JPS61190777A - Magnetic bubble memory device - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To make the trapping force of a bubble optimum and the operating margin of the driving magnetic field excellet by forming an ion injection area projection section in the form of V or U of the depth of the specified opening in an ion injection pattern in the connection between an ion injection transmission pattern and a permalloy transmission pattern. CONSTITUTION:In the contact section between an ion injection transmission channel 11 and the permalloy transmission channel 13, a projection section is formed toward the transmission channel 13 to an ion injection lyaer 15, its form is made to an inversed V or an inversed U, its inlet opening EH is formed 1-2 times the bubble diameter, and the depth Q1-3.5 times the bubble diameter. Since a magnetic bubble 20 moves along with the periphery in the transmission channel and in the transmission channel 13 it moves along with the internal flange, by roughly making the spacing between the sides EF and ZW of a triangle EFH equal to the bubble diameter, a bubble 20 is perfectly fit between both sides EF and WF, and the trapping force goes to optimum, and the operating force in the driving magnetic field is made excellent.

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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a magnetic bubble memory device used as a storage device for electronic computing devices or terminals thereof.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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。The magnetic bubble memory device utilizes the fact that magnetic bubbles can move freely in a magnetic thin film with uniaxial anisotropy by a magnetic field. An element 1 having a bubble transfer path formed by thin film or ion implantation, two perpendicular coils 2 and 3 that generate a rotating magnetic field to drive the bubble along the transfer path, and stably holding the bubble. It is composed of magnets 4 and 5 for generating a bias magnetic field, a shield case 6, and the like.

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。In such magnetic bubble memory devices, there are ion implantation methods and permalloy thin film molding methods to create bubble transfer paths, but the permalloy thin film molding method has a limit to the dimensional accuracy of its photolithography, and as the storage density increases, microscopic Ion implantation methods that can create patterns are increasingly being used. However, if the entire transfer path with a so-called major-louv-minor loop configuration is created by ion implantation, the operating margin (operating area of the usable driving magnetic field) of the transfer, replicate, etc. function gates will be smaller than that of permalloy bubble devices. It also has the disadvantage of being small.

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。Therefore, a hybrid bubble device has been developed in which the bubble transfer path is formed by ion implantation and only the gates are made of permalloy.

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）。In order to transfer bubbles from the ion implantation transfer pattern (minor loop) to the permalloy transfer pattern (gate), the ion implantation transfer pattern layer and the permalloy transfer pattern layer are aligned in the thickness direction at the connection part between both patterns. (Actually, since the layers are different from each other, the two patterns themselves do not directly overlap.)

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。The bubbles transferred within the ion implantation transfer path transfer to the permalloy transfer path at the overlapping connection portion (of course, the bubbles themselves are within the magnetic bubble crystal and do not transfer into the permalloy transfer pattern layer). At this time, if the bubble trapping force (capturing force) by the ion implantation transfer path is too large, the transfer to the permalloy transfer path will fail.
On the other hand, if the trapping force is too small, the bubbles will not be stably captured at the overlapped connection of the ion implantation transfer path, and will pass through the overlap connection, causing a similar problem in that the transfer to the permalloy transfer path will fail. there were.

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。In other words, the magnitude of the trapping force plays an extremely important role in ensuring the transfer of bubbles from the ion implantation transfer path to the permalloy transfer path, and the magnitude of this trapping force is It also affects the operating margin of the driving magnetic field.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

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。In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a hybrid magnetic bubble memory device having an ion implantation transfer pattern and a permalloy transfer pattern, in which the ion implantation transfer path is reliably connected to the permalloy transfer path at the connection portion of both patterns. The problem to be solved is how to transfer the bubbles, and thereby, by optimizing the bubble trapping force, the operating margin of the driving magnetic field can be improved, that is, expanded.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

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。In order to achieve the above-mentioned problems, according to the present invention, in a hybrid magnetic bubble memory device comprising an ion implantation transfer pattern and a permalloy transfer pattern, ions are removed at the connection portion between the ion implantation transfer pattern and the permalloy transfer pattern. The injection pattern has an inlet opening approximately 1 to 2 times the diameter of the bubble in the direction of bubble movement, and a roughly ■- or U-shape with a depth that is large enough to accommodate at least one bubble that is larger than the bubble diameter. An ion-implanted region protrusion is formed.

〔実施例〕〔Example〕

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。Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail. An example of a magnetic bubble memory with a minor loop configuration is shown below. This includes a major loop 7 that performs operations such as reading and writing information, and a minor loop that serves as a place to store information. It is made up of 8.

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。The minor loop 8 is connected to every other bit on the major loop 7, and information is also arranged on every other bit on the major loop.

例えば、情報（１１１）は、磁気バブルの（有。For example, information (111) is the presence of a magnetic bubble.

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。It corresponds to the arrangement: nothing, existence, nothing, existence, nothing). A brief explanation of the action is as follows.

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。i) Writing The old information in each minor loop is transferred to the exit of each minor loop (marked with * in the figure), and then transferred all at once to the major loop at the transfer gate (T). While erasing the old information that appeared in the major loop with the annihilator (A), write new information with the annihilator (G).

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。When the newly written information arrives at the entrance of each minor loop (marked with ◎ in the figure), it is transferred to each minor loop at the same time by the transfer gate (T).

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。At this time, the timing is controlled so that it enters the area where old information was.

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。ii) Transfer the information to be read to the exit of each minor loop (marked with * in the diagram), and then transfer them all at once to the major loop using the transfer gate (T).

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。The information that appears in the major loop is passed through the replicator gate (R
) and detected by a detector (D).

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。The information in the major loop is stored again at the original location in the minor loop at the transfer gate (T).

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
。There are various types of magnetic bubble memories with a major-minor loop configuration, such as a block replicator transfer system and a pro-7 replicator single-swap system, and the present invention can also be applied to magnetic bubble memories of these systems.

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。In the above-described structure, the present invention particularly includes a minor lube 8 formed by ion implantation and a gate (made of permalloy).
For example, it relates to the structure of the connection part X with the transfer gate).

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。FIG. 1 shows an enlarged plan view of the X portion (FIG. 5) of the magnetic bubble memory device according to the present invention.

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。According to one embodiment of the present invention, the ion-implanted layer 15 forming the ion-implanted transfer path of a predetermined pattern (for example, zigzag) at the connection point between the ion-implanted transfer path 11 (minorube) and the permalloy transfer path 13 (gate) is made of permalloy. A triangular EFG-shaped protrusion 17 protruding toward the transfer path 13 is formed.

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。Although the protrusion 17 partially overlaps the permalloy transfer path 13 in a plan view, in reality, as shown in FIG. 2, the layers are different, so they do not directly overlap. Magnetic bubble 20 that landed on the outer edge of the ion implantation transfer path 11 and was transferred
is the ion implantation transfer path 11 by controlling the driving magnetic field.
The ion beam spreads into the permalloy transfer path 13 at the connection point between the ion beam and the permalloy transfer path 13, and then moves within the ion implantation layer 15 along the inner edge of the contour of the permalloy transfer path (pattern) 13, which is shaped like a half disk, for example.

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。The protrusion 17 firmly traps the magnetic bubble 20 in the inner region of the apex F forming the cusp, and is such that it can easily emerge from this cusp and move along the permalloy transfer path 13 when the direction of the driving magnetic field is controlled. The most important thing is to make it happen. That is, if the size and shape of the protrusion 17 are not appropriate, the trapping force will be too weak or too strong. If the trapping force is too weak, the magnetic bubble 20 will not be completely captured by the cusp and will pass the point H and proceed in the direction of the arrow X. On the other hand, if the trapping force is too strong, it will not be possible to transfer to the permalloy transfer path 13.

いずれにしろ転送は失敗する。In either case, the transfer will fail.

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
。The inventor of the present invention has made the shape of the protruding portion 17 into a substantially inverted V-shape or a substantially inverted U-shape as shown in FIG. It was confirmed that the optimum depth Q is 1 to 3.5 times the bubble diameter dφ. That is, the triangle EFH is large enough to accommodate at least one magnetic bubble. Preferably, the side EF is approximately parallel to the side ZW of the permalloy, and the appropriate distance therebetween is approximately equal to dφ. As mentioned above, magnetic bubble 2
0 moves along the outer edge of the ion implantation transfer path 11, and moves along the inner edge of the permalloy transfer path 13, so the distance between EF and ZW should be approximately equal to the bubble diameter. The thing is that bubble 20 has both sides EF and ZW.
It means that it fits perfectly. The trapping force in this case is optimal, neither too weak nor too strong. It has been confirmed that even if the apex F is somewhat rounded, that is, even if the protrusion 17 is shaped like an inverted U, there is no difference in effectiveness at all.

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。Note that FIG. 2 shows a cross section taken along the line U-N in FIG. A half-disc-shaped permalloy pattern 13 is formed through the holes 21 and 19.

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”。FIG. 3 shows the results of a comparative experiment between the operational margins of the bias magnetic field and driving magnetic field necessary to drive and transfer the bubble in the connection section according to the present invention, and the operational margin of the conventional technique. In addition, the bubble crystal 15 is YSm in both the present invention and the conventional technology.
It was created using LuCaGetG and the bubble diameter dφ was 1μ. Also, is the ion implantation amount Ne? and Hz to 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。200KeV, 2X10"1ons/cm"
), 60/H! /2E16 (Hz', 60
The injection was performed in duplicate under the conditions of KeV, 2×10'Jons/cm'').

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。It should be noted that the prior art referred to here refers to the protrusion 17 in FIG.
There is no ion transfer path 11, and the extension line of the ion transfer path 11 extends straight and directly from point E to point 1.

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。As is clear from FIG. 3, in the present invention, the operating margin region of the driving magnetic field expands to the low driving side, and therefore it is understood that a small driving force is sufficient.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

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。As explained above, the magnetic bubble memory device of the present invention is a magnetic bubble memory device in which an ion implantation pattern and a permalloy pattern are combined, and the shape and size of the ion implantation pattern in the transfer section between the two patterns is specified. This makes it possible to optimize the magnetic bubble trapping force within a range that does not cause transfer failure, thereby expanding the operating margin of the drive magnetic field with respect to the bias magnetic field.

【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[BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS] FIG. 1 is a plan cross-sectional view showing the structure of the connection between the permalloy pattern and the ion implantation pattern of the magnetic bubble memory device according to the present invention, and FIG. 2 is the nn line of FIG. 1. cross section,
FIG. 3 is a bias magnetic field-driving magnetic field characteristic diagram showing the effects of the present invention, FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the external appearance of a magnetic bubble memory device, and FIG. 5 is a diagram showing an ion implantation transfer pattern and a permalloy transfer pattern. FIG. 2 is a diagrammatic plan view showing an example of a mesh twin lube structure of a hybrid magnetic bubble memory device. ! ! ...Ion implantation transfer path, 13...Permalloy transfer path, 17...Protrusion, 20...Bubble. Fig. 1 Fig. $3 Triangular wave drive magnetic field (Oe) Fig. 4 (prior art) Fig. 5: Transfer path using permalloy pattern: conductor pattern

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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。It has a hybrid bubble memory element that includes an ion implantation transfer pattern and a permalloy transfer pattern formed in a different layer, and the ion implantation transfer pattern and the permalloy transfer pattern are connected at the connection part where bubbles are transferred from the ion transfer path to the permalloy transfer path. Permalloy transfer pattern is a magnetic bubble memory device in which the layers partially overlap in the thickness direction, and the ion implantation pattern at the connection part has an inlet opening approximately 1 times the diameter of the bubble in the direction of bubble movement. ~2
The feature is that an approximately V-shaped or U-shaped ion implantation region protrusion is formed with a depth of at least 1 to 3.5 times the bubble diameter and a size that allows at least one bubble to fit inside. magnetic bubble memory device.