JPH01248391A - ブロッホラインメモリの書込み方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明はブロッホラインメモリの書込み方法に関し、詳
しくは、発生させた磁気バブルをストライプドメイン先
端にまで転送させることなく容易に情報記録（ブロッホ
ライン対の形成）が行なえる新規なブロッホラインメモ
リの書込み方法に関する。

［従来技術］ 高密度記憶素子の開発に伴なって、ブロッホラインメモ
リがその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は、情報記憶部をバルブドメイン
を細長く伸ばしたストライプドメイン周辺磁壁で構成し
、その中にブロッホライン対の有無のかたちで情報を記
録させたものである。そして、このブロッホラインメモ
リ（ブロッホラインメモリデバイス）は、大まかにいえ
ば、（ｊ）書込み部、（進）記録転送部、（ｉｉｉ）読
出し部の三要素から成立っている。

ところで、従来においては、情報の書込みは■磁気バブ
ルの発生、■記録転送部（ストライプメイン）先端部へ
のバブル転送、■局部磁界の印加、続いて、■バブル有
無に対応したブロッホライン書込み、という手順で行な
われている。だが、前記■のストライプドメイン先端部
までへのバブル転送は時間を要するのみならず、デバイ
ス自体の構成を複雑にする等の問題点を有している。

ブロッホラインメモリに関してはＳ、Ｋｏｎｉｓｈｊ；
ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、Ｍａｇｎ、、　ＭＡＧ−１９，
１８３８（１９８３）に詳細に解説されている。即ち、
ブロッホラインメモリは、端的にいえば、垂直磁気異方
性膜に形成されるストライプドメインの境界であるブロ
ッホ磁壁の中に静的かつ安定に存在する垂直ブロッホラ
イン対を記憶情報単位として用いるメモリである。

従来のブロッホラインメモリデバイスの主要部の構成は
概略第８図のようになっている。即ち、ＧＧＧなどの希
土類ガーネット単結晶からなる基板１１１上にＬＰＥ法
（液相エピタキシャル法）などの成膜法により約０．１
〜５μｍ厚くらいの磁性ガーネット膜［（ＹＳｍＬｕＣ
ａ）３（ＦｅＧｅ）５０□２．　（ＹＳｍＴｍ）３（Ｆ
ｅＧｅ）ｓＯ□ｚなど］　１２１．約０．１−１μｍ厚
くらいの絶縁膜（Ｓｉ３Ｎ４，５ｉ０２など）１３１が
積層され、その上に、ストライプドメインを安定化する
ための約０．１．−１μｍ厚程鹿の高磁力膜（ＣｏＰｔ
、　ＣｏＣｒなど）１４がパターン化して設けられ、更
にその上に、絶縁膜１３２を介してブロッホライン書込
み用導体＝コンダクタ膜（Ａｕ、　Ａｇ、　ＡＱ、、　
Ｃｕなど）１５が約０．１〜１μｍｎ厚くらいてパター
ニングして設けられている。

このデバイス全体にはバイアス磁界（イ８が印加されて
高磁力膜１４の周りにストライプドメインが安定化され
るようになっている。そして、この磁壁にはブロッホラ
イン対が記憶情報として存在し、例えばブロッホライン
対がある場合はＬＬ　Ｉ　Ｉ＋、無い場合はｒｒ　ＯＩ
＋に対応するようになっている。ブロッホライン対は規
則正しく存在しており、垂直パルス磁界を印加すること
により順次隣りのポテンシャルウェルに転送される。

なお、この第８図においては前記の■磁気バブルの発生
、■そのバブルのストライプメイン先端部までの転送、
及び０局部磁界の印加のそれぞれの手段は省略されてい
る。

第２図はこの従来のデバイスを上方から見た場合の概略
（この第２図は本発明方法で用いるデバイスにも共通し
ている）を示しており、複数のストライプドメイン１６
が規則正しく並べられ、書込み用導体１５はそれらスト
ライプドメイン１６に対して垂直方向に設けられている
。

だが、従来のこうしたデバイスは、ＧＧＧ基板１１１上
にエピタキシャル成長させたガーネット膜１２１が形成
されていることから、基板を任意に選択することができ
ず、また、ガーネット膜１２１の大面積化が行なえない
といった欠陥がある。これに加えて、従来のデバイスで
はバルブ転送のため書込みに時間がかかるといった欠陥
もある。

［目　　　的］ 本発明は、デバイスの価格を低くするとともに、書込み
部の簡略化により高速でブロッホラインメモリの書込み
が可能な方法を提供するものである。

［構　　成膜 本発明のブロッホラインメモリの書込み方法は、補償温
度が室温以上にあるアモルファス垂直磁化膜にスライプ
ドメインを形成し、かつ、その各ストライプドメインの
ヘッド部に近接してブロッホライン書込み用導体が配設
された磁気記憶素子を用い、前記ストライプドメインの
先端近傍に信号に応してレーザ光を照射しバルブを発生
せしめ、そのバルブの有無によって前記ストライプドメ
インにブロッホライン対を形成させることを特徴として
いる。

ちなみに、本発明者らはブロッホラインメモリの書込み
について鋭意研究・検討した結果、基板上に補償温度が
室温以上にあるアモルファス垂直磁化膜に絶縁膜を通し
て信号に応じたレーザ光をストライプドメインのヘッド
部近傍に照射せしめ部分的に補償温度以上に加熱してア
モルファス垂直磁化膜に磁化の反転部分（磁気バブル）
を発生させれば、そのバブルの有無に従ってストライプ
ドメインにブロッホライン対が形成しうることを確めた
。本発明はこれに基づいてなされたものである。

以下に本発明を添付の図面に従がいながらさらに詳細に
説明する。

第１図は本発明方法で用いられるブロッホラインメモリ
デバイスの概略を表わしている。

本発明方法でのデバイス（第１図、第２図）は、前記の
とおり、適宜な基板１１２上にアモルファス垂直磁化膜
１２２が設けられ、その上に絶縁層１３１を介してパタ
ーン化された高磁力膜１４が形成されており、更に、絶
縁層１３２を介しかつ上方からみてストライプドメイン
１６と垂直な位置（即ち高磁力膜１４と垂直な位置）に
コンダクタ膜１５が形成されている。なお、コンダクタ
膜１５は絶縁層１３２上でストライプドメイン１６の端
部に形成され、それらストライプドメイン１６及び高磁
力膜１４を覆うように絶縁層１３２が形成されているの
が望ましい。

ここでの基板１１は、その上に形成される垂直磁化膜１
２２がアモルファスのものであることから、任意の材料
の使用が可能であり、例えば石英、ガラス、硬質プラス
チックスなどがあげられる。

アモルファス垂直磁化膜（ａ−垂直磁化膜）１２２は、
第３図に示したように、補償温度（Ｔｃｏｍｐ）が室温
（Ｔｒｏｏｍ）以上にある垂直磁気異方性を示すもので
ある。図中、Ｔｃはキュリー点である。

このａ−垂直磁化膜１２２は希土類−遷移金属（ＧｄＦ
ｅ、ＧｄＣｏ、ＧｄＣｏＭｏ、ＧｄＦｅＣｏなど）を蒸
着法、スパッタリング法、イオンブレーティング法など
で０゜１〜５μｍ厚に製膜されている。

絶縁膜１３１及び１３２は、従来のものと同様、０．１
〜１μｍ厚のＳｉ３Ｎ４．ＳｉＯ□などにより形成され
る。また高磁力膜１４（厚さ約０．１〜１μｍ）及びコ
ンダクタ膜１５（厚さ約０．１〜１μｍ）の形成も従来
のもの（第１図について説明したもの）と何等相違して
いない。

第４図このような第１図及び第２図で示されたごときデ
バイス１を用いての情報の書込みの様子を表わしており
、光源２１からのレーザ光をコリメートレンズ２２で平
行光とし、これを集光レンズ２３を通してブロッホライ
ンメモリデバイ−７＝ ス１に照射している。レーザ光照射は基板１１２側から
行っても絶縁膜１３２側から行なってもがまわない。光
源２１にはルビーレーザを用いるのが望ましい。

本発明方法においては、バブルをジグザグコンタクタな
どの転送路によることなく、ストライプドメインの先端
近傍にレーザ光を信号に相応して照射し又は照射しない
でアモルファス垂直磁化膜１２２にバブル１７の有無を
形成するようにしている〔第５図（ａ）〕。

バブル１７の発生は、先に触れたように、ａ−垂直磁化
膜１２２がレーザ光の照射により補償温度以上に加熱さ
れると、その部分は磁化の方向が反転しく例えば希土類
−遷移金属アモルファス垂直磁性膜の場合には、補償温
度以上では希土類原子の磁気モーメントが支配的な状態
から遷移金属原子の磁気モーメントが支配的な状態に変
化し、フェリ磁性であるので磁気モーメン１への方向が
反転する）、その上、周囲の磁気モーメントの反磁界に
よりレーザ光照射部分には反転磁区が生じる（第６図）
。

この状態でデバイス磁界Ｈ８を下げると、（ｉ）ストラ
イプドメイン１６の先端にバブルが存在していない場合
はストライプドメイン１６の先端は延び、（道）先端に
バブル１７の存在する場合はストライプドメイン１６の
先端はバブル１７との反発力で延びない〔第５図（ｂ）
〕。この状態において、書込みコンダクタ１５に電流を
流すとストライプドメイン１６が部分的に収縮し、それ
と同時にブロッホライン対が記録される。

本発明方法では、デバイスを第７図（ａ）（ｂ）に示し
たように、光集積化技術を用いて微細化した光源部３を
バブル発生個所に設けてチップ化したものの使用も考え
られてよい。

これまでの説明では、高磁力膜］４でストライプドメイ
ンを安定化したがグルーヴイングによる安定化も可能で
ある。

次に実施例を示す。

実施例１ ガラス基板上に約１２μｍ厚の補償温度が室温より高く
かつ垂直磁気異方性を有するアモルファス磁性膜（Ｇｄ
Ｆｅ）を設け、その上に約０．２μｍ厚のＳｉＯ□（絶
縁膜）を設けた。

この上に約０．５μｍ厚の高磁力膜（ＣｏＰｔ）をパタ
ーニングして設け、これ上に約１μｍ厚の５ｉｎ２膜を
設け、更に、約０．５μｍ厚のコンダクタ膜（Ａｕ）を
ターニングして設けて第１図に示したブロッホラインデ
バイスをつくった。

続いて、このデバイスを第１図から第６までについて説
明した手段によって書込みを行なったところ、ストライ
プドメインにブロッホライン対からなる記録がなされた
。

実施例２ 基板材料に石英を用い、アモルファス垂直磁化膜材料に
ＧｄＣｏＭｏを用い、高磁力膜材にＣｏＣｒを用い、更
に、コンダクタ膜材料にＡｇを用いた以外は実施例１と
まったく同様にして第１図に示したブロッホラインデバ
イスをつくった。

続いて、このデバイスに実施例１と同じ操作を施して書
込みを行なったところ、ストライプドメインにブロッホ
ライン対からなる記録がなされた。

［効　　果コ 本発明方法によれば下記のごとき効果がもたらされる。

１）基材の選択性が広がり、その基板上の垂直磁化膜は
アモルファスであるため、デバイスの大面積化−デバイ
スの価格の低下につながる−が可能である。

２）光照射で直接的に記録が行なえ、記録時間の短縮化
が計られ、また、消費電力は小さなものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法で使用されるブロッホラインデバイ
スの概略図であり、第２図は第１図（２又は第８図）の
デバイスを上方からみた概略図である。 第３図は本発明でのデバイスにおけるアモルファス垂直
磁化膜の飽和磁化（Ｍｓ）−温度（Ｔ）特性を表わした
グラフである。 第４図、第５図及び第６図は本発明方法によりブロッホ
ライン対が形成されることを説明するための図である。 第７図は第１図とは異なるタイプのブロッホラインメモ
リデバイスの斜視図〔第７図（ａ）〕及び断面図〔第７
図（ｂ）〕である。 第８図は従来使用されていたブロッホラインデバイスの
概略図である。 １１２・・・基　板 １２２・・アモルファス垂直磁化膜 １３１．１３２・・・絶縁膜　　　　　１４・・・高磁
力膜１５・・・コンダクタ膜 １６・・・ストライプドメイン １７・・・バブル（磁気バブル）２１・・・光　源２２
・・・コリメートレンズ　　　２３・・・集光レンズ３
・・・光源部 特許出願人　株式会社　リ　コ　−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、補償温度が室温以上にあるアモルファス垂直磁化膜
   にスライプドメインを形成し、かつ、その各ストライプ
   ドメインのヘッド部に近接してブロッホライン書込み用
   導体が配設された磁気記憶素子を用い、前記ストライプ
   ドメインの先端近傍に信号に応じてレーザ光を照射しバ
   ルブを発生せしめ、そのバルブの有無によって前記スト
   ライプドメインにブロッホライン対を形成させることを
   特徴とするブロッホラインメモリの書込み方法。