JPH04105290A - 磁気記憶素子およびその製造方法 - 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
。

（従来の技術と発明が解決しようとする課題）高密度固
体磁気記憶素子を目積して、磁気バブル素子の開発が各
所で盛んに行われている。しかし、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０．３
□ｍといわれている。したがって、０．３μｍ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謁し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
をバブル発生器でバブルを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する。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８で
読み出す構成になっている。

この記憶素子では通常、アクセス時間を低減するため、
第２図のようなメジャー／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、
多数本のフロンホラインを転送させる第２の転送路であ
るマイナーループと呼ばれる転送路へデータを異動する
ため、各マイナーループ端に設けられた変換ゲートでバ
ブルからブロッホラインにデータが並列的に変換される
。読み出し時はマイナーループ端の変換ゲート部に位置
したブロッホラインは変換ゲート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で検出され、データ出力
される。図中５，７はそれぞれブロッホライン書込み／
読出し導体、メジャーラインのバブルドメイン転送用導
体である。

しかしながら、このような新しい構成の記憶素子におい
てもその記憶密度はガーネット膜特性上の制限からの〜
数ギガビット１ｃｍ２程度に制限される。近年のデジタ
ル画像処理技術の向上はより大きな記憶容量、記憶密度
を有する記憶素子を必要としはじめている。

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、その目
的は従来のブロッホラインを情報担体とする磁気記憶素
子の１桁以上高記憶密度を有する磁気記憶素子を提供す
るにある。

（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、膜面内の一方向を磁化容易方
向を持つ軟磁性の強磁性体（フェリ磁性体を含む）膜を
たとえば縞状に膜厚の深さまで溝掘りすることにより区
分し、該区分した膜内に生じる面内方向を向いた磁区を
転送路とし、該磁区内に生じる相隣る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情報担体とし
、かつ該ブロッホラインを書込かつ読出す機能を有し、
かつ該磁区の長手方向が膜面に垂直方向を向き、かつ該
軟磁性の強磁性体膜として膜面内で該縞状の区分の方向
に垂直な方向の一軸異方性を有する磁気記憶素子である
。

即ち、本発明は従来のブロッホラインを情報担体とする
磁気記憶素子に比較し、膜面内では同程度の記憶密度を
有する上に、膜面に垂直方向にも複数ビットの情報を蓄
積するような３次元構造をとらせ得る構造を発明するこ
とにより、従来の１０倍以上の記憶密度を有する磁気記
憶素子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をする。膜厚が
４．４□ｍ、面内の一軸磁気異方性定数２００．０００
ｅｒｇ／ｃｍ３．４ｙｒＭｓが１４３０Ｇの磁性ガーネ
ット膜を用い、該膜中に幅０．２□ｍで深さが膜厚に等
しい周期０．５□ｍの縞状溝を形成する。縞状溝の形成
方向は該膜の面内容易軸方向に垂直な方向である。本溝
は、溝形成部のガーネット膜にイオン注入した上、加温
したリン酸でエツチングすることにより形成できる。

第１図は本発明の主要部を示す図である。縞状の溝を形
成することにより、この溝で区分された縞状領域１はあ
たかも縞状膜区分の長手方向が矩形の長辺で、膜厚方向
が矩形の短辺の矩形状薄層とみなせるようになる。この
時、０．３１１ｍ幅の縞幅は矩形状薄層の厚さとみなせ
る。この矩形状薄層は層に垂直方向に一軸磁気異方性を
有するため、磁区３が形成でき、その磁壁を転送路とす
る記憶領域を形成することができる。この磁区による転
送路の長手方向を膜面に垂直方向することにより、ブロ
ッホライン対として記憶されているデータを膜表面から
基板側４へと転送路し、逆に基板側から膜表面へと戻す
ことができる。転送方法は、矩形薄層間に周期０．１μ
ｍ周期で膜厚０．０５μｍのクロム導体層６を形成し、
ビット固定パタンを形成した上で矩形状薄層に垂直な方
向にパルス磁界を印加することにより行なう。

情報の書込みは基本的には従来例と同一方法であり、矩
形薄層の表面側にバブルドメイン転送を行なうメジャー
ライン７を設け、メジャーラインを転送してきたバブル
によるデータをマイナーループ転送路内にブロッホライ
ンとして変換する。この時、マイナーループ転送路であ
るドメイン端を伸張させ、メジャーラインにバブルが存
在しない時は該ドメインは容易に伸張し、該ドメイン伸
張部に導体５にパルス電流を印加することにより、該矩
形薄層に垂直方向のパルス磁界を発生させ、正負のブロ
ッホラインを発生させた状態でドメインを切断し、２本
の負のブロッホラインを書込む。メジャーラインにバブ
ルが存在しているときはマイナーループ端は伸張せず、
以上の書込みは起こらない。

読み出し法も従来と同様な方法、即ち転送路先端部を伸
張させ、ブロッホラインの有無により先端部の磁壁状態
が異なることを利用し、ドメイン切断に要する導体５の
電流値の差を検出し、読み出しを行なうことができる。

以上実施例により詳細に説明したように、本発明により
、従来より１桁以上大きな記憶密度を有する磁気記憶素
子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図は本発明による磁気記憶素子の実施例を示す図で
あり、第２図は従来の磁気記憶素子を示す図である。 図中１は矩形状薄層、２は面内−軸磁気異方性の容易方
向、３は矩形状薄層に形成したドメインによる転送路、
４は軟磁性の強磁性体薄膜基板、５はブロッホライン書
込み／続出し導体であり、６はビット固定パタン薄層、
７はメジャーラインのバブルドメイン転送用導体であり
、８はデータ人出力部であり、バブル発生およびバブル
検出部である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）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、膜面内の一方向を磁化容易方向に持
   つ軟磁性の強磁性体（フェリ磁性体を含む）膜を実質的
   に該強磁性体膜の膜厚に比しその幅が充分小さいように
   縞状に区分することにより、該区分した膜内に生じる面
   内に向いた磁区を転送路とし、該磁区内に生じる相隣る
   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
   対を情報担体とし、かつ該ブロッホラインを書込みかつ
   読出す機能を有することを特徴とする磁気記憶素子。
2. （２）該磁区の長手方向が膜面に垂直方向であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気記憶素子。
3. （３）該軟磁性の強磁性体膜として膜面内で縞状の区分
   の長手方向に垂直な方向に一軸異方性を有することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の磁
   気記憶素子。
4. （４）該軟磁性の強磁性体膜の区分法として、縞状に該
   膜の膜厚に等しい深さの溝を形成す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製造方法。