierungsfeld abwärts gerichtet, wie es in Fig. 10 durch einen Pfeil136 is indicated, then the bias field is directed downwards, as shown in FIG. 10 by an arrow

137 gezeigt ist.137 is shown.

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 Magnetblasenschicht entfernt ist. In dem Element werden Magnetpole gebildet, welche die Magnetblasen zu den Enden des Elementes ziehen, die von 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 F i g. 10 ist die Magnetblase 135 an einer Position mit resultierender riedriger Energie gezeigt.A permalloy element creates a position with a relatively low bias field a point along the element at which the element is furthest from the surface of the one below Magnetic bubble layer is removed. Magnetic poles are formed in the element, which form the magnetic bubbles pull to the ends of the element farthest from layer 11 and they push the magnetic bubbles from the central part of the element (i.e., the part of the element which contacts layer 11). In Fig. 10 is the Magnetic bubble 135 shown at a position with resulting low energy.

Ein an die Schicht 12 angelegter negativer Stromimpuls 34 (F i g. 5) resultiert in einem Magnetfeld, das eine Magnetblase am Mittelteil des Permalloyelementes vorbei zum rechten Rand der zugehörigen Öffnung bewegt, einer Position, die in Fig. 10 durch eine vertikale gestrichelte Linie 140 markiert ist. Wenn zur Zeit Ta in F i g. 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 F i g. 10 mit 141 bezeichnet.A negative current pulse 34 (FIG. 5) applied to layer 12 results in a magnetic field that moves a magnetic bubble past the central part of the permalloy element to the right edge of the associated opening, a position indicated in FIG. 10 by a vertical dashed line 140 is highlighted. If at the time Ta in FIG. 5 the pulse 34 ceases, the magnetic bubble 135 migrates under the right-hand end of the associated permalloy element to the low-energy position located there. Such a position is shown in FIG. 10 denoted by 141.

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 F i g. 10 mit 144 bezeichnet. Wenn zur Zeit Tb der Impuls 31 aufhört, bewegt sich die Magnetblase nach rechts zur nächsten energiearmen Position, und eine solche Position ist in F i g. 10 mit 145 gezeichnet. Es ist dann ein vollständiger Arbeitszyklus vollendet. Nachfolgende Zyklen bewirken, daß Magnetblasen gleichzeitig in parallelen Kanälen von links nach rechts wandern, wenn man F i g. 1 betrachtet.At a later time, a positive current pulse 31 is applied. A magnetic bubble then moves along the transmission path to the right under the tongue of the next opening. Such a position is shown in FIG. 10 denoted by 144. When the pulse 31 ceases at time Tb , the magnetic bubble moves to the right to the next low-energy position, and such position is in FIG. 10 drawn with 145. A full working cycle is then completed. Subsequent cycles cause magnetic bubbles to simultaneously migrate in parallel channels from left to right when one F i g. 1 considered.

Die hier beschriebene Anordnung ist auch brauchbar, um einen Magnetblasen-»Expander« zu schaffen, der die Feststellung der Magnetblasen am Ausgang der Vorrichtung erleichtert.The arrangement described here is also useful to create a magnetic bubble "expander" that facilitates the detection of the magnetic bubbles at the exit of the device.

Wie in F i g. 11 gezeigt ist, reagiert ein solcher Expander (Dehnungsvorrichtung), nämlich ein Teil 220 einer Speichervorrichtung wie der in Fig. 1, auf Magnetblasenübertragungssignale damit, daß er die Magnetblasen quer zum Weg der Magnetblasenbewe- 60 la gung 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 entsprechender Detektor ist in der letzten Stufe angeordnet und reagiert auf einen Abfrageimpuls hin, der ihm von der Steuerschaltung 23 (Fig. 1) synchron mit dem Übertragungstreibimpuls zugeführt wird, damit, daß er an die Verbraucherschaltung 21 Signale abgibt, die das Vorhandensein einer zu diesem Zeitpunkt in der Detektorstufe vorhandenen vergrößerten Magnetblase anzeigen.
Der Expanderteil umfaßt ein Muster von ÖffnungenAs in Fig. 11, such an expander, namely a portion 220 of a storage device such as that in FIG. 1, responds to magnetic bubble transfer signals by enlarging the magnetic bubbles across the path of the magnetic bubble movement. Increasing enlargement of a magnetic bubble begins as it enters the part 220 and progresses progressively as that magnetic bubble travels step by step until a maximum expansion or stretching occurs at the detector step. A corresponding to change in magnetic resistance detector is arranged in the last stage and reacts to an interrogation pulse which is fed to it by the control circuit 23 (Fig. 1) in synchronism with the transmission drive pulse so that it emits signals to the consumer circuit 21 that indicate the Show the presence of an enlarged magnetic bubble present in the detector stage at this point in time.
The expander part includes a pattern of openings

222, 223, 224, 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.222, 223, 224, 225. The openings are in sequence along path 226 of magnetic bubble transfer arranged. The openings have increasingly larger longitudinal dimensions, from left to right along the Viewed 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 22Λ und 22B, und die Öffnung 223 umfaßt Ränder 23Λ und 23B, usw. In der Schicht 11 sind ionenimplantierte Zonen in Ausrichtung mit den Rändern A und B der öffnungen gebildet, die in Fi g. 11 punktiert dargestellt sind (einige der Punktierungen sind 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.Each of the successive openings has first and second edges A and B along path 226, respectively. Thus, opening 222 includes edges 22 and 22B, and opening 223 includes edges 23Λ and 23B , etc. In layer 11, ion-implanted zones are formed in alignment with edges A and B of the openings shown in FIG. 11 are shown dotted (some of the dots are omitted). The implanted zones have dimensions (longitudinal dimensions) transverse to path 226, which coincide with the transverse dimension of the opening and begin with the associated edge. The arrangement, for example, thus comprises two ion-implanted zones for each opening.

Es sei nun eine Magnetblase betrachtet, die sich anfangs zur Zeit Ta in F i g. 5 bei der ionenimplantierten Zone am Rand 22Λ 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 Tb in die ionenimplantierte Zone am Rand 22fi Als nächstes wird an die Schicht 12 ein negativ gerichteter Impuls 34 angelegt. Die Magnetblase wandert daraufhin zum linken Rand 23Λ der ÖffnungLet us now consider a magnetic bubble which is initially located at time Ta in FIG. 5 is located at the ion-implanted zone at the edge 22Λ. A current pulse 31 applied to layer 12 displaces the magnetic bubble toward edge 22B. At the end of the pulse 31, at time Tb , the magnetic bubble migrates into the ion-implanted zone at the edge 22fi. Next, a negative-going pulse 34 is applied to the layer 12. The magnetic bubble then migrates to the left edge 23Λ of the opening

223. Am Ende des Impulses 34 wandert die Magnetblase in die ionenimplantierte Zone am Rand 23A Nun ist ein Arbeitszyklus vollendet, und die durch den Expander laufende Magnetblase ist in ihrer Größe ausgedehnt worden.223. At the end of the pulse 34 the magnetic bubble migrates into the ion-implanted zone at the edge 23A Now is a Duty cycle completed, and the magnetic bubble passing through the expander is expanded in size been.

Die Vergrößerung der Magnetblasen beruht auf der zunehmend längeren Seitenabmessung der Öffnungen in F i g. 11. Immer, wenn der Schicht 12 ein Stromimpuls zugeführt wird, stößt eine Magnetblase bei ihrer Bewegung von einer Position »B«z\i einer Position »A« auf ein anziehendes Feld mit einer zunehmend größeren seitlichen Ausdehnung. Aufgrund dessen wandert die Magnetblase nicht nur nach rechts, wenn man die Figur betrachtet, sondern vergrößert sich auch seitlich, um die gleiche Länge wie die seitliche Abmessung des vom Impuls erzeugten Übertragungs- oder Fortpflanzungsfeldes anzunehmen. Dadurch, daß man eine zunehmend größere Längsabmessung vorsieht, kommt man zu einer zunehmenden seitlichen 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 notwendigerweise der Fall.The enlargement of the magnetic bubbles is due to the increasingly longer side dimensions of the openings in FIG. 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 field with an increasingly larger lateral extent. Because of this, the magnetic bubble not only migrates to the right when looking at the figure, but also enlarges laterally to become the same length as the lateral dimension of the transmission or propagation field created by the pulse. The fact that one provides an increasingly larger longitudinal dimension leads to an increasing lateral expansion of the magnetic bubbles. Only four levels are shown for illustrative purposes. Of course, a greater number of stages is used in practice. Furthermore, in the illustration of the exemplary embodiment, the zones have the same width along the path 26. However, this is not necessarily the case.

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 25Λ aufgebracht und zwischen die Verbraucherschaltung 21 und Erde geschaltet. Die Schicht 250 bildet einen Magnetoresistenz-Detektor und reagiert auf ein Abfra-The enlarged magnetic bubble is detected, for example, when moving towards the position of the implanted Zone 25A advances. For the detection is a thin layer 250 of Permalloy over the zone 25Λ applied and connected between the consumer circuit 21 and earth. Layer 250 forms one Magnetoresistance detector and reacts to a query

gesignal von der Steuerschaltung 23 (Fig. 1), um der Schaltung 21 während der Zeit Ta während eines jeden Arbeitszyklus einen Hinweis darüber zu liefern, ob in der Schicht 11 bei der Zone 25-4 eine Magnetblase vorhanden ist oder nicht. Die Schicht 250 besitzt beispielsweise eine Dicke von 400 Angström-Einheiten und erstreckt sich über die Zone 25/4 hinaus, so daß sie auf der Schicht 12 liegt. Es werden Signale von 0,5 Millimevolt erhalten.signal from control circuit 23 (Fig. 1) to provide circuit 21 with an indication of whether or not a magnetic bubble is present in layer 11 at zone 25-4 during time Ta during each duty cycle. Layer 250 is, for example, 400 Angstrom units thick and extends beyond zone 25/4 so that it lies on top of layer 12. Signals of 0.5 millimevolts are obtained.

Bei den vorausgehenden Ausführungsformen verläuft der Fluß des Stroms / (Fig. 1) quer zu den Wanderungsrichtungen der Magnetblasen. Bei der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform verläuft der Stromfluß parallel zum Wanderungsweg der Magnetblasen.In the previous embodiments, the flow of the current / (Fig. 1) is transverse to the Directions of migration of the magnetic bubbles. In the embodiment described below, it runs the current flow parallel to the migration path 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 Ru ft>, R3, ■ ■ · angeordnet, die von links nach rechts 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 Ci, Cz, C₃, ... angeordnet. Die Magnetblasenwanderung geschieht längs dieser Spalten von unten nach oben, wenn man die Figur betrachtet.FIG. 12 is similar to FIG. 2, but shows a different arrangement of the openings and the associated ion-implanted zones. In this embodiment, openings 313 are arranged in rows Ru ft>, R3, ■ ■ · which are oriented from left to right when looking at the figure. Each row is offset from the adjacent row by a distance, for example by half an opening, and the openings are arranged in columns Ci, Cz, C ₃ , ... The migration of the magnetic bubbles occurs along these gaps from bottom to top when looking at the figure.

Die F i g. 12 und 13 zeigen, daß die ionenimplantierten Zonen, die den öffnungen einer Spalte zugeordnet sind, zueinander längs Magnetblasenwegen ausgerichtet sind. Wie in den Fig. 12 und 13 gezeigt ist, definiert somit eine Spalte ionenimplantierter Zonen 325 einen Weg Pl, und eine benachbarte Spalte definiert einen Weg P 2.The F i g. 12 and 13 show that the ion-implanted zones associated with the openings of a column are aligned with one another along magnetic bubble paths. Thus, as shown in Figures 12 and 13, one column of ion-implanted zones 325 defines a path P1 and an adjacent column defines a path P2 .

Die Wanderung geschieht aufgrund von Impulsen, wie den in F i g. 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 F i g. 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 Tb in F i g. 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_A hört der negative Impuls auf, und die Magnetblase wird zur nächstfolgenden Ruheposition 325 versetzt. Ein Arbeitszyklus ist nun abgeschlossen. Es dürfte klar sein, daß in der Schicht 12 durch Öffnungen 313 und Ruhepositionen 325 viele Wege für ein gleichzeitiges Arbeiten, wie es beschrieben worden ist, definiert sind.The migration occurs due to impulses such as those shown in FIG. 5 shown. The agreement also applies that a positive pulse 31 in FIG. 5 results in a current flowing in layer 12 in a direction shown in FIG. 13 is indicated by curved arrows 350 and 351. Let us first consider, for example, a magnetic bubble that is at rest in position 370 in FIG. 14. According to the familiar right-hand rule, a positive pulse creates a magnetic field that causes the magnetic bubble to move to position 371 (the exact position of the magnetic bubbles is not known). At time Tb in FIG. 5, the positive pulse ceases and the magnetic bubble moves to the nearest rest position at 372. A subsequent pulse (negative) causes the magnetic bubble to move to position 373. At time T _A , the negative pulse ceases and the magnetic bubble becomes the next subsequent rest position 325 offset. One work cycle is now complete. It will be understood that many paths for simultaneous operation as described are defined in layer 12 by openings 313 and rest positions 325.

Die Ruhepositionen 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 F i g. 13 bis 14 können irgendeine beliebige Ruheposition darstellen, unabhängig von der Art der Verwirklichung.As mentioned above, the rest positions can be achieved by a measure other than ion implantation be determined. Furthermore, the openings and the rest positions do not need to be rectangular, as shown. The zones 325 in FIGS. 13-14 can represent any desired rest position, independently on the type of realization.

Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Magnetic bubble memory with access via a conductor which has a layer (11) made of a material in which magnetic bubbles can be moved, and a layer (12) made of electrically conductive material overlying this layer, characterized in that the layer (12) of electrically conductive material has a pattern of openings (14) passing through this layer, which define a path for the movement of magnetic bubbles in this layer, that each opening is assigned a device (15; 123) for generating a rest position for the magnetic bubbles and that a device (16) is provided which generates a current flow alternately in a first and in a second direction in the electrically conductive layer in order to move magnetic bubbles to positions which are determined by the openings and are offset from the associated rest positions.

2. Memory according to claim 1, characterized in that the first and the second direction is transverse run to the path.

3. Memory according to claim 1, characterized in that the first and the second direction run parallel to the path.

4. Memory according to claim 1, characterized in that of each edge of each opening located in the path a rest position downstream along the path of the magnetic bubble movement is.

5. Memory according to claim, characterized in that that each rest position by an ion implanted zone (15) within the magnetic bubble layer (11) is fixed.

6. Memory according to claim 4, characterized in that each rest position is determined by an element (123) which consists of soft magnetic material and has parts which are arranged at different distances from the magnetic bubble layer.

7. Memory according to claim 3, characterized in that the openings (313) in the electrical

25 Field of application of the invention

The invention relates to conductor-accessible magnetic bubble memories, and more particularly to such memories in FIG which the magnetic bubble movement depends on magnetic fields that are generated by current pulses that are connected to a patterned electrically conductive material can be applied to the layer of that material is adjacent in which the magnetic bubbles move.

35 characteristic of the well-known technical
solutions

Magnetic bubble accumulators are known. A well-known method of moving magnetic bubbles in such storage is commonly referred to as the "ladder access" method and is an example in US Pat. No. 3,460,116 (dated August 5, 1969).

A known conductor access memory comprises a layer of a material in which Magnetic bubbles can be moved, usually a garnet material, epitaxially on a non-magnetic Garnet substrate has grown. Several patterns of individual electrical conductors are in one layered arrangement of the epitaxial layer formed adjacent, being between the layers suitable insulating layers are arranged. Typically three undulating electrical conductors are in mutually offset positions along a magnetic bubble transmission path arranged, and the conductors are sequentially pulsed in a three-phase manner, in order to obtain a movement of the magnetic bubbles in selected directions which are offset by the Arrangement of the ladder are determined.

In US-PS 35 64 518 (from October 17, 1972) is a two-phase magnetic bubble memory with access via Conductor described in which two levels of patterned electrically conductive material and staggered permalloy elements can be used for directional control of the magnetic bubble movement. The permalloy elements are arranged to provide low energy or rest positions for magnetic bubbles in places create that are offset from those to which magnetic bubbles are moved by an impulse, the

ORKäiNAL INSPECTEDORKäiNAL INSPECTED