JPS6149754B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は円形連鎖状の磁性体パターンとその凹
部に対向するバー状の磁性体パターンとの２層に
よりバブルメモリ素子を構成し、従来の光露光技
術を用いてパターンを作成し、従来より微小のバ
ブルを動作させるようにした磁気バブルメモリ装
置に関するものである。

最近、バブルメモリの高密度化に関連し、磁気
バブル径の微小化が図られているが、光露光技術
によりパターンの寸法が制限をうける。第１図ａ
は従来多用されている転送回路パターンの１例で
あり、磁気バブル用結晶基板上にパーマロイ等に
よるハーフデイスク形の複数の転送パターンが配
列されている。

この場合の最小制限寸法Ｗは磁気バブル径ｄに
対しＷ＝２／３ｄであり、従つてバブル径を1.5μｍ以 下にして高密度化を図ると、図のパターン幅やギ
ヤツプが１μｍ以下となるため、従来の光露光技
術では作成不可能となる。

この問題を解決するため、同図ｂのイオン注入
法を利用した新しい転送回路パターンが提案され
た。すなわち、円形を連接した形状のパターンに
金属マスクを被せてイオン注入を行ない、このパ
ターン以外の結晶基板面にイオン打込層を形成す
る。このような構成でバイアス、回転磁界を与え
て磁気バブルを駆動すると、磁気バブルは連接デ
イスクパターンの外周に沿つて転送される。この
場合のパターンの最小制限寸法は磁気バブル径ｄ
の１〜1.5倍となる。従つてバブル径を1.5μｍ以
下にしても十分作成が可能となる。この方法は原
理的に優れた方法であるが、実用的には未解決の
幾つかの問題点を含んでいる。

第１に結晶基板面にイオン打込層を形成する場
合良好な特性を得るためには多種類のイオン注入
を必要とするため工程が複雑となる。

第２にバブルメモリ回路に適用した場合の切
替、分割、検出機能等を行なう方法に対し各種の
提案は行なわれているが、実用的に有効な方法が
確立されていないことである。

第２図は従来の磁気バブルの書込み、読出しを
行なうための用いられる磁気バブルメモリ装置の
構成の概略説明図である。すなわち、磁気バブル
用結晶基板上に形成された磁性体パターンにより
１個のメジヤループ１と複数のマイナループ２で
構成され、アドレス、データに対応する磁気バブ
ルをバイアス、回転磁界印加手段により駆動し、
書込み、読出しを行なう。

そのため、メジヤループ１には導体パターンに
より発生器(G)４、複製器（Ｒ）５、検出器(D)３、
消去器(A)６等が設けられる。磁気バブルの発生器
４で発生したアドレス、データに対応する磁気バ
ブルをメジヤループ１上を転送し、各マイナルー
プ２に対向する位置に１情報分（たとえば１ワー
ド分）が整列される。このときトランスフアゲー
ト７を構成する導体パターンに電流を供給してメ
ジヤループ１上の磁気バブル群を各マイナループ
２内へ並列に送り込む。各マイナループ２内に送
り込まれた磁気バブルは駆動磁界によりマイナル
ープ２内を巡回しはじめ情報の格納を終了する。

次に情報の読出しは読出すべき各マイナループ
２内の磁気バブル群がトランスフアゲート７に対
向する位置に到来した時点で導体パターンに通電
してメジヤループ１上に転送する。メジヤループ
１上に転送された磁気バブル列は駆動磁界により
順次転送され複製器(D)５に至る。複製器５は到来
する磁気バブルを２個に分割し、１個を検出器３
に、他の１個をメジヤループ１を介して再びマイ
ナループ２へ送り出す。検出器３は順次到来する
磁気バブルをたとえば拡大し磁気抵抗効果素子に
入れ電圧変化として読出す。なお、読出した後そ
の情報を消去し新たな別の情報を書込みたい時は
消去器６を用いて消去するとともに、新たな別の
情報を発生器４により書込む。

磁気抵抗効果素子は電流と同一の方法に設定さ
れた素子の磁化が磁気バブルからの浮遊磁界によ
り電流と直角の方向に回転したときに生ずる抵抗
値変化をその両端の電圧変化として検知するもの
である。

以上のようなメジヤループ１、マイナループ２
に対し第１図ｂの連接デイスクパターンを適用し
た場合、磁気バブル径を1.5μｍ以下とすること
ができるから、各ループ、とくにマイナループ２
における蓄積密度を格段に増大することが可能と
なる。しかしメジヤループ１とマイナループ２間
の磁気バブルの分割または切替機能、メジヤルー
プ１上に転送された磁気バブルを複製器５で分割
する分割機能、および検出器３における検出機能
に対し簡単で確実な方法が見出されていない。こ
の理由は連接デイスクパターンの連接凹部（カス
プ）に磁気バブルをトラツプする時間が短かくか
つこの部分の駆動力が弱いことに起因し、微小バ
ブルを引伸したり分割したりする確実な動作が困
難なことである。また分割した後の検出機能に対
し、微小バブルを駆動力の強い大形の山形パター
ンで検出器３に導き従来と同様の方法で十分引伸
して検出することも提案されているが、第１図ａ
とｂのパターンを混用することになるからマージ
ン特性の範囲が異なることが問題となる。何れに
しても連接デイスクパターンの実用性はまだ不十
分であるから、従来方式を用いて少くともマイナ
ループの高密度化を図ることが望ましい。

本発明の目的は従来の光露光技術を用いて従来
より微小の磁気バブルを動作させるようにした磁
気バブルメモリ装置を提供することである。

前記目的を達成するため、本発明の磁気バブル
メモリ装置は磁気バブル用結晶基板上に、円形連
鎖状の磁性体パターンから成る第１の層と、前記
円形連鎖状の磁性体パターンの各凹部に対向する
バー状の磁性体パターンから成る第２の層を設け
たことを特徴とするものであり、さらに前記第１
の層の円形連鎖状パターンの端部の円形パターン
を大きくするとともに、該円形パターンに対向す
るヘアピン状の導体パターンから成る第３の層を
設けたことを特徴とするものである。

以下本発明の原理と実施例につき詳述する。

本発明の原理を簡単に説明すると、本発明では
基本的に第１図ａに示すような従来方式を用いる
こととする。まず、磁気バブル用結晶基板上に同
図ｂと同様の円形連鎖状パターンをパーマロイに
より形成し1.5μｍ径以下の磁気バブルを転送す
ることを考えた。

しかし、実際に駆動磁界をかけてみると、磁気
バブルは円形パターンの連接部に停止して動かな
い。これは連接部における駆動力が第１図ｂの連
接デイスクパターンの場合よりもさらに弱いため
である。そこで連接部に対向して凹部にパーマロ
イのバーパターンを設け、これにより駆動するこ
とを考えたが、円形パターンと同一面に形成する
ためには第１図ａに示すようにギヤツプに１μｍ
必要であり、この駆動力を利用する以上磁気バブ
ル径を1.5μｍ以下にすることはできない。

一方、本出願人はこのような磁性体パターン間
のギヤツプを見掛上零とするため、パターンを２
層に形成することを提案した。これは１層では除
くことのできないギヤツプを磁気バブルとの関係
においては零とすることができるものである。本
発明にこの方法を適用し、連接部に対向するバー
パターンを別の層に形成してその間の見掛上のギ
ヤツプを零とする。

勿論実際のギヤツプは両パターン間にスペーサ
を介して存在することは言うまでもない。このよ
うに構成することにより1.5μｍ径以下の磁気バ
ブルでも連接部でバーパターンにより駆動され、
第１図ｂの連接デイスクパターンと同様に高密度
バブルメモリ素子として動作させることができ
る。

さらに、本発明の円形連鎖状パターンの大きな
利点は、このパターン全体が長い磁性体を構成す
るから、形状異方性および反磁界の効果により端
部の円形パターンには強い磁気バブルが発生す
る。従つて本発明では端部の円形パターンを大き
くしその沿端部で磁気バブルを引伸しヘアピン導
体で分割するのに好都合な状態を作ることができ
る。

上述の分割機能を有する円形連鎖状パターンを
第２図に示したマイナループに適用することによ
り微小バブルによる高密度バブルメモリ素子を実
現することができる。この場合メジヤループにも
適用しても差支えないが、高密度実装の必要性は
薄いから1.5μｍ径以下の磁気バブルを転送する
ため大きなパターン周期をもつ大形パターンを転
送回路として使用すればよい。検出機能もこの点
を考慮して従来の構成のものを使用すれば十分で
ある。

第３図は上述の原理に従う本発明の実施例の構
成を示す説明図である。同図において、磁気バブ
ル用結晶基板上に第１層の円形連鎖状のパーマロ
イパターン１１を形成し、連接部１２の両側の凹
部にスペーサを介して第２層のバー状のパーマロ
イパターン１３を設ける。連接部１２、バーパタ
ーン１３の最小寸法は光露光技術により可能なた
とえば１μｍ程度に作成される。バーパターン１
３は連接部１２の両側の凹部で駆動力を与え、か
つ連接部１２とバーパターン１３との間のギヤツ
プは前述により見掛上零とする。これにより微小
磁気バブル１０の安定な駆動が行なわれ確実な転
送が行なわれる。このような構成により最小制限
寸法のたとえば１μｍの円形連鎖状パーマロイパ
ターン１１の第１層とバー状パーマロイパターン
１２の第２層とより成る高密度バブルメモリ素子
を第２図のマイナループ２に用いることにより高
密度の蓄積が可能となる。

第４図は本発明の他の実施例の構成を示す説明
図である。

同図は第３図の実施例の高密度バブルメモリ素
子の端部の円形パターン１４のみを他の連鎖状パ
ターン１１より大きくし、この円形パターン１４
に対向させて第３層のヘアピン導体１５設け、該
ヘアピン導体１５の一方の側方にバーパターン１
６を設けることにより磁気バブルの分割器を構成
する。すなわち、大形の円形パターン１４に転送
された磁気バブル１０は強い磁化力により円形パ
ターン１４の先端の広い範囲に広がるから、ヘア
ピン連体１５のパルス電流により磁気ターン１０
は分割され、一方は円形連鎖状パターン１１に戻
され、他方はバーバブル１６を介して他の転送回
路に導かれる。

第５図は本発明の実施例の磁気バブルメモリ素
子の断面図を示すものである。

同図において、磁気バブル用結晶基板２１はガ
ーネツト（GGG）面にエピタキシヤル結晶膜を
成長させ、その上にハードバブルを抑制するため
のイオン注入を行なつた後、SiO₂スペーサ２２
を被着する。その上にヘアピン導体パターン１５
を円形連鎖状パーマロイパターン１１の端部円形
パターン１４に対抗する位置に設け、SiO₂スペ
ーサ２３を被せる。その上面に円形連鎖状パーマ
ロイパターン１１を形成し、SiO₂スペーサ２４
を介して前述のように各連接部１２の両側の凹部
に対向するようにバーパーマロイパターン１３を
形成し、その外面をSiO₂保護膜２５で被覆す
る。このように円形連鎖状パーマロイパターン層
とバーパーマロイパターン層を別にしてパターン
間のギヤツプを見掛上零となるように形成してい
る。

以上説明したように、本発明によれば、円形連
鎖状の磁性体パターンとその凹部に対向するバー
状の磁性体パターンとの２層によりバブルメモリ
素子を構成し、従来の光露光技術を用いて作成し
従来より微小のバブルを動作させるようにしたも
のである。たとえば、パターンの最小寸法、ギヤ
ツプを１μｍ程度に作成してしかも1.5μｍ径以
下の磁気バブルを動作させる高密度バブルメモリ
装置を実現することができる。さらにこの円形連
鎖状パターンの磁化特性を利用し、端部の円形パ
ターンを大きくして良好な分割機能を得ることが
できるから、完全な高密度マイナループへの適用
を可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂは従来の転送パターン方式の説明
図、第２図は従来の磁気バブルメモリ装置の概略
説明図、第３図は本発明の実施例の構成を示す説
明図、第４図は本発明の他の実施例の構成を示す
説明図、第５図は本発明の実施例の構成の断面図
であり、図中、１０は磁気バブル、１１は円形連
鎖状パターン、１２は連接部、１３はバー状パタ
ーン、１４は端部円形パターン、１５はヘアピン
導体、１６はバーパターンを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁気バブル用結晶基板上に、円形連鎖状の磁
   性体パターンから成る第１の層と、前記円形連鎖
   状の磁性体パターンの各凹部に対向するバー状の
   磁性体パターンから成る第２の層を設けたことを
   特徴とする磁気バブルメモリ装置。 ２ 磁気バブル用結晶基板上に、円形連鎖状の磁
   性体パターンから成る第１の層と、前記円形連鎖
   状の磁性体パターンの各凹部に対向するバー状の
   磁性体パターンから成る第２の層を設け、さらに
   前記第１の層の円形連鎖状パターンの端部の円形
   パターンを大きくするとともに、該円形パターン
   に対向するヘアピン状の導体パターンから成る第
   ３の層を設けたことを特徴とする磁気バブルメモ
   リ装置。