DE1298139B

DE1298139B - Magnetschichtspeicher

Info

Publication number: DE1298139B
Application number: DEI33490A
Authority: DE
Inventors: Keefe George Edwin; Daughton James Michael
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1966-05-04
Filing date: 1967-04-20
Publication date: 1969-06-26
Also published as: ES340109A1; SE342521B; FR1517304A; NL6705851A; US3456248A; GB1111709A; CH448176A; BE695598A

Description

1 2

Die Erfindung bezieht sich auf Magnetschicht- reicht oder übersteigt, so daß in den Speicherzellen speicher mit Speicherzellen, von denen jede aus zwei Wechselfelder dieser Stärke und damit auch ein übereinander angeordneten, uniaxial anisotropen Kriechschalten vermieden werden. Die Vorspan-Magnetschichtelementen besteht, die zueinander par- nungsfelder können den in Richtung der harten allele Vorzugsachsen aufweisen, und mit zwei Sätzen 5 Achse wirksamen Treibfeldern (Worttreibfelder) sovon orthogonal zueinander verlaufenden Treib- wohl gleich- als auch entgegengerichtet sein. Im leitungen, von denen die einen zur Erzeugung inter- Falle der Gleichrichtung unterstützen sie die Wortmittierender Worttreibfelder entlang der harten treibfelder, so daß der Worttreibstrom reduziert Achsen der Schichten und die anderen zur koinzi- werden kann, wodurch sich auch die Stärke der von denten Erzeugung intermittierender Bit-Treibfelder io den Wortströmen verursachten Streufelder reduziert, entlang der leichten Achsen dienen. Die Stärke der Vorspannungsfelder, die bei einlagi-

Es ist bei magnetischen Dünnschichtspeichern be- gen Speicherzellen zur Anwendung kommen können, kannt, die Ausbildung von Streu- und Demagnetisie- haben die Stärke von 0,2 bis 0,3 H_K. Da im prakrungsfeldern in Speicherzellen, die aus einem einzel- tischen Betrieb zur Umschaltung des Magnetisienen Magnetschichtelement bestehen und daher einen 15 rungszustandes einer Speicherzelle Treibfeldstärken offenen Magnetflußpfad aufweisen, dadurch zu redu- von 1,5 bis 2 H_K erforderlich sind, bleibt der unterzieren, daß zwei uniaxial anisotrope Magnetschicht- stützende Einfluß des Vorspannungsfeldes gering, elemente übereinander angeordnet sind, deren Ma- Eine Vergrößerung der Vorspannung über 0,3 H_K gnetisierungsrichtung jeweils entgegengesetzt ver- hinaus führt andererseits zur Reduzierung der Leseläuft (Journal of Applied Physics, Bd. 35, Nr. 3, 20 signalamplitude, da das Vorspannungsfeld dann eine März 1964, S. 748 bis 753). Das Streufeld eines verhältnismäßig starke Auslenkung der Magnetisiejeden dieser Magnetschichtelemente wird vom ande- rung aus der Vorzugsachse während der Ruhelage ren Magnetschichtelement aufgenommen, so daß der Speicherzellen bewirkt und der verbleibende sich für beide Elemente ein gemeinsamer Magnet- Winkel zum Auslenken der Magnetisierung in die flußpfad ergibt, der entweder vollkommen geschlos- 25 harte Achse bei einer Leseoperation stark verkleinert sen ist oder nur noch kleine, durch Zwischen- ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß mit einer schichten bedingte Lücken an den Rändern der Vergrößerung des Vorspannungsfeldes auch die Speicherzellen aufweist. Eine solche Magnetfluß- Empfindlichkeit der Speicherelemente gegen Streukopplung kann in Richtung der parallel zueinander felder in Richtung der leichten Achse erhöht wird, verlaufenden magnetischen Vorzugsachsen beider 30 Es ist außerdem bereits vorgeschlagen worden, Magnetschichtelemente oder/und quer zu dieser zum Zwecke des zerstörungsfreien Lesens bei Richtung, also entlang der harten Magnetisierungs- Doppelschichtspeicherzellen mit einer Magnetflußachsen, bestehen. kopplung entlang der harten Achse durch eine außer-

Anisotrope magnetische Speicherschichten haben halb der beiden Magnetschichtelemente befindliche

die unerwünschte Eigenschaft, bei der Einwirkung 35 magnetfelderzeugende Leiteranordnung ein Vor-

von Magnetfeldern wechselnder Stärke, die weit Spannungsfeld an die Speicherzellen entlang der

unter dem Umschaltschwellwert der Schichten blei- harten Achse anzulegen, das dem Worttreibfeld in

ben, ihren Magnetisierungszustand durch das söge- einem der beiden Magnetschichtelemente gleich- und

nannte Kriechschalten allmählich zu verändern. Der- im anderen entgegengerichtet ist und das wesentlich

artige Magnetfelder treten bei Matrixspeichern in 40 schwächer als das zur Auslenkung der Magnetisie-

Form von Streufeldern der Treibleitungen benach- rung in die Richtung der harten Achse benutzte

barter Matrixspalten oder -zeilen auf. Sie können Worttreibfeld ist.

aber auch vom Umschalten benachbarter Speicher- Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, die vorauszellen herrühren, wenn diese einen offenen oder nur gehend erläuterten Maßnahmen zur Vermeidung des einen einachsig geschlossenen Magnetflußpfad be- 45 Kriechschaltens in Magnetschichten in vorteilhafter sitzen. Eine einmal eingespeicherte Binärinformation Weise bei Speichern anzuwenden, deren Speicherkann daher im Laufe der Zeit zerstört werden, ohne zellen aus zwei übereinander angeordneten Magnetdaß die sie enthaltende Speicherzelle für eine Wert- Schichtelementen bestehen. Gemäß der Erfindung entnahme angesteuert worden ist. Das Kriechschalten wird dies dadurch erreicht, daß durch eine Magnetwird besonders durch Streufelder begünstigt, die in 50 feldquelle ein stetiges Vorspannungsfeld entlang der Richtung der harten Magnetisierungsachsen der Ma- harten Achse an die beiden Schichten der Speichergnetschichtspeicherzellen auftreten. Es erfolgt in zellen angelegt wird, dessen Richtung in beiden Magnetschichten, die dicker als 900 Angström sind, Schichten in bezug auf die in denselben wirksamen durch Bloch-Neel-Bloch-Wandübergänge bei der Worttreibfelder gleich ist und dessen Stärke im BeEinwirkung von in Richtung der harten Achse ver- 55 reich der beiden Schichten den im wesentlichen von laufenden Magnetfeldern, deren Stärke zwischen 0,2 Schichtdicke und -material bestimmten oberen und 0,3 H_K liegt (H_K = Anisotropiefeldstärke der Grenzwert der ein Kriechschalten auslösenden Streujeweiligen Magnetschicht). In Magnetschichten, deren Wechselfelder überschreitet.

Dicke etwa 900 Angström oder kleiner ist, erfolgt Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, als Vor-

das Kriechschalten durch Bloch-Wandbewegungen 60 Spannungsfelder den Worttreibfeldern gleichgerich-

bei Magnetfeldern, die in Richtung der harten Achse tete Felder von 0,5 bis 1H_K zu verwenden. Hier-

die vorerwähnte Stärke aufweisen. durch wird die Wirkung der Worttreibfelder erheblich

Es wurde bereits vorgeschlagen, bei Magnet- unterstützt, ohne daß eine unzulässige Schwächung

schichtspeichern, deren Speicherzellen aus einlagigen der Lesesignalamplitude oder eine schädliche Er-

Magnetschichtelementen bestehen, ein stetiges Vor- 65 höhung der Empfindlichkeit der Speicherzellen gegen

Spannungsmagnetfeld entlang der harten Achse an Streufelder in Richtung der leichten Achse auftritt,

die Speicherzellen anzulegen, das die für ein Streu- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfin-

feldkriechschalten kritischen Feldstärkebereiche er- dung sind aus den Unteransprüchen ersichtlich.

Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand von Zeichnungen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematisierte perspektivische Ansicht eines Teiles einer Speicheranordnung gemäß der Erfindung,

F i g. 2 und 3 Teilschnitte nach den Linien 2-2 und 3-3 in Fig. 1,

F i g. 4 eine Draufsicht auf eine Speicherzelle der Anordnung nach F i g. 1 zur Darstellung der erfindungsgemäß verwendeten Treibfelder,

Fig. 5 eine vorteilhafte Ausführungsform einer Einrichtung zur Erzeugung einer magnetischen Vorspannung entlang der harten Achse,

F i g. 6 eine kritische Schaltkurve für die in der Anordnung nach Fig. 1 verwendbaren Speicherzellen, wenn diese aus dicken Magnetschichten bestehen, und

F i g. 7 eine kritische Schaltkurve für die in der Anordnung nach Fig. 1 verwendbaren Speicherzellen, wenn diese aus dünnen Magnetschichten bestehen.

Die in F i g. 1 dargestellte Speicheranordnung ist ein wortorganisierter Magnetschichtspeicher, dessen Speicherzellen aus je zwei übereinander angeordneten und durch ihren Streufluß miteinander gekoppelten Magnetschichtelementen bestehen. Es ist ein Satz paralleler Wortleitungen 10 in Form flacher, leitender Streifen vorgesehen, die rechtwinklig zu einem Satz paralleler Bit-Leseleitungen 12 verlaufen, welche ebenfalls die Form von flachen, leitenden Streifen haben. Jede Bit-Leseleitung 12 ist zwischen zwei streifenförmigen Magnetschichten 14 (F i g. 1, 2, 3) angeordnet, die sich im wesentlichen mit der Ausdehnung der Leitungen 12 decken. Die Schichten 14 bestehen vorzugsweise aus einem magnetischen, uniaxial anisotropen Material. Jede der Schichten 14 besitzt eine leichte Achse EA, die quer zur Längsausdehnung verläuft und entlang der sich eine remanente Magnetisierung einstellt, wenn sich die Schicht im Ruhezustand befindet. In einem solchen Zustand verlaufen die remanenten Magnetisierungen in der oberen und in der unteren Schicht 14 antiparallel, d. h., die Magnetisierungsvektoren dieser Schichten nehmen entgegengesetzte Richtungen entlang der leichten Achsen EA ein, wie es die F i g. 2 zeigt. Es stellt sich daher eine magnetostatische Kopplung zwischen den beiden Magnetschichten ein.

Obgleich der auf diese Weise von den zwei Schichten gebildete Magnetflußpfad schmale Luftspalte an den beiden Längsseiten der Streifenleitung 12 aufweist, wird dieser Magnetflußverlauf in der folgenden Beschreibung als »geschlossener« Magnetflußpfad bezeichnet, im Gegensatz zu einem offenen Magnetflußpfad, den ein einzelnes Magnetschichtelement aufweist, das nicht magnetostatisch mit einer benachbarten Magnetschicht gekoppelt ist. Abweichend von der dargestellten Ausführungsform können die Kanten der Streifenleiter 12 mit Magnetmaterial bedeckt sein, so daß sich ein echter geschlossener Magnetflußpfad um jeden der Leiter 12 ergibt. Die im Uhrzeigersinne oder entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne verlaufende Magnetisierungsrichtung des geschlossenen Magnetflußpfades zeigt an, daß eine binäre Eins oder eine binäre Null in der betreffenden Speicherzelle gespeichert ist.

Die Speicherzellen sind definiert durch diejenigen Bereiche der Magnetschichten 14, an denen sich die Wortleitungen 10 und die Bit-Leseleitungen 12 kreuzen. Diejenigen Teile der Magnetschichten 14, die sich an einem derartigen Kreuzungspunkt oder in der Nähe desselben befinden, bilden eine Speicherzelle für ein binäres Bit. Wie bereits erwähnt, besitzt jede dieser Zellen eine leichte Magnetisierungsachse EA, die quer zu der betreffenden Bit-Leseleitung 12 verläuft. Jede Speicherzelle besitzt außerdem eine harte Achse, die sich parallel zur betreffenden Bit-Leseleitung 12 ausdehnt. Um eine binäre Information in die einer gegebenen Wortleitung 10 zugeordneten Speicherzellen einzuschreiben, wird diese Wortleitung durch einen Stromimpuls vorgegebener Polarität erregt, der von einem Worttreiber 16 (F i g. 1) geliefert wird. In Koinzidenz hiermit empfängt jede der Bit-Leseleitungen 12 einen Strom, dessen Polarität von der in die ihr zugeordnete Speicherzelle entlang der ausgewählten Wortleitung einzuschreibenden Binärinformation abhängt und der von Bit-Treibern 18 geliefert wird, die mit den Leitungen 12 verbunden sind.

Entsprechend der bekannten Orthogonalfeldmethode bewirkt ein gemeinsames Auftreten eines Wortfeldes 20 (F i g. 4) entlang der harten Achsen HA und eines Eins- oder Null-Bitfeldes entlang der leichten Achsen der Magnetschichten 14, daß jedes Magnetschichtelementenpaar eine Magnetisierung im Uhrzeigersinn oder im entgegengesetzten Uhrzeigersinn einnimmt, wenn die Speicheranordnung in ihren Ruhezustand zurückkehrt. Es ist offensichtlich, daß die Polarität eines jeden der Bitstromimpulse in den Bit-Leseleitungen 12 die im Uhrzeigersinn oder im entgegengesetzten Uhrzeigersinn gerichtete Orientierung der Magnetisierung bestimmt, da der Bit-Stromimpuls geringfügig später abklingt als der Wortstromimpuls.

Zur Erleichterung der Darstellung wurden in F i g. 1 verschiedene Einzelheiten weggelassen, die bei praktischer Ausführung der dargestellten Speicheranordnung erforderlich sind. Zum Beispiel wurden die Isolationsschichten zwischen den Magnetschichten 14 und den Wortleitungen 10 sowie die leitende Grundplatte, von der die gesamte Anordnung getragen wird und die als gemeinsamer Rückleiter für die verschiedenen Treibströme dienen kann, der Einfachheit halber weggelassen.

Die F i g. 4 zeigt die Lage der leichten Magnetisierungsachse EA und der harten Magnetisierungsachse HA sowie die Richtungen des Eins-Bit-Feldes, des Null-Bit-Feldes und des Wortfeldes 20 in der oberen Schicht 14 einer Speicherzelle. Es ist in diesem Zusammenhange zu erwähnen, daß beim Anlegen des Wortfeldes 20 an eine Speicherzelle deren Magnetisierung zeitweise entlang der harten Achsen in der oberen und unteren Schicht 14 parallel (anstatt antiparallel) ausgelenkt wird, wie es die Fig. 3 zeigt. Wenn die Magnetisierungsvektoren in beiden Schichten in die gleiche Richtung zeigen, existiert kein geschlossener Magnetfluß in beiden Schichten. Um wenigstens einen teilweise geschlossenen Magnetfluß entlang der harten Achsen einer jeden Zelle zu erreichen, sind die Wortleitungen 10 mit Jochstreifen 24 aus magnetischem Material bedeckt, die, wie die F i g. 3 zeigt, den Streufluß entlang der harten Achsen wenigstens teilweise aufnehmen. An Stelle der Streifen 24 kann auch eine einzelne kontinuierliche Schicht oder Platte aus dem gleichen Material über den Wortleitungen 10 angeordnet werden.

Wenn eine binäre Information aus der Speicher-

streifen 24 aus einer anisotropen, hochremanenten Magnetschicht besteht, die eine quer zur Streifenlängsrichtung verlaufende leichte Achse aufweist. Wird angenommen, daß die Wortstromimpulse in 5 den Wortleitungen 10 unipolar sind, erhalten die zugeordneten Jochschichten 24 eine permanente Magnetisierung entlang ihrer leichten Achsen, die durch magnetostatisehe Kopplung mit den Speicherschichten 14 (Fig. 3) ein konstantes Vorspannungs anordnung nach F i g. 1 ausgelesen werden soll, wird
ein Strom vom betreffenden Worttreiber 16 durch die
ausgewählte Wortleitung 12 gesandt. In Abhängigkeit
davon, ob eine informationszerstörende oder eine
zerstörungsfreie Entnahme erwünscht ist, lenkt das
durch den Abfrage-Wortimpuls erzeugte Wortfeld
20 die Magnetisierung in einer jeden Speicherzelle
der betreffenden Wortleitung vollständig oder nur
teilweise in Richtung der harten Achse aus. Es wird

für die folgende Beschreibung angenommen, daß das io feld in Richtung der harten Achsen auf die Schichten angelegte Wortfeld eine maximale Auslenkung des 14 ausübt.

Magnetisierungsvektors in den Magnetschichten der Durch das Anlegen des konstanten Vorspannungsbetreffenden Speicherzellen bewirkt, wodurch eine feldes 26 an jede der Speicherzellen in Richtung ihrer Rückschreiboperation oder ein neues Einschreiben harten Achsen wird eine Rückkehr der Magnetisieder entnommenen Bits notwendig ist, sofern diese in 15 rungsvektoren in den Magnetschichten 14 in eine der Speicheranordnung weiterhin aufbewahrt werden Lage parallel zu den leichten Achsen nach Abklingen sollen. Während eine Zelle gelesen wird, d. h., wenn eines Worttreibfeldes verhindert. Durch diesen Umderen Magnetisierungsvektoren in der beschriebenen stand wird die Lesesignalamplitude etwas reduziert. Weise in Richtung der harten Achsen ausgelenkt Da jedoch der Winkel, den jeder Magnetisierungswerden, wird ein Impuls in der entsprechenden Bit- ao vektor mit der zugeordneten leichten Achse im Ruhe-Leseleitung 12 erzeugt. Der Impuls gelangt zu einem zustand der Speicherzellen bildet, relativ klein ist, mit dieser Bit-Leseleitung verbundenen Lese- bleibt, obgleich das Vorspannungsfeld einen wesentverstärker 22, wo er zur Weiterverwendung verstärkt liehen Teil der Anisotropiefeldstärke ausmacht oder wird. Von allen Speicherzellen, die entlang einer ebenso groß wie diese ist, die entstehende Reduktion bestimmten Bit-Leseleitung 12 angeordnet sind, wird 25 der Lesesignalamplitude in vernachlässigbaren Grenjeweils nur eine Zelle zu einer bestimmten Zeit für zen, wie sich in der Praxis gezeigt hat. Natürlich ist eine Wertentnahme wirksam, da zu dieser Zeit stets
nur eine der Wortleitungen 10 erregt ist.

Um einen Verlust der gespeicherten Information
durch Kriechschalten zu vermeiden, wird gemäß vor- 3°
liegender Erfindung ein stetiges Vorspannungsfeld
26 (Fig. 1 bis 4) bestimmter Stärke gleichmäßig an
die Magnetschichten 14 der Speicherzellen in der
Speicheranordnung nach Fig. 1 angelegt. Ein vorteilhafter Weg zur Erzeugung dieses Vorspannungs- 35 kritische Kurve 38 die Schwelle angibt, bei welcher feldes besteht in der Verwendung zweier großer ein Drehschalten einer uniaxial anisotropen Magnet-Solenoide oder einer Helmholtz-Spulenanordnung 28, schicht einsetzt bei den verschiedenen Feldstärken wie es die Fig. 5 zeigt. Die Anordnung28 umfaßt der entlang der harten und leichten Magnetisierungsein Paar in Serie gekoppelte Spulen 30 und 32, die achsen angelegten Felder H_y und H_x. Ein Magnetfeld durch eine Gleichstromquelle 34 über einen regel- 40 oder eine Kombination von Magnetfeldern, die eine baren Widerstand 36 gespeist werden. Die zwei Spu- resultierende Feldstärke ergeben, welche über die len sind in einem Abstand voneinander angeordnet, Astroide 38 hinausragt, schaltet die Magnetschicht der dem halben Spulendurchmesser entspricht. Dieser durch einen kohärenten Drehschaltprozeß irrever-Abstand reicht aus, um eine Speicherebene des in sibel um. Die Schicht kann auch irreversibel durch F i g. 1 dargestellten Typs zwischen den Spulen 30 45 Wandbewegungen umgeschaltet werden, wenn die und 32 anzuordnen. Durch die Anordnung 28 wird resultierende der angelegten Felder innerhalb der ein gleichförmiges Magnetfeld zur Vorspannung aller
Speicherelemente entlang ihren harten Achsen erzeugt. Die Richtung des Vorspannungsfeldes 26
deckt sich vorzugsweise mit der Richtung des Wort- 5°
feldes 20 (F i g. 4), das jeweils mit Auftreten eines
Wortstromimpulses erzeugt wird. Auf diese Weise
wird die erforderliche Wortstromstärke reduziert.
Das Vorspannungsfeld 26 weist eine Stärke von 0,5

bis 1,0 H_K auf, wobei H_K die Anisotropiefeldstärke 55 Kriechschalten. Wenn jedoch das an die Magnetder Magnetschichtelemente ist. Durch Verwendung schicht angelegte Magnetfeld eine Wechselfelddes die Wortfelder unterstützenden Vorspannungs- komponente bestimmter Größe in Richtung der feldes kann daher der Wortstrom, der zur zeitweisen harten Achse (f^-Achse) aufweist, erfolgt ein Auslenkung der Magnetisierung einer Speicherzelle Kriechschalten der Magnetisierung in der Magnetin Richtung der harten Achse benötigt wird, um 60 schicht, innerhalb dessen die gespeicherte Infor-50% oder mehr verringert werden gegenüber einer mation zerstört wird. Wenn die Magnetschicht eine Wortstromamplitude, die bei einer nicht vorgespann- dicke Schicht ist, d. h. über etwa 900 Angström dick ten Speicherzelle benötigt würde. ist, geschieht das Kriechschalten durch Bloch-Neel-

Die Helmholtz-Spulenanordnung 28 von Fig. 5 Bloch-Wandübergänge, die auftreten, wenn das in ist nicht die einzige Möglichkeit, durch die das Vor- ⁶5 Richtung der harten Achse intermittierend wirksame Spannungsfeld 26 in Richtung der harten Achse er- Magnetfeld eine Stärke von 0,2 bis 0,3 K_K aufweist, zeugt werden kann. Eine weitere vorteilhafte Mög- Dies ist in F i g. 6 durch die schräg schraffierten Belichkeit besteht beispielsweise darin, daß jeder Joch- reiche 42 angegeben. Wenn die Magnetschicht da-

es notwendig, daß der erwähnte Winkel so klein ist, daß die Speicherelemente nicht auf Störimpulse in den Bit-Leseleitungen 12 ansprechen.

Die Schaltkurven der F i g. 6 und 7 zeigen einige Beobachtungen, die bei der erfindungsgemäßen Verwendung einer stetigen magnetischen Vorspannung in Richtung der harten Achse festgestellt wurden. Es ist allgemein bekannt, daß die astroidenförmige

horizontal schraffierten Bereiche 40 der Astroide 38 liegt. Dieser Umschaltvorgang erfolgt jedoch mit einer geringeren Geschwindigkeit.

Wenn die Schicht stetigen Magnetfeldern ausgesetzt wird, deren Feldstärken innerhalb der Astroide 38 von F i g. 6 oder 7, aber außerhalb der Wandbewegungsbereiche 40 liegen, erfolgt in der Magnetschicht weder ein Umschalten noch ein

gegen eine dünne Schicht ist, d. h. eine Dicke von 900 Angstrom oder darunter aufweist, erfolgt das Kriechschalten durch Bloch-Wandbewegungen in Form von Stacheldrahtwänden, die auftreten, wenn das in Richtung der harten Achse intermittierende Magnetfeld eine Stärke zwischen 0 und 0,2 oder 0,3 H_K aufweist. Dies ist durch den diagonal schraffierten Bereich 44 in F i g. 7 dargestellt.

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Speicheranordnung wird, unabhängig davon, ob die verwendeten Speicherzellen mit dicken Magnetschichten oder mit dünnen Magnetschichten aufgebaut sind, ein Gleichstrom-Vorspannungsfeld 26, dessen Stärke mindestens 0,5 H_K an der Oberfläche einer jeden Magnetschicht 14 beträgt, an die Magnetschichten 14 gleichbleibend in Richtung ihrer harten Achsen angelegt, wie vorausgehend erläutert, wodurch Bloch-Neel- oder Neel-Bloch-Wandübergänge vermieden werden, die sonst durch Streufelder hervorgerufen würden, die von den auf die Magnetzellen einwirkenden Worttreibfeldern herrühren. Das Vorspannungsfeld 26 besitzt die gleiche Richtung wie die an die Speicherzellen angelegten Wortfelder 20. Da auf diese Weise das Vorspannungsfeld 26 neben der Wirkung, das durch Wortstörfelder hervorgerufene Kriechschalten der Speicherzellen zu verhindern, auch eine erhebliche Reduzierung der Wortstromstärke gestattet, können die Bit-Störgrenzen um einen wesentlichen Wert verbessert werden. Die Reduktion des Wortstromes hat nämlich eine Reduktion der Wortstreufelder zur Folge, wodurch die Störeinflüsse selbst verringert werden.

Die vorausgehend beschriebenen Maßnahmen zur Verhinderung des Kriechschaltens sind insbesondere dann wirksam, wenn Jochschichten 24 (Fig. 1 bis 3, 5) in Verbindung mit einer Anordnung 28 zur Erzeugung des Vorspannungsfeldes 26 verwendet werden. Die Jochschichten 24 unterstützen die Konzentration des entlang der harten Achse verlaufenden Magnetflusses, wo es notwendig ist, und verringern die in dieser Richtung wirksamen Demagnetisierungsfelder. Sehr gute Resultate wurden erhalten bei Verwendung von Magnetschichten mit geringer Winkeldispersion der Vorzugsachsen für die Speicherzellen der beschriebenen Anordnung.

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetschichtspeicher mit Speicherzellen, von denen jede aus zwei übereinander angeordneten, uniaxial anisotropen Magnetschichtelementen besteht, die zueinander parallele Vorzugsachsen aufweisen, und mit zwei Sätzen orthogonal zueinander verlaufender Treibleitungen, von denen die einen zur Erzeugung intermittierender Worttreibfelder entlang der harten Achsen der Schichten und die anderen zur koinzidenten Erzeugung intermittierender Bit-Treibfelder entlang der leichten Achsen dienen, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine Magnetfeldquelle (24 und/oder 28) ein stetiges Vorspannungsfeld entlang der harten Achsen an die beiden Schichten der Speicherzellen angelegt wird, dessen Richtung in beiden Schichten in bezug auf die in denselben wirksamen Worttreibfelder gleich ist und dessen Stärke im Bereich beider Schichten den im wesentlichen von Schichtdicke und -material bestimmten oberen Grenzwert der ein Kriechschalten auslösenden Streuwechselfelder überschreitet.

2. Magnetschichtspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannungsfeld so ausgerichtet ist, daß es in beiden Magnetschichten die Wirkung der Worttreibfelder unterstützt.

3. Magnetschichtspeicher nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Vorspannungsfeldes zwischen 50 und 100 °/o der Anisotropiefeldstärke der Magnetschichten liegt.

4. Magnetschichtspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die rechtwinkelig zu den leichten Achsen verlaufenden Bit-Treibleitungen (12) zwischen den Magnetschichten (14) befinden, so daß die Magnetschichten einer jeden Speicherzelle eine antiparallele Magnetflußkopplung entlang der leichten Achsen aufweisen, daß sich die Worttreibleitungen (10) sowie die Vorspannungsmagnetfeldquelle (24 und/oder 28) außerhalb der Magnetschichten befinden und daß die Worttreibfelder und das Vorspannungsfeld zueinander parallel ausgerichtet sind.

5. Magnetschichtspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannungsfeld wenigstens zum Teil durch eine auf der den Magnetschichten (14) abgewandten Seite der Wortleitungen (10) angeordnete Schicht (24) aus permanentmagnetischem Material erzeugt wird.

6. Magnetschichtspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorspannungsfeld wenigstens zum Teil von einer Helmholtzschen Spulenanordnung erzeugt wird, die zwei Spulen (30, 32) umfaßt, welche beiderseits in Richtung der harten Achsen der Magnetschichtelemente (14) einer aus mehreren Speicherzellen bestehenden Speichermatrix angeordnet sind.

7. Magnetschichtspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einer Bit-Treibleitung (12) zugeordneten Speicherzellen durch zwei die Bit-Treibleitung kontinuierlich einhüllende, streifenförmige Magnetschichten (14) an den Kreuzungsstellen mit den Worttreibleitungen (10) gebildet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 909 526/313