JPS61162889A - Magnetic memory element - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To make the length of a strip domain which is a minor loop constant and obtain restoring force against deformation by working the surface to sawtooth form in the direction at right angles to longitudinal direction at a period corresponding to the existing area of the strip domain. CONSTITUTION:The surface of a strip domain holding layer is worked to roof from at the same period with the period of arrangement of strip domain, applying a bias magnetic field Hz perpendicular to the face of substrate to saturate magnetization upward. When Hr is applied parallel to the face of substrate and in the direction perpendicular to longitudinal direction of the roof-shaped structure, magnetization is stabilized downward in the 2-side of the roof-shaped structure, and magnetization is stabilized upward in the 1-side. This is because bias magnetic field effect is generated by mutual action of magnetization and Hr of the part as easily magnetization direction is inclined from the direction perpendicular to the face of substrate in the part of the roof-shaped structure. Resist pattern is applied on the part where the roof-shaped structure is to be formed. The surface of substrate exposes with retrocession by ion milling. The surface is milled and finally a strip domain holding layer is formed.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は不揮発生の超高密度磁気記憶素子罠関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a non-volatile ultra-high density magnetic memory device trap.

（従来技術とその問題点） 高密度固体磁気記憶素子を自損して、磁気バブル素子の
開発がパーマロイデバイス、イオン注入コンティギュア
スクデバイス、電流駆動デバイスおよびこれらを組合せ
たいわゆる混成型デバイスについて各所で盛んに行われ
ている。これらのデバイスの高密度化の限界はバブル転
送路を形成するためのフォトリングラフィ技術にあると
いわれてきた。しかし、近年その技術が長足に進歩して
きた。その結果、高密度化のための材料すなわち、バブ
ル径をどこまで小さくできるかがふたたび問題視される
ようになってきた。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ハ０．３μｍ　といわれ
ている。したがって、０．３μｍ径以外のバブルを保持
するバブル材料はガーネット材料以外に求めなけれはな
らない。これは容易なことではなく、ここがバブル裔密
度化の限界であるとさえ考えられている。(Prior art and its problems) The development of magnetic bubble elements has led to the development of permalloy devices, ion-implanted contiguous devices, current-driven devices, and so-called hybrid devices that combine these devices. It is being actively carried out. It has been said that the limit to the high density of these devices lies in the photolithography technology used to form the bubble transfer path. However, the technology has progressed rapidly in recent years. As a result, the issue of materials for increasing density, that is, to what extent the bubble diameter can be reduced, has once again become an issue. With the garnet materials currently in use, the minimum attainable bubble diameter is said to be 0.3 μm. Therefore, it is necessary to find a bubble material other than garnet material that can hold bubbles with a diameter other than 0.3 μm. This is not an easy task, and is even considered to be the limit of bubble descendant density.

このようなバブル保持層の特性に基く高密度化限界を大
幅に改善し、かつ、情報続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強磁性体膜に形成される
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全記憶単位
として用いる素子が発明された。（特願５７−１８２３
４６）本素子においてもっとも重要な部分の一つは情報
蓄積部（以下、マイナーループと称す）である。We have developed an ultra-high-density magnetic memory element that significantly improves the high-density limit based on the characteristics of the bubble retention layer and can keep the information output time at the same level as conventional elements. An element has been invented that is used as a total storage unit of vertical Bloch lines that statically and stably exist within Bloch domain walls that form the boundaries of striped domains formed in a ferromagnetic film with easy magnetization directions. (Patent application 57-1823
46) One of the most important parts of this device is the information storage section (hereinafter referred to as the minor loop).

本磁気記憶記憶素子は情報読出し手段と情報書込み手段
と情報蓄積手段々を備えてなり、かつ、膜面に垂直な方
向を磁化容易方向とする強磁性体膜（フェリ磁性体膜を
含む）にな　存在するストライプドメインの周辺のブロ
ッホ磁壁の中に作った相隣り合う垂直ブロクホライン（
以下ＶＢＬ　　と称す）対を記憶単位として用い、該垂
直ブロッホライン全ブロッホ磁壁内で転送する手段を有
している。このような磁気記憶素子においては情報とし
て書込１ｔたストライプドメイン磁壁土のＶＢＬ対全安
全安定持し、かつ、１ビツトずつ選択転送できるように
することが不可欠である。This magnetic memory storage element is equipped with an information reading means, an information writing means, and an information storage means, and is made of a ferromagnetic film (including a ferrimagnetic film) whose easy magnetization direction is perpendicular to the film surface. Adjacent vertical Bloch lines (
A pair (hereinafter referred to as VBL) is used as a storage unit, and has means for transferring within the entire Bloch domain wall of the vertical Bloch line. In such a magnetic memory element, it is essential to maintain complete safety and stability with respect to the VBL of the stripe domain domain wall that has been written as information, and to be able to selectively transfer one bit at a time.

このような基本動作を信頼性よく遂行するためには、ス
トライフ”ドメイン出壁の長さを一定に保つことが重要
である。ストライプドメインを一定の長さに保つことｈ
ａ磁気メインの性質上非常に難しい１例えば、外部から
膜厚く垂直方向に磁界が加われば、たちまちその幅、長
さは変化してしまう。このように、ストライプドメイン
の形状変化、特に長さが変ると、磁壁内に書込んだ情報
例は乱れてしまいＪ記憶素子としての機能がなくなって
しまう、この問題を解決するため、特願５７−２０５７
３９、　特願５８−１８３４３６、　特願５８−１８３
４３６％　特１１５８−１８３４３８　　に示すような
方法が提案されている。しかし、これらの方法はいずれ
もストライプドメイン（磁壁）の長さを一定に保つこと
に対しては信頼性にいま一つ不安があった。一つまり、
ストライプドメインの長さをストライプドメインの保持
層膜面（垂直に加えるバイアス磁界の大きさだけで一定
の長さに安定することは非常に難かしい。この困難を取
除くためにはストライプドメイン尖端部を所定位置に安
定化するためのボテシャルウエルをストライプドメイン
保持層に設定する必要がある。In order to perform these basic operations reliably, it is important to keep the length of the strife domain walls constant.
a Very difficult due to the nature of the magnetic main 1 For example, if a thick magnetic field is applied from the outside in the perpendicular direction, the width and length will change immediately. In this way, if the shape of the stripe domain changes, especially the length, the information written within the domain wall will be disturbed and the function as a J memory element will be lost.In order to solve this problem, Japanese Patent Application No. 57 -2057
39, Patent Application No. 58-183436, Patent Application No. 58-183
436% A method as shown in Patent No. 1158-183438 has been proposed. However, all of these methods have some concerns about reliability in keeping the length of the stripe domain (domain wall) constant. In other words,
It is extremely difficult to stabilize the length of the stripe domain to a constant length simply by applying a bias magnetic field perpendicular to the retention layer film surface of the stripe domain. It is necessary to set up a botical well in the striped domain retention layer to stabilize the domain in place.

従来は第８回に示すようにストライプドメイン全配置し
たい部分のストライプドメイン保持層表面ｔｌ−溝堀り
し膜厚を薄くした部分にストライプドメインｔ−ｆ定化
した。この図で６はストライフ“ドメイン安定存在領域
、７は＃壁である。この安定化法ではストライプドメイ
ン幅と表面の溝の幅との整合が非常にＸ要となる。本素
子で考えているブロッホラインのストライク−ドメイン
磁壁に沿っての駆動は膜面に垂直方向にパルスバイアス
磁界を加えて磁壁を動的に勘かし、それによってブロッ
ホライン部に生じるジャイロ力を使って行なう。Conventionally, as shown in Part 8, stripe domains t-f are defined in areas where the stripe domain holding layer surface tl-groove is made thinner in areas where all stripe domains are desired to be placed. In this figure, 6 is a region where the strife "domains stably exist, and 7 is the # wall. In this stabilization method, it is extremely important to match the width of the stripe domains with the width of the grooves on the surface. Considering this device, Driving of the Bloch line along the strike-domain domain wall is performed by applying a pulse bias magnetic field perpendicular to the film surface, dynamically considering the domain wall, and using the gyroscopic force generated in the Bloch line portion.

このジャイロ力は磁壁の′Ｊ４鋤速変速度例する。磁壁
の移動速度は有効パルスバイアス磁界（外部印加パルス
バイアス磁界、ストライプドメイン形状から生じる反磁
界、表面溝の渕の膜厚段差から生じる反磁界等の代表和
）の大きさに依存する。従って、ブロッホライン駆動力
は外部から与えるパルスバイアス磁界の大きさとストラ
イク゛ドメイン幅と表面溝の幅との整合の度合圧依存す
る。また、ブロッホラインメモリでハ磁気バブル金情＠
書込みおよび読出しに使い、記憶部にストライプドメイ
ン磁気内のブロッホラインを°使う。そのため、磁気パ
ズルとストライプドメインを共存させる仁と、および磁
気バブル転送バイアスマージンとブロッホライン転送バ
イアスマージン領域とを一致させることが重要であるｃ
ａ磁気ブル転送はこの素子ではストライプドメイン磁壁
土のブロッホライン対の安定性を考えて従来の面内磁界
鹿勤方式の代りに電流駆動方式を用いる。それ故、磁気
バブル転送特性はバイアス磁界とバブル駆動電流車幅の
間の関係式として表わされる。他方、ブロッホライン転
送マージンはブロッホラインが存在する磁壁に囲まれた
ストライプドメインの長さを一定に保つことを前提にし
て、ブロッホライン駆動用パルス磁界像幅とそのパルス
幅との関係の中に示される。したがって、バブル転送部
とブロッホライン転送部とはバブル安定転送バイアス磁
界領域とストライプドメイン安定存在バイアス磁界領域
と全共有できるようになっていなければならない。This gyro force is an example of the 'J4 plow speed change of the domain wall. The moving speed of the domain wall depends on the magnitude of the effective pulse bias magnetic field (the representative sum of the externally applied pulse bias magnetic field, the demagnetizing field generated from the striped domain shape, the demagnetizing field generated from the film thickness step at the edge of the surface groove, etc.). Therefore, the Bloch line driving force depends on the magnitude of the externally applied pulse bias magnetic field and the degree of matching between the strike domain width and the surface groove width. In addition, Bloch line memory has a magnetic bubble financial situation @
It is used for writing and reading, and the Bloch line in the striped domain magnetic field is used for storage. Therefore, it is important to make the magnetic puzzle and stripe domain coexist, and to match the magnetic bubble transfer bias margin and the Bloch line transfer bias margin region.
In this device, the magnetic bull transfer uses a current drive method instead of the conventional in-plane magnetic field method in consideration of the stability of the Bloch line pair of the striped domain domain wall. Therefore, the magnetic bubble transfer characteristic is expressed as a relational expression between the bias magnetic field and the width of the bubble drive current wheel. On the other hand, the Bloch line transfer margin is calculated based on the relationship between the Bloch line driving pulse magnetic field image width and its pulse width, assuming that the length of the stripe domain surrounded by the domain wall where the Bloch line exists is kept constant. shown. Therefore, the bubble transfer section and the Bloch line transfer section must be able to fully share the bubble stable transfer bias magnetic field region and the stripe domain stable existence bias magnetic field region.

磁気バブルの有無によって情報を表わす場合、バブル転
送部が存在する領域には膜面垂直方向に適当なバイアス
磁界全域えておく必要がある。この方法としては、バブ
ル転送領域のみに局所的にバイアス磁界を加える手段を
備えるようにすることである、もっとも精度がよいのは
ストライプドメイン長手方向に導体パターンを配置し、
導体に定常電流を与え、バイアス磁界を発生させておく
方法である。しかし、この方法はデバイスの特長である
情報の不揮発性を阻害する。また、バブル存在領域に膜
面垂直方向にバイアス磁界が有効に加わるように、バブ
ル素子のバイアス磁界印加用のフェライト磁石板のよう
に、永久磁石板を設定する方法もあるが、バブル存在領
域とストライプドメイン存在領域との境界を精度よく規
定するのに手間がかかる。In the case where information is expressed by the presence or absence of magnetic bubbles, it is necessary to apply an appropriate bias magnetic field across the entire area in the direction perpendicular to the film surface in the region where the bubble transfer section exists. This method is to provide a means to locally apply a bias magnetic field only to the bubble transfer region.The most accurate method is to arrange a conductor pattern in the longitudinal direction of the stripe domain,
This method involves applying a steady current to a conductor to generate a bias magnetic field. However, this method impairs the non-volatility of information, which is a feature of the device. In addition, there is a method of setting a permanent magnet plate, such as a ferrite magnet plate for applying the bias magnetic field of a bubble element, so that a bias magnetic field is effectively applied in the direction perpendicular to the film surface in the bubble existing area. It takes time and effort to accurately define the boundary with the striped domain area.

（発明の目的） 本発明の目的はこのような従来の欠点を除去してマイナ
ールーズであるストライプドメインの長さを一定に保ち
、側らかの擾乱によって長さが変ったとき、それかもと
の位置まで戻る復元力をストライプドメインへ与えるよ
うにしたＶＢＬ　対全情報単位として用いる超高密度磁
気記憶素子を提供することにある。(Objective of the Invention) The object of the present invention is to eliminate such conventional drawbacks, keep the length of the stripe domain constant, which is a minor looseness, and to maintain the length constant even when the length changes due to lateral disturbance. An object of the present invention is to provide an ultrahigh-density magnetic memory element used as a total information unit for VBL, which gives a stripe domain the restoring force to return to the position of .

（発明の構成） すなわち本発明は情報の読出し、書込み、蓄積の機能を
備え、膜面に垂直な方向を磁化容易方向とする強磁性体
膜（フェリ磁性体膜も含む）に存在するストライプドメ
インの周辺のブロッホ磁壁中に作った相隣合う２つの垂
直ブロッホラインからなるブロッホライン対欠記憶率位
として用いる磁気記憶素子において前記ストライプドメ
イン存在領域に対応する周期でストライプドメイン保持
層表面がストライプドメイン長手方向に対して直角方向
に鋸歯状に加工してあることを特徴とする磁気記憶素子
である。(Structure of the Invention) In other words, the present invention provides a stripe domain existing in a ferromagnetic film (including a ferrimagnetic film), which has the functions of reading, writing, and storing information, and whose easy magnetization direction is perpendicular to the film surface. In a magnetic memory element used as a Bloch line pair-depletion memory ratio consisting of two adjacent perpendicular Bloch lines created in a Bloch domain wall around This magnetic memory element is characterized by being processed into a sawtooth shape in a direction perpendicular to the longitudinal direction.

（構成の詳細な説明） 本発明は上述の構成をとることにより、マイナールーフ
であるストライプドメインの長さを一定に保ち、かつ、
変形に対して復元力を与えることに関する問題点を解決
した。(Detailed description of the configuration) By adopting the above-described configuration, the present invention maintains the length of the stripe domain, which is the minor roof, constant, and
The problem of providing restoring force against deformation was solved.

以下、構成の詳細な説明をする。本発明では、ストライ
プドメイン保持層表面に形成した鋸歯状形状による形状
異方性磁界と外部印加面内磁界Ｈｒとを利用して鋸歯状
部斜面とＨｒとの相対角度に依存して、それぞれの斜面
下の磁化のゼーマンエネルギーに差をつけてもともと膜
面垂直方向を磁化容易軸とする膜の磁化向きを選択的に
膜面上向き領域と膜面下向き領域ともにわけることによ
ってストライプドメイン全形成する。The configuration will be explained in detail below. In the present invention, the shape anisotropy magnetic field due to the sawtooth shape formed on the surface of the striped domain retention layer and the externally applied in-plane magnetic field Hr are used to generate the respective values depending on the relative angle between the sawtooth slope and Hr. By making a difference in the Zeeman energy of the magnetization under the slope and selectively dividing the magnetization direction of the film, which originally has an axis of easy magnetization in the direction perpendicular to the film surface, into an upward region and a region downward from the film surface, the entire stripe domain is formed.

ストライプドメインを保持したい領域に亘って、第１図
に示すように、ストライプドメイン保持層表面をストラ
イプドメイン配列周期と同じ周期で屋根型に加工する。As shown in FIG. 1, the surface of the striped domain holding layer is processed into a roof shape at the same period as the striped domain arrangement period over the area where the striped domains are to be held.

元来、ストライプドメイン保持層に用いる５ｆｉ磁性体
膜ｔｒｉ第３図ｔａｌに示すようＶζ膜表面に垂１ａな
方向を磁化ｄ易軸とし７ている。この膜表面を屋根型に
加工すると、その領域では磁化容易方向は膜表面から傾
いている。この場合、表面の磁極による反磁界）ｉｏが
第３図（ｂｌの矢印の向きに働く。その結果、表面付近
の磁化はその向き′Ｉｔｉｔｉ＊化谷易方向から回転し
て第３図（ｃｌのようになる、つまり屋根型構造をもつ
領域の膜表面近くでは実質的に磁化容易方向が膜本来の
基板面１ｃ垂ｉ［な磁化容易方向から傾いてくる。その
様子を楔′式的に書くと、第３図（ｅｌのようになる、
この工うｌ状態ＧＣ対して基板面垂直にバイアス−界Ｈ
ｚ　’（加えて、磁化を上向きに飽和させた状態にし１
おき、基板面に平行に屋根型構造長手方向に直角間きに
Ｈｒを加える。例えは、第４図に示す同じにＨｒを加え
た状態で、バイアス磁界Ｈ２ｆ下けでいくと、第４図に
示すように、屋根型構造の２の側では磁化は１向きＶこ
安定される。他方、屋根溶造の１の開では磁化は上向き
に安定化される。これは屋根型構造の部分でげ、磁化容
易方向が基板面垂直方向から傾いているため、その部分
の磁化とＨｒとの相互作用により、バイアス磁界効果を
生じる。Originally, the direction 1a perpendicular to the surface of the Vζ film was set as the easy axis of magnetization 7 of the 5fi magnetic film used for the striped domain holding layer, as shown in FIG. When this film surface is processed into a roof shape, the direction of easy magnetization in that region is inclined from the film surface. In this case, the demagnetizing field ()io due to the magnetic poles on the surface acts in the direction of the arrow in Figure 3 (bl).As a result, the magnetization near the surface rotates from its direction 'Ititi*' to the direction shown in Figure 3 (cl In other words, near the film surface in a region with a roof-shaped structure, the direction of easy magnetization is essentially inclined from the direction of easy magnetization perpendicular to the substrate surface 1c of the film. When written, it looks like Figure 3 (el).
This process creates a bias field H perpendicular to the substrate surface for the l-state GC.
z' (In addition, the magnetization is saturated upward and 1
Then, Hr is applied parallel to the substrate surface at right angle intervals in the longitudinal direction of the roof-type structure. For example, if the bias magnetic field H2f is lowered in the same state shown in Figure 4 with Hr added, the magnetization will be stabilized in one direction V on the 2 side of the roof structure as shown in Figure 4. Ru. On the other hand, in one opening of the roof welding, the magnetization is stabilized upward. This is because a portion of the roof-shaped structure is exposed and the direction of easy magnetization is tilted from the direction perpendicular to the substrate surface, so the interaction between the magnetization of that portion and Hr causes a bias magnetic field effect.

基本内容を磁化反転臨界曲線全便って説明するストライ
プドメイン保持用ＬＰＨガーネット膜表面に屋根型構造
をつけると、屋根型構造の直下では第３図（ｄ）に示す
ように、実質的磁化容易方向か基板面垂直方向から傾く
。この領域に基板面垂直方向および基板面平行方向にそ
れぞれＨｚ、　Ｈｒ　ｔ−加えたときの磁化反転臨界曲
線は第５図（ａｌ、（ｂｌのようになる。実線は屋根型
斜面法線と基板面法線とを含む面内にＨｒを加えた場合
、点線はそれに直角な方向（屋根型構造の長手方告）に
Ｈｒを加えた場合の結果である。この場合、屋根型斜面
法線と基板面法線とのなす角度は１５　である。When a roof-shaped structure is attached to the surface of the LPH garnet film for retaining striped domains, the basic content of which is explained as a complete set of magnetization reversal critical curves, immediately below the roof-shaped structure, as shown in Fig. 3(d), the direction of easy magnetization is substantially Or the board is tilted from the perpendicular direction. The critical magnetization reversal curve when Hz and Hr t- are applied to this region in the direction perpendicular to the substrate surface and in the direction parallel to the substrate surface, respectively, is as shown in Figure 5 (al, (bl). When Hr is added in the plane including the surface normal, the dotted line is the result when Hr is added in the direction perpendicular to it (longitudinal direction of the roof type structure).In this case, the roof type slope normal and The angle formed with the normal to the substrate surface is 15 degrees.

第５図（ａ）は第５図（Ｃ１の斜面（５）に対応し、第
５図（ｂ）は第５図（Ｃ１の斜面の）に対応する。これ
らの結果から、第５図（Ｃ１の（８）、（Ｂｌの領域で
は実質的な母化答易方向が基板面法線からそれぞれの斜
面法線と基板面法線を含な面内で、（５）では反時計方
向に、（ａでは時計方向にそれぞれ同じ角度だけ傾いて
いる、つまり、第５図（ａ）（第５図（Ｃ）の針面（４
）の領域）では、バブル保持層用バイアス磁界を基板面
法線上向きに加え、かつ、Ｈｒを第５図（Ｃ３において
左向きに加えると、Ｈｒの一部が外部印加バイアス磁界
と逆向きのバイアス磁界成分を生じる。他方、第５図（
ｂ）（第５図（ｃｌの領域（Ｂ））では、外部印加バイ
アス磁界と同じ向きの成分を生じる。つまり、この条件
下では有効バイアス磁界は第５図（ｃｌの屋根型構造の
左側斜面でもっとも低く、次に基板面に平行な面をもつ
、そして右側斜面でもつとも高くなる。Figure 5 (a) corresponds to the slope (5) of Figure 5 (C1), and Figure 5 (b) corresponds to Figure 5 (of the slope of C1). From these results, Figure 5 ( (8) of C1, (In the region of Bl, the effective direction of the matrix is from the substrate surface normal to the plane including the respective slope normals and the substrate surface normal, and in (5), it is counterclockwise. , (a) are tilted clockwise by the same angle, that is, the needle face (4) in FIG. 5(a) (FIG. 5(C))
)), if the bias magnetic field for the bubble retention layer is applied upward to the normal to the substrate surface, and Hr is applied to the left in Figure 5 (C3), part of Hr becomes a bias in the opposite direction to the externally applied bias magnetic field. A magnetic field component is generated.On the other hand, as shown in Fig. 5 (
b) (Region (B) of Figure 5 (cl)) produces a component in the same direction as the externally applied bias field. That is, under this condition the effective bias field is It is the lowest on the surface, followed by the surface parallel to the substrate surface, and the highest on the right slope.

この原理によれは、屋根型部分の左針面部にストライプ
ドメインが存在している外部印加バイアス磁界において
、基板面に平行な面をもつ領域ではバブルを安定化させ
ることができる。According to this principle, in an externally applied bias magnetic field where a stripe domain is present in the left needle face portion of the roof-shaped portion, bubbles can be stabilized in a region having a plane parallel to the substrate surface.

面内磁界ＨｒＯ向きを第５図（Ｃ）の右向きにすればス
トライブドメイン安定化領域は屋根型部の右側斜面部罠
移る。If the direction of the in-plane magnetic field HrO is set to the right in FIG. 5(C), the stripe domain stabilization region moves to the right slope of the roof-shaped part.

（実施例） 第１図に示す屋根型構造のストライプドメイン保持層を
つくるため、ストライプドメイン保持層表面を加工する
方法を述べる。第１図で１はストライプドメイン保持層
、２ｉ１を磁化、３はストライプドメイン安定存在領域
、４はストライスドメイン磁壁、５＃′１基板である。(Example) A method for processing the surface of a striped domain holding layer in order to create a striped domain holding layer having a roof-like structure as shown in FIG. 1 will be described. In FIG. 1, 1 is a stripe domain holding layer, 2i1 is magnetization, 3 is a stripe domain stable existence region, 4 is a strice domain domain wall, and 5 is a #'1 substrate.

第６図にはその過程を図示している。第６図（ａ）に示
すように屋根型構造を作りたい部分にレジストパターン
８をつける、そしてレジストパターン幅がイオンミリン
グによって後退していくことを利用する。そうすると、
レジストパターン幅が後退するにつれて基板面が露出し
、その表面がミリングされていく。ｋ終的に第６図（ｂ
ｌに断面を示すストライプドメイン保持層ができる。レ
ジストパターン幅の後退速度の制御はミリング雰囲気の
アルゴンガス中に酸素を混入して行なう。なお、レジス
トにはＡｚ　　１３５０Ｊ（商品名）を用いた。酸素分
圧がｌＸｌ０　　’Ｔｏｒｒ　　程度以上になると、レ
ジスト後退効果がみられ、分圧の増加とともにＡｚ１３
５０Ｊ／ストライプドメイン保持層のミリング速度は急
増する。FIG. 6 illustrates the process. As shown in FIG. 6(a), a resist pattern 8 is applied to a portion where a roof-type structure is desired to be formed, and the fact that the width of the resist pattern is receded by ion milling is utilized. Then,
As the resist pattern width recedes, the substrate surface is exposed and the surface is milled. Finally, Figure 6 (b
A striped domain holding layer whose cross section is shown in l is formed. The receding speed of the resist pattern width is controlled by mixing oxygen into the argon gas in the milling atmosphere. Note that Az 1350J (trade name) was used as the resist. When the oxygen partial pressure exceeds lXl0 'Torr, a resist regression effect is observed, and as the partial pressure increases, Az13
The milling speed of the 50J/stripe domain retention layer increases rapidly.

なお、酸素分圧が１（１以上になると、屋根型構造の斜
面の傾斜角度はほぼ一定となる。Note that when the oxygen partial pressure becomes 1 (1 or more), the inclination angle of the slope of the roof-type structure becomes almost constant.

本実施例では、レジストパターン幅４μｍ、Ｉ＝４μｍ
とした。アルゴン／酸素±１．９Ｘ１０　１０、ｌＸ１
０　　　で加工深さ０，４６μｍ　で斜面傾き角度１３
　が得られた。基板面に成長するストライプドメイン保
持層として２μｍバブル材料を用いた。そして、８μｍ
期で２μｍ幅ストライプドメインを斜面部に配置した。In this example, the resist pattern width is 4 μm, I=4 μm
And so. Argon/oxygen ±1.9X10 10, lX1
0, machining depth 0.46μm, slope inclination angle 13
was gotten. A 2 μm bubble material was used as a striped domain holding layer grown on the substrate surface. And 8 μm
At this stage, 2 μm wide striped domains were placed on the slope.

ストライプドメイン安定存在領域は外部印加バイアス磁
界Ｈｚと面内磁界Ｈｒとの関係で示されている。第７図
には、屋根型領域の２つの部分のそれぞれのボテシャル
ウエルが低くなったとき、そこに存在するストライプド
メインに関して、ストライプドメインがバブルドメイン
に変るバイアス磁界Ｈｓ−ｂ　　およびそのバブルドメ
インがストライプドメインに復帰するバイアス磁界Ｈｂ
　−ｓの屋根型構造斜面法線と基板法線とを含む面内に
加えた面内磁界に対する依存性を示している。なお、バ
イアス磁界は第５図（ｃｌの上向きに加えである。この
場合、Ｈｒ　ｆ右向きに加えると、ストライク−ドメイ
ンは（Ｂｌの領域に安定化された。このときストライプ
ドメイン安定化領域の上限Ｈｓ−ｂ、Ｈｂ−ｓのＨｒ依
存を白丸印で示しである。一方、Ｈｒを左向きに加えた
ときにストライプドメインは斜面（５）に安定化され亀
このときのストライプドメイン安定化領域の上限Ｈｓ　
−ｂ、　ｆ（ｂ−ｓ　のＨｒ依存はＸ印で示しである。The stable existence region of the stripe domain is shown by the relationship between the externally applied bias magnetic field Hz and the in-plane magnetic field Hr. FIG. 7 shows the bias magnetic field Hs-b that changes the stripe domain into a bubble domain and the bubble domain with respect to the stripe domain existing there when the respective botical wells of the two parts of the roof type region become low. Bias magnetic field Hb returning to stripe domain
-s on the in-plane magnetic field applied in the plane including the normal to the slope of the roof-type structure and the normal to the substrate. In addition, the bias magnetic field is applied upward in FIG. The Hr dependence of Hs-b and Hb-s is shown by white circles.On the other hand, when Hr is added to the left, the stripe domain is stabilized on the slope (5), and the upper limit of the stripe domain stabilization region at this time is reached. Hs
-b, f(b-s Hr dependence is indicated by an X mark.

白丸印とｘ印とはＨｒに対してほぼ同じ依存性を示す。The white circle mark and the x mark show almost the same dependence on Hr.

したがって、第７図の場合、屋根型構造領域にストライ
プドメイン全安定化させ、基板面に平行な面上もつ領域
にバブルを安定化させる外部印加バイアス磁界マージン
は■と■とで囲まれる領〜域になる、 また、基板面傾斜角度を１３°　力・ら大きくすると屋
根型部にストライプドメインを安定化し、その他の領域
にバブルを安定化させるバイアスマージンの！−１ｒ依
存が大きくなることがわかった。いまのところ、形成技
術で可能な２５°の傾斜角度の斜面まで調べたが、不都
合はなかった。Therefore, in the case of FIG. 7, the externally applied bias magnetic field margin that completely stabilizes the stripe domain in the roof-shaped structure region and stabilizes the bubble in the region parallel to the substrate surface is the region surrounded by ■ and ■. In addition, increasing the substrate surface inclination angle from 13° stabilizes the stripe domain in the roof-shaped part and the bias margin that stabilizes the bubble in other regions! It was found that -1r dependence becomes large. So far, we have investigated slopes with an inclination angle of 25 degrees, which is possible with our forming technology, and have found no problems.

第２図は本発明のもう一つの実施例で、傾斜面が屋根に
対して両側に非対称になっている。Ｓｔ図と同様の効果
がみられた。FIG. 2 shows another embodiment of the invention, in which the slope is asymmetrical on both sides with respect to the roof. The same effect as in the St diagram was observed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図、第２図は本発明のマイナールーズの構成例を示
す図、第３図はこの発明に使った基本原理の説明図、第
４図は本発明の構造により、ストライプドメインをバイ
アス磁界Ｈｚと屋根型構造長手方向に直交する面内磁界
Ｈ「とによりて安定化させた状態を示す図、第５図（ａ
ｔ、（ｂｌ、（Ｃ１は屋根型構造部の磁化反転臨界曲線
図及び凪性膜の形状を示す図。第６図は（ａ）、（ｂ）
は屋根型構造の作り方の例を示す図、第７図はストライ
プドメイン、バブルドメイン共存バイアスマージンの面
内磁界１４ｒ依存を示す図である。第８図は従来例であ
るストライク°ドメイン保持層表面グルークィングした
構造図。 岬！人介ま上向　原　　晋　　　　１ （ａ） Ｈ２Ｈ２ （ｃ） （ｄ） ｚ （ｃ） （ａン （ｂ） 亭　　７　　起 Ｈ（（ＯｅンFigures 1 and 2 are diagrams showing an example of the structure of the minor loose of the present invention, Figure 3 is an explanatory diagram of the basic principle used in this invention, and Figure 4 is a diagram showing a structure of the present invention that allows the stripe domain to be placed under a bias magnetic field. Hz and an in-plane magnetic field H' perpendicular to the longitudinal direction of the roof-type structure.
t, (bl, (C1 is a diagram showing the magnetization reversal critical curve diagram of the roof-type structure and the shape of the calm film. Figure 6 is (a), (b)
7 is a diagram showing an example of how to make a roof-type structure, and FIG. 7 is a diagram showing the dependence of the stripe domain and bubble domain coexistence bias margin on the in-plane magnetic field 14r. FIG. 8 is a structural diagram of a conventional example in which the surface of the strike domain holding layer is glued. cape! Intermediate service up Susumu Hara 1 (a) H2H2 (c) (d) z (c) (aan (b) Tei 7 KiH ((Oen

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 情報の読出し、書込み、蓄積の機能を備え膜面に垂直な
方向を磁化容易方向とする強磁性体膜（フェリ磁性体膜
も含む）に存在するストライプドメインの周辺のブロッ
ホ磁壁中に作った相隣合う２つの垂直ブロッホラインか
らなるブロッホライン対を記憶単位として用いる磁気記
憶素子において、前記ストライプドメイン存在領域に対
応する周期でストライプドメイン保持層表面がストライ
プドメイン長手方向に対して直角方向に鋸歯状に加工し
てあることを特徴とする磁気記憶素子。A phase created in the Bloch domain wall around the stripe domain that exists in ferromagnetic films (including ferrimagnetic films) that have the functions of reading, writing, and storing information and whose easy magnetization direction is perpendicular to the film surface. In a magnetic memory element that uses a Bloch line pair consisting of two adjacent vertical Bloch lines as a storage unit, the surface of the stripe domain holding layer is serrated in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the stripe domain at a period corresponding to the stripe domain existing region. A magnetic memory element characterized by being processed into.