JPS61190777A - 磁気バブルメモリデバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕・ 本発明は電子計算装置あるいはその端末機等の記憶装置
として用いられる磁気バブルメモリデバイスに関する。

〔従来の技術〕

磁気バブルメモリデバイスは磁気バブルが磁界により一
軸異方性を有する磁性薄膜内を自由に動かすことができ
ることを利用したものであって、第４図に示す如く、磁
性ガーネ７）等の薄膜にパーマロイ薄膜又はイオン注入
法によって形成されたバブル転送路をもつ素子１と、バ
ブルを転送路に沿って駆動するための回転磁界を発生す
る直交した２個のコイル２及び３と、バブルを安定に保
持するためのバイアス磁界発生用の磁石４及び５とシー
ルドケース６等により構成されている。

このような磁気バブルメモリデバイスにおいて、バブル
転送路の作成方法としてイオン注入法とパーマロイ薄膜
成形法とがあるがパーマロイ薄膜成形法はそのホトリソ
グラフィの寸法精度に限度があり、記憶密度が高まるに
つれ微少パターンの作成可能なイオン注入法が用いられ
ることが多くなってきた。しかし、いわゆるメジャール
ーブーマイナーループ構成の転送路全体をイオン注入法
で作成した場合、そのトランスファ、レプリケート等の
ファンクションゲートの動作マージン（使用可能な駆動
磁界の作動領域）はパーマロイバブルデバイスの場合よ
りも小さいという欠点がある。

そこでバブル転送路をイオン注入法で形成し、ゲート類
のみをパーマロイで形成した混成型のバブルデバイスが
開発されている。

イオン注入転送パターン（マイナループ）からパーマロ
イ転送パターン（ゲート）へのバブルの転送を行うため
に両パターンの接続部においてイオン注入転送パターン
層とパーマロイ転送パターン層とは層の厚さ方向に見て
一部重複せしめられる（実際は層が互いに異なるので両
パターン自体が直接的にオーバラップしている訳ではな
い）。

イオン注入転送路内を転送されてきたバブルは上記重複
接続部においてパーマロイ転送路へ乗り移ることになる
（勿論、バブル自身は磁気バブル結晶内にありパーマロ
イ転送パターン層内へ移る訳ではない）。このとき、イ
オン注入転送路によるバブルのトラップ力（捕捉力）が
大きすぎるとパーマロイ転送路への転送が失敗するし、
逆にトラップ力が小さすぎるとバブルはイオン注入転送
路の上記重複接続部で安定的に捕捉されないために当該
重複接続部を通過してしまい同様にパーマロイ転送路へ
の転送が失敗するという問題があった。

つまり、イオン注入転送路からパーマロイ転送路へのバ
ブルの転送を確実に行うためにはトラップ力の大きさが
極めて重要な役割を果たし、そしてこのトラップ力の大
きさはイオン注入転送路の接続部の形状に左右されまた
駆動磁界の動作マージンに影響を及ぼす。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上述の如き問題に鑑み、イオン注入転送パター
ンとパーマロイ転送パターンとを有する混成型の磁気バ
ブルメモリデバイスにおいて、両パターンの接続部にお
いて如何にして確実にイオン注入転送路からパーマロイ
転送路へのバブルの転送を行うかということを解決課題
とするものであり、それによりバブルのトラップ力を最
適な大きさとすることにより駆動磁界の動作マージンを
良好、即ち拡大せんとするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の如き課題を実現するために本発明によれば、イオ
ン注入転送パターンとパーマロイ転送パターンとを具備
する混成型の磁気バブルメモリデバイスにおいて、イオ
ン注入転送パターンとパーマロイ転送パターンとの接続
部におけるイオン注入パターンにはバブルの移動方向に
おいて入口開口部が当該バブル径の略ｌ〜２倍、深さが
少くともバブル径よりも大きい略１個のバブルがすっぽ
り入り込む大きさの略■字形ないしはＵ字形のイオン注
入領域突出部が形成される。

〔実施例〕

以下、本発明の好ましい実施例につき詳細に説マイナル
ープ構成の磁気バブルメモリの一例を示すもので、これ
は情報の読取りや書き込み等の操作を遂行するメジャー
ループ７ともっばら情報を貯える場所としてのマイナル
ーブ８からできている。

マイナルーブ８はメジャーループ７上の１ビツトおきに
接続されており、情報もメジャーループ上１ビツトおき
に並ぶ。

例えば、情報（１１１）は、磁気バブルの（有。

無、有、無、有、無）という配置に対応する。作用につ
いて簡単に説明すれば次の通りである。

ｉ）書き込み 各マイナループ内の古い情報を、各マイナルーブの出口
（図の＊印の所）に転送し、さらにトランスファゲート
（Ｔ）でいっせいにメジャーループに転送する。メジャ
ーループに出た古い情報をアナイアレータ−（Ａ）で消
しながら、ジエネレータゲー）　（Ｇ）で新しい情報を
書き込む。

新しく書き込んだ情報が各マイナループ入口（図の◎印
の所）に来た時、トランスファゲート（Ｔ）でいっせい
に各マイナルーブヘ転送する。

この時、古い情報があった所にはいるようタイミングを
制御する。

ｉｉ　）読み出し 読み出したい情報を各マイナルーブの出口（図の＊印の
所）に転送し、さらにトランスファゲート（Ｔ）でいっ
せいにメジャーループに転送する。

メジャーループに出た情報は、リプリケータゲート（Ｒ
）で複製し、ディテクタ（Ｄ）で検出する。

メジャーループ内の情報はトランスファゲート（Ｔ）で
再びマイナループ内のもとの場所に格納される。

メジャーマイナループ構成の磁気バブルメモリにはブロ
ックリプリケータトランスファ方式、プロ・７クリブリ
ケ一タスワツプ方式等種々あるが本発明はこのような方
式の磁気バブルメモリに対しても通用できるものである
。

上述の如き構造において本発明は特にイオン注入法で形
成したマイナルーブ８とパーマロイで形成したゲート（
例えばトランスファゲート）との接続部Ｘの構造に係る
ものである。

第１図は本発明に係る磁気バブルメモリデバイスの上記
Ｘ部（第５図）の拡大平面図を示すものである。

本発明の一実施例によればイオン注入転送路１１（マイ
ナルーブ）とパーマロイ転送路１３　（ゲート）の接続
点において所定パターン（例えばつづら折り）のイオン
注入転送路を形成するイオン注入層１５にはパーマロイ
転送路１３に向って突出する三角形ＥＦＧの形状をした
突出部１７が形成される。

突出部１７はパーマロイ転送路１３と平面図で見て一部
重複するが実際には第２図に示す如く層が異なるので直
接的にオーバラップしている訳ではない。イオン注入転
送路１１の外縁に地って転送されてきた磁気バブル２０
は駆動磁界を制御することによりイオン注入転送路１１
とパーマロイ転送路１３との接続部でパーマロイ転送路
１３に滲り、今度はイオン注入層１５内で例えばハーフ
ディスク形のパーマロイ転送路（パターン）１３の輪郭
内縁に沿って移動する。

突出部１７はカスプを形成する頂点Ｆの内部領域で磁気
バブル２０をしっかりとトラップし、かつ駆動磁界の方
向が制御された時にこのカスプから容易に出てパーマロ
イ転送路１３に沿って動き得るようにすることが最大の
眼目である。即ち、突出部１７の大きさ及び形状が適切
でないとトラップ力が弱すぎたりあるいは強すぎたりす
る。トラップ力か弱すぎると磁気バブル２０はカスプに
完全的に捕捉されず点Ｈを通り越して矢印Ｘ側に進んで
しまう。また反対にトラップ力が強すぎるとパーマロイ
転送路１３に移ることができない。

いずれにしろ転送は失敗する。

本願発明者は突出部１７の形状を第１図に示す如き略逆
Ｖ字形あるいは略逆Ｕ字形にし、その入口開口部ＥＨは
バブル径ｄφの１〜２倍、ＥＨの中点Ｋから頂点Ｆまで
の深さＱはバブル径ｄφの１〜３．５倍であるときが最
適であることを確認した。すなわち、三角形ＥＦＨは少
くとも１個の磁気バブルがすっぽり入り込む大きさであ
る。好ましくは辺ＥＦはパーマロイの辺ＺＷに略平行で
その適間隔は略ｄφに等しい。上述の如く磁気バブル２
０はイオン注入転送路１１内にあってはその外縁に沿っ
て動き、またパーマロイ転送路１３内にあってはその内
縁に沿って動くので、ＥＦとＺＷの間隔をバブル径に略
等しくするということは、バブル２０が両辺ＥＦ、ＺＷ
間にぴったり収まることを意味する。この場合のトラッ
プ力は弱すぎもせず強すぎもせず最適である。頂点Ｆは
多少の丸みを帯びていても、即ち、突出部１７が逆Ｕ形
であっても効果上全く差異のないことが確認されている
。

尚、第２図は第１図にｕ−ｎ線断面を示すもので、磁気
バブル結晶１５にイオン注入法によって、非イオン注入
領域のマイナーループ（転送路）１１が形成され、その
上にスペーサ２１．１９を介してハーフディスク状のパ
ーマロイパターン１３が形成される。

本発明による接続部におけるバブルを駆動、転送するの
に必要なバイアス磁界と駆動磁界の動作マージンと珊来
技術の動作マージンとの比較実験結果が第３図に示され
る。尚、バブル結晶１５は本発明、従来技術共にＹＳｍ
ＬｕＣａＧｅｔＧで作成しバブル径ｄφは１μ潮であっ
た。またイオン注入量はＮｅ？とＨｚとを２００／Ｎｅ
／２Ｅ１４（Ｎｅ”。

２００ＫｅＶ　、　　２Ｘ１０”１ｏｎｓ／　ｃｍ”　
）　、６０／Ｈ！／２Ｅ１６　（Ｈｚ　’　、　　６０
ＫｅＶ　、　　２Ｘ　１０’Ｊｏｎｓ／ｃｍ”）の条件
で２重に注入した。

尚、ここで言う従来技術とは第１図における突出部１７
がなく、イオン転送路１１の延長線が点Ｅから点１■に
真っすぐ直接的に延びているものである。

第３図から明らかな様に本発明では駆動磁界の動作マー
ジン領域は低駆動側に拡がり、従って小さな駆動力でよ
いことが理解される。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の磁気バブルメモリデバ
イスは、イオン注入パターンとパーマロイパターンとを
合成した磁気バブルメモリデバイスにおいて、両パター
ン間の転送部におけるイオン注入パターンの形状及び大
きさを特定することにより磁気バブルのトラップ力を転
送失敗を住しない範囲で最適とし、それによりバイアス
磁界に対する駆動磁界の動作マージンを拡大することが
できる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係る磁気バブルメモリデバイスのパー
マロイパターンとイオン注入パターンとの接続部の構造
を示す平面断面図、第２図は第１図のｎ−ｎ線断面図、
第３図は本発明の効果を示すバイアス磁界−駆動磁界特
性線図、第４図は磁気バブルメモリデバイスの外観を示
す図解的断面図、第５図はイオン注入転送パターンとパ
ーマロイ転送パターンとを具備する混成型の磁気バブル
メモリデバイスのメジトツイナルーブ構造の一例を示す
図解的平面図。 ！！・・・イオン注入転送路、１３・・・パーマロイ転
送路、１７・・・突出部、２０・・・バブル。 弗１図 ＄３図 三角波駆動磁界（Ｏｅ） 第４図 （従来技術） 第５図 ：パーマロイパターンによる転送路 ：導体パターン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. イオン注入転送パターンとこれとは異なる層に形成した
   パーマロイ転送パターンとを具備する混成型のバブルメ
   モリ素子を有し、イオン転送路からパーマロイ転送路へ
   バブルを転送する接続部においてイオン注入転送パター
   ンとパーマロイ転送パターンとは層の厚さ方向に見て部
   分的に重複している磁気バブルメモリデバイスにおいて
   、上記接続部におけるイオン注入パターンにはバブルの
   移動方向において入口開口部が当該バブル径の略１〜２
   倍、深さが少くともバブル径の略１〜３．５倍で、少く
   とも１個のバブルがすっぽり入り込む大きさの略Ｖ字形
   ないしはＵ字形のイオン注入領域突出部が形成されるこ
   とを特徴とする磁気バブルメモリデバイス。