JPH025251A - 超電導記憶装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、記憶装置に関し、特に、超電導材料で記憶素
子を構成した超電導記憶装置に適用して有効な技術に関
するものである。

〔従来の技術〕

現在、コンピュータ等の電子機器で使用される記憶装置
としては、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光記憶装
置の３種類が主流をなしている。

半導体記憶装置の主流はＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等である。

磁気記憶装置の主流はフロッピーディスク、ハードディ
スク、磁気記憶テープ等である。光記憶装置の主流は光
ディスクである。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者は、現在、主流として使用される前述の各記憶
装置について検討した結果、次のように一長一短がある
ことを見出した。

前記半導体記憶装置のＤＲＡＭ、ＳＲＡＭの夫々は、デ
ータの書き替えが可能で、しかも加工精度の向上と共に
大容量化を図ることができる特徴がある。しかしながら
、半導体記憶装置は、外部よりバックアップの電力を断
続的或は連続的に供給することでデータを保持している
ので、消費電力が増大する問題点がある。

また、前記磁気記憶装置のフロッピーディスク等は、半
導体記憶装置と同様にデータの書き替えが可能で、しか
もデータの保持にバックアップの電力を必要としない特
徴がある。しかしながら、磁気記憶装置は、大容量化の
ためには高速動作で磁束密度を高める必要があるので、
前記高速動作を行う周辺機器が大型化する問題点がある
。

また、前記光記憶装置は、データの保持にバックアップ
の電力を必要とせず、しかも加工精度の向上と共に大容
量化を図ることができる特徴がある。しかしながら、光
記憶装置は、物理的な凸凹形状でデータを書き込んでい
るので、データの書き替えができないという問題点があ
る。

本発明の目的は、前述の記憶装置の夫々の問題点を解決
し、データの書き替えが可能で、データの大容量化が可
能で、しかもデータの保持のためのバックアップ電力を
必要としない記憶装置を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は５本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要をｆｆｆｆ　、’１１−に説明すれば、下記のとおり
である。

磁束が透過可能な絶縁体上に、超電導材料で形成された
閉回路をなす超電導記憶素子を規則的に配列した超電導
記憶装置を構成する。

〔作　　用〕

上述した手段によれば、前記超電導記憶素子に磁束を与
えてデータを書き込み、前記と反対方向の磁束を与えて
書き込まれたデータを消去することができるので、デー
タの書き替えが行える。

また、前記超電導記憶素子は、ＣＶＤ法やスパッタリン
グ法で堆積させた前記超電導材料を異方性エツチングで
パターンニングする微細加工により形成することができ
るので、大容量化を図ることができる。

さらに、前記超電導記憶素子は、磁束を与えることによ
ってデータとしての超電導電流が半永久的に流れつづけ
るので、データを保持するためのバックアップ電力の供
給をなくすことができる。

以下、本発明の構成について、一実施例とともに説明す
る。

なお、実施例を説明するための全回において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。

〔発明の実施例〕

本発明の一実施例である超電導記憶装置の概略構成を第
１図（斜視図）で示す。

第１図に示すように、超電導記憶装置は、絶縁性基板１
上に超電導記憶素子２を規則的例えば行列状に複数配置
することにより構成されている６前記絶縁性基板１は平
面が方形状の基板で構成されている。絶縁性基板１は、
これに限定されるものではなく、平面が円盤状の基板、
フィルム状テープ等、コンピュータ等の電子機器に組み
込まれる用途に応じた形状で構成してもよい。絶縁性基
板１は、ポリイミド樹脂等の樹脂材料、セラミックス材
料等、絶縁性を有しかつ磁束が通過する材料で形成され
ている。例えば、絶縁性基板１は、プリント配線基板に
マイクロプロセッサ等の半導体装置と共に組み込む場合
にはセラミックス材料や厚い膜厚の樹脂材料で形成する
。また、絶縁性基板１は、フィルム状テープとして使用
する場合には薄い膜厚の樹脂材料で形成する。

前記超電導記憶素子２は平面が円形状のリング状で構成
されている。この超電導記憶素子２は、基本的には磁束
が与えられ励起された超電導電流がある環境下において
半永久的に流れつづけることができる閉回路で構成され
ていればよいので、円盤状、方形状等、前記以外の形状
で構成してもよい、超電導記憶素子２は、常温超電導材
料、高温超電導材料のいずれで形成してもよいが、比較
的高温度で超電導現象が生じる後者の方で形成されてい
る。超電導記憶素子２の具体的な材料としては、これに
限定されないが、現在発見されているなかで液体窒素温
度の高温度で超電導現象が生じる酸化物系セラミックス
材料で形成する。

次に、前記超電導記憶装置のデータ書き込み動作、デー
タ保持動作、データ読み出し動作の夫々について第２図
乃至第４図（各動作毎に示す斜視図）を用いて簡？１１
に説明する。

まず、第２図に示すように、絶縁性基板１上の所定の超
電導記憶素子２に対向する位置に磁気ヘッド３を配置し
、この磁気ヘッド３から発生する磁束Φを超電導記憶素
子２に通す。この磁束Φによって、超電導記憶素子２は
超電導電流Ｉが流れ。

データＩｔ　Ｉ　Ｉｔ　　が書き込まれる。前記磁気ヘ
ッド３は矢印Ａ方向に走査し、次段の超電導記憶素子２
にデータを書き込む。次段の超電導記憶素子２は、それ
に磁束Φを通さないので、データ“０″　　が書き込ま
れる。大型コンピュータ等の電子機器は冷却システムを
常備しており、この電子機器に組み込まれた超電導記憶
装置は常時前記冷却システムの液体窒素で冷却されてい
るので、データの書き込み動作を始めその後の保持動作
及び読み出し動作の夫々において、超電導現象を生じさ
せるために超電導記憶装置を冷却する必要がない。

次に、前記データが書き込まれた超電導記憶装置の超電
導記憶素子２は、第３図に示すように、前記冷却システ
ムで超電導現象が維持され、半永久的に超電導電流Ｉが
流れつづけているので、データの保持を行うことができ
る。前記超電導電流工は抵抗ゼロの状態で流れつづくの
で、このデータの保持には外部からのバックアップ電力
を必要としない。しかも、超電導現象を生じさせる冷却
システムは前述のように電子機器のものを兼用している
ので、超電導記憶装置を電子機器に組み込むに際してデ
ータ保持のための冷却システムを新たに設ける必要がな
い。なお、超電導材料の臨界温度が上昇し２７３．５［
Ｋ］に近い超電導材料の開発で超電導記憶索子２が形成
される場合には前記冷却システムを併用しなくてもよい
。

次に、データパ１″　が書き込まれた超電導記憶素子２
は超電導電流工で自己誘起された磁束Φを発しているの
で、第４図に示すように、この磁束Φを磁気センサ４で
検出することによって、データ１１１１ｊ　　を読み出
すことができる。また、データ１（ＯＩｔ　　が書き込
まれた超電導記憶素子２は前記磁束Φがないのでこれを
磁気センサ４で検出することによってデータ′″０″　
　を読み出すことができる。

前記データＩｔ　Ｉ　Ｉｔ　　が書き込まれた超電導記
憶素子２は、前述の磁束Φと反対方向の磁束Φを通過さ
せることによって簡単にデータの消去を行うことができ
る。すなわち、超電導記憶装置はデータの書き替えを自
由に行うことができる。

次に、前記超電導記憶装置の製造方法について。

第５図乃至第７図（製造工程毎に示す要部断面図）を用
いて簡単に説明する。

まず、第５図に示すように、絶縁性基板１上に超電導材
料２Ａを堆積させる。この超電導材料２Ａはスパッタリ
ング法或はＣＶＤ法が可能な材料であればそれを用いて
堆積させる。

次に、前記超電導材料２Ａに異方性エツチングを施し、
第６図に示すように、所定形状例えばリング状の超電導
記憶素子２を形成する。前記異方性エツチングは例えば
フォトリソグラフィ技術で形成されるマスクを用いて行
われ、数μｍ〜サブμｍ程度の微細加工が可能である。

つまり、超電導記憶素子２は１つのパターンそのもので
１　［ｂｉｔ］のデータを保持できるセルを構成するこ
とができ。

しかもこのセルは微細なサイズで構成することができる
ので、超電導記憶装置は大容量化を図ることができる。

次に、第７図に示すように、超電導記憶素子２上に保護
膜５を形成する。保護膜５は絶縁性を有しかつ磁束を通
過させることが可能な例えば樹脂材料で形成される。

このように、磁束Φが透過可能な絶縁性基板１上に超電
導材料２Ａで形成された閉回路をなす超電導記憶索子２
を規則的に配列した超電導記憶装置を構成することによ
って、次のような効果を奏することができる。

（１）前記超電導記憶素子２に磁束Φを与えてデータを
書き込み、前記と反対方向の磁束Φを与えて書き込まれ
たデータを消去することができるので、データの書き替
えが行える。

（２）前記超電導記憶素子２は、ＣＶＤ法やスパッタリ
ング法で堆積させた前記超電導材料２Ａを異方性エツチ
ングでパターンニングする微細加工により形成すること
ができるので、大容量化を図ることができる。

（３）前記超電導記憶素子２は、磁束Φを与えることに
よってデータとしての超電導電漆工が半永久的に流れつ
づけるので、データを保持するためのバックアップ電力
の供給をなくすことができる。

この結果、超電導記憶装置はデータを保持するに際して
消費電力を低減することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは勿論である。

例えば１本発明は、絶縁体上に規則的に異なるサイズの
超電導記憶素子を配列し、超電導記憶素子の夫々に書き
込まれるデータの種類を３値或はそれ以上になるように
構成してもよい。

また、本発明は、絶縁体表面に直重な方向に複数の超電
導記憶素子を配置し、超電導記憶装置を３次元構造に構
成してもよい。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

記憶装置において、データのりＦき替えが可能で、デー
タの大容量化が図れ、しかもデータ保持のバックアップ
電力をなくすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である超電導記憶装置の概
略構成を示す斜視図。 第２図乃至第第４図は、前記超電導記憶装置の各動作毎
に示す要部斜視図、 第５図乃至第７図は、前記超電導記憶装置の各製造工程
毎に示す要部断面図である。 図中、１・・・絶縁性基板、２・・・超電導記憶素子、
３・・・磁気ヘッド、３・・・磁気センサである。 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁束が透過可能な絶縁体上に、超電導材料で形成さ
   れた閉回路をなす超電導記憶素子を規則的に配列したこ
   とを特徴とする超電導記憶装置。 ２、前記超電導記憶素子は、リング状、円盤状等の形状
   の超電導材料で構成されていることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載の超電導記憶装置。 ３、前記絶縁体は、樹脂、セラミック等の絶縁性材料で
   形成され、基板状、テープ状、円盤状等の形状で構成さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
   ２項に記載の超電導記憶装置。