JPH03266288A - イオン打込み方式転送路を備えた磁気バブル装置 - 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、イオン打込み方式によるバブル転送路を備え
た磁気バブルメモリ装置に係り、特に電流ストレッチ型
磁気バブル検出器における余分な不要バブルの発生によ
る誤動作防止に好適な、改良された磁気バブル検出器を
備えた磁気バブル装置に関する。

「従来の技術」 磁気バブルメモリ素子として、高集積化を図るため、磁
気バブル転送路に従来のパーマロイ薄膜パタンに代り、
イオン打込み方式転送路を用いた素子が有望である。以
下、磁気バブルを単にバブルと略称するが、イオン打込
み方式転送路は、バブル磁性膜の表面に、例えばＨ２“
、Ｈｅ“、Ｎｅ＋等のイオンを部分的に打込むことによ
って形成し、このイオン打込み層を面内で回転する磁界
で磁化することにより、イオンの打込まれた部分の境界
に移動磁性を発生させ、この磁極でバブルを転送するも
のである。なお、この種の転送路に関連するものとして
は、例えば、アイ・イー・イー・イー・トランザアクシ
ョン・オン・マグネチックス、エムエージ−１３，６（
１９７７年）第１７４４頁〜第１７６４頁（Ｉ　Ｅ’Ｔ
ｒａｎｓ、　Ｍａｇｎ、、ＭＡＧ−１３，Ｎｏ、６　（
１９７７）Ｐ、１７４４〜１７６４）が挙げられる。

このようなイオン打込み転送路を用いて磁気バプルメモ
リ素子を構成する場合、情報の入出力を行なうために、
磁気バブルを電気信号に変換するバブル検出器などの要
素が用いられる。

以下、図面にしたがい従来のバブル検出器の概要を説明
する。

第３図は、従来のバブル検出器における要部平面図を示
すもので、バブルをパルス電流によりコンダクタパタン
のギャップ内に沿ってひも状に伸長、拡大し、このひも
状バブルからの洩れ磁界による磁気抵抗効果を利用して
、バブルを電気信号に変換して検出するものであり、通
称［電流ストレッチ方式」と呼ばれている検出器である
。

同図において、１０は磁気バブルを転送するイオン打込
み方式転送路で、その周囲はイオン打込み領域■２で囲
まれ、内部領域が非イオン打込み領域ＳＴＲからなる。

２０は、バブルをひも状に伸長。

拡大するパルス電流を流すための第１の非磁性コンダク
タパタンで、図示のようにヘアピン型パタンを有してお
り、Ａｕ等の非磁性良導体薄膜パタンを積層して形成さ
れる。回転磁界ＨＲで転送路１０を磁化することにより
、バブルは転送路１０トを移動し転送されるが、矢印Ｐ
方向に転送されてきたバブルがヘアピン型コンダクタパ
タン２０のギャップ内ｇにきた時点で、外部回路からス
トレッチ用パルス電流を流してバブルを伸長、拡大する
。

３０は、バブルの有無を電気信号に変換する磁気抵抗効
果パタン（磁気抵抗効果素子）であり、通常、パーマロ
イ等の４００〜８００人の薄膜パタンで構成される。破
線で示した４０は、第２の非磁性コンダクタパタンであ
り、検出した後のバブルを消滅させるためのパルス電流
を流すコンダクタパタンであり、第１のコンダクタパタ
ン２０とは、絶縁層を介して積層形成されている。この
第２のコンダクタパタン４０は、上記バブルを拡大する
コンダクタパタン２０と共用することもできて、この場
合は、パタン４０を省略することができる。

なお、バブルを安定に存在させるために、パタン面に対
して垂直な方向にバイアス磁界Ｈ８が外部から加えられ
る。第３図のＨＢがこの磁界を示す。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来のバブル検出器は次のような誤動作を起こす問
題があった。

すなわち、バブル検出器はイオン打込み転送路上の一部
に跨って形成されるが、バブルがこの検出器部内を転送
、通過するとき、スムーズに通過させる転送動作に対し
て十分な配慮がされておらず、第４図に述べるような転
送誤動作を起こす問題があった。

すなわち、第４図はバブル検出器の要部平面図を模式的
に示したもので、図面が複雑になることからここではコ
ンダクタパタン２０．４０及び磁気抵抗効果パタン３０
を省略している。

同図（ａ）に示すように、転送路１０上のバブルＢが検
出器５０の中へ引きずり込まれる誤動作、あるいは逆に
同図（ｂ）に示すように、バブルＢが検出器部で転送路
外へ飛び出す誤動作を起こすという問題である。このよ
うな誤動作のため、バブルを検出器部内を安定に転送で
きるバイアス磁界マージンが、他部の転送路に比べて半
減し、実用上不十分なマージンに減少してしまうという
問題があった・ 本発明の目的は、このような従来の問題点を解消し、検
出器部でのバブル転送誤動作を防止し、実用上充分なバ
イアス磁界マージンを維持してバブルを転送することの
できる検出器を備えた磁気バブル装置を提供することに
ある。

なお、バブル転送動作の安定性は、第３図で述べたバイ
アス磁界Ｈａで評価でき、バブルが安定に転送できるバ
イアス磁界の範囲ΔＨＢで測定される。そしてこのΔＨ
ａは、通常、ＨＢの値で正規化した値ΔＨａ／　ＨＢで
表わし、更にこれを％表示して評価するのが一般的であ
る。これをバイアス磁界マージンと呼び、実用上、１０
％以上あれば充分である。

従来のバブルの検出器部での転送マージンは、５〜６％
であった。これを１０％以上に拡大するのが、さらに具
体的な本発明の目的である。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明者等は、検出塁を構
成する各要素につき詳細な検討をした。

その結果、特に磁気抵抗効果パタンの形状が、検呂器内
の転送路を通過するバブルの転送特性に大きく影響する
という知見を得た。本発明は、かかる知見に基づいて成
されたものであり、以下、バブル転送誤動作のメカニズ
ムの検討結果とそれに基づく解決手段とにつき順次説明
する。

第５図は、既に第４図で述べたバブル転送誤動作のメカ
ニズムを調べた結果を説明する検出器の要部平面図で、
図面が複雑になることからこの図ではコンダクタパタン
を省略している。

同図（ａ）は、第４図（ａ）でバブルが検出器５０の中
へ引きずり込まれる誤動作の原因を示す図であり。

バブルが転送路１０の位置Ａに到達し、回転磁界ＨＲの
方向θが同図中に示したように　θ＝２７０゜前後にあ
る状態を示す。磁気抵抗効果パタン３０は、前記したよ
うに、パーマロイ等の軟強磁性薄膜パタンで形成されて
いる。このパタン３０も、回転磁界ＨＲで磁化される。

この結果、θχ２７０”で、同図に例示したように、パ
タン３０の縁に、強いバブル吸引磁極Ｈｐ“を発生する
。この吸引磁極ＨＰ”により、バブルＢが吸引され、磁
気抵抗効果パタン３０の縁に沿って引きずり込まれる誤
動作を起こすことが判った。

第５図（ｂ）は、第４図（ｂ）でバブルが転送路１０外
へ飛び出す誤動作の原因を示す図であり、バブルがカス
プ（凹部）位置Ａに到達し、回転磁界ＨＲの方向θが同
図に示したように、θ＝３１５°〜０゜にある状態を示
す。このとき、カスプ位置ＡのバブルＢｏが、正常に転
送された場合は、テップ（凸部）位置Ｂまで転送される
。バブルＢ１がこうして転送されたバブルである。そし
て、検出器内のバブル転送路１０は、カスプ位置Ａにお
いてバブル反発磁極Ｈ１−を発生し始める。

一方、θ：３１５°の方向の回転磁界ＨＲで、磁気抵抗
効果パタン３０は磁化され、同図に例示したように、パ
タン３０の縁にバブル吸引磁極ＨＰ＋を発生する。この
吸引磁極ＨＰ＋により、カスプ位１ｉＡのバブルＢＯは
吸引され、テップ位置Ｂへの正常な転送が妨げられカス
プ位置Ａに存在し続ける。回転磁界ＨＲの方向θが３１
５ａから０°に進んでゆくにつれ、パタン３０の吸引磁
極ＨＰ４−は減少し、θ＝０６でゼロとなる。逆に、転
送路１０がカスプ位置Ａに作るバブル反発磁極Ｈ１−は
、回転磁界ＨＲの方向が進むにつれて増大し、θ＝Ｏ°
　　で最大になる。この結果、カスプ位置Ａに存在して
いたバブルＢｏは、この位置に存在し続けることが不安
定となる。このときのバブル安定位置は、テップ位１［
Ｂであるが、位置Ａから位１１Ｂへ移動するには、その
移動すべき量が大きすぎる。このため、位置Ｂへ移動で
きず、バブルＢＯが転送路１０の反発磁極Ｈ１−で転送
路外へはじき飛ばされる。バブルＢ２は、こうしてはじ
き飛ばされ、誤動作したバブルである。

以上、第５図（ａ）、（ｂ）で説明したように、検出器
部でのバブル転送誤動作の原因は、検出器を構成する磁
気抵抗効果パタン３０が回転磁界ＨＲで磁化されて、バ
ブル吸引磁極ＨＰ”を発生し、この磁極ＨＰ＋がバブル
に作用し転送動作に妨害を与えるためであることが判っ
た。

したがって、本発明者等は、このバブル転送誤動作を防
止するために、磁気抵抗効果パタン３０が発生するバブ
ル吸引磁極ＨＰ＋が、バブル転送時に与える妨害作用を
低減するように、磁気抵抗効果パタン３０の形状を改善
すれば良いという知見を得た。本発明は、このような知
見に基づいて成されたもので、以下に本発明の具体的な
目的達成手段につき、説明する。

上記本発明の目的は、イオン打込み方式磁気バブル転送
路と、この磁気バブル転送路に跨ってヘアピン型コンダ
クタパタンと磁気抵抗効果パタンとを備えて形成された
磁気バブル検出器とを有して成る磁気バブル装置であっ
て、前記磁気バブル検出器における磁気バブル転送路上
に位置する磁気抵抗効果パタンの一端部に、磁気バブル
の転送を補助する転送補助パタンを付加して成るイオン
打込み方式転送路を備えた磁気バブル検出器により、達
成される。

なお、この転送補助パタンとしては、磁気抵抗効果パタ
ンが回転磁界ＨＲで磁化されて、バブル吸引磁極Ｈｐ＋
を発生し、この磁極Ｈｐ”がバブルに作用し転送動作に
妨害するのを妨げる効果のある形状にすることが必要で
あり、さらには回転磁界ＨＲの作用で転送路のカスプ位
置（必ず磁気抵抗効果パタンか存在する）において作る
バブル反発磁極Ｈ１−の作用を低減させて、バブルが転
送路外にはじき飛ばされるのを防止できる効果のある形
状にすることも必要であり、これらを満たす実用的な形
状としては、例えば三角形状、三日月状などが望ましい
。

［作用コ 本発明における転送補助パタンの作用効果は、前述のと
おり、回転磁界ＨＲで磁化されて磁気抵抗効果パタン３
０が転送路上で発生するバブル吸引磁極Ｈｐ＋の作用を
弱め、バブルの転送を妨害するのを低減することにある
。さらには回転磁界ＨＲの作用で転送路のカスプ位置（
必ず磁気抵抗効果パタンか存在する）において作るバブ
ル反発磁極Ｈ１”の作用を低減させて、バブルが転送路
外にはじき飛ばされるのを防止する作用を有する。これ
により、検出器部でのバブル転送動作を安定して行なう
ことができるようになる。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面により説明する。

実施例１゜ 第１図は、本発明のバブル検出器の要部平面図を示した
ものであり、ここでは図面が複雑になるので第３図に示
したコンダクタパタン２０．４０は省略しである。

同図において、３１が本発明による磁気抵抗効果パタン
３０に追加された転送補助パタンである。この転送補助
パタン３１は、図示の通り三角形であり、材質は磁気抵
抗効果パタン３０と同様にパーマロイ薄膜からできてお
り、転送路１０のカプスＡを含み磁気抵抗効果パタン３
０を中心線として対称に設けられている。そして、この
転送補助パタン３１の形成方法としては、磁気抵抗効果
パタン３０の形成と同時に、同一プロセスで同一平面上
に例えばスパッタリング等の薄膜形成技術により形成し
た。したがって、この転送補助パタン３１の形成のため
に、特別のプロセスは不要である。

なお、この転送補助パタン３１は、次のような作用をす
る。

（ｉ）　　第５図で述べたバブル転送誤動作の原因とな
ったバブル吸引磁極ＨＰ＋位置に、この転送補助パタン
３１が割り込んで入ってきている。これにより、吸引磁
極Ｈｐ“がバブルに作用する影響を除去することができ
る。

（ｎ）　　転送補助パタン３１が新たに発生する磁極は
、転送補助パタンの形状が三角形状に先鋭化されている
ために、幅広く分散され、バブルへの作用は少ない値に
できる。

（■）転送補助パタン３１のパタン形状を、バブル転送
路１０を形成するようにすることにより、バブルの転送
を補助するように作用させることができる。

このような転送補助パタン３１を設けることにより、バ
ブル転送誤動作を完全に防止することができた。例えば
、動作マージンのロス量が従来は２０％程度であったも
のが、本実施例では５％に低減できた。

さらに、このような転送補助パタン３１は、磁気抵抗効
果によるバブルの検出特性には何ら影響を与えることは
なく、転送補助パタン３１を付けても、付けない場合と
全く同様のバブル検出出力波形を得ることができた。こ
れは、転送補助パタン３１には、検出出力を得るための
検出電流が電気的に通過することのないように付加して
いるためである。

実施例２゜ 第２図は、転送補助パタン３１の形状を三日月状（シェ
ブロン形状）にした、本発明の他の実施例となるバフル
検出器の要部平面図を示したものである。この場合も、
第１図の例と同様の結果が得られた。

上記説明では、転送補助パタン３１として三角形状及び
三日月状（シェブロン形状）のものを用いた例を示した
が、本発明はこのようなパタンに限るものでなく、バブ
ルの転送を助ける作用をする他のパタンに対しても全く
同様に適用できる。

［発明の効果］ 本発明によれば、回転磁界ＨＲによって磁気抵抗効果パ
タンか磁化されることにより発生する磁極が、バブル転
送動作に与える影響を除去することができ、転送誤動作
のない安定動作のできる検出器を備えた磁気バブル装置
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は、それぞれ本発明の異なる実施例に
よるバブル検出器の要部平面図、第３図は、従来のバブ
ル検出器の要部構成例を示す平面図、第４図及び第５図
は、それぞれ従来の検出器のバブル転送誤動作の様子を
示す模式図である。 く符号の説明〉 １０・・・イオン打ち込み転送路、 ２０．４０・・・ヘアピン型コンダクタパタン、３０・
・・磁気抵抗効果パタン、　３１・・・バブル転送補助
パタン、　Ｉ２・・・イオン打込み領域、　ＳＴＲ・・
・非イオン打込み領域、　　ｇ・・・ヘアピン型コンダ
クタパタンのギャップ、　Ｐ・・・バブルの転送方向、
ＨＲ・・・回転磁界、　Ｈｓ・・・バイアス磁界。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）イオン打込み方式磁気バブル転送路と、この磁気バ
   ブル転送路に跨ってヘアピン型コンダクタパタンと磁気
   抵抗効果パタンとを備えて形成された磁気バブル検出器
   とを有して成る磁気バブル装置であって、前記磁気バブ
   ル検出器における磁気バブル転送路上に位置する磁気抵
   抗効果パタンの一端部に、磁気バブルの転送を補助する
   転送補助パタンを付加して成るイオン打込み方式転送路
   を備えた磁気バブル検出器。