JP2612561B2

JP2612561B2 - ブロツホラインメモリ

Info

Publication number: JP2612561B2
Application number: JP61187855A
Authority: JP
Inventors: 弘米田; 武夫小野; 仁織田; 晄新見
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-08-12
Filing date: 1986-08-12
Publication date: 1997-05-21
Anticipated expiration: 2012-05-21
Also published as: JPS6344395A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明はブロッホラインメモリに関する。ブロッホラ
インメモリは極めて高い密度にて情報を記録することが
できるメモリとして各種電子装置への応用が考えられ
る。

［従来の技術］現在、コンピュータ用外部メモリ、電子ファイル用メ
モリ、静止画ファイル用メモリ等のメモリとしては、磁
気テープ、ウインチェスターディスク、フロッピーディ
スク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気バブルメモリ
等の各種のメモリデバイスが使用されている。これらの
メモリデバイスのうちで、磁気バブルメモリを除く他の
メモリは情報の記録や再生の際に記録再生用ヘッドをメ
モリに対し相対的に移動させることが必要である。即
ち、この様なヘッドの相対的移動にともない、該ヘッド
により情報トラックに固定的に情報列を記録したり該情
報トラックに固定的に記録されている情報列を再生した
りする。

しかるに、近年、次第に記録密度の高度化が要求され
るにつれて、ヘッドを情報トラックに正確に追従させる
ためのトラッキング制御が複雑になり該制御が不十分な
ために記録再生信号の品位が低下したり、ヘッド移動機
構の振動やメモリ表面に付着したゴミ等のために記録再
生信号の品位が低下したり、更に磁気テープ等ヘッドと
接触しながら記録再生を行なうメモリの場合には摺動に
より摩耗が発生し、光ディスク等ヘッドと非接触にて記
録再生を行なうメモリの場合には合焦のためのフォーカ
シング制御が必要となり該制御が不十分なために記録再
生信号の品位が低下したりするという問題が生じてい
る。

一方、磁気バブルメモリは、所定の位置にて情報の記
録を行ない該記録情報を転送することができ且つ情報を
転送しながら所定の位置にて情報を再生することができ
記録再生に際しヘッドとの相対的移動を必要とせず、こ
のため記録密度の高度化に際しても上記の様な問題を生
ずることがなく、高信頼性を実現することができると考
えられている。

しかしながら、磁気バブルメモリは磁性ガーネット膜
等の膜面に垂直な方向に磁化容易軸をもつ磁性薄膜に磁
界を印加することにより生ぜしめられる円形の磁区（バ
ブル）を情報ビットとして用いるため、現在のガーネッ
ト膜の材料特性から制限される最小バブル（直径0.3μ
ｍ）を使用しても数十Ｍビット/cm²が記録密度の限界で
あり、更なる高密度化は困難である。

そこで、最近、上記磁気バブルメモリの記録密度の限
界を越える記録密度をもつメモリとしてブロッホライン
メモリが注目されている。このブロッホラインメモリ
は、磁性薄膜に生ぜしめられる磁区の周囲に存在するブ
ロッホ磁壁構造に挟まれたネール磁壁構造（ブロッホラ
イン）の対を情報ビットとして用いるものであるため、
上記磁気バブルメモリに比べて２桁近い記録密度の高度
化が可能である。たとえば、バブル径0.5μｍのガーネ
ット膜を使用した場合、1.6Gビット/cm²の記録密度を達
成することが可能である［「日経エレクトロニクス」19
83年８月15日,p141〜167 参照］。

第３図にブロッホラインメモリを構成する磁性体構造
の一例の模式的斜視図を示す。

図において、２はGGG,NdGG等の非磁性ガーネットから
なる基板であり、該基板上には磁性ガーネット薄膜４が
付与されている。該膜は、たとえば液相エピタキシャル
成長法（LPE法）により成膜することができ、その厚さ
はたとえば５μｍ程度である。６は磁性ガーネット薄膜
４中に形成されたストライプ状磁区であり、該磁区の内
外に境界領域として磁壁８が形成されている。該ストラ
イプ状磁区６の幅はたとえば５μｍ程度であり長さはた
とえば100μｍ程度である。また、磁壁８の厚さはたと
えば0.5μｍ程度である。矢印で示される様に、磁区６
内においては磁化の向きは上向きであり、一方磁区６外
においては磁化の向きは下向きである。

磁壁８内における磁化の向きは内面（即ち磁区６側の
面）側から外面側へと次第にねじれた様に回転してい
る。この回転の向きは磁壁８中に垂直方向に存在するブ
ロッホライン10を境界としてその両側では逆になる。第
３図においては磁壁８の厚さ方向の中央部における磁化
の向きが矢印で示されており、ブロッホライン10におけ
る磁化の向きも同様に示されている。

尚、以上の様な磁性体構造には外部から下向きのバイ
アス磁界H_Bが印加されている。

図示される様に、ブロッホライン10には磁化の向きの
異なる２つの種類が存在し、これらのブロッホラインの
対の有無を情報“1",“0"に対応させる。該ブロッホラ
イン対は磁壁８中において規則正しい位置即ちポテンサ
ルウェルのうちのいづれかに存在する。また、ブロッホ
ライン対は基板面に垂直なパルス磁界を印加することに
より各々が隣りのポテンサルウェルへと順次転送され
る。かくして、ブロッホラインメモリへの情報の記録
（磁壁８へのブロッホライン対の書込み）及び該ブロッ
ホラインメモリに記録されている情報の再生（磁壁８中
のブロッホライン対の読出し）は、ブロッホライン対を
磁壁８内で転送しながらそれぞれ所定の位置で行なうこ
とができる。上記情報の記録及び再生はいづれもそれぞ
れ基板面に垂直な所定の強さのパルス磁界を所定の部分
に印加することで行なうことができ、第３図には示され
ていないが、これら記録及び再生のためのパルス磁界印
加手段として磁性薄膜４の表面にストライプ状磁区６に
対しそれぞれ所定の位置関係にてパルス通電用の導体パ
ターンが形成される。

［発明が解決しようとする問題点］しかして、従来、以上の様なブロッホラインメモリに
おいては、情報の消去即ち磁壁からのブロッホライン対
の除去は次の様にして行なわれていた。

第４図（ａ），（ｂ）は従来のブロッホラインメモリ
における情報消去動作を説明するための模式的平面図で
ある。

第４図において、４は磁性薄膜であり、６はストライ
プ磁区であり、８は磁壁である。磁区６内においては磁
化の向きは上向きであり、一方磁区６外においては磁化
の向きは下向きである。ストライプ磁区６の先端部上に
は該磁区を横切る方向に平行に延びている２本のライン
状の導体パターン12a,12bが設けられている。該パター
ンはストライプ磁区先端部切断用のものである。

磁壁８中にはブロッホライン10a,10b,10c,10dが存在
している。ブロッホライン10aと10bとが対をなし且つブ
ロッホライン10cと10dとが対をなしている。ここで、ブ
ロッホライン対10a,10bを除去する場合には、該ブロッ
ホライン対とそれに隣接するブロッホライン対の一方の
ブロッホライン10cとをストライブ磁区６の先端部に移
動させる［第４図（ａ）］。次に、導体ライン12a,12b
に逆向きのパルス電流を流すことにより、ストライプ磁
区６の該導体ライン12a,12b間に対応する部分に該磁区
内の磁化の向きと逆向きの磁界を印加して該磁区先端部
の切断を行ない磁気バブル14を生ぜしめる［第４図
（ｂ）］。

これにより、ブロッホライン10a,10b,10cはいづれも
磁気バブル14とともにストライプ磁区６から切離され、
同時に該磁区及び磁気バブル14の切断部分には新たにブ
ロッホライン10e,10fが生ずる。このストライプ磁区６
に新たに生ずるブロッホライン10eは上記ブロッホライ
ン10cと同一であり、該ブロッホライン10eとブロッホラ
イン10dとがブロッホライン対を構成する。かくして、
磁壁８から１つのブロッホライン対10a,10bが除去され
たことになる。この様な動作を繰返し行なうことによっ
て所望のブロッホライン対を除去することができる。

ところで、以上の様な従来のブロッホラインメモリに
おいては、リセットやイニシャライズの際に全情報を消
去する場合には上記の様に情報を１単位づつ順次消去せ
ねばならず、消去動作に時間がかかるという難点があっ
た。更に、消去動作を制御するための周辺回路も複雑に
なるという難点があった。

そこで、本発明は、上記の様な従来のブロッホライン
メモリの情報消去における問題点を解決し、簡単な構成
で高速且つ良好に情報を消去し得るブロッホラインメモ
リを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとし
て、磁性薄膜中のストラップ磁区の磁壁内におけるブロッ
ホラインを用いて情報の記録を行なうブロッホラインメ
モリにおいて、前記ストライプ磁区を加熱する加熱手段
と、前記磁性薄膜の膜面に平行な面内磁界を前記ストラ
イプ磁区の長手方向に印加する磁界印加手段とを有し、
前記加熱手段が前記ストライプ磁区の全体を覆うように
前記磁性薄膜上に形成した発熱層と該発熱層を発熱させ
る発熱手段とを備え、前記発熱手段により前記発熱層を
発熱させることにより前記ストライプ磁区を加熱し、前
記磁界印加手段により前記ストライプ磁区に前記面内磁
界を印加することにより前記ストライプ磁区の前記長手
方向に延びる磁壁内におけるブロッホラインを一括消去
することを特徴とするブロッホラインメモリ、が提供される。

［実施例］以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説
明する。

第１図（ａ）は本発明によるブロッホラインメモリの
一部切欠斜視図であり、第１図（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面
図である。

第１図において、２は非磁性ガーネット基板であり、
４は磁性ガーネット薄膜である。該磁性ガーネット薄膜
中にはストライプ状の平面形状を有する磁区６が形成さ
れている。８は該ストライプ磁区６の周囲の磁壁であ
る。

ストライプ磁区６内における磁化の向きは上向きであ
り、該磁区外の磁性薄膜４の部分における磁化の向きは
下向きである。また、外部からは下向きのバイアス磁界
H_Bが印加されている。

磁性薄膜４の表面にはストライプ磁区６及び磁壁８に
対応する領域に該磁区及び磁壁を覆う様に発熱抵抗体層
20が形成されている。該発熱抵抗体層はたとえばHfB₂か
らなり、その厚さはたとえば0.15μｍ程度である。該発
熱抵抗体層の両端部には該抵抗体層に通電するための１
対のリード線22a,22bが付設されている。該リード線間
には不図示の電源が接続されている。

尚、図示はしないが、本実施例においては、磁性薄膜
４の膜面に平行な方向に磁界を印加するための手段が備
えられている。

第２図（ａ）及び第２図（ｂ）は本実施例における情
報消去動作を説明するための模式的平面図である。

第２図において、４は磁性薄膜であり、６はストライ
プ磁区であり、８は磁壁であり、10は該磁壁内のブロッ
ホラインである。第２図（ａ）は情報の存在する状態
（即ち、磁壁８中にブロッホライン対が存在する状態）
を示すものである。

不図示の電源によりリード線22a,22bを通じて発熱抵
抗体層20に電流を流すと、該発熱抵抗体層がジュール熱
を発生する。この熱はストライプ磁区６、磁壁８及びそ
の周囲の磁性薄膜４にも及びこの加熱部分の温度は上昇
する。該加熱部分の温度がキュリー点近傍に到達すると
次第に磁化の向きがランダムとなり常磁性状態に近づ
く。しかる後に、発熱抵抗体層20への電圧印加を除去す
ると、温度低下とともに再び磁化の向きが揃って強磁性
状態となる。この際に該加熱部分はその周囲の磁性薄膜
４の下向き磁化の漏れ磁束の向きに従って下向きに磁化
して、最初の状態の様なストライプ磁区６が形成され
る。この冷却の際に、磁性薄膜４の膜面内の方向好まし
くはストライプ磁区６の流手方向に磁界Ｈを印加してお
くことにより、該ストライプ磁区の周囲の磁壁８内の磁
壁磁化の向きを該面内磁界の向きとすることができる。
第２図（ｂ）はこの状態を示すものである。第２図
（ｂ）に示される様に、磁区の長手方向の両端部にはそ
れぞれ１つづつブロッホライン10が形成されるが、その
他の部分の磁壁磁化は外部面内磁界の向きとなり、この
部分にブロッホラインは存在しない。

かくして、本実施例によれば第２図（ｂ）の様な状態
を一義的に実現することができ、記録情報（即ち、ブロ
ッホライン対）の一括消去が可能である。

本実施例において、発熱抵抗体層の発熱により磁性薄
膜が上昇すべき温度は印加している面内磁界Ｈの強さに
応じて変わり、該面内磁界の強さが強い場合には温度は
キュリー点より低くても有効に一括消去が可能であり、
該面内磁界の強さがそれ程強くない場合には温度はキュ
リー点以上とするのが好ましい。たとえば、キュリー点
温度が200℃程度の磁性薄膜の場合、数十エルステッド
の外部面内磁界において温度上昇が150℃程度で上記の
様な一括消去動作が可能であることが実験により確認さ
れた。

上記実施例においては発熱抵抗体層が１つのストライ
プ磁区６に対応して設けられている例が示されており、
複数のストライプ磁区を有するブロッホラインメモリの
場合にも同様にして各ストライプ磁区に対応する様に発
熱抵抗体層を形成することにより、同様にして、各スト
ライプ磁区毎に情報の一括消去を行なうことができる。

一方、複数のストライプ磁区を有するブロッホライン
メモリの場合には、複数のストライプ磁区に共通の発熱
抵抗体層を付与することもできる。この場合には、複数
（たとえば全数）のストライプ磁区について同時に情報
の一括消去を行なうことができる。但し、この場合に
は、加熱部分の冷却時に所定の位置に所定のストライプ
磁区を発生させるための手段を付設しておくことが必要
となる。この様な手段としては、たとえば磁性薄膜表面
の所定位置に溝を形成しておいたりCrパターンを設けて
おいたりする等の従来ブロッホラインメモリにおいて磁
区形成及び位置固定のために周知の手段が例示される。
磁性薄膜表面に溝を形成しておいた場合には、冷却によ
って磁区が発生する際に溝部分にはその他の領域の磁化
からの反磁界が印加され、これにより溝部分の磁化の向
きは周囲の領域の磁化の向きと逆になり所定の位置にス
トライプ磁区が形成される。また、磁性薄膜表面にCrパ
ターンを設けておいた場合には、該パターン部分の磁性
薄膜が応力により周囲と異なる異方性をもつことになる
ので、上記溝形成の場合と同様の機能が実現される。

更に、以上の実施例においては磁区及び磁壁を加熱す
るための手段として磁性薄膜上に形成された発熱抵抗体
層と該発熱抵抗体層に通電する手段とからなるものが示
されているが、本発明においては加熱手段はその他の適
宜の手段たとえば金属層と該金属層を高周波誘導加熱す
る手段とからなるもの等であってもよい。

［発明の効果］以上の様な本発明によれば、加熱することにより磁性
薄膜の磁化の向きを一旦ランダムとした上で、再び情報
の記録されていない状態の磁壁構造を構成することがで
き、ブロッホライン対を１つづつ順次除去する従来のブ
ロッホラインメモリに比べて極めて短時間で記録情報の
一括消去が実現される。また、本発明によれば、従来の
ブロッホラインメモリの様に情報消去のための制御が複
雑ではなく、単に通電や高周波誘導等により発熱層を発
熱させることができるので、周辺回路が簡単になるとい
う利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明ブロッホラインメモリの一部切欠
斜視図であり、第１図（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図であ
る。第２図（ａ），（ｂ）は本発明ブロッホラインメモリに
おける情報消去動作を説明するための模式的平面図であ
る。第３図はブロッホラインメモリを構成する磁性体構造の
模式的斜視図である。第４図（ａ），（ｂ）は従来のブロッホラインメモリに
おける情報消去動作を説明するための模式的平面図であ
る。 2:基板、4:磁性薄膜、 6:磁区、8:磁壁、 10,10a〜10f:ブロッホライン、 12a,12b:導体ライン、 14:磁気バブル、20:発熱抵抗体層、 22a,22b:リード線。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性薄膜中のストラップ磁区の磁壁内にお
けるブロッホラインを用いて情報の記録を行なうブロッ
ホラインメモリにおいて、前記ストライプ磁区を加熱す
る加熱手段と、前記磁性薄膜の膜面に平行な面内磁界を
前記ストライプ磁区の長手方向に印加する磁界印加手段
とを有し、前記加熱手段が前記ストライプ磁区の全体を
覆うように前記磁性薄膜上に形成した発熱層と該発熱層
を発熱させる発熱手段とを備え、前記発熱手段により前
記発熱層を発熱させることにより前記ストライプ磁区を
加熱し、前記磁界印加手段により前記ストライプ磁区に
前記面内磁界を印加することにより前記ストライプ磁区
の前記長手方向に延びる磁壁内におけるブロッホライン
を一括消去することを特徴とするブロッホラインメモ
リ。
【請求項２】前記発熱層が発熱抵抗体層を備え、前記発
熱手段が前記発熱抵抗体層に通電加熱する手段を備える
ことを特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載のブロ
ッホラインメモリ。
【請求項３】前記発熱層が金属層を備え、前記発熱手段
が前記金属層を高周波誘導加熱する手段を備えることを
特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載のブロッホラ
インメモリ。