JP3171638B2 - Magnetic thin film memory element, magnetic thin film memory using the same, and method of recording on magnetic thin film memory - Google Patents
Magnetic thin film memory element, magnetic thin film memory using the same, and method of recording on magnetic thin film memoryInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は磁性薄膜メモリ素子、そ
れを用いた磁性薄膜メモリおよび磁性薄膜メモリに記録
する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic thin-film memory element, a magnetic thin-film memory using the same, and a method of recording on the magnetic thin-film memory.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図25は、「磁気工学講座５、磁性薄膜工
学」（1977年）丸善（株）p.254に示された従来の磁性
薄膜メモリ素子を組み立てた状態の模式的な説明図であ
る。2. Description of the Related Art FIG. 25 is a schematic explanatory view showing a state in which a conventional magnetic thin film memory element shown in "Magnetic Engineering Course 5, Magnetic Thin Film Engineering" (1977), p.254, Maruzen Co., Ltd. is assembled. It is.
【０００３】まず、前記磁性薄膜メモリ素子の作製方法
の一例を以下に説明する。平滑なガラス基板上に矩形の
孔のあいたマスクを密着させ、真空装置内で約2000Åの
厚さにＦｅとＮｉの合金の真空蒸着膜を形成させる。こ
のようにして多数のメモリ素子となる磁性薄膜ＭＦを一
挙にマトリックス状に作製する。磁性薄膜メモリ素子を
駆動させるための駆動線は薄いエポキシ樹脂板やポリエ
ステルシートの両面に、たがいに直行するように銅線を
ホトエッチング技術で形成する。シート両面の各線はそ
れぞれ語線および桁線であり、その交点が各磁性薄膜の
上に重なるように押しあてて組み立てる。First, an example of a method of manufacturing the magnetic thin film memory element will be described below. A mask having a rectangular hole is adhered to a smooth glass substrate, and a vacuum deposited film of an alloy of Fe and Ni is formed to a thickness of about 2000 ° in a vacuum device. In this way, the magnetic thin films MF to be used as a large number of memory elements are formed at once in a matrix. Driving lines for driving the magnetic thin film memory element are formed by photo-etching a copper wire on both sides of a thin epoxy resin plate or polyester sheet so as to be perpendicular to each other. The respective lines on both sides of the sheet are a word line and a girder line, respectively, and are assembled by pressing them so that their intersections overlap each magnetic thin film.
【０００４】つぎに、動作原理を説明する。図25の磁化
容易軸に平行に配置されている線群Ｗ1〜Ｗ3は語線(wor
d line)、それと直行している線群Ｄ1〜Ｄ3は桁線(digi
tline)である。メモリ状態を読み出す検出線は桁線と兼
用する。Next, the principle of operation will be described. The lines W 1 to W-3, which is arranged parallel to the easy axis of FIG. 25 wordlines (wor
d line), and the line groups D 1 to D 3 that are orthogonal to the
tline). The detection line for reading the memory state is also used as a digit line.
【０００５】[0005]
【外１】 印はメモリ状態に対応した膜内の磁化を示している。[Outside 1] The marks indicate the magnetization in the film corresponding to the memory state.
【０００６】[0006]
【外２】 は「０」、[Outside 2] Is "0",
【０００７】[0007]
【外３】 は「１」の情報をメモリしていることとする。また、桁
電流Ｉｄ、語電流Ｉｗによって磁性薄膜に作用する磁界
を、それぞれＨｄ、Ｈｗとする。[Outside 3] Has stored the information of "1". The magnetic fields acting on the magnetic thin film by the digit current Id and the word current Iw are Hd and Hw, respectively.
【０００８】単極性パルスであるＩｗを語線Ｗ1を選択
して流すと、その線の下のすべての磁性薄膜にはＨｗが
作用し、磁化は困難軸方向に向く。このときの磁化が
「１」の状態から回転したか、あるいは「０」の状態か
ら回転したかによって各桁線にはそれぞれ異なった極性
のパルス電圧が誘起され、これが読み出し電圧になる。[0008] flow Iw is unipolar pulse by selecting wordline W 1, acts Hw All magnetic thin film under the line, the magnetization is oriented in the hard axis. Depending on whether the magnetization at this time has been rotated from the state of "1" or from the state of "0", pulse voltages of different polarities are induced on each digit line, and this is a read voltage.
【０００９】記録時には、Ｉｗのパルスの立ち下がり時
に重なるようにＩｄを流し、磁化が困難軸を向いた状態
において情報信号に対応した極性のＨｄを重畳させるこ
とで磁化の向きを決定し、「１」または「０」の状態に
情報を記録することができる。At the time of recording, Id is supplied so as to overlap when the pulse of Iw falls, and the direction of magnetization is determined by superimposing Hd of the polarity corresponding to the information signal in the state where the magnetization is directed to the hard axis. Information can be recorded in the state of "1" or "0".
【００１０】Ｉｗは、磁性薄膜の磁化を容易軸から困難
軸に回転させるのに充分な磁界Ｈｗを発生するような電
流値であり、Ｉｄは磁性薄膜のＨｃの約１／２の磁界Ｈ
ｄを発生する電流値である。Iw is a current value that generates a magnetic field Hw sufficient to rotate the magnetization of the magnetic thin film from the easy axis to the hard axis, and Id is a magnetic field H of about 1/2 of Hc of the magnetic thin film.
It is a current value that generates d.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術において
は、読み出し方法として、磁化の回転によって生じるき
わめて微小な電磁誘導電圧が用いられているため、読み
出し時のＳＮ比が小さく、読み出しが困難であるという
問題点がある。In the prior art, since a very small electromagnetic induction voltage generated by rotation of magnetization is used as a reading method, the SN ratio at the time of reading is small, and reading is difficult. There is a problem.
【００１２】さらに電磁誘導電圧は、磁気モーメントの
大きさに比例するため、磁性薄膜のサイズを充分に大き
くする必要があり、このため、単位面積あたりの記録量
を大きくすることが不可能であるなどの問題点がある。Further, since the electromagnetic induction voltage is proportional to the magnitude of the magnetic moment, the size of the magnetic thin film needs to be sufficiently large, so that it is impossible to increase the recording amount per unit area. There are problems such as.
【００１３】本発明は前記問題点を解決するためになさ
れたものであり、メモリ素子として用いられる磁性薄膜
のサイズが小さくなっても充分に大きな読み出し信号が
えられる磁性薄膜メモリ素子、それを用いた磁性薄膜メ
モリおよび磁性薄膜メモリに記録する方法を提供するこ
とを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and a magnetic thin film memory element capable of obtaining a sufficiently large read signal even when the size of a magnetic thin film used as a memory element is reduced. It is an object of the present invention to provide a magnetic thin film memory and a method for recording data on the magnetic thin film memory.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は、薄膜磁性体の
磁化の向きによって情報を記憶し、記憶した情報を読み
出す手段として薄膜磁性体の異常ホール効果を用いる磁
性薄膜メモリ素子であって、薄膜磁性体の磁化容易軸が
該薄膜磁性体に対して垂直方向と面内方向の間に存在し
ていることを特徴とする磁性薄膜メモリ素子、前記磁性
薄膜メモリ素子を２以上連結してなるメモリであって、
各磁性薄膜メモリ素子が読み出し用の電流線と電圧線に
よって連結されたことを特徴とする磁性薄膜メモリ、前
記磁性薄膜メモリにおいて、薄膜磁性体として垂直磁気
異方性を有する磁性薄膜が用いられたばあい、記録用線
Ｘ、Ｙを流れる電流が磁性薄膜メモリ素子に対して発生
する垂直方向の磁界をそれぞれＨｘ、Ｈｙとし、磁性薄
膜メモリ素子の印加磁界に対する保磁力をＨｃとしたと
き、 Ｈｘ＜Ｈｃ （１） Ｈｙ＜Ｈｃ （２） を満足し、さらにＨｘとＨｙがともに印加されたとき Ｈｘ＋Ｈｙ＞Ｈｃ （３） を満足するＨｘおよびＨｙを用いることを特徴とする磁
性薄膜メモリに記録する方法、前記磁性薄膜メモリを用
い、磁性薄膜の膜面に平行な磁界を印加することを特徴
とする磁性薄膜メモリに記録する方法および前記磁性薄
膜メモリにおいて記録用線ｘ、ｙを流れる電流が磁性薄
膜メモリ素子に対して発生する磁界をそれぞれＨｉｘ、
Ｈｉｙとし、磁性薄膜の面内方向の印加磁界に対する保
磁力をＨｃとし、記録用線ｘ、ｙが磁性薄膜の面内方向
の容易軸方向に対してなす角をそれぞれθｘ、θｙとし
たとき、 Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＜Ｈｃ （４） Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ＜Ｈｃ （５） を満足し、さらにＨｉｘとＨｉｙがともに印加されたと
きに磁化反転しうるＨｉｘとＨｉｙを用い、 Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ＞Ｈｃ （６） を満足するＨｉｘおよびＨｉｙを用いることを特徴とす
る磁性薄膜メモリに記録する方法に関する。According to the present invention, information is stored according to the direction of magnetization of a thin film magnetic material, and the stored information is read.
A magnetic thin-film memory element using an abnormal Hall effect of a thin-film magnetic material as a means for providing the thin- film magnetic material , wherein the thin film magnetic material has an easy axis of magnetization.
A magnetic thin-film memory element characterized by being present between a perpendicular direction and an in-plane direction with respect to the thin-film magnetic body, a memory comprising two or more magnetic thin-film memory elements connected to each other,
A magnetic thin film memory, wherein each magnetic thin film memory element is connected by a current line and a voltage line for reading, wherein a magnetic thin film having perpendicular magnetic anisotropy is used as the thin film magnetic material in the magnetic thin film memory. In this case, when the perpendicular magnetic fields generated by the current flowing through the recording lines X and Y with respect to the magnetic thin film memory element are Hx and Hy, and the coercive force with respect to the applied magnetic field of the magnetic thin film memory element is Hc, Hx <Hc (1) Hy <Hc (2) is satisfied, and when both Hx and Hy are applied, Hx and Hy that satisfy Hx + Hy> Hc (3) are used for recording in a magnetic thin film memory. A method for applying a magnetic field parallel to the film surface of a magnetic thin film using the magnetic thin film memory, and recording on the magnetic thin film memory, and the magnetic thin film memory Recording line x in Li, the magnetic field current flowing through the y occurs for the magnetic thin film memory element, respectively Hix,
Hiy, the coercive force to the applied magnetic field in the in-plane direction of the magnetic thin film is Hc, and the angles formed by the recording lines x, y with the easy axis direction of the in-plane direction of the magnetic thin film are θx, θy, respectively. Hix × sin θx <Hc (4) Hix × sin θx <Hc (6) is satisfied by using Hix and Hiy, which satisfy the condition of Hiy × sin θy <Hc (5) and are capable of reversing the magnetization when both Hix and Hiy are applied. The present invention relates to a method for recording in a magnetic thin film memory, characterized by using Hix and Hiy satisfying the following.
【００１５】[0015]
【作用】本発明の磁性薄膜メモリ素子は、磁化容易軸が
薄膜磁性体の該磁性薄膜に対して垂直方向を含む垂直方
向と面内方向との間に存在しているため、読み出し信号
としてホール電圧を利用することができ、ＳＮ比の良好
な読み出し信号がえられ、そのためとくに記憶の高密度
化に有用である。In the magnetic thin film memory element of the present invention, since the axis of easy magnetization exists between the perpendicular direction including the perpendicular direction to the magnetic thin film of the thin film magnetic material and the in-plane direction, the hole is used as the read signal. A voltage can be used, and a read signal with a good SN ratio can be obtained, which is particularly useful for high-density storage.
【００１６】また、メモリ素子として、磁化容易軸が磁
性薄膜に対して垂直方向と面内方向の間に存在する磁性
薄膜を用いたばあいには、膜面に平行な磁界を印加して
記録を行なうことができ、記録線を磁性薄膜の直上また
は直下に配置することができるので省スペース化が行な
え、記録線と磁性薄膜との間隔を小さくすることがで
き、省電力化とともに、さらなる高密度化が可能とな
る。[0016] In addition, as a memory element, the easy axis of magnetization is magnetized
When a magnetic thin film exists between the perpendicular direction and the in-plane direction with respect to the conductive thin film , recording can be performed by applying a magnetic field parallel to the film surface, and the recording line is placed directly above the magnetic thin film. Alternatively, since it can be arranged directly below, space can be saved, the distance between the recording line and the magnetic thin film can be reduced, and power saving and higher density can be achieved.
【００１７】[0017]
【実施例】本発明のメモリ素子は、薄膜磁性体の磁化の
向きにより情報を記憶し、記憶した情報を読み出す手段
として薄膜磁性体の異常ホール効果を用いる磁性薄膜メ
モリ素子であって、薄膜磁性体の磁化容易軸が該薄膜磁
性体に対して垂直方向を含む垂直方向と面内方向との間
に存在している磁性薄膜メモリ素子である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A memory element according to the present invention stores information based on the direction of magnetization of a thin-film magnetic material and reads out the stored information.
A magnetic thin-film memory element using the anomalous Hall effect of a thin-film magnetic material as the thin-film magnetic material, wherein the axis of easy magnetization of the thin-film magnetic material is
The magnetic thin-film memory element exists between a vertical direction including a vertical direction with respect to the conductive body and an in-plane direction.
【００１８】前記薄膜磁性体としては、磁化容易軸が磁
性薄膜に対しほぼ垂直の角度となる薄膜磁性体、すなわ
ち垂直磁気異方性を有する薄膜磁性体と前記以外の方向
で垂直方向と面内方向の間に磁化容易軸が存在する薄膜
磁性体があげられる。The thin-film magnetic material includes a thin-film magnetic material in which the axis of easy magnetization is substantially perpendicular to the magnetic thin film, that is, a thin-film magnetic material having perpendicular magnetic anisotropy. A thin-film magnetic material having an easy axis of magnetization between directions can be given.
【００１９】前記薄膜磁性体としては、フェリ磁性を有
する薄膜があげられ、そのなかでも良好なホール電圧が
えられ、Ｈｃなどの特性制御が容易であるという点から
希土類元素と遷移金属の合金が好ましい。Examples of the thin film magnetic material include a thin film having ferrimagnetism. Among them, an alloy of a rare earth element and a transition metal is preferable because a good Hall voltage is obtained and characteristics such as Hc are easily controlled. preferable.
【００２０】前記希土類元素としては、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｔ
ｂ、Ｎｄ、Ｄｙなどのランタノイド系希土類元素があげ
られるが、これらのなかでもＧｄおよびＨｏの少なくと
も１種の元素が含まれていることが好ましい。また、前
記遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどがあげられ
る。希土類元素と遷移金属の合金の具体例としては、Ｇ
ｄＣｏ、ＨｏＣｏ、ＧｄＨｏＣｏ、ＴｂＨｏＣｏ、Ｇｄ
ＦｅＣｏなどがあげられる。The rare earth elements include Gd, Ho, T
Lanthanoid-based rare earth elements such as b, Nd, and Dy are mentioned, and among them, it is preferable that at least one element of Gd and Ho is contained. Examples of the transition metal include Fe, Co, and Ni. Specific examples of alloys of rare earth elements and transition metals include G
dCo, HoCo , G dHoCo, TbHoCo, Gd
FeCo and the like.
【００２１】前記合金中の遷移金属の割合は、合金中に
遷移金属が70〜85ａｔ％含まれるのが、保磁力Ｈｃおよ
び飽和磁化Ｍｓを適正な値にするために好ましい。The ratio of the transition metal in the alloy is preferably 70 to 85 at% in the alloy in order to make the coercive force Hc and the saturation magnetization Ms appropriate values.
【００２２】前記合金からなる薄膜磁性体の形や面積
は、とくに限定されず、その目的や用途に応じて適宜変
化させることができる。また、その膜厚は、通常500〜3
000Å程度であることが好ましい。The shape and area of the thin film magnetic material made of the above-mentioned alloy are not particularly limited, and can be appropriately changed according to the purpose and use. The film thickness is usually 500 to 3
It is preferably about 000 °.
【００２３】前記磁性薄膜の形成方法としては、スパッ
タ法などがあげられる。薄膜を作製する磁性薄膜メモリ
用の基板は、たとえば表面がＳｉＯ2またはＳｉＮｘ
（ｘ＝0.8〜２程度）などの絶縁膜で覆われたＳｉ基板
やガラス基板などがあげられる。As a method for forming the magnetic thin film, there is a sputtering method or the like. A substrate for a magnetic thin film memory for producing a thin film has, for example, a surface of SiO 2 or SiNx.
(X = approximately 0.8 to 2) such as a Si substrate or a glass substrate covered with an insulating film.
【００２４】つぎに、磁化容易軸が磁性薄膜に対して垂
直方向と面内方向との間に存在する薄膜磁性体として
は、磁化容易軸の磁性薄膜面に対する角度が１〜70°、
なかんづく３〜30°のものが好ましい。Next, the thin film magnetic easy axis of magnetization is present between the vertical <br/> straight direction and the in-plane direction relative to the magnetic thin film, 1 to the angle with respect to the magnetic thin film plane of the axis of easy magnetization 70 °,
Above all, those having a angle of 3 to 30 ° are preferable.
【００２５】前記薄膜磁性体としては、良好なホール電
圧がえられ、特性制御が容易である点から、希土類元素
と遷移金属の合金が好ましい。As the thin film magnetic material, an alloy of a rare earth element and a transition metal is preferable because a good Hall voltage is obtained and characteristics can be easily controlled.
【００２６】前記希土類元素としては、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｈ
ｏ、Ｔｂ、Ｄｙなどのランタノイド系希土類元素があげ
られ、そのなかでもＧｄ、Ｎｄ、Ｈｏ、Ｔｂなどが好ま
しい。また、前記遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ
などがあげられる。希土類元素と遷移金属の合金の具体
例としては、ＧｄＦｅ、ＧｄＮｄＦｅ、ＧｄＨｏＦｅな
どがあげられる。The rare earth elements include Gd, Nd, H
Lanthanoid rare earth elements such as o, Tb, and Dy are listed, and among them, Gd, Nd, Ho, and Tb are preferable. Further, as the transition metal, Fe, Co, Ni
And so on. Specific examples of alloys of rare earth elements and transition metals include GdFe, GdNdFe, and GdHoFe.
【００２７】前記合金中の遷移金属の割合は、合金中に
遷移金属が６０〜９５ａｔ％含まれるのが好ましい。The transition metal in the alloy preferably has a transition metal content of 60 to 95 at % .
【００２８】前記合金からなる薄膜磁性体の形や面積
は、その目的や用途に応じて適宜変化させることができ
る。また、その膜厚は、500〜3000Å程度であることが
好ましい。The shape and area of the thin film magnetic material made of the above alloy can be appropriately changed according to the purpose and application. Further, the thickness is preferably about 500 to 3000 °.
【００２９】前記磁性薄膜の形成方法としては、たとえ
ばＲＦスパッタ法やＤＣマグネトロンスパッタ法などの
スパッタ法があげられるが、なかでもＲＦスパッタ法が
好ましい。As a method for forming the magnetic thin film, for example, a sputtering method such as an RF sputtering method or a DC magnetron sputtering method can be mentioned, and among them, the RF sputtering method is preferable.
【００３０】図１に磁化容易軸が面内方向と垂直方向の
間に存在する磁性薄膜の形成に用いたスパッタ装置の模
式的な断面図を示す。図中、１はターゲット、２は基板
を示す。ターゲット１としては、たとえばＧｄおよびＦ
ｅよりなる合金ターゲット、Ｆｅターゲット上にＧｄチ
ップを配置した複合ターゲットなどが用いられる。また
基板２としては、垂直磁気異方性を有する薄膜磁性体の
ばあいと同様の基板が用いられる。図１に示したよう
に、基板２はターゲット１の直上にはなく、基板の中心
とターゲットの中心を結ぶ線が基板面に対して60°以下
の角度をなすようにするのが好ましい。以上のようなセ
ッティングを行なったのち、スパッタリングを行なうこ
とができる。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a sputtering apparatus used for forming a magnetic thin film in which the easy axis exists between the in-plane direction and the vertical direction. In the figure, 1 indicates a target and 2 indicates a substrate. As the target 1, for example, Gd and F
An alloy target made of e, a composite target having a Gd chip disposed on an Fe target, or the like is used. Further, as the substrate 2, the same substrate as in the case of a thin film magnetic material having perpendicular magnetic anisotropy is used. As shown in FIG. 1, the substrate 2 is not directly above the target 1, and the line connecting the center of the substrate and the center of the target preferably forms an angle of 60 ° or less with the substrate surface. After setting as described above, sputtering can be performed.
【００３１】つぎに、磁化容易軸が垂直方向と面内方向
の間に存在する薄膜磁性体を用いた磁性薄膜メモリにつ
いて説明する。Next, a description will be given of a magnetic thin film memory using a thin film magnetic material having an easy axis of magnetization between the vertical direction and the in-plane direction.
【００３２】本発明の薄膜磁性体を用いたメモリは種々
考えられるが、基本的には、複数の磁性薄膜メモリ素子
が読み出し用の電流線と電圧線により連結されているの
が特徴である。Although various types of memories using the thin-film magnetic material of the present invention are conceivable, basically, a feature is that a plurality of magnetic thin-film memory elements are connected by a current line and a voltage line for reading.
【００３３】また、前記電流線と電圧線はたがいに直交
しているのが、記録した情報を効率よく読み出せる点か
ら好ましい。Further, it is preferable that the current line and the voltage line are orthogonal to each other because the recorded information can be read out efficiently.
【００３４】すなわち、一定の方向に磁化された磁性薄
膜メモリ素子に電流線を用いて一定の電流を流すと、再
生信号として電流方向と磁界方向にともに垂直な方向に
電圧（ホール電圧）が発生するため、この電圧を読み出
し信号として用いることができる。That is, when a constant current is applied to a magnetic thin film memory element magnetized in a fixed direction using a current line, a voltage (Hall voltage) is generated as a reproduction signal in a direction perpendicular to both the current direction and the magnetic field direction. Therefore, this voltage can be used as a read signal.
【００３５】また、この信号は、従来用いられていた磁
化の回転によって生じる微小電圧に比較して１桁以上大
きいため、ＳＮ比がよく信頼性が高い。Further, since this signal is larger by one digit or more than the minute voltage generated by the rotation of the magnetization conventionally used, the S / N ratio is good and the reliability is high.
【００３６】前記磁気薄膜メモリに記録する方法として
は、記録用線を設けて記録用線に電流を流し、発生する
磁界によって磁性薄膜を磁化する方法などがある。As a method of recording in the magnetic thin film memory, there is a method of providing a recording line, passing a current through the recording line, and magnetizing the magnetic thin film by a generated magnetic field.
【００３７】本発明では、２本の記録用線を用いるが記
録用線を配置する方法としては、たとえば２つの方法が
あげられる。In the present invention, two recording lines are used, but there are two methods for arranging the recording lines, for example.
【００３８】すなわち、磁性薄膜メモリ素子の面外に、
電圧線と平行に記録用線Ｘ、電流線と平行に記録用線Ｙ
を設ける方法、または磁性薄膜メモリ素子の面の上また
は下に２本の記録用線を設ける方法である。That is, out of the plane of the magnetic thin film memory element,
Recording line X parallel to the voltage line, recording line Y parallel to the current line
Or a method of providing two recording lines above or below the surface of the magnetic thin film memory element.
【００３９】まず、磁性薄膜メモリ素子の面外に、電圧
線と平行に記録用線Ｘ、電流線と平行に記録用線Ｙが設
けられた磁性薄膜メモリの一実施例を図２〜５に基づい
て説明する。First, an embodiment of a magnetic thin film memory in which a recording line X is provided parallel to a voltage line and a recording line Y is provided parallel to a current line outside the plane of the magnetic thin film memory element is shown in FIGS. It will be described based on the following.
【００４０】このばあい、薄膜磁性体としては、垂直磁
気異方性を有する薄膜磁性体が用いられ、記録用線は磁
性薄膜メモリ素子から少しずらした位置に配置されてい
る。In this case, a thin film magnetic material having perpendicular magnetic anisotropy is used as the thin film magnetic material, and the recording line is arranged at a position slightly shifted from the magnetic thin film memory element.
【００４１】まず、読み出し方法について説明する。First, a reading method will be described.
【００４２】図２は、前記磁性薄膜メモリの読み出し原
理を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram showing the principle of reading from the magnetic thin film memory.
【００４３】図２において、３（図中では各素子の符号
として311〜313、321〜323、331〜333を用いた）は磁性
薄膜メモリ素子、４はこの磁性薄膜メモリ素子３に取り
付けられた読み出し用の電流線、５は磁性薄膜メモリ素
子３に取り付けられた読み出し用の電圧線である。電流
線４と電圧線５の延長線は磁性薄膜メモリ素子３上のほ
ぼ中央で互いに直行するように取り付けられている。In FIG. 2, reference numeral 3 (in the figure, reference numerals 311 to 313, 321 to 323, and 331 to 333 are used for the respective elements) are magnetic thin film memory elements, and 4 is mounted on the magnetic thin film memory element 3. The read current lines 5 and 5 are read voltage lines attached to the magnetic thin film memory element 3. The extension lines of the current line 4 and the voltage line 5 are attached so as to be orthogonal to each other at substantially the center on the magnetic thin film memory element 3.
【００４４】前記磁性薄膜メモリを用い、つぎのような
方法で情報の読み出しを行なうことができる。Using the magnetic thin film memory, information can be read by the following method.
【００４５】いま、図中下向きに磁化された磁性薄膜メ
モリ素子332の情報を読み出したいばあい、電流線42に
電流Ｊを流し、そのときの電圧線53の電圧変化Ｖｈｊを
読めばよい。同様に、図中上向きに磁化された磁性薄膜
メモリ素子313の情報を読み出したいばあい、電流線43
に電流Ｊ′を流し、そのときの電圧線５１の電圧変化
Ｖ′ｈｊを読めばよい。このとき、ホール電圧Ｖｈｊと
Ｖ′ｈｊは逆向きの変化となり、それぞれの情報に対応
した信号を読み出すことができる。Now, when it is desired to read the information of the magnetic thin film memory element 332 magnetized downward in the figure, a current J is passed through the current line 42 and the voltage change Vhj of the voltage line 53 at that time may be read. Similarly, when reading information from the magnetic thin film memory element 313 magnetized upward in the figure, the current line 43
, And the voltage change V'hj of the voltage line 51 at that time may be read. At this time, the Hall voltages Vhj and V'hj change in opposite directions, and signals corresponding to the respective information can be read.
【００４６】つぎに記録方法について説明する。Next, a recording method will be described.
【００４７】図３は図２の磁性薄膜メモリに記録用線を
配置した図である。FIG. 3 is a diagram in which recording lines are arranged in the magnetic thin film memory of FIG.
【００４８】図３において６および７は横方向および縦
方向の記録用線である。記録用線６および７はたがいに
直行しており、磁性薄膜メモリ素子３から少しずらした
位置に配置されており、電流ＩｘおよびＩｙを流したと
きに磁性薄膜メモリ素子３上に垂直方向に磁界がかかる
ようにする。一例として、メモリ素子332の磁化を図中
下向きにしたいばあいについて説明する。図中横方向の
記録線63に→の方向に電流Ｉｘを流したときに発生する
磁界をＨｉｘ、図中縦方向の記録線72に↑の方向に電流
Ｉｙを流したときに発生する磁界をＨｉｙとする。磁性
薄膜メモリ素子３の磁界に対するホール電圧の変化を図
４に示す。磁性薄膜メモリ素子３の印加磁界に対する保
磁力をＨｃとして、Ｈｃ、Ｈｉｘ、Ｈｉｙの間につぎの
関係が成り立つようにする。In FIG. 3, reference numerals 6 and 7 denote horizontal and vertical recording lines. The recording lines 6 and 7 are perpendicular to each other, and are arranged at positions slightly shifted from the magnetic thin film memory element 3. When currents Ix and Iy flow, a magnetic field is applied to the magnetic thin film memory element 3 in the vertical direction. To take. As an example, a case where the magnetization of the memory element 332 is to be directed downward in the drawing will be described. The magnetic field generated when a current Ix flows in the direction → in the horizontal recording line 63 in the figure is Hix, and the magnetic field generated when the current Iy flows in the direction ↑ in the vertical recording line 72 in the figure. Hiy. FIG. 4 shows a change in the Hall voltage with respect to the magnetic field of the magnetic thin film memory element 3. Assuming that the coercive force of the magnetic thin film memory element 3 with respect to the applied magnetic field is Hc, the following relationship is established between Hc, Hix, and Hiy.
【００４９】Ｈｉｙ＜Ｈｃ （１） Ｈｉｘ＜Ｈｃ （２） Ｈｃ＜Ｈｉｘ＋Ｈｉｙ （３） つまり、電流ＩｘおよびＩｙのいずれか一方を流しただ
けでは磁性薄膜メモリ素子１の磁化は変化せず、電流Ｉ
ｘにより発生する磁界Ｈｉｘと電流Ｉｙにより発生する
磁界Ｈｉｙの両方が相加されたばあいにのみ磁性薄膜メ
モリ素子３の磁化は変化し、磁化の方向が逆転する。Ｈ
ｉｘとＨｉｙが相加される部分は図５に示すように記録
用線６、７に対しての領域との領域である。いま、
図中→の方向に電流Ｉｘを、図中↑の方向に電流Ｉｙを
流したとするとの領域の磁界の向きは図中上向き、
の領域の磁界の向きは図中下向きとなる。ＩｘとＩｙの
向きを逆にすればの領域の磁界の向きは図中下向き、
の領域の磁界の向きは図中上向きとなる。Hiy <Hc (1) Hix <Hc (2) Hc <Hix + Hiy (3) In other words, when only one of the currents Ix and Iy flows, the magnetization of the magnetic thin-film memory element 1 does not change, and the current I
Only when both the magnetic field Hix generated by x and the magnetic field Hiy generated by the current Iy are added, the magnetization of the magnetic thin film memory element 3 changes, and the direction of the magnetization is reversed. H
The portion where ix and Hiy are added is a region with the regions for the recording lines 6 and 7 as shown in FIG. Now
The direction of the magnetic field in the region where the current Ix flows in the direction of → in the drawing and the current Iy flows in the direction of ↑ in the drawing is upward in the drawing.
The direction of the magnetic field in the region is downward in the figure. If the directions of Ix and Iy are reversed, the direction of the magnetic field in the region is downward in the figure,
The direction of the magnetic field in the region is upward in the figure.
【００５０】そこで、の領域にのみ磁性薄膜メモリ素
子１を配置すれば、電流ＩｘとＩｙの向きを変えること
によって磁性薄膜メモリ素子１の磁化の向きを図中上向
きにしたり図中下向きにしたりできる。情報「１」に対
しては電流Ｉｘを→の方向に、電流Ｉｙを↑の方向に流
すことで磁性薄膜メモリ素子１の磁化の向きを図中下向
きに、情報「０」に対しては電流Ｉｘを←の方向に、電
流Ｉｙを↓の方向に流すことで磁性薄膜メモリ素子１の
磁化の向きを図中上向きに書き込むことが可能となる。Therefore, if the magnetic thin-film memory element 1 is arranged only in this region, the direction of magnetization of the magnetic thin-film memory element 1 can be turned upward in the drawing or downward in the drawing by changing the directions of the currents Ix and Iy. . By flowing the current Ix in the direction of → and the current Iy in the direction of ↑ for the information “1”, the magnetization direction of the magnetic thin-film memory element 1 is directed downward in the figure. By flowing Ix in the direction of ← and current Iy in the direction of ↓, the magnetization direction of the magnetic thin film memory element 1 can be written upward in the figure.
【００５１】前記実施例では、薄膜磁性体として垂直磁
気異方性を示すものを用いたが、磁化容易軸が垂直方向
と面内方向の間に存在する薄膜磁性体であれば垂直磁気
異方性を有する磁性体に限らず同様に記録、読み出しを
行なうことができる。In the above embodiment, a thin film magnetic material having perpendicular magnetic anisotropy was used. However, if the thin film magnetic material has an easy axis of magnetization between the perpendicular direction and the in-plane direction, the perpendicular magnetic anisotropic material is used. Recording and reading can be performed in a similar manner without being limited to magnetic materials having properties.
【００５２】つぎに磁性薄膜メモリ素子の面の上または
下に、２本の記録用線が設けられた磁性薄膜メモリの一
実施例について図６〜16を用いて説明する。Next, an embodiment of a magnetic thin film memory in which two recording lines are provided above or below the surface of the magnetic thin film memory element will be described with reference to FIGS.
【００５３】このばあい薄膜磁性体としては、磁化容易
軸が磁性薄膜に対して垂直方向を含まない、垂直方向と
面内方向との間に存在する薄膜磁性体が用いられ、記録
用線の位置は絶縁膜を介して薄膜磁性体の直上または直
下に設けられている。In this case, as the thin film magnetic material, a thin film magnetic material whose easy axis does not include the direction perpendicular to the magnetic thin film and exists between the perpendicular direction and the in-plane direction is used. The position is provided directly above or below the thin-film magnetic body via the insulating film.
【００５４】図６は前記磁性薄膜が用いられた磁性薄膜
メモリの一実施例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing an embodiment of a magnetic thin film memory using the magnetic thin film.
【００５５】図６において、８は磁性薄膜メモリ素子
で、アドレスを示すために、８ａａ、８ａｂ、・・・・・・８
ｃｃのようにサフィックスを付してあるが、とくに区別
の必要のないばあいには単に８を用いる。他の符号につ
いても同様とする。９〜１４はいずれもスイッチング用
のトランジスタであり、15はコンデンサー、１６はオペ
アンプなどの信号増幅器である。Ｖ1、Ｖ2は正の電圧
源、ＧＮＤは接地を示す。また、図中、実線は再生用の
配線、破線は記録用の配線を示す。In FIG. 6, reference numeral 8 denotes a magnetic thin film memory element, and 8aa, 8ab,...
Although a suffix is attached like cc, if there is no particular need to distinguish, simply use 8. The same applies to other codes. Reference numerals 9 to 14 denote switching transistors, reference numeral 15 denotes a capacitor, and reference numeral 16 denotes a signal amplifier such as an operational amplifier. V 1 and V 2 indicate positive voltage sources, and GND indicates ground. In the drawing, solid lines indicate reproduction wirings, and broken lines indicate recording wirings.
【００５６】磁性薄膜メモリ素子８には前記のように磁
化容易軸が面内方向と垂直方向の間に存在する磁性薄膜
が用いられている。さらに、図６における磁性薄膜は、
その面内方向の容易軸方向が、磁性薄膜メモリ素子の直
上あるいは直下を通る２本の記録用配線（破線）に対し
て、それぞれθｘ、θｙ（図６においてはθｘ＝θｙ＝
45°）の角度になるように成膜されている。As described above, the magnetic thin film memory element 8 uses a magnetic thin film in which the axis of easy magnetization exists between the in-plane direction and the vertical direction. Further, the magnetic thin film in FIG.
The in-plane easy axis directions are θx and θy (θx = θy = in FIG. 6) with respect to two recording wirings (broken lines) passing directly above or below the magnetic thin film memory element, respectively.
45 °).
【００５７】まず、再生信号としてホール電圧を用いた
読み出し方法について説明する。前記薄膜磁性体が用い
られたばあいも、図７および図８に示すように、磁化さ
れた方向が反転すれば、生ずる電圧も反転することを利
用して読み出しを行なう。たとえば、図６における磁性
薄膜メモリ素子８ａｃの情報を読みたいとき、スイッチ
９ａを閉じる。これにより磁性薄膜メモリ素子８ａａ、
８ａｂ、８ａｃにそれぞれ図６の上から下に電流が流れ
る。この状態でαとβの電圧を測定することにより磁性
薄膜メモリ素子８ａｃの磁化方向の読み出しができる。First, a reading method using a Hall voltage as a reproduction signal will be described. Even when the thin film magnetic material is used, as shown in FIGS. 7 and 8, when the magnetized direction is reversed, reading is performed by utilizing the fact that the generated voltage is also reversed. For example, when it is desired to read the information of the magnetic thin film memory element 8ac in FIG. 6, the switch 9a is closed. Thereby, the magnetic thin film memory element 8aa,
A current flows through 8ab and 8ac from top to bottom in FIG. In this state, the magnetization direction of the magnetic thin film memory element 8ac can be read by measuring the voltages α and β.
【００５８】また、別の読み出し方法として、磁化の変
化を利用して読む方法を使用することもできる。磁性薄
膜の磁化容易軸は面内方向と垂直方向との間に存在する
ので、いま、斜め上向きの磁化方向を「０」、斜め下向
きの磁化方向を「１」として、それぞれ２値的デジタル
情報に対応させることとする。図９は、磁性薄膜メモリ
素子８ａｃの記録状態を読むときのスイッチの開閉動作
のタイムチャートを示す説明図である。チャートに示し
ていないスイッチはすべて開いた状態にある。まず、ｔ
0〜ｔ3においてはスイッチ９ａと10ｃは閉じ、磁性薄膜
メモリ素子８ａｃは読み出しのできる状態にある。ｔ1
〜ｔ2においては、スイッチ11ａ、12ｃ、13はいずれも
閉じており、これにより、磁性薄膜メモリ素子８ａｃに
は面内方向の容易軸方向に −（Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ） の磁界が印加される。もし、素子の磁化の初期状態が斜
め上向きであれば、磁界により磁化方向は変化せず、し
たがって「０」が読み出される。他方、初期状態が斜め
下向きのときには、面内方向の容易軸方向に保磁力Ｈｃ
以上の磁界 −（Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ） が作用するｔ１〜ｔ２において磁化は斜め上向きに反転
する。この反転は、読み出し信号として検出され、
「１」が読み出されたことになる。しかし、「１」が読
み出されたときには、読み出す前の磁化方向である斜め
下向きの磁化方向が失われているため、もう一度面内方
向の容易軸方向に Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ を作用させて読み出す前の状態に戻す必要がある。ｔ1
〜ｔ3において読み出し信号の変化が観測されたときに
は、ｔ4〜ｔ5においてスイッチ11ａ、12ｃ、14を閉じる
のは以上に述べた理由による。As another reading method, a reading method utilizing a change in magnetization can be used. Since the easy axis of magnetization of the magnetic thin film exists between the in-plane direction and the perpendicular direction, the diagonally upward magnetization direction is defined as “0”, and the diagonally downward magnetization direction is defined as “1”. Will be made to correspond. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a time chart of the opening and closing operation of the switch when reading the recording state of the magnetic thin film memory element 8ac. All switches not shown in the chart are open. First, t
0 ~t closed switch 9a and 10c in 3, the magnetic thin film memory element 8ac is in a state capable of reading. t 1
In ~t 2, switches 11a, 12c, 13 are all closed, Thus, the easy axis direction of the plane direction in the magnetic thin film memory element 8ac - the magnetic field (Hix × sinθx + Hiy × sinθy ) is applied You. If the initial state of the magnetization of the element is obliquely upward, the magnetization direction does not change due to the magnetic field, and thus “0” is read. On the other hand, when the initial state is obliquely downward, the coercive force Hc is in the in-plane easy axis direction.
More field - the magnetization in (Hix × sinθx + Hiy × sinθy ) t 1 ~t 2 that acts is reversed diagonally upward. This inversion is detected as a read signal,
"1" has been read. However, when "1" is read, since the magnetization direction obliquely downward, which is the magnetization direction before reading, has been lost, Hix × sin θx + Hiy × sin θy is again applied to the in-plane direction of the easy axis. You need to return to the previous state. t 1
When a change of the read signal was observed in ~t 3, the switch 11a in t 4 ~t 5, for the reasons mentioned above 12c, 14 to close is given.
【００５９】つぎに、記録方法について説明する。記録
は各磁性薄膜の磁化の向きによって行なわれる。たとえ
ば磁性薄膜メモリ素子８ａｃに「０」の記録を行なうば
あい、すなわち磁化を斜め上向きに書き込むばあいにつ
いて、図６および図10〜16を用いて説明する。Next, a recording method will be described. Recording is performed according to the direction of magnetization of each magnetic thin film. For example, a case where "0" is recorded in the magnetic thin film memory element 8ac, that is, a case where magnetization is written obliquely upward will be described with reference to FIG. 6 and FIGS.
【００６０】図６において、記録が行なわれないときに
は、11ａ、11ｂ、11ｃおよび12ａ、12ｂ、12ｃのスイッ
チはすべて開いており、破線に電流は流れない。磁性薄
膜メモリ素子８ａｃに記録を行なうばあい、11ａ、12ｃ
のスイッチを閉じる。さらに、「０」の記録を行なうば
あいには13を閉じる。In FIG. 6, when recording is not performed, the switches 11a, 11b, 11c and 12a, 12b, 12c are all open, and no current flows in the broken line. When recording is performed on the magnetic thin film memory element 8ac, 11a, 12c
Close the switch. Further, when recording "0", 13 is closed.
【００６１】このとき、磁性薄膜メモリ素子８ａｃの中
の磁性薄膜の直上または直下の記録用線に流れる電流の
状態を図10に示す。図10における81、82は、図６におい
て破線で示した記録用線である。81に流れる電流ｉｘと
82に流れる電流ｉｙより発生する磁界をそれぞれＨｉ
ｘ、Ｈｉｙとして図中に示してある。FIG. 10 shows the state of the current flowing in the recording line immediately above or immediately below the magnetic thin film in the magnetic thin film memory element 8ac. Reference numerals 81 and 82 in FIG. 10 are recording lines indicated by broken lines in FIG. The current ix flowing through 81
The magnetic field generated from the current iy flowing through 82 is Hi
x and Hiy are shown in the figure.
【００６２】つぎに、磁性薄膜メモリ素子８中の磁性薄
膜の面内方向の容易軸方向と電流ｉｘ、ｉｙの関係を図
11に示す。図中、磁性薄膜の面内方向の容易軸方向を一
点鎖線で示してある。図中に示したように、電流ｉｘと
磁性薄膜の面内方向の容易軸方向のなす角度をθｘ、電
流ｉｙと磁性薄膜の面内方向の容易軸方向のなす角度を
θｙとする。Next, the relationship between the in-plane easy axis direction of the magnetic thin film in the magnetic thin film memory element 8 and the currents ix and iy is shown.
See Figure 11. In the drawing, the easy axis direction in the in-plane direction of the magnetic thin film is indicated by a chain line. As shown in the figure, the angle between the current ix and the easy axis in the in-plane direction of the magnetic thin film is θx, and the angle between the current iy and the easy axis in the in-plane direction of the magnetic thin film is θy.
【００６３】図12に電流ｉｘにより発生する磁界Ｈｉｘ
が磁性薄膜の面内方向の容易軸方向に及ぼす磁界の大き
さを、図13に電流ｉｙにより発生する磁界Ｈｉｙが磁性
薄膜の面内方向の容易軸方向に及ぼす磁界の大きさを、
それぞれＨｉｘ×ｓｉｎθｘ、Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙとし
て示してある。磁性薄膜は、 Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＜Ｈｃ （４） Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ＜Ｈｃ （５） Ｈｃ＜Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ （６） が成り立つように面内方向の容易軸方向に印加された磁
界、すなわち磁性薄膜の膜面に平行な磁界に対して保磁
力Ｈｃを持っている。FIG. 12 shows a magnetic field Hix generated by the current ix.
13 shows the magnitude of the magnetic field exerted by the magnetic field Hiy generated by the current iy on the easy axis in the in-plane direction of the magnetic thin film.
These are shown as Hix × sin θx and Hiy × sin θy, respectively. The magnetic thin film is formed by a magnetic field applied in an easy-axis direction in an in-plane direction such that Hix × sin θx <Hc (4) Hiy × sin θy <Hc (5) Hc <Hix × sin θx + Hiy × sin θy (6) Has a coercive force Hc with respect to a magnetic field parallel to the film surface.
【００６４】このために図14に示すように磁性薄膜メモ
リ素子８ａｂ、８ｂｃには記録されることなく電流ｉｘ
と電流ｉｙが交差する磁性薄膜メモリ素子８ａｃのみの
記録が可能となる。図中、磁性薄膜メモリ素子８ａｃ内
の矢印は「０」の記録をされた磁化の磁性薄膜面内方向
の向きを示している。Therefore, as shown in FIG. 14, the current ix is not recorded in the magnetic thin film memory elements 8ab and 8bc without being recorded.
And the current iy intersects with the magnetic thin film memory element 8ac alone. In the figure, the arrow in the magnetic thin film memory element 8ac indicates the direction of the magnetization recorded as “0” in the in-plane direction of the magnetic thin film.
【００６５】本発明の磁性薄膜メモリ素子中の磁性薄膜
は、磁化容易軸が磁性薄膜に対して垂直方向と面内方向
の間に存在するので、前記操作において電流ｉｙの向き
を変えることで、斜め上向き、または斜め下向きに磁化
される。In the magnetic thin film in the magnetic thin film memory element of the present invention, since the axis of easy magnetization exists between the direction perpendicular to the magnetic thin film and the in-plane direction, by changing the direction of the current iy in the above operation, It is magnetized diagonally upward or diagonally downward.
【００６６】図15には、以上のような「０」の記録状態
の磁性薄膜メモリ素子８ａｃの断面図を示してある。磁
性薄膜の磁化の向きは、図中に示したように垂直方向と
面内方向の間の斜め上向きとなる。FIG. 15 is a cross-sectional view of the magnetic thin-film memory element 8ac in the recording state of “0” as described above. The direction of magnetization of the magnetic thin film is obliquely upward between the vertical direction and the in-plane direction as shown in the figure.
【００６７】「１」の記録を行なうばあいは図６のスイ
ッチ13を開き、代わりにスイッチ14を閉じればよい。こ
のときの記録状態の断面図は図16に示してある。磁性薄
膜の磁化の向きは図中に示したように垂直方向と面内方
向の間の斜め下向きとなる。When recording "1", the switch 13 in FIG. 6 should be opened and the switch 14 should be closed instead. FIG. 16 is a cross-sectional view of the recording state at this time. The direction of magnetization of the magnetic thin film is obliquely downward between the vertical direction and the in-plane direction as shown in the figure.
【００６８】他のメモリ素子への記録も同様に行なうこ
とができる。Recording on other memory elements can be performed in a similar manner.
【００６９】なお、前記実施例に用いた磁化容易軸が磁
性薄膜に対して垂直方向と面内方向との間に存在する薄
膜磁性体は具体的にはつぎのような磁気特性を示す。Incidentally, the thin film magnetic material having the easy axis of magnetization used between the direction perpendicular to the magnetic thin film and the in-plane direction used in the above-described embodiment specifically shows the following magnetic characteristics.
【００７０】図17〜19は前記薄膜磁性体の典型的なホー
ルヒステリシスループを示す図である。図17は膜面に垂
直方向に外部より磁界を印加したときのホールヒステリ
シスループであり、図18は面内方向の容易軸方向に磁界
を印加したときのホールヒステリシスループであり、図
19は面内方向の困難軸方向に磁界を印加したときのホー
ルヒステリシスループである。FIGS. 17 to 19 show typical hole hysteresis loops of the thin film magnetic material. FIG. 17 is a hole hysteresis loop when a magnetic field is applied from the outside in the direction perpendicular to the film surface, and FIG. 18 is a hole hysteresis loop when a magnetic field is applied in the in-plane direction of the easy axis.
Reference numeral 19 denotes a hole hysteresis loop when a magnetic field is applied in the in-plane hard axis direction.
【００７１】前記薄膜磁性体は垂直方向の磁界に対して
も面内方向の容易軸方向に磁界に対してもホール電圧が
同等に発生し、しかも面内方向の容易軸方向に磁界に対
しては10（０ｅ）程度の小さな保磁力をもつ。このよう
な磁性薄膜をメモリ素子に用いたばあい、面内方向の印
加磁界によって記録が可能となり、しかもホール電圧を
再生信号として用いることができる。The thin film magnetic material generates a Hall voltage equally to the magnetic field in the vertical direction and to the magnetic field in the in-plane easy axis direction, and furthermore, to the magnetic field in the in-plane easy axis direction. Has a small coercive force of about 10 (0e). When such a magnetic thin film is used for a memory element, recording can be performed by an in-plane applied magnetic field, and a Hall voltage can be used as a reproduction signal.
【００７２】つぎに、前記磁気薄膜メモリの作製方法の
一例について説明する。Next, an example of a method for manufacturing the magnetic thin film memory will be described.
【００７３】まず、ガラス基板などの上に図20に示すよ
うな矩形の孔（たとえば、0.1μｍ×1.2μｍ）のあいた
マスクＡを密着させ、読み出し用線としてＣｕ、Ａｕ、
Ａｌなどの導体をスパッタ法などにより膜厚0.1〜1.0μ
ｍで成膜する。さらに、図21に示すように別の正方形な
どの孔（たとえば0.5μｍ□）のあいたマスクＢの矩形
の４つの辺のそれぞれが先に成膜したＣｕ、Ａｕ、Ａｌ
などの導体の一端に重なるように密着させ、磁性薄膜と
してＧｄＣｏなどの磁性薄膜を、スパッタ法により膜厚
500〜3000Åで成膜する。その結果、図22のように各磁
性薄膜メモリ素子と読み出し用線とが連結される。磁性
薄膜メモリ素子上と読み出し用線上には保護膜としてＳ
ｉＮｘ（ｘ＝0.7〜1.5）などの誘電体膜をスパッタ法に
より膜厚0.2〜0.5μｍで成膜する。First, a mask A having a rectangular hole (for example, 0.1 μm × 1.2 μm) as shown in FIG. 20 is brought into close contact with a glass substrate or the like, and Cu, Au,
A conductor such as Al is sputtered to a thickness of 0.1-1.0μ
m. Further, as shown in FIG. 21, each of the four sides of the rectangle of the mask B having another square hole (for example, 0.5 μm square) is formed of Cu, Au, Al
And a magnetic thin film such as GdCo as a magnetic thin film by sputtering.
Deposit at 500-3000Å. As a result, as shown in FIG. 22, each magnetic thin film memory element is connected to the read line. On the magnetic thin-film memory element and on the read line, S
A dielectric film such as iNx (x = 0.7 to 1.5) is formed to a thickness of 0.2 to 0.5 μm by a sputtering method.
【００７４】前記ＳｉＮｘ上に縦方向の記録用線として
たとえばＣｕ、Ａｌ、Ａｕなどをスパッタ法などにより
膜厚0.5μｍで成膜し、さらに全面に同様にＳｉＮｘ膜
を膜厚0.2〜0.5μｍで成膜したのち、横方向の記録用線
として、たとえばＣｕ、Ａｌ、Ａｕなどを膜厚0.5μｍ
で成膜する。このとき縦、横いずれの方向の記録用線も
矩形の磁性薄膜メモリ素子から少しずれた位置かまたは
直上になるように成膜する。On the SiNx, for example, Cu, Al, Au or the like is formed as a vertical recording line to a thickness of 0.5 μm by sputtering or the like, and a SiNx film is similarly formed to a thickness of 0.2 to 0.5 μm on the entire surface. After the film is formed, for example, Cu, Al, Au or the like is used as a horizontal recording line with a thickness of 0.5 μm.
To form a film. At this time, the film is formed such that the recording lines in both the vertical and horizontal directions are slightly shifted from or directly above the rectangular magnetic thin film memory element.
【００７５】このときの記録用線の配置は、絶縁膜が介
在していれば直下になるように成膜の順序を変更しても
よい。At this time, the order of the recording lines may be changed so that the recording line is located immediately below the insulating film if the insulating film is interposed.
【００７６】最後に樹脂により保護コーティングを行な
って磁性薄膜メモリをうる。Finally, protective coating is performed with a resin to obtain a magnetic thin film memory.
【００７７】記録用線を磁性薄膜の直上または直下に配
したばあい、磁性薄膜と記録用線は、絶縁さえされてい
ればよく、絶縁層として前記ＳｉＮｘやＳｉＯ2などの
誘導体を用いたばあい、記録用線と磁性薄膜との間隔を
2000〜5000Å程度にまで狭めることができ、また、記録
用線を磁性薄膜の直上または直下に配置しうるので省ス
ペース化を図ることができ、高密度化が可能となる。When the recording line is disposed directly above or directly below the magnetic thin film, the magnetic thin film and the recording line only need to be insulated, and if the derivative such as SiNx or SiO 2 is used as the insulating layer. The distance between the recording line and the magnetic thin film.
Since it can be reduced to about 2000 to 5000 ° and the recording line can be arranged directly above or below the magnetic thin film, space can be saved and high density can be achieved.
【００７８】以下、実施例に基づき、具体的に説明す
る。Hereinafter, a specific description will be given based on examples.
【００７９】［実施例１］ガラス基板上に図20に示すよ
うな矩形の孔（0.1μｍ×1.2μｍ）のあいたマスクＡを
密着させ、読み出し用線としてＣｕをスパッタ法により
膜厚0.5μｍで成膜した。さらに、図21に示すように別
の正方形の孔（0.5μｍ□）のあいたマスクＢの矩形の
４つの辺のそれぞれが先に成膜した読み出し用線の一端
に重なるように密着させ、磁性薄膜としてＧｄＣｏ膜
を、バイアス電圧（−50Ｖ）を加えてスパッタ法により
膜厚約2000Åで成膜した。その結果、図22に示すように
各磁性薄膜メモリ素子と読み出し用線とが連結された。
前記磁性薄膜メモリ素子上と読み出し用線上には保護膜
としてＳｉＮｘ（ｘ＝1.0）からなる誘電体膜を膜厚0.1
μｍで成膜した。Example 1 A mask A having a rectangular hole (0.1 μm × 1.2 μm) as shown in FIG. 20 was brought into close contact with a glass substrate, and Cu was used as a readout line with a thickness of 0.5 μm by sputtering. A film was formed. Further, as shown in FIG. 21, the four sides of the rectangle of the mask B having another square hole (0.5 μm square) are brought into close contact with one end of the previously formed readout line so as to overlap with the magnetic thin film. A GdCo film was formed to a thickness of about 2000 ° by a sputtering method while applying a bias voltage (−50 V). As a result, as shown in FIG. 22, each magnetic thin film memory element was connected to a read line.
A dielectric film made of SiNx (x = 1.0) is formed on the magnetic thin film memory element and the read line as a protective film to a thickness of 0.1.
A film was formed with a thickness of μm.
【００８０】前記ＳｉＮｘ上に縦方向の記録用線として
Ｃｕをスパッタ法により幅0.4μｍ膜厚0.5μｍで成膜
し、さらに全面に前記ＳｉＮｘ膜を0.1μｍ成膜したの
ち、横方向の記録用線として、Ｃｕを幅0.4μｍ、膜厚
0.5μｍで成膜した。このとき縦、横いずれの方向の記
録用線も図３に示されるように矩形の磁性薄膜メモリ素
子３から少しずれた位置になるように成膜した。As a vertical recording line, Cu was deposited on the SiNx with a width of 0.4 μm and a thickness of 0.5 μm by sputtering, and the SiNx film was deposited on the entire surface to a thickness of 0.1 μm. As a line, Cu is 0.4 μm in width and film thickness
A film was formed at 0.5 μm. At this time, the film was formed such that the recording lines in both the vertical and horizontal directions were slightly displaced from the rectangular magnetic thin film memory element 3 as shown in FIG.
【００８１】最後に樹脂で保護コーティングを行ない、
図３に示されるような磁性薄膜メモリをえた。Finally, a protective coating is performed with a resin.
A magnetic thin film memory as shown in FIG. 3 was obtained.
【００８２】本実施例で磁性薄膜として用いたＧｄＣｏ
膜（Ｇｄ 25ａｔ％、Ｃｏ 75ａｔ％）の保磁力Ｈｃは
40（Ｏｅ）であり、記録用線にＩｘ、Ｉｙそれぞれ15ｍ
Ａの一定電流を流した。GdCo used as a magnetic thin film in this embodiment
The coercive force Hc of the film (Gd 25 at%, Co 75 at%)
40 (Oe), and Ix and Iy are 15 m each for the recording line.
A constant current was applied.
【００８３】パターンの周期は２μｍ、磁性薄膜３は0.
5μｍ角の正方形、記録用線と磁性薄膜メモリ素子３の
中心間距離は約１μｍであった。The period of the pattern is 2 μm, and the thickness of the magnetic thin film 3 is 0.1 μm.
The square of 5 μm square, the distance between the recording line and the center of the magnetic thin film memory element 3 was about 1 μm.
【００８４】このとき、磁性薄膜３の中心部における記
録用線による発生磁界は、それぞれ約30（Ｏｅ）であ
り、両方の磁界が重ね合わさったときのみ磁性薄膜の保
磁力40（Ｏｅ）を充分にこえ、良好な記録が行なわれ
た。At this time, the magnetic field generated by the recording line at the center of the magnetic thin film 3 is about 30 (Oe), and the coercive force 40 (Oe) of the magnetic thin film is sufficient only when both magnetic fields are superposed. And good recording was done.
【００８５】また、電流線２を通して１個の磁性薄膜メ
モリ素子３の両端に約4.5ｍＶの電圧を印加した。磁性
薄膜メモリ素子３の磁化が「０」から「１」に反転した
とき、電圧線３に現われる電圧の変化は約40μＶであり
良好な読み出し動作が行なえた。A voltage of about 4.5 mV was applied to both ends of one magnetic thin film memory element 3 through the current line 2. When the magnetization of the magnetic thin film memory element 3 was inverted from “0” to “1”, the change in the voltage appearing on the voltage line 3 was about 40 μV, and a good read operation was performed.
【００８６】［実施例２］実施例１と同様にマスクなど
を用いて、シリコン基板上にスパッタ法により、以下の
順に成膜を行ない、図２３に示されるような磁性薄膜メ
モリをえた。Example 2 A film was formed on a silicon substrate in the following order by a sputtering method using a mask or the like in the same manner as in Example 1 to obtain a magnetic thin film memory as shown in FIG.
【００８７】 記録用線６ 幅0.3μｍ、膜厚１μｍ 絶縁膜 膜厚0.1μｍ 電流線４および電圧線５ 幅0.5μｍ、膜厚0.5μｍ 磁性薄膜メモリ素子 縦0.5μｍ、横0.5μｍ 膜厚0.05μｍ 絶縁膜 膜厚0.1μｍ 記録用線７ 幅0.3μｍ、膜厚１μｍ その結果、図23に示したパターンをえた。磁性薄膜メモ
リ素子３としては、垂直方向に磁化容易軸を有する保磁
力30（Ｏｅ）のＴｂＨｏＣｏ膜（Ｔｂ ７ａｔ％、Ｈｏ
19ａｔ％、Ｃｏ 74ａｔ％）を用いた。Recording line 6 0.3 μm in width, 1 μm in thickness Insulating film 0.1 μm in thickness Current line 4 and voltage line 5 0.5 μm in width, 0.5 μm in thickness Magnetic thin film memory element 0.5 μm in height, 0.5 μm in width, 0.05 μm in thickness Insulating film Thickness 0.1 μm Recording line 7 Width 0.3 μm, thickness 1 μm As a result, the pattern shown in FIG. 23 was obtained. As the magnetic thin film memory element 3, a TbHoCo film (Tb 7 at%, Ho) having a coercive force of 30 (Oe) having an easy axis of magnetization in the vertical direction.
19 at%, Co 74 at%).
【００８８】パターンの周期は２μｍ、磁性薄膜メモリ
素子３は0.5μｍ角の正方形、記録用線と磁性薄膜メモ
リ素子３の中心間距離は約１μｍであった。素子数は10
00×1000個とした。The pattern cycle was 2 μm, the magnetic thin film memory element 3 was a square of 0.5 μm square, and the distance between the recording line and the center of the magnetic thin film memory element 3 was about 1 μm. 10 elements
The number was set to 00 × 1000.
【００８９】読み出しおよび記録方法は実施例１と同様
に行なった。The reading and recording methods were the same as in Example 1.
【００９０】記録用線６および７には、それぞれ10ｍＡ
の電流を流した。このときの磁性薄膜メモリ素子３の中
心部における記録用線６および７による発生磁界は、そ
れぞれ約20（Ｏｅ）であり、両方の磁界が重ね合わさっ
たときのみ磁性薄膜メモリ素子３の保磁力30（Ｏｅ）を
充分にこえ、良好な記録が行なわれた。The recording lines 6 and 7 each have 10 mA
Was passed. At this time, the magnetic fields generated by the recording lines 6 and 7 at the center of the magnetic thin film memory element 3 are each about 20 (Oe), and the coercive force of the magnetic thin film memory element 3 is only when both magnetic fields are superimposed. (Oe) was sufficiently exceeded, and good recording was performed.
【００９１】また、電流線２の両端には５Ｖの電圧を印
加し、このとき１個の磁性薄膜メモリ素子１の両端には
約3.5ｍＶが印加された。磁性薄膜メモリ素子１の磁化
が「０」から「１」に反転したとき、電圧線３に現れる
電圧の変化は約30μＶであった。これにより熱的な雑音
よりも充分に大きく良好な読み出し動作を行なえたこと
がわかる。A voltage of 5 V was applied to both ends of the current line 2. At this time, about 3.5 mV was applied to both ends of one magnetic thin film memory element 1. When the magnetization of the magnetic thin film memory element 1 was inverted from “0” to “1”, the change in the voltage appearing on the voltage line 3 was about 30 μV. Thus, it can be seen that a good read operation which is sufficiently larger than thermal noise can be performed.
【００９２】［実施例３］図24に示すように磁性薄膜メ
モリ素子３の両側に記録用線を設けたほかは実施例２と
同様にして磁性薄膜メモリを作製した。両側に設けた記
録用線と磁性薄膜の中心間距離も同様とした。しかるの
ち、それぞれの記録用線に反対方向の電流を実施例２と
同様の値となるよう流したところ良好な記録を行なえ
た。すなわち、図24の○印で示した磁性薄膜メモリ素子
３の磁化を図中下向きに記録するときには、磁性薄膜メ
モリ素子１の近傍を通る４本の記録用線に矢印で示す向
きに電流を流し、磁化を図中上向きに記録するときに
は、それぞれ矢印と逆方向の電流を流した。本実施例で
は、１本の記録用線に流す電流は、磁性薄膜メモリ素子
３の片側だけに記録用線を配置したばあいと比べて半分
にすればよい。Example 3 A magnetic thin film memory was manufactured in the same manner as in Example 2 except that recording lines were provided on both sides of the magnetic thin film memory element 3 as shown in FIG. The same applies to the distance between the recording lines provided on both sides and the center of the magnetic thin film. Thereafter, when current in the opposite direction was applied to each recording line so as to have the same value as in Example 2, good recording was performed. That is, when recording the magnetization of the magnetic thin film memory element 3 indicated by a circle in FIG. 24 in the downward direction in the figure, a current is applied to four recording lines passing near the magnetic thin film memory element 1 in the directions indicated by arrows. When recording the magnetization in the upward direction in the figure, a current in the direction opposite to the arrow was applied. In this embodiment, the current flowing through one recording line may be halved as compared with the case where the recording line is arranged only on one side of the magnetic thin film memory element 3.
【００９３】［実施例４］磁性薄膜メモリ素子の数が異
なるほかは、図６に示されるものと同様の回路を有する
磁性薄膜メモリを使用した。Example 4 A magnetic thin film memory having a circuit similar to that shown in FIG. 6 was used except that the number of magnetic thin film memory elements was different.
【００９４】まず、磁性薄膜メモリ素子８は0.5μｍ角
の正方形とし、前記素子と素子との間隔を２μｍ、磁性
薄膜メモリ素子の数を10×10とした。First, the magnetic thin film memory element 8 was a square of 0.5 μm square, the interval between the elements was 2 μm, and the number of magnetic thin film memory elements was 10 × 10.
【００９５】２本の記録用線にはそれぞれ1.3ｍＡの電
流を流すことにより各記録線からの発生磁界は実効的に
6.2（Ｏｅ）となるので、２本の記録線の両方から磁界
が発生したばあいにのみ10（Ｏｅ）をこえ、記録可能と
なる。読み出しは、１ｍＡの印加電流に対して1.5ｍＶ
のホール電圧がえられ、増幅することで100ｍＶ以上の
出力がえられ、良好な読み出し動作が行なえた。By passing a current of 1.3 mA to each of the two recording lines, the magnetic field generated from each recording line is effectively reduced.
Since the value is 6.2 (Oe), recording can be performed beyond 10 (Oe) only when a magnetic field is generated from both of the two recording lines. Reading is 1.5 mV for 1 mA applied current
The Hall voltage was obtained, and an output of 100 mV or more was obtained by amplification, and a good read operation was performed.
【００９６】[0096]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁化容易
軸が磁性薄膜に対し垂直方向と面内方向の間に存在する
薄膜磁性体を用いたため、ホール電圧を読み出し信号と
して利用することができ、高感度な読み出しと高密度化
が可能であるなどの効果がある。As described above, according to the present invention, since the thin film magnetic body having the easy axis of magnetization existing between the direction perpendicular to the magnetic thin film and the in-plane direction is used, the Hall voltage is used as a read signal. And high sensitivity reading and high density are possible.
【００９７】また、メモリ素子として磁化容易軸が磁性
薄膜に対して垂直方向と面内方向の間に存在する磁性薄
膜を用いたばあい、膜面に平行な磁界を印加して記録を
行なうことができ、記録用線を磁性薄膜素子の直上もし
くは直下に配置することで省スペース化が行なえ、記録
用線と磁性薄膜との間隔を小さくすることができ、省電
力化とともに、さらなる高密度化が可能となる。Further, the axis of easy magnetization is magnetic as a memory element.
When a magnetic thin film existing between the perpendicular direction and the in-plane direction with respect to the thin film is used, recording can be performed by applying a magnetic field parallel to the film surface, and the recording line is directly above the magnetic thin film element or By arranging it immediately below, space can be saved, the distance between the recording line and the magnetic thin film can be reduced, and power saving and higher density can be achieved.
【００９８】また、素子のサイズを小さくしても、充分
に大きな再生出力がえられる。Even if the element size is reduced, a sufficiently large reproduction output can be obtained.
【図１】スパッタ装置の模式的な断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a sputtering apparatus.
【図２】本発明の一実施例における磁性薄膜メモリの読
み出し原理の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a reading principle of a magnetic thin film memory according to one embodiment of the present invention.
【図３】本発明の一実施例における磁性薄膜メモリを示
した説明図である。FIG. 3 is an explanatory view showing a magnetic thin film memory according to one embodiment of the present invention.
【図４】本発明の一実施例における磁性薄膜メモリ素子
の磁界に対するホール電圧の変化の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a change in Hall voltage with respect to a magnetic field of a magnetic thin film memory element according to one embodiment of the present invention.
【図５】本発明の一実施例における記録用線と磁性薄膜
の具体的な位置関係を示した説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a specific positional relationship between a recording line and a magnetic thin film in one embodiment of the present invention.
【図６】本発明の一実施例を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing one embodiment of the present invention.
【図７】本発明の磁性薄膜メモリ素子の読み出し動作を
説明する説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a read operation of the magnetic thin film memory element of the present invention.
【図８】本発明の磁性薄膜メモリ素子の読み出し動作を
説明する説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating a read operation of the magnetic thin film memory element of the present invention.
【図９】本発明の磁性薄膜メモリ素子の読み出し方法を
説明する説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a reading method of the magnetic thin film memory element of the present invention.
【図１０】本発明の磁性薄膜メモリ素子の記録動作を説
明する説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a recording operation of the magnetic thin film memory element of the present invention.
【図１１】本発明の磁性薄膜メモリ素子の記録動作を説
明する説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a recording operation of the magnetic thin film memory element of the present invention.
【図１２】本発明の磁性薄膜メモリ素子の記録動作を説
明する説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram illustrating a recording operation of the magnetic thin film memory element of the present invention.
【図１３】本発明の磁性薄膜メモリ素子の記録動作を説
明する説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a recording operation of the magnetic thin film memory element of the present invention.
【図１４】本発明の磁性薄膜メモリ素子の記録動作を説
明する説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram illustrating a recording operation of the magnetic thin film memory element of the present invention.
【図１５】本発明の磁性薄膜メモリ素子の記録動作を説
明する説明図である。FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a recording operation of the magnetic thin film memory element of the present invention.
【図１６】本発明の磁性薄膜メモリ素子の記録動作を説
明する説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram illustrating a recording operation of the magnetic thin film memory element of the present invention.
【図１７】本発明で用いる磁性薄膜面に垂直方向に外部
より磁界を印加したときのホールヒステリシスループを
表わす説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram showing a hole hysteresis loop when a magnetic field is applied from the outside in a direction perpendicular to the surface of the magnetic thin film used in the present invention.
【図１８】本発明で用いる磁性薄膜の面内方向の容易軸
方向に磁界を印加したときのホールヒステリシスループ
を表わす説明図である。FIG. 18 is an explanatory diagram showing a hole hysteresis loop when a magnetic field is applied in an in-plane easy axis direction of a magnetic thin film used in the present invention.
【図１９】本発明で用いる磁性薄膜の面内方向の困難軸
方向に磁界を印加したときのホールヒステリシスループ
を表わす説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram showing a hole hysteresis loop when a magnetic field is applied in a hard axis direction in an in-plane direction of a magnetic thin film used in the present invention.
【図２０】本発明の実施例１に用いられた磁性薄膜メモ
リ素子の読み出し用線作成のためのマスクの説明図であ
る。FIG. 20 is an explanatory diagram of a mask for creating a read line of the magnetic thin film memory element used in the first embodiment of the present invention.
【図２１】本発明の実施例１に用いられた磁性薄膜メモ
リ素子の作成のためのマスクの説明図である。FIG. 21 is an explanatory diagram of a mask for producing a magnetic thin film memory element used in Example 1 of the present invention.
【図２２】本発明の実施例１によりえられた磁性薄膜メ
モリ素子のパターンの概略図である。FIG. 22 is a schematic view of a pattern of a magnetic thin film memory element obtained according to the first embodiment of the present invention.
【図２３】本発明の実施例２の磁性薄膜メモリの説明図
である。FIG. 23 is an explanatory diagram of a magnetic thin film memory according to Example 2 of the present invention.
【図２４】本発明の実施例３の磁性薄膜メモリの説明図
である。FIG. 24 is an explanatory diagram of a magnetic thin film memory according to Embodiment 3 of the present invention.
【図２５】従来の磁性薄膜メモリ素子を組み立てた状態
を模式的に示す説明図である。FIG. 25 is an explanatory view schematically showing a state where a conventional magnetic thin film memory element is assembled.
３ 磁性薄膜メモリ素子 ４ 電流線 ５ 電圧線 ６ 記録用線 ７ 記録用線 ８ 磁性薄膜メモリ素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Magnetic thin film memory element 4 Current line 5 Voltage line 6 Recording line 7 Recording line 8 Magnetic thin film memory element
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堤 和彦 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社 材料研究所内 (72)発明者 柴田 浩 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社 材料研究所内 (72)発明者 田辺 信二 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社 材料研究所内 (72)発明者 小林 浩 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社 材料研究所内 (72)発明者 大土井 雄三 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電 機株式会社 材料研究所内 (56)参考文献 特開 平２−247889（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−12092（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−143980（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−28242（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−135569（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−116930（ＪＰ，Ａ) 特表 平５−506531（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11C 11/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Kazuhiko Tsutsumi 8-1-1, Tsukaguchi-Honcho, Amagasaki-shi Inside Materials Research Laboratory, Mitsubishi Electric Corporation (72) Hiroshi Shibata 8-1-1, Tsukaguchi-Honmachi, Amagasaki-shi Mitsubishi Inside Electric Materials Laboratory (72) Inventor Shinji Tanabe 8-1-1 Tsukaguchi Honcho, Amagasaki City Mitsubishi Electric Corporation Inside Materials Laboratory (72) Inventor Hiroshi Kobayashi 8-1-1 Tsukaguchi Honcho Amagasaki City Mitsubishi Inside Electric Materials Laboratory (72) Inventor Yuzo Odoi 8-1-1 Tsukaguchi Honmachi, Amagasaki City Mitsubishi Electric Corporation Materials Laboratory (56) References JP-A-2-247889 (JP, A) JP-A-3-12092 (JP, A) JP-A-2-143980 (JP, A) JP-A-50-28242 (JP, A) JP-A-5-135569 (JP, A) JP-A-49-116930 (JP P, A) JP-T flat 5-506531 (JP, A) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) G11C 11/00
Claims (14)
記憶する磁性薄膜メモリ素子であって、記録した情報を
読み出す手段として薄膜磁性体の第１の方向の対向辺に
連結され、薄膜磁性体に読み出し用電流を供給する一対
の読み出し用電流線と、前記薄膜磁性体の第２の方向の
対向辺に連結され、前記読み出し用電流が供給されたと
きに該薄膜磁性体に発生するホール電圧を読み出す一対
の読み出し用電圧線を備えたことを特徴とする磁性薄膜
メモリ素子。1. A thin-film magnetic element for storing information according to the direction of magnetization of a thin-film magnetic body, wherein the thin-film magnetic element is connected to an opposite side of the thin-film magnetic body in a first direction as means for reading recorded information. And a pair of read current lines for supplying a read current to the thin-film magnetic material, and a Hall voltage generated in the thin-film magnetic material when the read current is supplied and connected to opposite sides of the thin-film magnetic material in a second direction. 1. A magnetic thin film memory device comprising a pair of read voltage lines for reading data.
性体の薄膜面に対して１°以上７０°以下の角度をなす
ことを特徴とする請求項１記載の磁性薄膜メモリ素子。2. The magnetic thin film memory element according to claim 1, wherein an axis of easy magnetization of said thin film magnetic material forms an angle of 1 ° or more and 70 ° or less with a thin film surface of said thin film magnetic material.
性体の薄膜面に対して垂直であることを特徴とする請求
項１記載の磁性薄膜メモリ素子。3. The magnetic thin film memory element according to claim 1, wherein an axis of easy magnetization of said thin film magnetic material is perpendicular to a thin film surface of said thin film magnetic material.
られた請求項１、請求項２または請求項３記載の磁性薄
膜メモリ素子。4. The magnetic thin film memory device according to claim 1, wherein a ferrimagnetic thin film is used as the thin film magnetic material.
金属の合金が用いられた請求項４記載の磁性薄膜メモリ
素子。5. The magnetic thin film memory element according to claim 4, wherein an alloy of a rare earth element and a transition metal is used as the ferrimagnetic thin film.
元素の合金からなるフェリ磁性薄膜が用いられ、前記希
土類元素と遷移金属元素の合金が、少なくともＨｏを含
有したものである請求項２または請求項３記載の磁性薄
膜メモリ素子。6. A ferrimagnetic thin film made of an alloy of a rare earth element and a transition metal element is used as the thin film magnetic body, and the alloy of the rare earth element and the transition metal element contains at least Ho. Item 4. A magnetic thin film memory element according to item 3.
の磁性薄膜メモリ素子を２以上連結してなるメモリであ
って、各磁性薄膜メモリ素子が読み出し用の電流線と電
圧線によって連結されたことを特徴とする磁性薄膜メモ
リ。7. A memory comprising two or more magnetic thin film memory elements according to claim 1, 2 or 3, wherein each magnetic thin film memory element is connected by a current line and a voltage line for reading. A magnetic thin film memory characterized by being performed.
請求項７記載の磁性薄膜メモリ。8. The magnetic thin film memory according to claim 7, wherein the current lines and the voltage lines are orthogonal to each other.
薄膜メモリ素子の面外に、電圧線と平行に記録用線Ｘ、
電流線と平行に記録用線Ｙが設けられた磁性薄膜メモ
リ。9. A recording line X, parallel to a voltage line, outside the plane of the magnetic thin film memory element in the magnetic thin film memory according to claim 7.
A magnetic thin film memory in which a recording line Y is provided in parallel with a current line.
膜メモリ素子を２以上連結してなるメモリであって、各
磁性薄膜メモリ素子が読み出し用の電流線と電圧線によ
って連結され、磁性薄膜素子の面の上および面の下に各
１本の記録用線が設けられた磁性薄膜メモリ。10. A memory comprising two or more magnetic thin film memory elements according to claim 1 or 2, wherein each magnetic thin film memory element is connected by a current line and a voltage line for reading. A magnetic thin-film memory in which one recording line is provided above and below the surface of the element.
を記憶する磁性薄膜メモリ素子と、該薄膜磁性体の膜面
に平行な磁界を印加することにより該薄膜磁性体に発生
するホール電圧の変化の有無を検出する手段とを有し、
前記磁性薄膜メモリ素子に記憶されていた情報を読み出
す磁性薄膜メモリであって、前記磁性薄膜メモリ素子と
して、薄膜磁性体の磁化容易軸が薄膜面に対して１°以
上７０°以下の角度をなす磁性薄膜を用いることを特徴
とする磁性薄膜メモリ。11. A magnetic thin film memory element for storing information according to the direction of magnetization of a thin film magnetic material, and a change in a Hall voltage generated in the thin film magnetic material by applying a magnetic field parallel to the film surface of the thin film magnetic material. Means for detecting the presence or absence of
A magnetic thin-film memory for reading information stored in the magnetic thin-film memory element, wherein the axis of easy magnetization of the thin-film magnetic material is 1 ° or less with respect to the thin-film surface as the magnetic thin-film memory element .
A magnetic thin film memory using a magnetic thin film having an angle of 70 ° or less .
て、記録用線Ｘ、Ｙを流れる電流が磁性薄膜メモリ素子
に対して発生する磁界をそれぞれＨｘ、Ｈｙとし、請求
項３記載の磁性薄膜メモリ素子の該磁性薄膜に対して垂
直方向の印加磁界に対する保磁力をＨｃとしたとき、 Ｈｘ＜Ｈｃ （１） Ｈｙ＜Ｈｃ （２） を満足し、さらにＨｘとＨｙがともに印加されたとき Ｈｘ＋Ｈｙ＞Ｈｃ （３） を満足するＨｘおよびＨｙを用いることを特徴とする磁
性薄膜メモリに記録する方法。12. The magnetic thin film memory according to claim 9, wherein magnetic fields generated by currents flowing through the recording lines X and Y with respect to the magnetic thin film memory element are Hx and Hy, respectively. When the coercive force with respect to the applied magnetic field in the direction perpendicular to the magnetic thin film of the element is Hc, Hx <Hc (1) Hy <Hc (2) is satisfied, and when both Hx and Hy are applied, Hx + Hy> A method for recording in a magnetic thin film memory, wherein Hx and Hy satisfying Hc (3) are used.
い、磁性薄膜の膜面に平行な磁界を印加することを特徴
とする磁性薄膜メモリに記録する方法。13. A method for recording on a magnetic thin film memory, wherein the magnetic thin film memory according to claim 10 is applied with a magnetic field parallel to the film surface of the magnetic thin film.
性薄膜メモリにおいて、磁性薄膜素子の直上もしくは直
下に２本の記録用線ｘ、ｙを設け、各記録用線は磁性薄
膜素子の面内方向の容易軸方向に対してそれぞれθｘ、
θｙの角度をなし、記録用線ｘより発生する磁界Ｈｉｘ
と記録用線ｙより発生する磁界Ｈｉｙと磁性薄膜の面内
方向の印加磁界に対する保磁力Ｈｃの関係が Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＜Ｈｃ （４） Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ＜Ｈｃ （５） を満足し、さらにＨｉｘとＨｉｙが共に印加されたとき
に Ｈｃ＜Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ （６） を満足することを特徴とする磁性薄膜メモリの記録方
法。14. The magnetic thin-film memory according to claim 10, wherein two recording lines x and y are provided immediately above or immediately below the magnetic thin-film element, and each recording line is in a plane of the magnetic thin-film element. Θx,
a magnetic field Hix generated from the recording line x at an angle θy
The relationship between the magnetic field Hiy generated from the recording line y and the coercive force Hc with respect to the applied magnetic field in the in-plane direction of the magnetic thin film satisfies Hix × sinθx <Hc (4) Hiy × sinθy <Hc (5). A recording method for a magnetic thin film memory, wherein the following condition is satisfied when Hiy is applied together: Hc <Hix × sin θx + Hiy × sin θy (6).
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