JP2763917B2 - ブロッホラインメモリデバイス - Google Patents
ブロッホラインメモリデバイスInfo
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- JP2763917B2 JP2763917B2 JP1141321A JP14132189A JP2763917B2 JP 2763917 B2 JP2763917 B2 JP 2763917B2 JP 1141321 A JP1141321 A JP 1141321A JP 14132189 A JP14132189 A JP 14132189A JP 2763917 B2 JP2763917 B2 JP 2763917B2
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- Japan
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- magnetic
- stripe
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- film
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は記憶単位として垂直ブロッホライン対を用い
たブロッホラインメモリデバイスに関する。
たブロッホラインメモリデバイスに関する。
高密度記憶素子の開発に伴って、ブロッホラインメモ
リデバイスが記憶容量の膨大さ及び不揮発性であること
から近時注目されている。
リデバイスが記憶容量の膨大さ及び不揮発性であること
から近時注目されている。
ブロッホラインメモリデバイスは、情報記憶部をバブ
ル磁区を細長く伸ばしたストライプ磁区周辺磁壁で構成
し、その中に、安定に存在する垂直ブロッホライン対
（VBL対）の有無の形で情報を記憶させるというもので
ある。このブロッホラインメモリデバイスは基本的には
（ｉ）書込み部、（ii）記録転送部、（iii）読出し部
の三要素から成立っている。
ル磁区を細長く伸ばしたストライプ磁区周辺磁壁で構成
し、その中に、安定に存在する垂直ブロッホライン対
（VBL対）の有無の形で情報を記憶させるというもので
ある。このブロッホラインメモリデバイスは基本的には
（ｉ）書込み部、（ii）記録転送部、（iii）読出し部
の三要素から成立っている。
これらの要素によってブロッホラインメモリデバイス
を構成する際、前提となる技術としてストライプ磁区を
安定に存在させる技術と共に、（ｉ）及び（iii）の操
作において膜面に対し垂直方向のバイアス磁界HBを変化
（減少）させて所望の位置までストライプ磁区ヘッド部
を移動（引伸ばす）した時の位置制御技術が必要であ
る。
を構成する際、前提となる技術としてストライプ磁区を
安定に存在させる技術と共に、（ｉ）及び（iii）の操
作において膜面に対し垂直方向のバイアス磁界HBを変化
（減少）させて所望の位置までストライプ磁区ヘッド部
を移動（引伸ばす）した時の位置制御技術が必要であ
る。
このため従来は（ａ）磁性膜に棒状のグルーピングを
行なってグルーブの周囲にストライプ磁区を安定化させ
る、（ｂ）磁性膜上に高磁力面内磁化膜パタンを形成し
てストライプ磁区を静磁的に安定化させる、（ｃ）磁性
膜表面にイオン注入を行なって注入領域内でストライプ
磁区を安定させる等の方法が提案され、中でも（ａ）の
方法が現在広く採用されている。しかしこの方法はグル
ーブを形成するために燐酸による化学エッチング、イオ
ンミリングによる物理的エッチング等を施す必要があ
り、作製工程が複雑になり、またデバイスにダメージを
与え易いという欠点がある。
行なってグルーブの周囲にストライプ磁区を安定化させ
る、（ｂ）磁性膜上に高磁力面内磁化膜パタンを形成し
てストライプ磁区を静磁的に安定化させる、（ｃ）磁性
膜表面にイオン注入を行なって注入領域内でストライプ
磁区を安定させる等の方法が提案され、中でも（ａ）の
方法が現在広く採用されている。しかしこの方法はグル
ーブを形成するために燐酸による化学エッチング、イオ
ンミリングによる物理的エッチング等を施す必要があ
り、作製工程が複雑になり、またデバイスにダメージを
与え易いという欠点がある。
一方、（ｂ）の高磁力膜によるストライプ磁区の安定
化に関しては例えばJ.Appl.Phys.,63（８）,3171（198
8）にストライプ磁区の安定化と共に、ストライプ磁区
ヘッド部引伸ばしのための構成及び原理が示されてい
る。しかしこの方法は高磁力膜として面内方向に磁化し
た膜を使用するため、ストライプ磁区の周囲を囲む磁壁
の中に高磁力膜と重なる位置に形成された部分と高磁力
膜と重ならない位置に形成された部分とが生じて両部分
の磁壁の挙動に差が生じることになり、VBL対の円滑な
輸送には不利となる。第１図はこの様子を示したもの
で、図中１は高磁力膜パタン,2はこの高磁力膜により安
定化されたストライプ磁区、３−ａは高磁力膜と重なる
位置に形成された磁壁、３−ｂは同じく重ならない位置
に形成された磁壁を示す。また第２図には第１図の状態
からバイアス磁界HBを減少させた磁のストライプ磁区ヘ
ッド部の引伸ばしの様子を示す。図中１−１はストライ
プ磁区を安定に存在させるために必要な領域（以下パタ
ンＡという）であり、また２−２はバイアス磁界HBの減
少によりストライプ磁区ヘッド部を引伸ばした時のヘッ
ド部の位置制御を行なうのに必要な領域（以下パタンＢ
という）である。
化に関しては例えばJ.Appl.Phys.,63（８）,3171（198
8）にストライプ磁区の安定化と共に、ストライプ磁区
ヘッド部引伸ばしのための構成及び原理が示されてい
る。しかしこの方法は高磁力膜として面内方向に磁化し
た膜を使用するため、ストライプ磁区の周囲を囲む磁壁
の中に高磁力膜と重なる位置に形成された部分と高磁力
膜と重ならない位置に形成された部分とが生じて両部分
の磁壁の挙動に差が生じることになり、VBL対の円滑な
輸送には不利となる。第１図はこの様子を示したもの
で、図中１は高磁力膜パタン,2はこの高磁力膜により安
定化されたストライプ磁区、３−ａは高磁力膜と重なる
位置に形成された磁壁、３−ｂは同じく重ならない位置
に形成された磁壁を示す。また第２図には第１図の状態
からバイアス磁界HBを減少させた磁のストライプ磁区ヘ
ッド部の引伸ばしの様子を示す。図中１−１はストライ
プ磁区を安定に存在させるために必要な領域（以下パタ
ンＡという）であり、また２−２はバイアス磁界HBの減
少によりストライプ磁区ヘッド部を引伸ばした時のヘッ
ド部の位置制御を行なうのに必要な領域（以下パタンＢ
という）である。
以上のような（ｂ）の高磁力垂直磁化膜によるストラ
イプ磁区の安定化、或いは（ｃ）のイオン注入によるス
トライプ磁区の安定化に関しては特開昭59−96589号、I
EEE Tran.Magn.MAG−22,5,799（1986）等に示されてい
るが、パタンＡに関する記載だけであり、パタンＢ、即
ちストライプ磁区ヘッド部の位置制御に関する記載はな
い。
イプ磁区の安定化、或いは（ｃ）のイオン注入によるス
トライプ磁区の安定化に関しては特開昭59−96589号、I
EEE Tran.Magn.MAG−22,5,799（1986）等に示されてい
るが、パタンＡに関する記載だけであり、パタンＢ、即
ちストライプ磁区ヘッド部の位置制御に関する記載はな
い。
本発明の目的は従来技術における以上のような問題を
解消し、ストライプ磁区を安定に保持すると共に、バイ
アス磁界を変化させた時のストライプ磁区ヘッド部の位
置制御を正確に行なえるブロッホラインメモリデバイス
を提供することである。
解消し、ストライプ磁区を安定に保持すると共に、バイ
アス磁界を変化させた時のストライプ磁区ヘッド部の位
置制御を正確に行なえるブロッホラインメモリデバイス
を提供することである。
〔発明の構成・動作〕 本発明のブロッホラインメモリデバイスは磁壁によっ
て囲まれたストライプ磁区の磁壁に垂直ブロッホライン
（VBL）対を記憶するための磁性膜を有するブロッホラ
インメモリデバイスにおいて、ストライプ磁区内に、磁
性膜面に対し垂直方向のバイアス磁界を印加した状態で
ストライプ磁区を安定に保持するためのパタンＡとバイ
アス磁界を変化させた時に移動するストライプ磁区ヘッ
ド部の位置制御を行なうためのパタンＢとを隣接させて
設けてなり、前記パタンＡ及びＢはイオン注入され、更
にパタンＡ上には高磁力垂直磁化膜が積層されているこ
とを特徴とするものである。
て囲まれたストライプ磁区の磁壁に垂直ブロッホライン
（VBL）対を記憶するための磁性膜を有するブロッホラ
インメモリデバイスにおいて、ストライプ磁区内に、磁
性膜面に対し垂直方向のバイアス磁界を印加した状態で
ストライプ磁区を安定に保持するためのパタンＡとバイ
アス磁界を変化させた時に移動するストライプ磁区ヘッ
ド部の位置制御を行なうためのパタンＢとを隣接させて
設けてなり、前記パタンＡ及びＢはイオン注入され、更
にパタンＡ上には高磁力垂直磁化膜が積層されているこ
とを特徴とするものである。
本発明デバイスの原理を図面によって説明すると、第
３図において５は基板15上に設けられた磁性膜で、この
中に矢印で示したVBL対４が記憶されるが、このVBL対４
は磁壁３によって周囲を囲まれたストライプ磁区２の周
囲に形成される。６は磁性膜５の膜面に対し垂直方向の
バイアス磁界HBを印加した状態でストライプ磁区２を安
定に保持すると共に、HBを変化させた時に移動するスト
ライプ磁区ヘッド部の位置制御を行なうためのパタンで
ある。このパタンをまず２つに分けて考える。即ちこれ
らのパタンは（１）ストライプ磁区を安定に保持するた
めに設けられた領域（パタンＡ）、及び（２）HBを変化
させた時に移動するストライプ磁区ヘッド部の位置制御
を行なうために設けられた領域（パタンＢ）である。こ
ゝである大きさのHBに対してパタンＡの形状に沿った形
でストライプ磁区が安定に存在し、且つこの垂直磁界を
ΔHBだけ減少させることによりストライプ磁区ヘッド部
がパタンＢ領域に沿った領域まで引伸ばされた時、パタ
ンＡ及びパタンＢ領域下部に形成されたストライプ磁区
が感じる有効磁界（HBと逆向きで、反磁界、異方性磁界
等の和）を夫々HeffA,HeffBとし、またパタンのない部
分に形成されたストライプ磁区が感じる有効磁界をHeff
oとすれば、 |Heffo|＜|HeffB|＜|HeffA| という関係が成立する。
３図において５は基板15上に設けられた磁性膜で、この
中に矢印で示したVBL対４が記憶されるが、このVBL対４
は磁壁３によって周囲を囲まれたストライプ磁区２の周
囲に形成される。６は磁性膜５の膜面に対し垂直方向の
バイアス磁界HBを印加した状態でストライプ磁区２を安
定に保持すると共に、HBを変化させた時に移動するスト
ライプ磁区ヘッド部の位置制御を行なうためのパタンで
ある。このパタンをまず２つに分けて考える。即ちこれ
らのパタンは（１）ストライプ磁区を安定に保持するた
めに設けられた領域（パタンＡ）、及び（２）HBを変化
させた時に移動するストライプ磁区ヘッド部の位置制御
を行なうために設けられた領域（パタンＢ）である。こ
ゝである大きさのHBに対してパタンＡの形状に沿った形
でストライプ磁区が安定に存在し、且つこの垂直磁界を
ΔHBだけ減少させることによりストライプ磁区ヘッド部
がパタンＢ領域に沿った領域まで引伸ばされた時、パタ
ンＡ及びパタンＢ領域下部に形成されたストライプ磁区
が感じる有効磁界（HBと逆向きで、反磁界、異方性磁界
等の和）を夫々HeffA,HeffBとし、またパタンのない部
分に形成されたストライプ磁区が感じる有効磁界をHeff
oとすれば、 |Heffo|＜|HeffB|＜|HeffA| という関係が成立する。
本発明のデバイスを作るには第４図（ａ）及び（ｂ）
〔（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図、以下同様〕に示す
ように、まずHeffAを形成するために、基板15上に磁性
膜５を形成し、その表面のパタンＡ（１−１）及びパタ
ンＢ（１−２）領域内にイオン注入を行なう。注入用イ
オンとしてはH+、He+、Ne+等が適している。また注入量
としてはH+を用いた場合は１×1015/cm2以上が望まし
い。このイオン注入による効果は垂直界方性の減少であ
り、これによりストライプ磁区が安定に存在し易くな
る。次に第５図（ａ）及び（ｂ）に示すように、イオン
注入されたパタンＡ及びＢパタン領域のうちパタンＡ
（１−１）の上部に高磁力垂直磁化膜８を積層する。こ
の時、非磁性のスペーサーを介して積層してもよい。高
磁力垂直磁化膜の材料としてはアモルファスTbFeCo合
金、CoCr合金等が好適である。またスペーサーの材料と
してはSiO2、SiN等が適している。なお高磁力垂直磁化
膜はHBとは逆向きに磁化して使用されるが、これにより
前記膜から浮遊磁界が生じ、これが有効磁界としてスト
ライプ磁区の安定化に寄与する。
〔（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図、以下同様〕に示す
ように、まずHeffAを形成するために、基板15上に磁性
膜５を形成し、その表面のパタンＡ（１−１）及びパタ
ンＢ（１−２）領域内にイオン注入を行なう。注入用イ
オンとしてはH+、He+、Ne+等が適している。また注入量
としてはH+を用いた場合は１×1015/cm2以上が望まし
い。このイオン注入による効果は垂直界方性の減少であ
り、これによりストライプ磁区が安定に存在し易くな
る。次に第５図（ａ）及び（ｂ）に示すように、イオン
注入されたパタンＡ及びＢパタン領域のうちパタンＡ
（１−１）の上部に高磁力垂直磁化膜８を積層する。こ
の時、非磁性のスペーサーを介して積層してもよい。高
磁力垂直磁化膜の材料としてはアモルファスTbFeCo合
金、CoCr合金等が好適である。またスペーサーの材料と
してはSiO2、SiN等が適している。なお高磁力垂直磁化
膜はHBとは逆向きに磁化して使用されるが、これにより
前記膜から浮遊磁界が生じ、これが有効磁界としてスト
ライプ磁区の安定化に寄与する。
本発明のデバイスにおいてパタンＡ及びＢは第６図及
び第７図に示すような構成にすることも可能である。即
ち第６図は高磁力垂直磁化膜だけでパタンＡ及びＢを形
成した場合のデバイスの構成図で、パタンＡ部（１−
１）の厚さをパタンＢ部（１−２）よりも厚くすること
により、パタンＡ部での有効磁界をパタンＢ部での有効
磁界よりも大きくすることができる。また第７図は磁性
膜５内にイオン注入だけでパタンＡ（１−１）及びパタ
ンＢ（１−２）を形成した場合の注入部の断面図で、パ
タンＡ部での注入量をパタンＢ部よりも多くすることに
より、第６図の場合と同様、パタンＡ部での有効磁界を
パタンＢ部での有効磁界よりも大きくすることができ
る。
び第７図に示すような構成にすることも可能である。即
ち第６図は高磁力垂直磁化膜だけでパタンＡ及びＢを形
成した場合のデバイスの構成図で、パタンＡ部（１−
１）の厚さをパタンＢ部（１−２）よりも厚くすること
により、パタンＡ部での有効磁界をパタンＢ部での有効
磁界よりも大きくすることができる。また第７図は磁性
膜５内にイオン注入だけでパタンＡ（１−１）及びパタ
ンＢ（１−２）を形成した場合の注入部の断面図で、パ
タンＡ部での注入量をパタンＢ部よりも多くすることに
より、第６図の場合と同様、パタンＡ部での有効磁界を
パタンＢ部での有効磁界よりも大きくすることができ
る。
いずれにしても本発明のデハイスにおいては、通常
（信号の書込み及び読出し時以外）はストライプ磁区が
パタンＡ下に安定化されて存在し、信号の書込み及び読
出し時にはHBを変化させることにより、ストライプ磁区
ヘッド部がパタンＢの下部まで移動するという特徴を持
っている。
（信号の書込み及び読出し時以外）はストライプ磁区が
パタンＡ下に安定化されて存在し、信号の書込み及び読
出し時にはHBを変化させることにより、ストライプ磁区
ヘッド部がパタンＢの下部まで移動するという特徴を持
っている。
以下に本発明を実施例１によって説明する。
実施例 ガーネット基板上にLPE法により（YLuBi）３（FeGa）
5O12を4.0μｍ厚に成長させ、磁性膜を形成した。次に
この磁性膜上の８μｍ巾の領域に100KeVのエネルギーで
H+イオンを３×1015/cm2注入した。このイオン注入部分
を光学顕微鏡で観察したところ、前記部分でイオン注入
領域が安定化しているのを確認した。
5O12を4.0μｍ厚に成長させ、磁性膜を形成した。次に
この磁性膜上の８μｍ巾の領域に100KeVのエネルギーで
H+イオンを３×1015/cm2注入した。このイオン注入部分
を光学顕微鏡で観察したところ、前記部分でイオン注入
領域が安定化しているのを確認した。
次に８μｍ巾のストライプ磁区をカバーするように10
μｍ巾の領域にスペーサーとしてスパッタ法で0.2μｍ
厚のSiN膜を形成し、更にその上に高磁力垂直磁化膜と
して0.2μｍ厚のTb20（FeCo）80アモルファス合金膜を
形成した。
μｍ巾の領域にスペーサーとしてスパッタ法で0.2μｍ
厚のSiN膜を形成し、更にその上に高磁力垂直磁化膜と
して0.2μｍ厚のTb20（FeCo）80アモルファス合金膜を
形成した。
以上のようにして得られたブロッホラインメモリデハ
イスにおいてはアモルファス合金膜により磁性膜に寄与
する有効磁界は磁性膜の中心付近で第８図に示ような値
をとることが計算により判明した。但し横軸の0.00〜1
0.00μｍの範囲内にアモルファス合金膜が存在している
ものと仮定する。この図からパタンＡの有効磁界はパタ
ンＢに比べて約9 Oe大きく、従って|HeffB|＜|HeffA|の
関係にあり、パタンＡ領域ではパタンＢ領域に比べてス
トライプ磁区が安定化され易いことを確認した。
イスにおいてはアモルファス合金膜により磁性膜に寄与
する有効磁界は磁性膜の中心付近で第８図に示ような値
をとることが計算により判明した。但し横軸の0.00〜1
0.00μｍの範囲内にアモルファス合金膜が存在している
ものと仮定する。この図からパタンＡの有効磁界はパタ
ンＢに比べて約9 Oe大きく、従って|HeffB|＜|HeffA|の
関係にあり、パタンＡ領域ではパタンＢ領域に比べてス
トライプ磁区が安定化され易いことを確認した。
以上のように本発明のブロッホラインメモリデバイス
においてはパタンＡ領域をイオン注入及び高磁力垂直磁
化膜の積層により形成し、またパタンＢ領域をイオン注
入により形成することにより、ストライプ磁区を安定に
保持すると共に、HBを変化させた時に移動するストライ
プ磁区ヘッド部の位置制御を正確に行なうことができ
る。
においてはパタンＡ領域をイオン注入及び高磁力垂直磁
化膜の積層により形成し、またパタンＢ領域をイオン注
入により形成することにより、ストライプ磁区を安定に
保持すると共に、HBを変化させた時に移動するストライ
プ磁区ヘッド部の位置制御を正確に行なうことができ
る。
また第６図のようなパタン構成にすれば、パタンＡ及
びＢが高磁力垂直磁化膜だけで形成できるため、前記効
果の他にデバイスの作製工程が簡略化できるという効果
も生じる。
びＢが高磁力垂直磁化膜だけで形成できるため、前記効
果の他にデバイスの作製工程が簡略化できるという効果
も生じる。
更に第７図のようなパタン構成の場合はパタンＡ及び
Ｂを、イオン注入量を変化させるだけで形成できるた
め、第６図の場合と同様の効果が得られる。
Ｂを、イオン注入量を変化させるだけで形成できるた
め、第６図の場合と同様の効果が得られる。
第１図は従来法において高磁力膜によりストライプ磁区
を安定化させた時の状態を示す断面図、第２図は第１図
のストライプ磁区のヘッド部を引伸ばした時の状態を示
す断面図、第３図は本発明デバイスに用いられるパタン
の動作原理及び構成についての説明図、第４図及び第５
図は本発明のデバイスの一例の製造工程図、第６図及び
第７図は本発明デバイスの変形例、また第８図は磁性膜
中心付近での有効磁界を示す。 1,6……パタン又は高磁力膜パタン １−１……パタンＡ、１−２……パタンＢ ２……ストライプ磁区、３……磁壁 ４……垂直プロッホライン対（VBL） ５……磁性膜 HB……膜面に垂直方向のバイアス磁界 ８……高磁力垂直磁化膜、15……基板
を安定化させた時の状態を示す断面図、第２図は第１図
のストライプ磁区のヘッド部を引伸ばした時の状態を示
す断面図、第３図は本発明デバイスに用いられるパタン
の動作原理及び構成についての説明図、第４図及び第５
図は本発明のデバイスの一例の製造工程図、第６図及び
第７図は本発明デバイスの変形例、また第８図は磁性膜
中心付近での有効磁界を示す。 1,6……パタン又は高磁力膜パタン １−１……パタンＡ、１−２……パタンＢ ２……ストライプ磁区、３……磁壁 ４……垂直プロッホライン対（VBL） ５……磁性膜 HB……膜面に垂直方向のバイアス磁界 ８……高磁力垂直磁化膜、15……基板
Claims (1)
- 【請求項１】磁壁によって囲まれたストライプ磁区の磁
壁に垂直ブロッホライン対を記憶するための磁性膜を有
するブロッホラインメモリデバイスにおいて、ストライ
プ磁区内に、磁性膜面に対し垂直方向のバイアス磁界を
印加した状態でストライプ磁区を安定に保持するための
パタンＡとバイアス磁界を変化させた時に移動するスト
ライプ磁区ヘッド部の位置制御を行なうためのパタンＢ
とを隣接させて設けてなり、前記パタンＡ及びＢはイオ
ン注入され、更にパタンＡ上には高磁力垂直磁化膜が積
層されていることを特徴とするブロッホラインメモリデ
バイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1141321A JP2763917B2 (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | ブロッホラインメモリデバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1141321A JP2763917B2 (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | ブロッホラインメモリデバイス |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH035987A JPH035987A (ja) | 1991-01-11 |
| JP2763917B2 true JP2763917B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=15289200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1141321A Expired - Lifetime JP2763917B2 (ja) | 1989-06-02 | 1989-06-02 | ブロッホラインメモリデバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2763917B2 (ja) |
-
1989
- 1989-06-02 JP JP1141321A patent/JP2763917B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH035987A (ja) | 1991-01-11 |
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