DE2509829A1

DE2509829A1 - Register mit magnetbereichsfortpflanzung

Info

Publication number: DE2509829A1
Application number: DE19752509829
Authority: DE
Inventors: Claude Battarel; Jean-Pierre Nori
Original assignee: TECSI Techniques et Systemes Informatiques
Current assignee: TECSI Techniques et Systemes Informatiques
Priority date: 1974-03-08
Filing date: 1975-03-06
Publication date: 1975-09-11
Also published as: BE825608R; FR2263579B2; US3997884A; GB1493194A; NL7502430A; FR2263579A2; IT1049245B

Description

Fo 9234

Dipl.-Ing. Jürgen WEINMILLER j S, MäfZ 1975 PATENTASSESSOR

SOSP^ GmbH

8COO München 8O

Zeppeünsir. 63

"TECSI" (Techniques et Syste*mes Informatiques) 46, rue La Boetie, 75008 PARIS (Frankreich)

REGISTER MIT MAGNETBEREICHSFORTPFLANZUNG Zusatz zum deutschen Patent Nr. 2 328

Diese Zusatz betrifft wie das Hauptpatent Speichervorrichtungen, die nach dem Prinzip der Mangetberexchsfortpflanzung in dünnen ferromagnetischen polykristallinen Schichten mit einachsiger Anisotropie, die auf ein Isoliersubstrat aufgetragen werden, arbeiten.

In einem solchen Register erfolgt die Magnetbereichsausbreitung in einer geeignet ausgebildeten weichen Magnetzone geringer Koerzitivkraft, die von einer zweiten Magnetzone größerer Koerzitivkraft umgeben wird. Die Steuerung erfolgt

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über einen Taktgeber.

Im Hauptpatent wird ein Register mit Magnetbereichsfortpflanzung in einer magnetischen Schicht mit einachsiger Anisotropie und geringer Koerzitivkraft, die von einer Magnetzone mit stärkerer Koerzitivkraft umgeben wird, beschrieben; bei diesem Register handelt es sich um ein gefaltetes Register, das mehrere parallele Abschnitte bildet, von denen jeder eine zentrale Zone und auf jeder Seite eine seitliche Zone aufweist, die Finger mit abwechselnd geraden und zur Achse des zentralen Bereichs geneigten Rändern aufweist; das Register enthält funktional einander zugeordnet s

1 - einen seitlichen mäanderförmigen Leiter mit mehreren Schenkeln, von denen jeder abwechselnd die Finger auf der einen und die Finger auf der anderen Seite des zentralen Bereichs und evtl. die Finger der gegenüberliegenden Seite des angrenzenden Abschnitts mit geringer Koerzitivkraft überdeckt, wobei der seitliche Leiter gleichzeitig den Aufbau der Magnetbereiche unter einem Schenkel und das Löschen der Magnetbereiche unter dem angrenzenden Schenkel bewirkt, sowie

2 - einen zentralen mäanderförmigen Leiter, dessen Breite in etwa der Breite des Raums zwischen zwei Schenkeln des seitlichen Leiters entspricht, beispielsweise O bis 40% größer oder kleiner ist, von dem jeder zweite Schenkel eine zentrale Zone des Abschnitts oder die zentralen Zonen von mehreren Abschnitten überdeckt, wobei dieser zentrale Leiter den Transport der Magnetbereiche aus den Fingern, die sich

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unter einem Schenkel des seitlichen Leiters befinden, in diejenigen Finger, die sich unter dem daneben liegenden Schenkel befinden, bewirkt.

In einem solchen Register genügt also ein System mit zwei Leitern, um das Fortschreiten der Magnetbereiche in einer Struktur aus einer dünnen magnetischen Schicht zu bewirken, in der Zonen mit geringer Koerzitivkraft in Form von asymmetrischen Zähnen mit schräger Flanke die Bewegung der Magnetbereiche in einer einzigen Richtung vorgeben. Der zentrale Leiter in einet ersten Ebene ermöglicht, wenn er von einem Strom einer ersten Polarität durchflossen wird, die Ausbreitung "cn Magnetbereichen in der ersten Magnetschicht im zentralen Bereich der Abschnitte oder Kanäle.

Der seitliche Leiter in der darüberliegenden Ebene wird von Impulsen wechselnder Polarität durchflossen, die gleichzeitig den Aufbau eines Magnetbereichs in einem oberen Finger des Kanals und das Löschen des anderen Endes desselben Magnetbereichs in einem unteren Finger des Kanals bewirken können. Die Information wird in Form eines Magnetbereichs festgehalten, dessen. Magnetisierung zur allgemeinen als Null-Magnetisierung definierten Richtung antiparallel ausgerichtet ist, die ihrerseits parallel zur Achse leichter Magnetisierbarkeit der weichen Magnetschicht verläuft. Die einachsige Anisotropie wird im Augenblick des Aufbringens der Magnetschicht durch ein Magnetfeld von 50 Oersted hervorgerufen.

Der informationstragende Magnetbereich wird in einem Finger des Kanals gespeichert, und seine Größe übertrifft die

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kritische Größe, unter der ein Magnetbereich sich spontan selbst löscht, hauptsächlich unter dem Einfluß des Entmagnetisierungsfeldes, das durch die an den beiden Spitzen des Magnetbereichs vorhandenen magnetischen Ladungen entgegengesetzten Vorzeichens erzeugt wird. Insbesondere ist für eine dünne Magnetschicht, deren Koerzitivkraftfeld gleich 3 Oersted ist, ein Magnetbereich von 10 αχ χ 100 ,u stabil.

Die Aufrechterhaltung von noch kleineren Magnetbereichen wäre möglich, wenn man ein äußeres Magnetfeld in der Richtung der Magnetisierung des Magnetbereichs beibehalten würde; ein äußeres Feld von 2 Oersted beispielsweise könnte einen Magnetbereich von 5/U χ 30 ,M. speichern und somit die Speicherdichte um einen erheblichen Faktor vergrößern.

Der vorliegende Zusatz zielt also darauf ab, die Speicherdichte in einem Register mit Magnetbereichsausbreitung gemäß dem Hauptpatent zu erhöhen. Gemäß diesem Zusatz ist eine zusätzliche harte Magnetschicht in Bändern aufgebracht, die parallel zur Achse schwerer Magnetisierbarkeit der weichen Schicht in einem bestimmten Abstand von diesem Bereich verlaufen. Vorteilhafterweise wird dieser Abstand zwischen 5 und 50 Mikron und vorzugsweise um 15 Mikron gewählt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Maske für das Aufbringen der zusätzlichen Schicht dieselbe, die auch für das Auftragen des seitlichen Leiters verwendet wird.

Man kann entweder diese Schicht auf den Leiter oder

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den Leiter auf diese Schicht oder sogar diese Schicht zwischen zwei Leiterbänder legen, die zusammen den Leiter bilden wurden.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von sechs Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Registers?

Fig. 2 zeigt im Schnitt das Register gemäß Fig. 1;

die Fig. 3 und 4 stellen einen Schnitt durch Varianten des erfindungsgemäßen Registers dar;

die Fig. 5 und 6 zeigen vqn oben und im Schnitt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Registers.

Fig. 1 zeigt den Aufbau der erfindüngsgemäßen Vorrichtung. Man erkennt den Magnetkanal 1, den zentralen Leiter 2 und den seitlichen Leiter 3 gemäß dem Hauptpatent. Bei dem Träger kann es sich um eine Glas-, Keramik- oder Metallplatte handeln. Die Glasplatte stellt die wirtschaftlichste Lösung dar und ermöglicht es außerdem, von der Unterseite des Trägers her die Magnetbereiche mithilfe des Kerr-Effekts zu beobachten.

In Fig. 2 sieht man besser die verschiedenen Bestandteile des dort im Schnitt gezeigten Registers. Der Magnetkanal 1, der direkt auf den Träger 4 aufgebracht wird, besteht aus einer gleichmäßigen weichen Schicht 1* und einer auf der weichen Schicht liegenden harten Schicht 1". Die weiche Schicht, beispielsweise eine chemisch erzeugte Schicht einer 55/42/3 Ni/Co/p-Legierung, die in einer Dicke von 1000 A bei einem richtenden Magnetfeld von 50 Oersted niedergeschlagen wurde,

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besitzt ein Koerzitivfeld von 3 Oersted und ein Anisotropiefeld von 30 Oersted.

Die harte Magnetschicht 1", beispielsweise ein chemischer Niederschlag von 97/3 Co/P in einer Stärke von 700 Ä, weist ein Koerzitivfeld von 1300 Oersted auf. Diese Schicht wird an der Stelle der Ausbrextungskanäle 1 für die Magnetbereiche in der weichen Schicht unterbrochen.

Auf diese beiden Schichten wird eine erste Isolierschicht 5, beispielsweise ein Polyimid, von 15 ,u Dicke aufgebracht, auf die der zentrale Leiter 2 aus mit 7,u Stärke elektrolytisch aufgetragenem Kupfer gelegt wird. Der mittlere Leiter wird von einer erfindungsgemäßen harten Magnetschicht 6 bedeckt. Diese Magnetschicht hat ein Koerzitivfeld, das zwischen dem Koerzitivfeld der ersten harten Schicht 1" (1300 Oersted) und dem Koerzitivfeld der weichen Schicht I¹ (3 Oersted) liegt; sie weist beispielsweise ein Koerzitivfeld von 200 Oersted auf.

Auf diese Weise ist es möglich, die Magnetisierung der ersten harten Magnetschicht 1" mit Hilfe eines Magnetfeldes von 1500 Oersted in einer Richtung der Achse leichter Magnetisierbarkeit der weichen Magnetschicht und die Magnetisierung der zweiten harten Schicht 6 in einer antiparallelen Richtung mit Hilfe eines Magnetfeldes von 300 Oersted ohne Beeinträchtigung der Magnetisierung der ersten harten Schicht 1" vorzunehmen .

Diese harte Magnetschicht 6 erzeugt ein Dauermagnetfeld von etwa 2 Oersted auf den Fingern des Kanals in Richtung

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der Magnetisierung der Magnetbereiche sowie ein Dauermagnetfeld von ebenfalls 2 Oersted im zentralen Bereich des Kanals in Richtung des Löschens der Magnetbereiche. Diese magnetostatischen Felder begünstigen die Arbeitsweise des Registers; einerseits wird das Löschen der Magnetbereichspitzen im mittleren Bereich erleichtert und andererseits bleiben die Magnetbereiche in den Fingern besser erhalten; zudem ermöglicht die Verringerung ihrer kritischen Größe eine Erhöhung der

Speicherdichte, die bis zu 50.000 Bits/cm erreichen kann.

Die Anwendung des Steuerstroms im mittleren Leiter erzeugt ein maximales Magnetfeld von 20 Oersted in Höhe der zusätzlichen harten Magnetschicht und stört somit nicht deren Magnetisierung.

In Fig. 2 ist zu sehen, daß die Magnetisierung M" der zusätzlichen harten Magnetschicht auf jedem Rand des mittleren Leiters eine magnetische Ladungslinie der Form ++++, ausbildet.

Diese Zusammenstellung von statischen Ladungen erzeugt ein magnetostatisches Feld Hm, das sich in Richtung des Verlöschens der Magnetbereiche unter den Abschnitten des zentralen Leiters und in Richtung des Aufbaus der Magnetbereiche zwischen den Abschnitten des zentralen Leiters befindet. Diese begünstigt die Informationsspeicherung in den Fingern und erleichtert die Arbeitsweise des Registers, wie oben bereits gesagt.

Die mittleren Leiter werden schließlich mit einer zweiten Isolierschicht 7 bedeckt, die ebenfalls aus Polyimid bestehen kann und 15 /U Stärke aufweist, auf die dann elektro-

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lytisch ein 14/U starker seitlicher Leiter 3 aufgebracht wird.

In Varianten der Erfindung kann die zusätzliche Magnetschicht unter dem zentralen Leiter (Fig. 3) oder irgendwo zwischen zwei leitenden Bändern 2¹ und 2" (Fig. 4) angeordnet werden, die dann den mittleren Leiter bilden wurden. In diesen beiden Figuren werden für analoge Bauteile dieselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet. Da das magnetostatische Feld Hm und die Wirkung in Höhe der weichen Magnetschicht dieselben sind wie in Fig. 1 , sind die Arbeitsweise des Registers und die durch die zweite harte Schicht erreichte Verbesserung ähnlich denen des Falls gemäß Fig. 1.

Eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird durch die Fig. 5 und 6 dargestellt; der Magnetkanal 8¹ mit geringer Koerzitivkraft, in dem sich die Magnetbereiche fortpflanzen, ist so ausgebildet, daß die Speicherplätze für die Information auf einer Seite verkürzt und auf der anderen verlängert werden, um zwei Plätze mit schräger Flanke so zu verbinden, daß die Information entlang der Achse leichter Magnetisierbarkeit im mittleren Bereich dauerhaft und in den Fingern mit schrägen Flanken, die sich unter einem seitlichen Leiter 9 befinden, lediglich vorübergehend eingespeichert werden. Der mittlere Leiter 10 hat genauso viele parallele Schenkel, wie Speicherplatzreihen im Register vorhanden sind; in den Fig. 5 und 6 sind zwei zu sehen, und er wird von Impulsen wechselnder Polarität durchflossen. Das Vorhandensein einer harten magnetischen Schicht 11 auf oder

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unter dem zentralen Leiter 10, die durch das Magnetfeld, das für die Orientierung der harten Magnetschicht 8" dient, ausgerichtet wird, erzeugt ein Feld in Richtung der Magnetisierung der Magnetbereiche in den zentralen P Lätzen und begünstigt somit die Erhaltung der Magnetbereiche geringer Größe in der weichen Magnetschicht 8¹. Bei dieser Variante kann die Magnetschicht 11 genauso beschaffen sein wie·die Magnetschicht 8". Diese Magnetschicht 11 erzeugt außerdem ein Löschfeld für diejenigen Magnetbereiche, die sich in den Fingern mit schrägen Flanken befinden, und unterstützt so das Entmagnetisierungsfeld, das durch die Schicht 8" an öfer Stelle der schrägen Flanken erzeugt wird, deren Wirkung zum Löschen der vorderen Spitze des gerade an einer solchen Stelle sich aufbauenden Magnetbereichs und somit zum Verhindern der Rückbewegung in den zentralen Platz, von dem der Magnetbereich gerade hergekommen ist, notwendig ist. Wie in den vorgenannten Fällen befindet sich das Register auf einem Glasträger 12, und die mittleren Leiter 10 liegen zwischen zwei Isolierschichten 13 und 14.

Die Anordnung von Bändern einer harten magnetischen Schicht auf einer Speicherstruktur, die Magnetbereiche zur Darstellung von Informationen benutzt, ermöglicht die Speicherung von Magnetbereichen geringer Größe, unabhängig davon, wie der Speicherpunkt im einzelnen aufgebaut ist, unter der Bedingung, daß er mindestens einen teilweise offenen Fluß zuläßt.

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Claims

PATENTANS PRÜCHE

1 -0 Register mit Magnetbereichsfortpflanzung in einer magnetischen Schicht mit einachsiger Anisotropie und geringer Koerzitivkraft, die von einer Magnetzone mit stärkerer Koerzitivkraft umgeben wird, wobei es sich bei diesem Register um ein gefaltetes Register handelt, das mehrere parallele Abschnitte bildet, von denen jeder eine zentrale Zone und auf jeder Seite eine seitliche Zone aufweist, die Pinger mit abwechselnd geraden und zur Achse des zentralen Bereichs geneigten Rändern aufweist, wobei das Register funktional einander zugeordnet enthält :

1 - einen seitlichen mäanderformigen Leiter mit mehreren Schenkeln, von denen jeder abwechselnd die Finger auf der einen und die Finger auf der anderen Seite des zentralen Bereichs und evtl. die Finger der gegenüberliegenden Seite des angrenzenden Abschnitts mit geringer Koerzitivkraft überdeckt, wobei der seitliche Leiter gleichzeitig den Aufbau der Magnetbereiche unter einem Schenkel und das Löschen der Magnetbereiche unter dem angrenzenden Schenkel bewirkt, sowie

2 — einen zentralen mäanderförmigen Leiter, dessen Breite in etwa der Breite des Raums zwischen zwei Schenkeln des seitlichen Leiters entspricht, beispielsweise O bis 40% größer oder kleiner ist, von dem jeder zweite Schenkel eine zentrale Zone des Abschnitts oder die zentralen Zonen von mehreren

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Abschnitten überdeckt, wobei dieser zentrale Leiter den Transport der Magnetbereiche aus den Fingern, die sich unter einem Schenkel des seitlichen Leiters befinden, in diejenigen Finger, die sich unter dem daneben liegenden. Schenkel befinden, bewirkt, entsprechend dem Hauptpatent 2 328 938_# dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche harte Magnetschicht (6) in Bändern aufgebracht ist, die parallel zur Achse schwerer Magnetisierbarkeit der weichen Magnetschicht (I¹) in einem bestimmten Abstand von dieser Schicht verläuft.

2 - Register gemäß Anspruch 1, dadurch gekennze ichnet, daß der Abstand zwischen 5 und 50 Mikron gewählt wird und vorzugsweise etwa 15yu beträgt.

3 - Register gemäß einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske für das Aufbringen der zusätzlichen Magnetschicht (6) dieselbe ist, wie die für den zentralen Leiter (2) verwendete Maske, so daß diese Schicht und der zentrale Leiter übereinander liegen.

4 - Register gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schicht (6) mit mindestens einer der Oberflächen des zentralen Leiters in Berührung steht.

5 - Register gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schicht (6) zwischen zwei leitenden Bändern (2¹, 2") liegt, die zusammen den zentralen Leiter (2) bilden (Fig. 4).

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6 - Register gemäß Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die asymmetrischen Zähne der zentralen Zone so verlängert sind, daß sie unter dem mittleren Leiter (10) parallel zur Achse leichter Magnetisierbarkeit verlaufende Bänder bilden und daß die schräg verlaufenden Abschnitte der Zähne unter den seitlichen Leiter (9) verlegt sind (Fig. 5 und 6).

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