JPH03198284A - 磁気記憶素子の書込方法 - 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） 本発明は不揮発性の超高密度固体磁気記憶素子に関する
。

（従来の技術） 高密度固体磁気記憶素子を目指して、磁気バブル素子の
開発が各所で盛んに行われている。しがし、現在使用さ
れているガーネット材料では、到達可能な最小バブル径
は０．３ｐｍといわれている。したがって、０．３ｐｍ
径以下のバブルを保持するバブル材料はガーネット材料
以外に求めなければならない。これは容易ではなく、こ
こがバブル高密度化の限界であるとさえ考えられている
。

このようなバブル保持層の特性に基づく高密度化限界を
大幅に改善し、かつ情報読み出し時間は従来の素子と同
程度に保つことができる超高密度磁気記憶素子として膜
面垂直方向を磁化容易方向とする軟磁性強磁性体（フェ
リ磁性体を含む）膜に形成されるストライプドメインの
境界を形成するブロッホ磁壁の中に静的に安定に存在す
る垂直ブロッホライン（以下単にブロッホラインと称す
る）２個からなるブロッホライン対を記憶単位として用
いる素子が発明された（特願昭５７−１８２３４６）。

本素子において、情報の入力及び出力をブロッホライン
の直接書き込みあるいは読み出しりで行なうことは現在
の技術では困難であり、そのため、磁気バブル素子にお
いて技術上確立している磁気バブル（以下ではバブルと
称する）の発生、転送および検出技術を用いてデータ入
力をバブルをバブル発生器で発生させることにより行な
い、該バブルをバブル転送路上を転送させ変換ゲートに
おいてブロッホラインに変換して書き込まれる。また読
み出し時はブロッホラインを変換ゲートにおいてバブル
に変換した後、バブルをバブル転送路上を転送させ、バ
ブル検出器で読み出す構成になっている。

本記憶素子では通常、アクセス時間を低減するため、第
３図のようなメジャーｌマイナー構成と呼ばれる素子構
成が採られる。即ち、第１の転送路であるメジャーライ
ン端に設けられたバブル発生器１１により次々と書き込
まれたバブルによるデータ列はメジャーライン転送路上
を転送し、次いで該メジャーラインに対し直角に位置し
、多数本のブロッホラインを転送させる第２の転送路で
あるマイナーループ６と呼ばれる転送路へデータを移動
するため、各マイナーループ端に設けられた変換ゲート
１でバブルからブロッホライン対にデータが並列的に変
換して書き込まれる。読み出し時はマイナーループ端の
変換ゲート部１に位置したブロッホライン対は変換ゲー
ト１でバブルに変換される。変換されたバブルは、メジ
ャーライン上を転送し、メジャーライン端のバブル検出
器１２で検出され、データ出力される。

変換ゲートでのバブルからブロッホライン対への変換は
以下のように行なわれる。ゲートに近接したメジャーラ
イン上のビット位置にバブルが存在するときは、バブル
との反発作用により、マイナーループを構成するドメイ
ン端は伸張しない。

一方、メジャーライン上の変換ゲートに近接したビット
位置にバブルが存在しない時は、マイナーループを構成
するドメイン端はバイアス磁界を減少させることにより
伸張する。伸張したマイナーループを構成するドメイン
端に対して横断する向きに面内磁界印加用導体とドメイ
ン切断用ヘアピン導体が設けられている。

従来、伸張したマイナーループであるドメイン端に該平
行導体により局所的に面内磁界を印加した上で該ヘアピ
ン導体にバイアス磁界が増加する向きのパルス磁界を１
発印加することにより、伸張したドメインを切断し、一
対のブロッホラインを書き込んでいた。

伸張したドメイン端に１本のブロッホラインも存在しな
い状態、第５図（ａ）、の下で面内磁界を印加すると、
第５図（ｂ）のように、ドメイン磁壁内の向きが面内磁
界と逆向きの部分で水平ブロッホライン７が発生する。

ここでヘアピン導体２によりパルス磁界を印加すると、
第５図（Ｃ）のように水平ブロッホラインがパンチスル
ーし、一対の正負の向きのブロッホラインが発生する。

同時に該パルス磁界によりドメインが切断される時、正
のブロッホライン９はσバブル１０としてドメインから
除去され、かわりに負のブロッホライン８が１本はいり
、第５図（ｄ）のように結局１対の負のブロッホライン
８が書き込まれる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この従来の方法による書込過程では１発
のパルスの印加により、水平ブロッホラインのパンチス
ルーとドメインの切断の２つの動作が順序良くおこなわ
れることが必要であるが、そのためには印加するパルス
条件が大きく制限される。例えば、水平ブロッホライン
がパンチスルーする前にドメイン切断が生じると書込誤
動作となる等、正常動作するパルス振幅の余裕度は小さ
く、また多数回動作時の信頼性にも欠けていた。

本発明の目的はこのような従来の問題点を除去したもの
で、変換ゲートのゲート動作時、水平ブロッホラインの
パンチスルー動作およびその後のドメイン切断動作を２
発のパルスを印加することにより安定に行なわしめるこ
とにより、ブロッホライン書込動作特性のパルス振幅の
余裕度が大きく、しかも動作信頼性が良好な磁気記憶素
子の書込方法を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 即ち本発明は情報読み出し手段、情報書込み手段及び情
報蓄積手段を有し、かつ、膜面に垂直な方向を磁化容易
方向とする軟磁性の強磁性体（フェＪｂｎ性体を含む）
膜に、情報担体としての相隣る２つの垂直ブロッホライ
ンからなる垂直ブロッホライン対を駆動する転送路と、
情報担体としての相隣る２つの垂直ブロッホラインから
なる垂直ブロッホライン対を書込かつ読出す機能を有す
る変換ゲートとを有する磁気記憶素子に関して、該変換
ゲートにおける情報書込時、２発のパルスを印加する。

１発目のパルスの立上がり時間および立下り時間が５０
ｎｓ以下であり、２発目のパルスの立上がり時間および
立下り時間が１００ｎｓ以上であることが望ましい。

即ち本発明はメジャーラインとマイナーループ間での情
報変換動作の際、変換ゲートにおいてマイナーループ端
にブロッホライン対を書込動作時、１発目のパルス磁界
により、水平ブロッホラインをパンチスルー動作のみを
起こさせ、２発目のパルス磁界によりドメイン切断動作
のみを起こさせることにより、信頼性の高い書込動作を
行なえる手段を具備した磁気記憶素子の書込方法を提供
するものである。

（実施例） 以下、本発明を実施例により詳細に説明する。

第４図は本発明による磁気記憶素子の変換ゲートの構成
の一例を示したものである。本実施例では、組成（ＹＳ
ｍＬｕＣａ）３（ＦｅＧｅ）５０１□、膜厚：　４．４
ｐｍ、特性長二０．６１ｐｍ、４層Ｍｓ　：　１８３Ｇ
の磁性ガーネット膜４を用い、該膜中に幅２ｐｍ、厚さ
０．５ｐｍの２層の金によるジクザク状導体パタンによ
りメジャーライン５を構成している。この２層の導体に
９０度位相がすれた高周波電流を印加することによりバ
ブルを転送させる。

変換ゲート１はマイナーループである多数本のストライ
ブドメインがメジャーライン転送に接する位置に有り、
ドメイン切断用の１本のヘアピン状導体２と局所的に面
内磁界を印加するための３本の平行導体３から構成され
ており、これ等の２種類の導体パタンは全てのマイナー
ループ６の端にわたってマイナーループと直角の方向に
配置されている。

変換ゲート１において、書き込み動作時、マイナールー
プ６を構成するドメインの端を伸張させる。伸張させた
ドメイン端の安定化用の１本のブロッホラインを面内磁
界を回転させる等により側壁部に移動させる。該ドメイ
ン端には１本のブロッホラインも存在しない状態になる
。ここで、平行導体３に一定電流を印加し、伸張させた
マイナーループ６の端部に面内磁界を発生させる。この
状態でヘアピン導体２に１発のパルスを加えることによ
り、発生している水平ブロッホラインがパンチスルーし
、ヘアピン導体下のマイナーループ６であるドメインに
正負一対のブロッホラインを発生させる。次いでヘアピ
ン導体２に２発目のパルスを印加することにより、正負
一対のブロッホラインの間でドメインを切断する。

ここで、第１発目のパルスの立上がり、立下がり時間５
０ｎｓより長い場合ではパルス振幅が小さい時はパンチ
スルーもドメイン切断も生じず、逆にパルス振幅を大き
くするとパンチスルーと共にドメイン切断も同時に生じ
始め、信頼性よく水平ブロッホラインをパンチスルーさ
せることができなかった。第１発目のパルスの立上がり
、立下がり時間が５０ｎｓ以下では第１図のように、小
さなパルス振幅からパンチスルーを起こさせることがで
き、かつパルス振幅上限はドメインが切断してしまうま
でパンチスルーを生じさせることができ、広いパルス振
幅範囲で正常な動作が行なえた。

第２発目のパルスに対しては、立上がり、立下がり時間
が１００ｎｓより短い場合であるとドメイン切断のみな
らず水平ブロッホラインのパンチスルーするパルス振幅
の範囲が多く、正常なドメイン切断範囲は大きく制限さ
れた。１００ｎｓ以上であるとパンチスルーはは起こら
ず、ドメイン切断のみを生じさせることができるパルス
振幅範囲が増大した。

第１分目のパルス条件として立上がり、立下がり時間を
３０ｎｓとして水平ブロッホラインをパンチスルーさせ
、第２発註のパルスとして立上がり、立下がり時間が１
５０ｎｓのパルス条件で、書込動作を行なわせた結果、
パルスの振幅余裕度は第１図のように１０ｍＡ以上あり
、多数回動作時の動作信頼性も１００％であった。

一方、従来例の１発のパルスで水平ブロッホラインのパ
ンチスルーが完了した後、ドメイン切断が生じる必要が
あり、第２図のようにパルス立上がり、立下がり条件を
最適化しても正常書込動作できるパルス振幅余裕度は４
ｍＡ程度にすぎず、また多数回書込動作での信頼性も不
良であった。

以上実施例により詳細に説明したように、本発明により
、パルス振幅余裕度が大きく、また動作信頼性の大きな
磁気記憶素子の書込方法を提供することができ、大容量
磁気記憶素子の実用化に資すること犬である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による書込パルス電流の余裕度を示す図
であり、第２図は従来の書込方法での書込パルス電流の
余裕度を示す図であり、第３図は磁気記憶素子の構成を
示す図であり、第４図は本発明の磁気記憶素子の書込方
法に関する、主要部の構成を示す図であり、第５図は磁
気記憶素子の書込過程を示す図である。 図において、１・・・変換ゲート、２・・・変換ゲート
１のヘアピン状導体、３・・・変換ゲート１の平行導体
、４・・・磁性ガーネット膜、５・・・メジャーライン
、６・・・マイナーループ、７・・・水平ブロッホライ
ン、８・・・負のブロッホライン、９・・・正のブロッ
ホライン、１０・・・０バブル、１１・・・発生器、１
２・・・検出器である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）情報読出し手段、情報書込み手段及び情報蓄積手
   段を有し、かつ、膜面に垂直な方向と磁化容易方向とす
   る軟磁性の強磁性体（フェリ磁性体を含む）膜に、情報
   担体としての相隣る２つの垂直ブロッホラインからなる
   垂直ブロッホライン対を駆動する転送路と、情報担体と
   しての相隣る２つの垂直ブロッホラインからなる垂直ブ
   ロッホライン対を書込かつ読出す機能を有する変換ゲー
   トとを有する磁気記憶素子の書込方法に関して、該変換
   ゲートにおける情報書込時に２つのパルスを印加するこ
   とを特徴とする磁気記憶素子の書込方法。
2. （２）情報書込時印加するパルスに関して、１発目のパ
   ルスの立上がり時間および立下り時間が５０ｎｓ以下で
   あり、２発目のパルスの立上がり時間および立下り時間
   が１００ｎｓ以上であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の磁気記憶素子の書込方法。