DE1524896A1 - Wortorganisierter magnetischer Duennschichtspeicher - Google Patents

Description

IBM Deutschland Internationale Büro-Maschinen GeselUdhaft mbH

Böblingen, 21. 12. 1967 km-hn

Anmelderin:

International Business Machines Corporation, Armonk, N. Y. 10 504

Amtliches Aktenzeichen:

N euanm eldung

Aktenzeichen der Anmelderin: Docket 10 900 Wortorganisierter magnetischer Dünnschichtspeicher

Die Erfindung betrifft einen wortorganisierten, magnetischen Dünnschichtspeicher mit anisotropen Magnets chi ehe η und mit diesen Schichten benachbarten Treibleitungen zur Erzeugung von Magnetfeldern für die Einspeicherung und Entnahme binärer Daten.

Es ist bei wortorganisierten, magnetischen Dünnschichtspeichern bekannt,, streifenförmige Magnetschichten zu verwenden, die auf einer Trägerplatte aufgebracht sind und über denen sich die Bitleitungen befinden, die sowohl als Bittreib- ale auch ale Leeeleitungen verwendet werden (Proceedings of the Intermag Conference, 1963, Seiten 9-5-1 bie 9-5-14). Die Vorzugeachee der anisotropen Magnete chi chten liegt quer zur Längsauedehnung der

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Streifen. Oberhalb der Bitleitungen verlaufen die Wortleitungen, die an ihren Kreuzungsstellen mit den Bitleitungen die Speicherstellen definieren. Über der so gebildeten Speichermatrix befinden sich weitere streifenförmige Magnetschichten, die als magnetisches Joch für die Speicherschichten zur Sammlung des Streuflusses dienen.

Eine derartige Anordnung hat den Nachteil, daß sehr starke Wort-Treibströme benötigt werden, da die Wortleitungen den Speicher schichten nicht unmittelbar benachbart sind. Die starken Wort-Treibströme verursachen andererseits starke Streufelder,, die auf die Speicherstellen einwirken, welche der jeweils ausgewählten Wortleitung benachbart sind. Durch diese Streufelder erhöht sich die Gefaht, daß die in den betreffenden Speicherstellen gespeicherte Information durch Kriech schalten zerstört wird.

Des weiteren ist bei Magnetschichtspeichern der gleichen Art bereits vorgeschlagen worden, zur Reduzierung der Gefahr des Kriechschaltens eine stetige Vorspannung in Richtung der harten Achse anzulegen (Patentanmeldung J 27 317). Unter Kriechschalten wird dabei die Eigenschaft von Magnetschichtspeichern verstanden, bei der wiederholten Einwirkung von Streufeldern, die für sich zur Auslösung eines Drehschaltvorganges nicht stark genug sind, eine echrittweise Magnetisierungsänderung durch Wand s ehalt-Vorgänge zu zeigen. Das Kriechschalten findet hauptsächlich bei bevorzugten Feldstärkewerten statt, die feste Bruchtei-

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teile der Anisotropie-Feldstärke der Magnetschichten sind. Das erwähnte Vorspannungsfeld sorgt nun dafür, daß die auf eine Speicherstelle einwirkenden Streufelder oberhalb dieser kritischen Feldstärke-Werte liegen.

Es ist außerdem bei wortorganisierten, magnetischen Dünnschichtspeichern, die zwei übereinander angeordnete Magnetschichten pro Speicherstelle besitzen, bereits vorgeschlagen worden, zwei in Wortrichtung verlaufende Magnetschicht-Streifen vorzusehen, die übereinander angeordnet sind und zwischen denen sich die Wort-Treibleitung befindet (Patentanmeldung J 32 716). Über dem oberen Streifen verlaufen orthogonal zur Wortrichtung die Bitleitungen, die an den Kreuzungsstellen mit den Mag-. netschichtstreifen die Speicherstellen definieren, von denen jede auf Grund der Doppelschicht-Struktur einen geschlossenen Flußpfad aufweist. An die gesamte Anordnung wird ein kontinuierliches Vorspannungsfeld angelegt, welches in der einen Magnetschicht dem Wort-Treibfeld gleichgerichtet und in der anderen Magnetschicht dem Wort-Treibfeld entgegengerichtet ist. Durch dieses Vorspannungsfeld kann die Wort-Treibstromstärke bei diesen Speichern erheblich, reduziert werden.

Es ist die Aufgabe vorliegender Erfindung, einen Dünnschichtspeicher mit einlagiger Magnetschichtstruktur anzugeben, der die oben erläuterten Nachteile hinsichtlich der Wortstromerfordernisse und der Krieche ehalt festigkeit der bekannten Dünnschichtspeicher vermeidet. Gemäß der Er-

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findung wird dies durch Kombination der folgenden Merkmale erreicht:

a) es sind mehrere einlagige, streifenförmige Magnetschichten vorgesehen, die zueinander parallel verlaufen, deren Längsausdehnung mit der Wortrichtung übereinstimmt und deren Vorzugsachse wenigstens annähernd parallel zur Längsausdehnung ausgerichtet ist,

b) zur Auslenkung der Magnetisierung in die Richtung der harten Achse dienende Wort-Treibleitungen verlaufen über den Magnetschichten parallel zu deren Vorzugsachsen,

c) oberhalb der Wort-Treibleitungen sind von diesen isoliert und orthogonal verlaufend Bitleitungen angeordnet, die an ihren Kreuzungsstellen mit den Magnetschicht-Streifen und den Wort-Treibleitungen Speicher stellen definieren,

d) an die Magnetschichten wird ein kontinuierliches Vormagnetisierungsfeld angelegt, welches die Magnetisierungsvektoren der Magnetschichten aus derjenigen Richtung der Vorzugsachse, in der sie sich zur Darstellung des jeweils gespeicherten Binärwertes gerade befinden, leicht in Richtung der harten Achse herausdrehen.

Unter erschwerten Betriebsbedingungen durchgeführte Vergleichstests haben ergeben, daß der erfindungsgemäße Speicher gegenüber entsprechenden bekannten Speichern wesentlich funktionssicherer ist und bei der Herstellung eine höhere Rate an zufriedenstellend arbeitenden Speicherebenen ergibt,

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Verschiedene vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind aus den Ansprüchen ersichtlich. Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig, 1: einen wortorganisierten Dünnschichtspeicher gemäß der Erfindung,

Fig. 2, 3: Teilschnitt-Dar Stellungen der Speichereinrichtung von Fig. 1 entsprechend den Linien 2-2 und 3-3,

Fig. 4, 5: Darstellungen der Magnetschicht bzw. der Magnetschichten der Speichereinrichtung von Fig. 1 in verschiedenen Phasen ihrer Herstellung und

Fig. 9A: eine vergrößerte Darstellung eines Teiles eines der in Fig. 5 dargestellten Magnetschichtstreifen.

Die in Fig. 1 dargestellte magnetische Dünnschicht-Speicheranordnung umfaßt der Einfachheit halber nur 12 Speicher stellen in Form einer 4x3-Matrix. In der Praxis haben derartige Speicher natürlich eine wesentlich größere Anzahl Speicher stellen; ihre Struktur und die erforderlichen Schaltungsverbindungen sind jedoch bei diesen größeren Speichern die/gleichen, wie sie anhand der Einrichtung von Fig. 1 erläutert werden.

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In der Speichereinrichtung von Fig. 1 können vier Worte gespeichert werden, von denen jedes drei Bits umfaßt. Die einzelnen Wortbereiche dehnen sich in vertikaler Richtung entlang der Spalten der Matrix aus, und die Bitpositionen gleicher Stellenordnung der verschiedenen Wörter liegen auf einer horizontal verlaufenden Zeile der Matrix. Die Speichermatrix befindet sich auf einer Grundplatte 10, die mit einem eine glatte Oberfläche bildenden Material 12 beschichtet ist. Auf der Oberfläche der Schicht 12 befinden sich vier vertikal verlaufende dünne Streifen 14 aus magnetischem Material, das eine magnetische Anisotropie aufweist und dessen leichte Magnetisierungsachse in vertikaler Richtung parallel zum Pfeil 15 verläuft. Ein Umschalten der Magnetschichten erfolgt durch Drehung der Magnetisierungsvektoren. Die Magnetschicht einer jeden Speicherposition zeigt ein Eindomänenverhalten, Hierdurch erfolgt die Umschaltung wesentlich rascher als im Falle des Umschaltens durch Domänenwandbewegungen, wie es beispielsweise bei den bekannten ringförmigen Magnetkernen geschieht. Unmittelbar oberhalb der Streifen 14 sind Wortleitungen 16 angeordnet, die in der gleichen Richtung verlaufen wie die Streifen 14. Oberhalb der Wortleitungen 16 befinden sich Streifen 18 aus Isolationsmateriäl, die sich horizontal, also orthogonal zu den Streifen 14 und 16 über die Matrix ausdehnen. Die Streifen 18 dienen dazu, die Wortleitungen 16 von Ziffernleitungen 20 zu isolieren, die sich oberhalb der Streifen 18 befinden und in der gleichen Richtung wie dieoe verlaufen« Auf den Ziffernleitungen 20 L·., schließlich ein Joch 22

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angeordnet, das die gesamte Matrix überdeckt. Das Joch 22 besteht aus einem magnetischen Material hoher Permeabilität und einem linearen Verhalten mit einem Minimum an Hystereseverlusten. In der Fig. 1 ist das Joch 22 nur in der linken oberen Ecke der Matrix dargestellt; der übrige Teil des Joches ist zum Zwecke der besseren Darstellung weggelassen.

Die 12 Speicherpositionen der Matrix werden an den Stellen der Magnetschichtstreifen 14 gebildet, an denen sich die Ziffernleitungen 20 mit den Wortleitungen 16 kreuzen. Da die Streifen 14 eine magnetische Vorzugsachse in Längsrichtung aufweisen, sind die Magnetisierungsvektoren einer jeden Speicher stelle bei Abwesenheit eines äußeren Magnetfeldes in Rieh-, tung der Vorzugsachse, also in Längsrichtung der Streifen 14 orientiert. Die beiden binären Speicherzustände werden dadurch erzielt, daß die Magnetisierungsvektoren entweder in der einen oder in der anderen Richtung entlang der Vorzugsachse ausgerichtet werden. An die gesamte Matrix wird ein kontinuierliches Vor spannungsfeld 24 entlang der harten Magnetisierungsachse durch eine Spulenanordnung 26 angelegt. Hierdurch drehen die Magnetisierungsvektoren der Spei ehe rs teilen aus ihrer jeweiligen Speicherlage in Richtung des Vor spannung sfeldes heraus.

Mit den Wortleitungen 16 ist eine Wortauswahl- und Treiberschaltung 30 verbunden. Diese Schaltung 30 liefert während jeder Schreiboperation -und auch während jeder Leseoperation ein Signal zu einer ausgewählten der

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Wortleitungen 16. Im Falle der zerstörungsfreien Entnahme haben beide Signale die gleiche Amplitude. Wenn eine der Wortleitungen 16 von dem von der Schaltung 30 gelieferten Strom durchflossen wird, erzeugt sie ein Magnetfeld in Richtung der harten Achse, d.h. rechtwinkelig zur leichten Achse 15, Dieses Feld ist hinreichend stark, um die Magnetisierungsvektoren entlang der harten Achse auszurichten. Bei Fehlen eines Ziffern-Auswahl-Signals auf den Ziffernleitungen 20 wird somit durch das Wortfeld die in den Speicher stellen des ausgewählten Wortes gespeicherte Information zerstört.

Die Ziffernleitungen 20 dienen sowohl als Treibleitungen während einer Einschreiboperation als auch als Leseleitungen zur Anzeige der gespeicherten Daten während einer Leseoperation. Die jeweilige Funktion, welche von den Ziffernleitungen 20 auszuführen ist, wird durch Schalter und 36 gesteuert. Während einer Schreiboperation verbindet der Schalter 34 die Ziffernleitungen mit Ziffernauswahl- und Treibschaltungen 40. Außerdem verbindet der Schalter 36 während einer Schreiboperation die Ziffernleitungen 20 über nicht benannte Widerstände mit Erdpotential. Während einer Leseoperation werden die linken Enden der Ziffernleitungen durch die Schalter 34 an Erdpotential angeschlossen, und die rechten Enden der Leitungen 20 sind über die Schalter 36 mit je einer Last 42 verbunden.

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Eine normale Lese- und Schreiboperation der Speichereinrichtung wird ausgeführt, indem zuerst von der Wortauswahl- und T reib schaltung 30 ein Wortstrom zu einer ausgewählten Wortleitung 16 geliefert wird, beispielsweise zur zweiten Wortleitung von links in der Matrix. Hierdurch wird die Magnetisierung in den drei Spei eher stellen dieser Wortleitung in die Richtung der harten Achse ausgelenkt. Während dieser Auslenkung wird ein Lesesignal in die Leitung 20 induziert, welches unter Wirkung der entsprechend eingestellten Schalter 34 und 36 zu den Last-Schaltungen 42 gelangt. Hiernach werden die Schalter 34 und 36 zusammen mit der Ziffernauswahl- und Treiberschaltung 40 entsprechend eingestellt, um über die Ziffernleitungen 20 entweder das ausgelesene Datenwort wieder einzuschreiben oder ein neues Datenwort in die betreffende Spalte der Matrix einzuspeichern. Die hierzu den Leitungen 20 zugeführten Ziffernströme, durch die an die Speicherstellen Magnetfelder in eine der Richtungen der leichten Achse angelegt werden, werden in für sich bekannter Weise noch eine kurze Zeit nach Abklingen der Wortströme auf den Leitungen 16 aufrechterhalten.

Es ist auch möglich, bei der dargestellten Speichereinrichtung einen zerstörungsfreien Lesebetrieb auszuführen, um eine einmal gespeicherte Information wiederholt und ohne die Notwendigkeit der Rückspeicherung aus dem Speicher entnehmen zu können. In diesem Falle sind ^ie von der Wortauswahl- und T reib schaltung 30 erzeugten, der jeweils

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ausgewählten Wortleitung 16 zugeführten Lese-Treibströme kleiner als im vorausgehend erläuterten Fall der zerstöra Entnahme. Die Signale sind aber noch immer ausreichend groß, um auswertbare Lesesignale in die Leitungen 20 zu induzieren. Da/lurch die geringeren Treibströme auf den Leitungen 16 die Auslenkung der Magnetisierung in den Sp ei ehe rs teile η nicht mehr vollkommen in die Richtung der harten Achse erfolgt, kehrt die Magnetisierung der Speicher stellen nach Beendigung der Lese-Treibströme in ihre ursprüngliche Speicherlage zurück.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die Struktur der Speichereinrichtung von Fig. 1 im Querschnitt. In jeder dieser Figuren ist die oben beschriebene Schichtfolge, bestehend aus der Grundplatte 10, der glättenden Schicht 12, dem Magnetschicht-Streifen 14, der Wort-Treibleitung 16, der Isolationsschicht 18, der Ziffernleitung 20 und dem Joch 22, dargestellt. Das Joch 22 wurde in den Fig. 2 und 3 der Vollständigkeit halber mitgezeichnet, obwohl es in Fig. 1 durch die verwendete Bruchdarstellung weggelassen ist. Wie aus den Fig. 2 und 3 klar ersichtlich ist, verlaufen die leichten Achsen 15 der magnetischen Streifen 14 parallel zur Längsausdehnung der Wortleitungen 16. Die Anordnung der Speicherelemente in bezug auf die Wort- und Ziffernleitungen weicht bei der erfindungsgemäßen Einrichtung von der üblicherweise für einschichtige, magnetische Dünnschichtspeicher verwendeten Anordnung ab. Bei der dargestellten Einrichtung sind die Wortleitungen 16 unmittelbar ober-

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halb der magnetischen Streifen 14 angeordnet, und die Ziffernleitungen 20 befinden sich oberhalb der Wortleitungen. Bei den bekannten Anordnungen sind dagegen unmittelbar oberhalb der Speicherschicht die Ziffernleitungen und erst über diesen die Wortleitungen angebracht.

Die Anbringung der Wortleitungen 16 anstelle der Ziffernleitungen in unmittelbarer Nähe der Magnetschicht-Streifen 14 verringert die erforderliche Worttreibstrom-Leistung. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß, je «*«iW eine Treibleitung einer Magnetschicht benachbart ist," in welcher durch einen Strom auf der Treibleitung ein Magnetfeld vorgegebener Intensität erzeugt werden soll, desto kleiner ist der zur Erzeugung dieses Magnetfeldes erforderliche Treibstrom. Die Herabsetzung des Worttreibstromes ist bei den meisten magnetischen Dünnschichtspeichern von erheblicher Bedeutung, da der zum Speicher betrieb erforderliche Wortstrom viel größer ist als der benötigte Zifferntreibstrom. Durch die Verringerung des erforderlichen Worttreibstromes auf Kosten eines höheren Ziff erntreib stromes wird die von den Treiberschaltungen der Speichereinrichtung nach Fig. 1 aufzubringende maximale Treibleistung reduziert, wodurch die Verwendung von weniger Aufwand erfordernden T reib schaltungen möglich wird. Des weiteren wird durch die Herabsetzung des erforderlichen Worttreibstromes auch das Streufeld verkleinert, welches erzeugt wird, wenn die Wortleitung 16 einer ausgewählten Spalte der Matrix erregt wird. Dieses Streufeld er-

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faßt die Speicherstellen der benachbarten Spalten, und wenn der Abstand zwischen benachbarten Wortleitungen zu klein gewählt wird, können diese Streufelder für sich und in Kombination mit den Ziffernfeldern ein Kriechsehalten in nicht ausgewählten Speicherstellen hervorrufen, was zu einem Verlust der gespeicherten Information führt. Unter Kriechsehalten wird hier die Eigenschaft der dünnen Magnetschichten verstanden, bei wiederholtem Anlegen von Streufeldern, die für sich zum Auslösen eines Rotations Schaltens nicht stark genug sind, Domänenwandbewegungen auszulösen, durch die im Laufe der Zeit die die gespeicherte Information darstellende Magnetisierungsrichtung in der Magnetschicht umgekehrt wird.

Durch die in der vorausgehenden Beschreibung erläuterte Anordnung ist es wegen der Streufeldreduzierung möglich, eine Speichereinrichtung mit einer hohen Speicherstellendichte entlang der Wortleitungen herzustellen.

Dieser Effekt wird durch das Anlegen eines Vorspannungsfeldes in Richtung der harten Achse unterstützt.

Wie bereits oben angedeutet, wird durch die Spulen 26 ein kontinuierliches Vorspannungsfeld in Richtung der harten Achse an alle Speicherelemente der Matrix von Fig. 1 angelegt. Dieses Vorspannungsfeld ist in Fig. 1 durch den Pfeil 24 angegeben; es hat die gleiche Richtung wie

η η π ■ ,· ■; /1 / ι ι

die entlang der harten Achse gerichteten, durch Pfeile 16Y in Fig. 2 dargestellten Felder, die durch Ströme auf den Wortleitungen 16 erzeugt werden. Da die verschiedenen Spei eher stellen jeweils aus einer einzelnen Lage Magnetmaterial bestehen, bildet sich im magnetischen Joch 22 ein Rückflußpfad für das Wort-Treibfeld 16Y sowie für die Zifferntreibfelder aus. Hierdurch wird ebenfalls den Streufeldeinflüssen entgegengewirkt. Durch das Vormagnetisierungsfeld 24 kann der Wort-Treibstrom für die Lese- und Schreiboperationen weiter reduziert werden. Dennoch wirkt das Vormagnetisierungsfeld, da es zur gleichen Zeit an alle Speicherstellen der Matrix angelegt wird, unterstützend auf das Streufeld in denjenigen Speicher stellen, die einer ausgewählten Wortleitung benachbart sind. Man könnte nun erwarten, daß die Anwesenheit des Vorspannungsfeldes die Tendenz der Speichers chi cht zum Kriechschalten bei wejiderholter Anlegung von Streufeldern unterstützt, obgleich natürlich diese Streufelder durch den verringerten Treibstrom relativ klein sind. Dies ist jedoch nicht der Fall. Es hat sich in umfangreichen Versuchen gezeigt, daß der günstige Einfluß der durch die Verwendung des Vormagnetisierungsfeldes ermöglichten Reduzierung der Wort-Treibströme überwiegt. Es wurde gefunden, daß in Speichereinrichtungen der in Fig. 1 dargestellten Art ein großer Teil der Speicheretellen unter erschwerten Teetbedingungen (hohe Zahl aufeinanderfolgender Lese- und Wiedereinechreib -Operationen, Temperatur Schwankungen usw.) nicht mehr zufriedenstellend arbeitet, wenn das Vormagtieierungsfeld 24 fehlt. Wird dagegen das Vormagnetisierungsfeld an-

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gelegt und in Übereinstimmung damit der Wort-Treibstrom reduziert, dann arbeiten bei den gleichen Speichermatrizen alle Speicher stellen unter den vorerwähnten erschwerten Bedingungen zufriedenstellend.

Eine gemäß Fig. 1 aufgebaute Speicheranordnung, bei der diese Tests durchgeführt wurden, besitzt Wortleitungen mit einer Breite W₁ von 0, 1 mm und Wortleitungsäb stände S von 0, 1 mm. Die Dimensionen für die Breite der Ziffernleitungen und deren Abstand voneinander ist wesentlich größer als für die Wortleitungen. Z.B. wurde eine Speichereinrichtung gebaut, bei der die Wortleitungsbreite W. und der Wortlei tungsabstand S bei 0, 12 mm lagen, während die Ziffernleitungsbreite W und der Ziffernleitungsabstand S 0, 75 mm aufwiesen, also sechsmal

Ld Lt

größer als die entsprechenden Abmessungen der Wortleitungen waren.

Die Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf eine Grundplatte 1OA, auf der sich eine geschlossene Schicht 12A aus Isoliermaterial befindet, über der eine ebenfalls geschlossene dünne Schicht 14A aus magnetischem Material, wie beispielsweise Permalloy, angeordnet ist. Während der Aufbringung der Magnetschicht 14A wird ein Magnetfeld angelegt, wodurch die Schicht eine magnetische Anisotropie erhält. Obwohl es möglich ist, eine Schicht herzustellen, in der die magnetische Vorzugsachse in bezug auf die Fig. 4 genau vertikal verläuft, kann es während der Herstellung dennoch vorkommen, daß die Vorzugsachse vo: der vertikalen Richtung

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etwas abweicht, wie es in Fig. 4 durch die Pfeile 15A dargestellt ist. Die Schicht 14A von Fig. 4 wird durch Anwendung einer geeigneten Photo-Ätztechnik in beispielsweise vier Streifen 14A aufgeteilt, wie es die Fig. 5 zeigt. Auf diese Anordnung werden in der vorhergehend beschriebenen Folge die Wort- und Bitleitungen 16 und 20, die Isolierschicht 18 und das magnetische Joch 22 aufgebracht.

Das Vorhandensein einer S ehr ag stellung der leichten Achse beeinflußt die Amplitude des Ausgangs signals, das während einer Leseoperation erzeugt wird. Diese Beeinflussung besteht darin, daß das Ausgangssignal einen größeren Wert annimmt, wenn die betreffende Sp ei ehe rs teile in dem einen binären Speicherzustand steht, und einen kleineren Wert annimmt, wenn sich die Speicher stelle im entgegengesetzten Speicherzustand befindet. Die Fig. 5A zeigt einen Teil eines Streifens 14A von Fig. 5 in vergrößerter Darstellung. Es wird angenommen, daß dieser Teil des Streifens als Speicher stelle dient. Des weiteren wird angenommen, daß die Anordnung bei Abwesenheit des Vorspannungsfeldes betrieben werden soll und daß der Binärwert 1 gespeichert ist, wenn die Magnetisierungsvektoren in der Zeichnung nach oben gerichtet sind, wie es der Pfeil 14-1 angibt, und bei Speicherung einer binären 0 in die entgegengesetzte Richtung zeigen, wie es durch den Pfeil 14-0 dargestellt ist. Eine Wertentnahme erfolgt durch Erregung der Wort_r leitung, so daß das in der Richtung der harten Achse verlaufende Mag-

n π π;-) /. η /1 / ι 1

netfeld 16Y an die Speicher stelle angelegt wird. Dieses Feld bewirkt eine Verdrehung der Magnetisierung s vektor en im Uhrzeigersinn im Falle der Speicherung einer Null (Richtung 14-0) und im entgegengesetzten Uhrzeigersinn im Falle der Speicherung einer binären Eins (Richtung 14-1). Die Polarität des in der Ziffernleitung erzeugten Ausgangssignals zeigt die gespeicherte Binärinformation an. Da der Betrag der Drehung, die durch Anlegen des Feldes 16Y erzeugt wird, nicht nur von der Intensität dieses Feldes sondern auch von der Richtung der Magnetisierungsvektoren abhängt, den diese vor Anlegen des Feldes einnehmen, ist bei schrägstehender Vorzugsachse, wie in Fig. 5A dargestellt, die Amplitude des Aus gangs signals für den Binärwert Eins größer als für den Binärwert Null.

Da in der dargestellten Speichereinrichtung die Ziffernleitungen von den Speicherschichten durch die Wortleitungen getrennt sind, sind die Ausgangssignale schwächer als bei Anordnungen, wo sich die Ziffernleitungen direkt oberhalb der Magnets chichten befinden. Es wurde jedoch festgestellt, daß dieser schädliche Einfluß durch das Vormagnetisierungsfeld entlang der harten Achse weitgehend beseitigt wird. Die Intensität des Vormagnetisierungsfeldes muß natürlich ausreichend groß sein, um die oben erläuterte Reduzierung des Wortstromes zu ermöglichen. Bei einer derartigen Bemessung der Intensität des Vormagnetisierungsfeldes kann eine Ausgangssignalamplitude erhalten werden, die für beide

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Binärwerte, also für beide Polaritäten, gleich groß ist und zudem über der Amplitude liegt, die bei Fehlen eines Vormagnetisierungsfeldes erhalten wird. Dies rührt daher, daß die Anwesenheit des Vormagnetisierungsfeldes eine schnellere Drehung der Magnetisierungsvektoren während einer Leseoperation bewirkt, wodurch größere Ausgangs signale in den Ziffernleitungen induziert werden. Eine weitere vorteilhafte Folge des Vormagnetisierungsfeldes besteht darin, daß beim Einschreiben die Zifferntreibimpulse schwächer sein können als bei einer entsprechenden Speichereinrichtung, die kein Vormagnetisierungsfeld verwendet.

Es ist zu bemerken, daß durch die streifenförmige Ausbildung der Magnetschichten bei der in Fig. 1 dargestellten Speichereinrichtung die ■Wortleitungen wesentlich enger benachbart angeordnet werden können, als dies bei Speichereinrichtungen möglich ist, die eine kontinuierliche, die gesamte Matrix überdeckende Magnetschicht verwenden. Andererseits ist die Herstellung der Streifenschichten wesentlich einfacher als die Herstellung diskreter Magnetschichtelemente. Die dargestellte Anordnung gestattet jedoch nicht nur eine einfache Herstellung, sondern führt auch auf Grund der oben erläuterten Umstände zu einem hohen Ertrag an zufriedenstellend arbeitenden Speicherebenen.

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Claims (5)

- 18 - Böblingen, 21. 12. 1967 km-hn PATENTANSPRÜCHE

1. Wortorganisierter magnetischer Dünnschichtspeicher mit anisotropen Magnetschichten und mit diesen benachbarten Treibleitungen zur Erzeugung von Magnetfeldern für die Einspeicherung und Entnahme binärer Daten, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

a) es sind mehrere einlagige, streifenförmige Magnetschichten vorgesehen, die zueinander parallel verlaufen, deren Längs ausdehnung mit der Wortrichtung übereinstimmt und deren Vorzugsachse wenigstens annähernd parallel zur Längsausdehnung ausgerichtet ist,

b) zur Auslenkung der Magnetisierung in die Richtung der harten Achse dienende Wort-Treibleitungen (16) verlaufen über den Magnetschichten parallel zu deren Vorzugsachsen,

c) oberhalb von den Wortleitungen sind von diesen isoliert und orthogonal verlaufend Bitleitungen (20) angeordnet, die an ihren Kreuzungs stellen mit den Magnetschicht-Streifen und den Wort-Treibleitungen Speicher stellen definieren,

d) an die Magnetschichten wird ein kontinuierliches Vorspannungs feld (24) angelegt, welches die Magnetisierung s vektor en ,der

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Magnetschichten aus derjenigen Richtung der Vorzugsachse, in der sie sich zur Darstellung des jeweils gespeicherten Binärwertes gerade befinden, leicht in Richtung der harten Achse herausdrehen.

2. Dünnschichtspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich oberhalb der Bitleitungen (20) ein die gesamte Speicherebene überdeckendes Joch (22) aus hochpermeablem Magnetmaterial befindet.

3. Dünnschichtspeicher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen benachbarten Bitleitungen (20) wesentlich · größer ist als der Abstand zwischen benachbarten Wortleitungen (16).

4. Dünnschichtspeicher nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen benachbarten Bitleitungen (20) etwa sechsmal größer ist als der Abstand zwischen benachbarten Wortleitungen (16).

5. Dünnschichtspeicher nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bitleitungen (20) in für sich bekannter Weise unter Verwendung entsprechender Umschalter (34, 36) bei Einschreiboperationen als Bit-Treibleitungen und bei Entnahmeoperationen als Leseleitungen dienen.

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