JPH04170786A - 磁気記憶素子 - 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間する
ー （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０．３μｍ径といわれている。

したがって０．３μｍμｍ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ブドメインの
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、該磁壁を転送路としてデータをアクセスする素子が
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。ブロッホ
ラインに変換された情報単位は磁区磁壁で構成される転
送路上を転送し、情報蓄積時は磁壁上で保持される。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
５端に設けられたバブル発生器２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、次いでメジャーライン５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
換ゲート部に位置したブロッホライン対は変換ゲートで
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５上を転送し、メジャーライン５端のバブル検出器
３で検出され、データ出力される。

（発明が解決しようとする課題） このようなメジャーｌマイナー構成においては磁区磁壁
で構成される転送路をメジャーラインに対し直角の方向
で多数本並列に配置される。従って、マイナーループ転
送路はメジャーラインと接するゲート部およびその反対
方向がコーナー領域となっている。マイナーループのブ
ロッホライン転送はガーネット膜に垂直方向のパルス磁
界により駆動されるが、該転送路の直線部とコーナ一部
とは駆動磁界に対してブロッホラインの駆動のされ方が
異なる。即ち転送路の直線部は転送路の直線部に対し直
角方向に、ＣｏＰｔ等の面内磁化膜細線バタン列を配置
し転送該パタン列下にポテンシャルを形成しビット単位
の転送が安定化するようにしている。該転送路の両コー
ナ一部では両コーナ一端がビット単位の転送での安定位
置になるが、該端を安定化するための手段として従来は
転送路直線部を含めた転送路上のブロッホラインを安定
性を強化するために、素子全面にわたって５０ｅ程度の
直流磁界を面内で該転送路の長手方向に印加する手段を
とっていたのみである。従って、該転送路コーナ一部で
の転送安定性は転送路直線部に比べ悪いという問題があ
った。

その上、該コーナ一端では転送路直線部から転送されて
きた情報担体であるブロッホライン対は該コーナ一端に
転送路安定化のために配置されている１本のブロッホラ
インに近接、合体し、次の駆動パルスで該コーナ一端か
ら逆側の直線転送路部へ転送される。この時、情報担体
として転送されるブロッホライン対は転送されてきたブ
ロッホライン対ではなく、該コーナーに配置されていた
１本のブロッホラインとコーナ一端に転送されてきたブ
ロッホライン対の先頭の１本が組となって転送される。

即ち、該コーナ一端では情報担体としてのブロッホライ
ン対の組替え動作が行なわれる必要がある。しかしなが
ら、従来はこのブロッホライン対の組替えを促進させ得
る、該コーナーでのブロッホライン対の転送特性を改善
するための手段は特に取られないため、該コーナーへの
ブロッホラインの進入は比較的容易であるものの、該コ
ーナーから対向する直線部へ進出する転送特性の不良を
きたしていた。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、転送路コーナ一部に於けるブロッホ
ライン対のコーナーから直線部への転送特性を改善し、
コーナー転送特性が全体として直線部同様良好な特性を
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） 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（フェリ磁性体を含む）膜に、
情報担体として相隣る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、少なくとも該転送
路が存在する領域に、全域にわたって印加される均一な
面内磁界の方向が該転送路の長手方向からずれた方向を
向かせることによりコーナーに於けるブロッホライン対
のビット安定位置をコーナー先端からブロッホライン対
の転送方向側へ寄せることを特徴とする磁気記憶素子で
あり、たとえば素子チップをバイアス磁界印加のための
２枚の天然磁石板の間に該素子の転送路の長手方向から
ブロッホラインの転送方向に回転した方向に傾斜して配
置することを特徴とする磁気記憶素子である。

即ち、ブロッホライン対が転送する転送路のコーナーの
該ブロッホライン対の安定位置を形成する均一面内磁界
方向を該転送路の長手方向からずらせることにより、該
コーナーのビット安定位置から直線部のビット位置まで
の距離が短くなるため、従来転送特性の悪化原因となっ
ていたブロッホライン対の該コーナーから直線部への転
送特性を改善できる。本発明はかくのごとき構成を取る
ことにより、コーナ一部での転送特性が直線部同様に良
好な磁気記憶素子を提供することができる。

（作用） 以下では従来例と本発明の比較説明することにより、本
発明を更に詳細に説明する。

従来の磁気記憶素子のブロッホライン転送路に於いては
、第４図（ａ）のように転送路の直線部端まで転送され
てきたブロッホライン対は第４図（ｂ）のように次の１
ビツト駆動させるパルスによりコーナー先端のビット位
置に容易に転送され、転送路安定のためにコーナーに設
置している１本のブロッホラインと合体し３本のブロッ
ホラインの群となる。

次の１ビツト駆動パルスが印加された時、３本のブロッ
ホラインは第４図（Ｃ）のように、先ずもとからコーナ
一端にいた１本のブロッホラインと駆動されてきたブロ
ッホライン対の先頭の１本が新たに対となり、駆動され
てきたブロッホライン対の後尾の１本が転送路安定用ブ
ロッホラインとなるような組替え動作が起こる。しかる
後、第４図（ｄ）のように、駆動パルスにより新たなブ
ロッホライン対は駆動パルスにより直線部に転送され、
一方新たな安定用ブロッホラインはコーナ一端に残る。

このように、直線部からコーナー先端への転送は容易に
行なわれるのに対し、コーナー先端から直線部への転送
時はブロッホラインの組替えと転送という二つの動作を
１駆動車位時間で行なわせる必要がある。コーナー領域
でのブロッホライン対の転送距離は使用ガーネット膜が
５μｍ径バブルを生じるものである場合、直線部でのビ
ット間距離がきく、ブロッホライン対の組替えが無い直
線部からコーナ一端への転送余裕度はあるのに対し、ブ
ロッホライン対の組替えが必要なコーナ一端から直線部
への転送では転送余裕度が小さく、ブロッホラインの組
替動作が遅れると、次の駆動パルスによる転送動作が不
十分になり、これがコーナー部での転送特性劣化の原因
となっていた。

従って、コーナ一端から直線部へのビット間距離を小さ
くすることにより、ブロッホラインの組替え動作による
多少のパルス転送の遅れが転送動作に影響を及ぼさない
ようにして、コーナーから直線部への転送動作のマージ
ンを広げることにより、コーナ一部でのブロッホライン
転送が直線部同様に良好な磁気記憶素子を提供できる。

この場合、直線部からコーナーへの転送余裕度は大きい
ため、コーナーのビット安定位置をコーナー先端からブ
ロッホライン対の転送方向へずらし、直線部からコーナ
ーへのビット間距離を長くしてコーナーから直線部への
ビット間距離を短くしても直線部からコーナーへの転送
特性を劣化させることはない。

（実施例） 以下、本発明を実施例により説明をする。第１図は本発
明による磁気記憶素子の主要部の構成の一例を示したも
のであり、第３図は素子全体の構成を示したものである
。本実施例では、組成（ＹＳｍＬｕＣａ）３　（ＦｅＧ
ｅ）５０１２、膜厚：　４．４ｐｍ、特性長：０．６１
μｍ、４ｙｒＭｓ：１８３Ｇのガーネット膜４を用い、
該膜中に幅２μｍ、厚さ０．５□ｍの２層の金によるジ
グザグ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度位相がずれた高周波電流
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プドメイン
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と局所的に面内磁界を印加
するための３本の平行導体から構成されており（第１図
では省略）、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。マイナーループ６は該磁性ガーネ
ット膜の一部領域を膜の厚さ全てにわたって溝掘りし、
溝７を形成し、政情の周囲を囲むようにストライプドメ
イン８を安定化させる。このストライプドメインを安定
化させる方法についてはＨ，Ｋａｗａｈａｒａ他による
論文、アイトリプルイー、トランザクションオンマグネ
ティックス、ＭＡＧ−２３巻３３９６頁、１９８７年、
記載されている方法で容易に実現する。マイナーループ
上のブロッホライン安定化のために全面に均一な面内磁
界ｌＯを転送路の長手方向から転送進行側に向くように
加える。本実施例では従来例の均一面内磁界方向１１に
対し、ブロッホラインの転送方向に２０°ずれた方向に
均一面内磁界を印加している。第５図のように、この面
内磁界は、バイアス磁界方向印加のための互いに平行な
二枚の磁石板１６に対し、素子チップ１５を平行な方向
がら、該転送路の長手方向からブロッホラインの転送方
向にずらした方向に傾けることにより容易に実現できる
。マイナーループ転送路６の直線部には転送路の長手方
向に対し直角方向にＣｏＰｔ細綿パタンのＶＩＩＱを形
成し、転送路直線部のビット転送を安定化している。第
１図中１３はマイナーループ転送路コーナー端、１４は
補助溝である。

第２図（ａ）は本発明による磁気記憶素子のマイナール
ープのブロッホラインの周回転送特性であり、第２図（
ｂ）は従来の構成による磁気記憶素子のマイナーループ
のブロッホラインの周回転送特性である。第２図（ａＸ
ｂ）から明らかなように本発明の素子の転送特性に著し
い改善が見られるが、これは本発明による転送路の長手
方向から２０°プロツホラインの転送方向へずれた方向
に均一面内磁界を印加せしめたことにより転送路コーナ
一部の転送特性が大きく改善されたことによる。

（発明の効果） 以上実施例により詳細に説明したように、本発明により
、従来問題であったマイナーループのコーナーにおける
ブロッホライン転送特性が大きく改善され、従って、マ
イナーループ転送路特性が改善され、素子動作余裕度の
大きな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主要部構成を示す
図であり、第２図（ａＸｂ）はそれぞれ本発明の素子の
マイナーループ転送特性図と従来構成の素子のマイナー
ループ転送特性図であり、第３図は磁気記憶素子の構成
を示す図であり、第４図（ａＸｂＸｃＸｄ）は本発明の
主要部でのブロッホライン対の組替えを示す図である。 第５図はバイアス磁界の印加を示す図。　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　−図中１は変換ゲー
ト、２はバブル発生器、３はバブル検出器、４は磁性ガ
ーネット膜、５はメジャーライン、６はマイナーループ
、７は磁性ガーネット膜に形成した溝、８はストライプ
ドメイン、９はＣｏＰｔパタン列、１０は均一面内磁界
、１１は従来の均一面内磁界、１３はマイナーループ転
送路コーナ一端、１４はガーネット膜に形成した補助膜
、１５は素子チップ、１６は磁石板である。

Claims (3)

【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（フェリ磁性体を含む）膜に、情
   報担体として相隣る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、該転送路のコーナー
   に於けるブロッホライン対のビット位置がコーナー先端
   部から該ブロッホライン対の転送方向へずれていること
   を特徴とする磁気記憶素子。
2. （２）少なくとも該転送路が存在する領域全域にわたっ
   て印加される均一な面内磁界の方向が該転送路の長手方
   向から該コーナーに於いてブロッホライン対が進行する
   方向にずれた方向を向いてい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）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（フェリ磁性体を含む）膜に、情
   報担体として相隣る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、該素子チップを、２
   枚の平行に配置した磁石板の間に素子の転送路コーナー
   の長手方向から該ブロッホラインの転送方向へ回転した
   方向に傾斜させて配置することを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の磁気記憶素子。