JPH0283890A - Method for driving magnetic storing element - Google Patents

Method for driving magnetic storing element

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JPH0283890A
JPH0283890A JP63237039A JP23703988A JPH0283890A JP H0283890 A JPH0283890 A JP H0283890A JP 63237039 A JP63237039 A JP 63237039A JP 23703988 A JP23703988 A JP 23703988A JP H0283890 A JPH0283890 A JP H0283890A
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JP
Japan
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domain
transfer
pair
pairs
bloch
Prior art date
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Pending
Application number
JP63237039A
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Japanese (ja)
Inventor
Hisao Matsudera
久雄 松寺
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH0283890A publication Critical patent/JPH0283890A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To execute the high density with eliminating the limit on the lithography technology on a thin line group formation for element bit position formation by driving an element with plural Bloch line pairs as a unit. CONSTITUTION:A transfer unit setting band 5 by the ion implantation arranged at an interval 1mum is used and a block line (BL) pair up to maximum two pairs is transferred. Namely, in units of the transfer, the BL pairs can obtain three conditions 2, 3 and 4 from 0 to two pairs. At a storing element, they are stored as the data coded by the number of the BL lines to exist at a transfer unit. In order to write plural BLs, the writing process of a pair of BL lines is repeated. The transfer is executed by a bias pulse magnetic field in the same way as the conventional one. An information reading action extends a transfer path edge, moves it to a domain edge to extend the BL pair by the in-plane magnetic field and the domain edge is cut by a hair pin conductor. The cut domain is driven and read by a bias magnetic field slope.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、本発明は不揮発性の超高密度磁気記憶素子に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a nonvolatile ultra-high density magnetic memory element.

(従来の技術と発明が解決しようとする問題点)高密度
固体磁気記憶素子を目脂して、磁気バブル素子の開発が
各所で盛んに行われている。しかし、現在使用されてい
るガーネット材料では、到達可能な最小バブル径は0.
3pmといわれている。したがって、0.3pm径以下
のバブルを保持するバブル材料はガーネット材料以外に
求めなければならない。これは容易ではなく、ここがバ
ブル高密度化の限界であるとさえ考えられている。この
ようなバブル保持層の特性に基ずく高密度化限界を大幅
に改善し、かつ情報読み出し時間は従来の素子と同程度
に保つことができる超高密度磁気記憶素子として膜面垂
直方向を磁化容易方向とする軟磁性強磁性体(フェリ磁
性体を含む)膜に形成されるストライプドメインの境界
を形成するブロッホ磁壁の中に静的に安定に存在する垂
直ブロッホライン(以下単にブロッホラインと称する)
2個からなるブロソポライン対を記憶単位として用いる
素子が発F3Aされた(特願昭57−182346)。
(Problems to be Solved by the Prior Art and the Invention) Magnetic bubble elements are being actively developed in various places as a substitute for high-density solid-state magnetic storage elements. However, with the currently used garnet materials, the minimum attainable bubble diameter is 0.
It is said to be 3pm. Therefore, a bubble material that retains bubbles with a diameter of 0.3 pm or less must be found other than garnet material. This is not easy and is even considered to be the limit of bubble density. We have developed an ultra-high-density magnetic memory element that is magnetized in the direction perpendicular to the film surface, which can significantly improve the high-density limit based on the characteristics of the bubble retention layer, and keep the information readout time at the same level as conventional elements. Vertical Bloch lines (hereinafter simply referred to as Bloch lines) exist statically and stably within Bloch domain walls that form the boundaries of striped domains formed in soft ferromagnetic (including ferrimagnetic) films with easy directions. )
A device using a pair of brosopor lines as a memory unit was developed (Japanese Patent Application No. 182346/1983).

本素子においてもっとも重要な部分の一つは情報の担い
手であるVBL対の転送である。
One of the most important parts of this device is the transfer of the VBL pair that carries information.

1ビツトずつの選択転送に関しては原理的にはVBL対
に対して磁壁に沿って駆動する力を与える手段が必要で
ある。現実的にはVBL対存在領域に磁壁面に沿う進行
波状の局所面内磁界を与える方法、およびストライプド
メイン磁壁にパルスバイアス磁界を加えて、磁壁を動的
に移動し、それに伴ってVBL対の位置に生じる反作用
の一つであるジャイロ力を利用することが考えられてい
るが、前者は導体パターンを用いることによってのみ達
成され、1ビツトを形成するためには4本の導体が必要
でありることがら素子の高密度化、大容量化を狙った場
合実用的ではない。他方、後者の場合、1ビツトを形成
するためには1本の金属、磁性体、あるいはイオン注入
等よるパタンを形成すれば良いが、それでも、素子容量
を増加させると共に、電流による駆動の場合と同様に素
子製造工程に於けるリングラフィ技術上の限界に近づき
、実際上高密度化は難しくなる。
In principle, for selective transfer of one bit at a time, means is required to apply a force to drive the VBL pair along the domain wall. In reality, a method of applying a local in-plane magnetic field in the form of a traveling wave along the domain wall surface to the VBL pair existence region, and a method of applying a pulse bias magnetic field to the stripe domain domain wall to dynamically move the domain wall and thereby causing the VBL pair to change. It has been considered to utilize gyroscopic force, which is one of the reactions caused by position, but the former can only be achieved by using a conductor pattern, and four conductors are required to form one bit. However, this is not practical when aiming to increase the density and capacity of devices. On the other hand, in the latter case, in order to form one bit, it is sufficient to form a pattern using a single metal, magnetic material, or ion implantation, but this still increases the element capacitance and makes it difficult to compare with current drive. Similarly, the limits of phosphorography technology in the device manufacturing process are approaching, making it difficult to increase the density in practice.

本発明の目的はこのような従来の問題点を除去したもの
で、素子ビット位置形成のための細線群形成上のリング
ラフィ技術上の制限を回避し、超高密度磁気記憶素子を
提供するにある。
An object of the present invention is to eliminate such conventional problems, to avoid the limitations of phosphorography technology in forming thin line groups for forming element bit positions, and to provide an ultra-high density magnetic memory element. be.

(問題点を解決するための手段) すなわち、本発明は情報読み出し手段、情報書込み手段
および情報蓄積手段を有し、かつ、膜面に垂直な方向を
磁化容易方向とする強磁性体(フェノ磁性体を含む)膜
に存在するストライプドメインの境界のブロッホ磁壁中
につくった相隣る2つの垂直ブロッホラインからなる垂
直プロノボライン対をブロッホ磁壁内で駆動する手段を
有し、複数のブロッホライン対を単位として、素子の駆
動を行うことを特徴とする磁気記憶素子の駆動方法であ
る。
(Means for Solving the Problems) That is, the present invention has information reading means, information writing means, and information storage means, and uses a ferromagnetic material (phenomagnetic material) whose easy magnetization direction is perpendicular to the film surface. The device has means for driving a pair of vertical pro-novo lines, which are formed in the Bloch domain wall at the boundary of striped domains in the film (including the structure), and which consists of two adjacent vertical Bloch lines, within the Bloch domain wall. This is a method for driving a magnetic memory element, characterized in that the elements are driven in pairs.

(実施例) 本発明の目的は上述の構成をとることにより、素子製造
工程におけるリソグラフィ技術上の制約を受けない、ブ
ロッホラインを情報の担い手とする高密度磁気記憶素子
を提供するにある。以下、本発明の構成例の詳細な説明
をする。
(Embodiment) An object of the present invention is to provide a high-density magnetic memory element using Bloch lines as information carriers, which is not subject to restrictions on lithography technology in the element manufacturing process, by adopting the above-described configuration. Hereinafter, a detailed explanation of a configuration example of the present invention will be given.

第1図は本発明におけるブロッホライン対転送の様子を
示したものである。本実施例では間隔1pmで配列した
イオン注入による転送単位設定パタン5を用い、最大2
対までのブロッホライン対を転送させる構成になってい
る。即ち、この転送単位にブロッホライン対が0本から
2本までの3つの状態2.3.4がとり得る。本発明の
記憶素子では1対のブロッホラインが直接1ビツトに対
応していす、転送単位に存在するブロッホラインの数に
よりコード化されたデータとして記憶される。従って、
転送路1方向のビット密度は1.5ビット/pmと計算
される。一方、第2図の従来例では本発明と同一転送単
位の111m間隔のイオン注入によるパタンに一対のブ
ロッホラインが存在でき、それが1ヒツトに対応し、転
送路方向のビット密度は1ビット/pmである。このよ
うに本実施例では従来例に比べ、1.5倍の記憶密度を
有する。図中6は面内磁界である。
FIG. 1 shows the state of Bloch line pair transfer in the present invention. In this embodiment, a transfer unit setting pattern 5 by ion implantation arranged at an interval of 1 pm is used, and a maximum of 2
It is configured to transfer Bloch line pairs up to the pair. That is, three states 2.3.4 are possible in which the number of Bloch line pairs ranges from zero to two in this transfer unit. In the storage element of the present invention, a pair of Bloch lines directly corresponds to one bit, and data is stored as coded data according to the number of Bloch lines existing in a transfer unit. Therefore,
The bit density in one direction of the transfer path is calculated to be 1.5 bits/pm. On the other hand, in the conventional example shown in FIG. 2, a pair of Bloch lines exist in the pattern formed by ion implantation at intervals of 111 m, which is the same transfer unit as in the present invention, and this corresponds to one hit, and the bit density in the direction of the transfer path is 1 bit/bit. It is pm. As described above, this embodiment has a storage density 1.5 times that of the conventional example. 6 in the figure is an in-plane magnetic field.

また、転送単位間に3本のブロッホライン列まで存在で
きる構成の場合は記憶密度は2ビツト111mに、4本
のブロッホライン対までが存在できる構成の場合は2.
25ビット/pmと増加する。このようなイオン注入パ
タン列で構成した転送単位に存在できるブロッホライン
対の数を増加してゆく程記憶密度も増加するが、増加の
程度は小さくなる。
In addition, in the case of a configuration in which up to three Bloch line pairs can exist between transfer units, the storage density is 2 bits 111 m, and in the case of a configuration in which up to four Bloch line pairs can exist, the storage density is 2.
The rate increases to 25 bits/pm. As the number of Bloch line pairs that can exist in a transfer unit constituted by such an ion implantation pattern array increases, the storage density also increases, but the degree of increase becomes smaller.

本方式の磁気記憶素子のブロッホライン対の書き込み動
作は従来例と同様な方法で行う。転送路端部のドメイン
を伸長させ、面内磁界を印加させ、水平ブロッホライン
を発生させ、さらにバイアス磁界方向のパルス磁界を印
加することにより、水平ブロッホラインをパンチスルー
させ、伸長したドメインを切断することにより1対のブ
ロッホラインを書き込むことができる。複数本のブロッ
ホラインを書き込むには本過程を繰り返せばよい。転送
は従来例と同様にバイアスパルス磁界により転送させる
。情報読み出し動作は転送路端を伸長させ、面内磁界に
よりブロッホライン対を伸長したドメイン端に移動させ
る。その後、ドメイン端をヘアピン導体により切断する
。切断されたドメインは第3図(a)、(b)、(c)
のようにブロッホラインの数に相当するワインディング
ナンバー(Sナンバー)を有している。従って、切断し
たドメインを第4図のような平行電流印加導体7による
電流パルスによるバイアス磁界勾配により駆動し、バイ
アス磁界勾配の方向に対するバブル移動方向(図中の矢
印)の偏り角からワインティングナンバーを検出でき、
情報を読み出すことができる。
The write operation of the Bloch line pair in the magnetic memory element of this method is performed in the same manner as in the conventional example. By elongating the domain at the end of the transfer path and applying an in-plane magnetic field to generate horizontal Bloch lines, and further applying a pulsed magnetic field in the direction of the bias magnetic field, the horizontal Bloch line is punched through and the elongated domain is cut. By doing so, a pair of Bloch lines can be written. This process can be repeated to write multiple Bloch lines. Transfer is performed using a bias pulse magnetic field as in the conventional example. In the information read operation, the end of the transfer path is extended, and the Bloch line pair is moved to the end of the extended domain by the in-plane magnetic field. Thereafter, the domain ends are cut with a hairpin conductor. The cleaved domains are shown in Figure 3 (a), (b), and (c).
It has a winding number (S number) corresponding to the number of Bloch lines, as shown in FIG. Therefore, the cut domain is driven by a bias magnetic field gradient caused by a current pulse from the parallel current applying conductor 7 as shown in FIG. can be detected,
Information can be read.

以上のごとく、本発明の磁気記憶素子では、従来問題で
あった記憶密度を向上させる場合問題となる素子作成の
リングラフィ上の問題を生じることなく、高記憶密度が
実現でき、大容量磁気記憶素子の実用化に資すること大
である。
As described above, the magnetic memory element of the present invention can achieve high storage density without causing the problem of phosphorography in element fabrication, which has been a problem in the past when improving storage density. This will greatly contribute to the practical application of the device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による磁気記憶素子の主要部の構成を示
す図であり、第2図は従来例の磁気記憶素子の構成を示
す図であり、第3図(a)、(b)、(c)は各々読み
出し動作時、ドメイン切断動作による、切断されたドメ
インの磁壁状態を示す図であり、第4図は切断したドメ
インのワインディングナンバーを検出する方法を示す図
である。 1ニスドライブドメインによる転送路、2:ブロッホラ
イン対が2対の状態、3:ブロッホライン対Oの状態、
4:ブロッホライン対が1対の状態、5: 14am間
隔のイオン注入による転送単位を形成するパタンの列、
6:面内磁界、7:平行パルス電流印加用導体。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the main parts of a magnetic memory element according to the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a conventional magnetic memory element, and FIGS. 3(a), (b), (c) is a diagram showing the domain wall state of a cut domain during a read operation and a domain cutting operation, respectively, and FIG. 4 is a diagram showing a method of detecting the winding number of a cut domain. 1 Transfer path by varnish drive domain, 2: State of two Bloch line pairs, 3: State of Bloch line pair O,
4: A state in which there is one pair of Bloch lines, 5: A row of patterns forming a transfer unit by ion implantation at intervals of 14 am,
6: In-plane magnetic field, 7: Conductor for applying parallel pulse current.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)情報読み出し手段、情報書込み手段及び情報蓄積
手段を有し、かつ、膜面に垂直な方向を磁化容易方向と
する軟磁性の強磁性体(フェリ磁性体を含む)膜に存在
するストライプドメインの境界のブロッホ磁壁中につく
った相隣る2つの垂直ブロッホラインからなる垂直ブロ
ッホライン対をブロッホ磁壁内で駆動する手段を有する
磁気記憶素子において、複数の垂直ブロッホライン対を
単位として、素子の駆動を行うことを特徴とする磁気記
憶素子の駆動方法。
(1) A stripe existing in a soft magnetic ferromagnetic material (including ferrimagnetic material) film that has information reading means, information writing means, and information storage means and whose easy magnetization direction is perpendicular to the film surface. In a magnetic memory element having a means for driving vertical Bloch line pairs, each consisting of two adjacent vertical Bloch lines formed in the Bloch domain wall at the boundary of a domain, within the Bloch domain wall, the element 1. A method of driving a magnetic memory element, the method comprising driving a magnetic memory element.
(2)情報読み出し方式として切断したドメインの磁壁
状態を検出することを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の磁気記憶素子の駆動方法。
(2) The method for driving a magnetic memory element according to claim 1, characterized in that the domain wall state of the cut domain is detected as an information reading method.
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