JPH033187A - ブロッホラインメモリデバイス - 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デバイスに関し、詳しく
は、垂直ブロッホライン対（ビット）の安定化並びに転
送用ポテンシャルウェルの形成を容易に行なわしめるよ
うにしたブロッホラインメモリデバイスに関する。

〔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
リデバイスが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デバイスは、情報記憶部をバブル
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、安定に存在する垂直ブロッホライ
ン対（ＶＢＬ対）の有無の形で情報を記録させるという
ものである。このブロッホラインメモリデバイスは基本
的には（ｉ）書込み部、（ｉｉ）記録転送部、（ｉｉｉ
）読出し部の三要素から成立っている。

ところで記録情報（ブロッホライン）の転送はストライ
プドメイン磁壁土のＶＢＬ　（ブロッホライン）対を安
定に保持し、かつ、そのＶＢＬ対の１ビツトずつを完全
転送できるようにすることが不可欠である。この転送時
の代表的なビットの安定化及び転送の方式としては次の
２つが知られている。即ち、（ａ）パルスバイアス磁界
を印加する方式及び（ｂ）導体電流による電流磁界を利
用する方式（特開昭６１−１９８４９８号公報）である
。

（ａ）はビット転送を磁気モーメントのジャイロ力を利
用するものであって、（ａ−１）高保磁力面内磁化膜を
利用する方式（Ｔ、５ｕｚｕｋｉ　ａｔ、　ａｌ、；Ｉ
ＥＥＥ　ＴＲＡＮ、　ＭＡＧＮ、、　ＭＡＧ−２２，５
，７８４１９８６）、（ａ−２）イオン注入技術を用い
る方式（Ｙ、　Ｈｉｄａｋａ；　ＩＥＥＥ　ＴＲＡＮ、
　ＭＡＧＮ、、　ＭＡＧ−２０，５，１１３５１９８４
）などが提案されている。前者（ａ−１）はＣｏＣｒな
どの高保磁力面内磁化膜をストライプドメインと垂直に
格子状に配列させ、この面内磁化膜から発生する漏洩磁
界によってＶＢＬ対を安定化させる方式であり、後者（
ａ−２）はストライプドメインと垂直にやはり格子状に
イオン注入を行い、格子を膨らませ、注入・非注入領域
の境界を境として逆歪効果を利用し面内異方性磁界をス
トライプドメイン磁壁に沿って周期的に変化させるもの
である。ここではビット周期に対応したイオン注入領域
と非イオン注入領域とでは磁気異方性を９０度異なるよ
うに工夫されている。一方、（ｂ）のビット安定化方式
は細線バタン（コンダクタ）を金合金などの良導体膜で
作り、導体電流磁界を利用するものである。

第４図はブロッホラインメモリの主要部の上方から見た
概略を示している０図中、１はビット（ＶＢＬ対）安定
化用バタン、２はストライプ状磁区（マイナーループ）
、７はゲート、　８は記録再生部（メジャーライン）で
ある。

第５図は前記（ａ−１）のストライプドメイン安定化法
を採用したデバイスを横方向から見た図であって、ビッ
ト安定化用パタン１をなす高保磁力膜の磁化は同一方向
に揃えられている。この例にあっては、ストライプドメ
イン磁壁部上の位置ｒＸ」に対する磁壁内磁化（プラス
Ｘ方向）と漏洩磁界との間のポテンシャルエネルギーＥ
　（Ｅ＝○のところがＶＢＬ安定部に相当する）の関係
は第６図のように表わされる。

第７図は前記（ｂ）のストライプドメイン安定化法を採
用したデバイスを横方向から見た図であって、コンダク
タ（バターニングにより、形成された導体）６に電流を
流し、それによって生じる電流磁界を利用してビット安
定化を図っている。図中、Φと０とは電流の印加方向を
表わしている。この例にあってのストライプドメイン磁
壁部上の位置ｒＸＪに対する磁壁内磁化（プラスＸ方向
）と漏洩磁界との間のポテンシャルエネルギーＥの関係
は第８図のようになる。

しかし前記（ａ）の磁界駆動方式では、ビット（ＶＢＬ
対）安定化用バタン１の形状のバラツキに基づくポテン
シャルの不均一性、又はビット（ＶＢＬ対）安定化用バ
タン１の磁化が同一方向であるために生じるポテンシャ
ルの非対称性などの原因からビットを安定に転送するこ
とが難しいといった欠点を有している。また前記（ｂ）
の電流駆動方式では、電流値を調節することによってポ
テンシャルウェルの深さを制御できると共に、電流印加
方向を一本おきに反転させて対称性のよいポテンシャル
分布を得ることの利点はあるが、この方式は高密度化、
低消費電力化という点で不利がある。

第５図及び第７図において、３は基板、４は磁性膜であ
って、ここではストライプ状磁区（マイナーループ）が
形成されるようになっており、また５は非磁性膜（絶縁
膜）をそれぞれ表わしている。なお、これら第５図及び
第７図のデバイスにおいても、バタン化されていない磁
性膜上に非磁性膜を介してストライプドメインを安定化
させるためのパタン状高磁力膜を設けるなどしてストラ
イプ状磁区を安定化させることも行なわれている。

〔目　　的〕 本発明はストライプドメインの安定化及びビットの転送
をストライプ磁区直線部に沿った位置に形成されたスト
ライプ状磁区安定化用パターンのエッヂ部を利用し面内
回転磁界を印加することにより行ない、同時に、ポテン
シャルの不均一性を低減せしめるようにしたブロッホラ
インメモリデバイスを提供するものである。

〔構　　成〕

本発明は垂直ブロッホライン対を記憶単位として用いる
ブロッホラインメモリデバイスにおいて、垂直ブロッホ
ライン対を含む磁壁によって周囲が囲まれたストライプ
磁区を安定に保持するストライプ状磁区安定化用バタン
かストライプ状磁区の直線部に沿った部分で周期的な形
状の変化をなして形成されており、磁性膜に平行な面内
回転磁界が印加されると前記バタンの周期的形状をなす
エッヂに沿った部分に磁極が発生し、その磁極と磁壁内
磁化との磁気的相互作用により垂直ブロッホライン対が
安定輸送されるようになっていることを特徴としている
。

本発明者らはストライプ磁区（マイナーループ）安定化
のために形成されるストライプ磁区安矩化用パタンをス
トライプ磁区直線部に沿ったところで一定の周期的形状
変化をなすように形成せしめ、且つ磁性膜に対して膜面
に平行な磁界（Ｈｉｎ）を一回転させるように印加せし
めることにより、磁極にバタンエッヂ部に沿って一周期
分移動させることができることを確めた。

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更に詳細に
説明する。

第１図はストライプ状磁区２の安定化のために形成され
るストライプ磁区安定化用バタン２゜の形状がストライ
プ状磁区直線部に沿った位置（２０ａ）で周期的な形状
変化をなすように構成されていることを表わしている。

バタン形成はバタン部をグルービングするか、或いはバ
タン部にイオン注入を行なう等の手段が適している。イ
オン注入方式における注入イオンとしてはＨｏ、Ｈｅ、
Ｎｅ”などが有効に用いられ、例えばＨ４を用いた場合
であれば、その注入量はｌＸｌ０”／ｊ以上とするのが
望ましい。

このようにして周期的な形状の変化がバタンエッヂ２０
８になされている磁性膜に対して膜面に平行な磁界（Ｈ
ｉｎ）が印加される。ＢＬＭ（ブロッホラインメモリデ
バイス）用の磁性膜は、通常、膜面に垂直方向に磁化容
易軸を有しておりＨｉｎによって誘起される面内方向の
磁化成分は非常に小さいが、異方性定数Ｋｕが数千ｅｒ
ｇ／ｃＣ程度である為に膜のエッヂ２０ａなどではこの
方向に磁化され易くなっている（第２図）。

第２図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）及び（ｄ）に見られる円
内の矢印は、膜面に平行な面内回転磁界（Ｈｉｎ）の印
加方向を表わしている。また図中の＋、−は前記磁界Ｈ
ｉｎの印加によって磁性膜に誘起される磁極の分布を示
したものである。第２図がら判るとおり、膜面に平行な
磁界（Ｈｉｎ）の印加方向を一回転させるようにすると
、磁極はバタンエッヂ部に沿って一周期分移動すること
になる。

今、このバタンの下部に安定化しているストライプ状磁
区２の磁壁２１の内部磁化（磁壁部に矢印で示される）
の様子について考察する。磁壁２１内にＶＢＬ対２２が
存在する時、磁壁内磁化は前述したバタンエッヂ部の磁
極との磁気的相互作用により第３図に示すように、両者
の異なった極性が近接する位置にＶＢＬ対は安定化され
、ここがボランシャルウエルとなる。さらに面内磁界が
回転することによりバタンエッヂ部の磁極が順次移動し
、それに伴なってＶＢＬ対が転送されることになる。

実際に本発明デバイスを作るには、適当な基板（石英、
ガラス、硬質プラスチックス、ＧＧＧなど）上にまずガ
ーネット磁性膜をＬＰＥ法、スパッタ法などにより０．
１〜５μｍ厚に成膜する。

ガーネット磁性膜には（ＹＳＦａＬｕＣａ）、（ＦｅＧ
ｅ）ｓ○１８、（Ｙ　Ｓ　ｍＴｍ）、　（Ｆ　ｅＧ　ｅ
）ｓ　Ｏ１２などが用いられる。

この磁性膜（単結晶膜）上にレジストを塗布した後、密
着露光技術によりストライプ安定化用バタン部のレジス
トを除去する。バタン幅は磁性膜の磁気特性により決定
される磁気バブル径ｄと同程度ｄ値とし、またエッヂ部
は周期の２ｄ以上のサインカーブ状とする。

続いて、このバタン部の磁性膜を加熱したすン酸溶液（
約１５０℃）で除去する。

このようにして作成されたデバイスは、ストライプドメ
インに対して垂直ビット転送の周期に対応するようにパ
タンエッヂが形成されたものとなっている。

従って、本発明デバイスによれば、ＶＢＬ対（記憶信号
）の安定化及びその転送は、゛面内回転磁界を磁性膜に
対して印加することでストライプ安定化用パタンに生じ
る磁極とストライプ状磁区周辺の磁壁内磁化との磁気的
相互作用によって安定に行なわれる。

本発明においても第４図に見られるように。

マイナーループとしてのストライプドメイン２が平行に
並べられ、このストライプドメイン２の端部にゲート７
を介して記録再生部（メジャーライン）８が接続されて
いる。

〔効　　果〕

本発明デバイスによれば、ビット固定用パタンを形成さ
せることなくブロッホライン対安定化のためのポテンシ
ャルウェルが容易に形成されているため、確実なブロッ
ホライン対の駆動が行なわれ情報記憶がなされる。更に
、本発明デバイスによれば、ポテンシャル分布にバラツ
キが殆んどないため、ビット安定化にも適している。

【図面の簡単な説明】

第１図はブロッホラインメモリデバイスの記憶部の概略
説明図である。 第２図及び第３図は本発明デバイスにポテンシャルウェ
ルが形成されていることを説明するための図である。 第４図、第５図、第６図、第７図及び第８図は従来のブ
ロッホラインメモリデバイスを説明するための図である
。 ２・・・ストライプ状磁区 ２０・・・ストライプ磁区安定用パタン（２０ａ・・・
パタンエッヂ） ２１・・・ストライプ磁区２の磁壁 ２２・・・ＶＢＬ対 馬１図 ′Ｗ５４図 馬２図 帛３図 馬５図 篤６図 苓７図 鴬８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）垂直ブロッホライン対を記憶単位として用いるブロ
   ッホラインメモリデバイスにおいて、垂直ブロッホライ
   ン対を含む磁壁によって周囲が囲まれたストライプ磁区
   を安定に保持するストライプ状磁区安定化用パタンがス
   トライプ状磁区の直線部に沿った部分で周期的な形状の
   変化をなして形成されており、磁性膜に平行な面内回転
   磁界が印加されると前記パタンの周期的形状をなすエッ
   ヂに沿った部分に磁極が発生し、その磁極と磁壁内磁化
   との磁気的相互作用により垂直ブロッホライン対が安定
   輸送されるようになっていることを特徴とするブロッホ
   ラインメモリデバイス。