JPH0366755B2 - - Google Patents
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- JPH0366755B2 JPH0366755B2 JP60231658A JP23165885A JPH0366755B2 JP H0366755 B2 JPH0366755 B2 JP H0366755B2 JP 60231658 A JP60231658 A JP 60231658A JP 23165885 A JP23165885 A JP 23165885A JP H0366755 B2 JPH0366755 B2 JP H0366755B2
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は不揮発性の超高密度固体磁気記憶素子
に関する。
に関する。
（従来の技術）
高密度固体磁気記憶素子を目指すものとして磁
気バブル素子が主流である。しかし現在使用され
ているガーネツト材料では、到達可能な最小バブ
ル径が0.3μｍといわれている。したがつて、0.3μ
ｍ径以下のバブルを保持するバプル材料はガーネ
ツ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
と考えられている。
気バブル素子が主流である。しかし現在使用され
ているガーネツト材料では、到達可能な最小バブ
ル径が0.3μｍといわれている。したがつて、0.3μ
ｍ径以下のバブルを保持するバプル材料はガーネ
ツ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
と考えられている。
このようなバブル保持層の特性に基く高密度化
限界を大幅に改善し、かつ、情報読出し時間は従
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
する強磁性体（フエリ磁性体を含む）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ツ
ホ磁壁の中に静的に安定に存在する垂直ブロツホ
ライン２個からなるブロツホライン対（以下、
VBL対と称する。）を記憶単位として用いる素子
が発明された（特願昭57−182346）。
限界を大幅に改善し、かつ、情報読出し時間は従
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
する強磁性体（フエリ磁性体を含む）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ツ
ホ磁壁の中に静的に安定に存在する垂直ブロツホ
ライン２個からなるブロツホライン対（以下、
VBL対と称する。）を記憶単位として用いる素子
が発明された（特願昭57−182346）。
本素子においてもつとも重要な部分の一つは情
報をVBL対の形でストライプドメイン磁壁内に
安定化し、かつ、該VBL対をブロツホ磁壁内で
転送する手段である。
報をVBL対の形でストライプドメイン磁壁内に
安定化し、かつ、該VBL対をブロツホ磁壁内で
転送する手段である。
VBL対安定保持法については、特願昭58−
065826に述べられたように、マイナーループを構
成するストライプドメイン周辺のブロツホ磁壁に
沿つて、膜面内の磁気異方性の向きを局部的に変
化させることにより、ストライプドメイン磁壁に
沿つて、VBL対が安定に存在する位置とそうで
ない位置を作りつけられることを示されている。
065826に述べられたように、マイナーループを構
成するストライプドメイン周辺のブロツホ磁壁に
沿つて、膜面内の磁気異方性の向きを局部的に変
化させることにより、ストライプドメイン磁壁に
沿つて、VBL対が安定に存在する位置とそうで
ない位置を作りつけられることを示されている。
（発明が解決しようとする問題点）
特願昭58−065826に述べられている膜面内の磁
気異方性の向きを局部的に変化させる具体的な方
法は膜への選択的イオン注入による格子歪に基づ
く逆磁歪効果を利用するとかまたは、内部応力が
大きい材料を用いて膜表面にパターンを形成し、
膜に応力分布を与え、それに基づく逆磁歪効果を
利用するなどである。これらはいずれも膜表面層
部においてのみ、膜面内磁気異方性の向きを制御
している。この膜面内異方性の局部変化は磁壁の
移動速度はほとんど変えず、単にVBL対の移動
の難易を制御する方法である。したがつて、膜厚
方向に亘つて均一に面内磁気異方性が制御されて
いれば問題はないが、一部だけ面内磁気異方性が
変えてあると、与えられた磁壁移動速度に対して
発生するジヤイロカは一定であるから必然的に
VBL対の移動の様子は膜厚方向に沿つて不均一
になる。その結果、場合によつてはVBLが膜厚
の中間部で分断されてしまい、VBL対の消滅に
至ることがある。これは素子の信頼性の上から大
きな問題になる。この障害を取除くためには、膜
厚方向に均一にイオン注入することが望ましい
が、イオン注入法の本質的特性またはイオン注入
装置の性能などのため、かなり難しい点がある。
気異方性の向きを局部的に変化させる具体的な方
法は膜への選択的イオン注入による格子歪に基づ
く逆磁歪効果を利用するとかまたは、内部応力が
大きい材料を用いて膜表面にパターンを形成し、
膜に応力分布を与え、それに基づく逆磁歪効果を
利用するなどである。これらはいずれも膜表面層
部においてのみ、膜面内磁気異方性の向きを制御
している。この膜面内異方性の局部変化は磁壁の
移動速度はほとんど変えず、単にVBL対の移動
の難易を制御する方法である。したがつて、膜厚
方向に亘つて均一に面内磁気異方性が制御されて
いれば問題はないが、一部だけ面内磁気異方性が
変えてあると、与えられた磁壁移動速度に対して
発生するジヤイロカは一定であるから必然的に
VBL対の移動の様子は膜厚方向に沿つて不均一
になる。その結果、場合によつてはVBLが膜厚
の中間部で分断されてしまい、VBL対の消滅に
至ることがある。これは素子の信頼性の上から大
きな問題になる。この障害を取除くためには、膜
厚方向に均一にイオン注入することが望ましい
が、イオン注入法の本質的特性またはイオン注入
装置の性能などのため、かなり難しい点がある。
本発明の目的はこのような従来の問題点を除去
したVBL対安定化法を施したストライプドメイ
ン磁壁を有している超高密度記憶素子を提供する
ことにある。
したVBL対安定化法を施したストライプドメイ
ン磁壁を有している超高密度記憶素子を提供する
ことにある。
（問題を解決するための手段）
すなわち、本発明は情報読出し手段、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膜（フ
エリ磁性体を含む）膜に存在するストライプドメ
インの境界のブロツホ磁壁中につくつた相隣る２
つの垂直ブロツホラインからなる垂直ブロツホラ
イン対を記憶情報単位として用い、該垂直ブロツ
ホライン対をブロツホ磁壁内で転送する手段を有
する素子において、ストライプドメイン磁壁に沿
つて膜厚を局部的に変化させていることを特徴と
する磁気記憶素子と、 またこの素子の製造方法としてバブル材料層上
にフオトレジストパターンを形成する工程、該フ
オトレジストパターンが熱変形を起す温度でベイ
キングする工程、さらに全面に有機膜を塗布する
工程、前記フオトレジスト及び該有機膜を貫通す
るエネルギーを有するイオンを全面に照射する工
程及び前記フオトレジストを含む有機膜を除去し
た後、リン酸を含むエツチング液でイオン注入さ
れたバブル材料層を選択的にエチツングする工程
とを備えたことを特徴とする磁気記憶素子の作製
方法である。
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膜（フ
エリ磁性体を含む）膜に存在するストライプドメ
インの境界のブロツホ磁壁中につくつた相隣る２
つの垂直ブロツホラインからなる垂直ブロツホラ
イン対を記憶情報単位として用い、該垂直ブロツ
ホライン対をブロツホ磁壁内で転送する手段を有
する素子において、ストライプドメイン磁壁に沿
つて膜厚を局部的に変化させていることを特徴と
する磁気記憶素子と、 またこの素子の製造方法としてバブル材料層上
にフオトレジストパターンを形成する工程、該フ
オトレジストパターンが熱変形を起す温度でベイ
キングする工程、さらに全面に有機膜を塗布する
工程、前記フオトレジスト及び該有機膜を貫通す
るエネルギーを有するイオンを全面に照射する工
程及び前記フオトレジストを含む有機膜を除去し
た後、リン酸を含むエツチング液でイオン注入さ
れたバブル材料層を選択的にエチツングする工程
とを備えたことを特徴とする磁気記憶素子の作製
方法である。
（作用）
本発明は上述の構成をとることにより、ストラ
イプドメイン磁壁に沿つて情報であるVBL対の
転送を安定して行なえることを示した。以下、本
発明の構成例の詳細な説明をする。第１図は本発
明におけるストライプドメイン磁壁部におる膜厚
の変化の与え方を示している。ストライプドメイ
ン３の両側の磁壁（ブロツホ磁壁）中のVBL対
６は膜厚が薄い部分に安定化される。これは
VBLが周囲のブロツホ磁壁に比べてエネルギー
密度が高いため、VBL自体の占有容積が小さい
ところ（膜厚が小さいところ）に安定化されやす
いためである。このVBL対６はストライプドメ
インを形成する強磁性体膜の膜面に垂直な方向に
加えられたパルスバイアス磁界により生じるジヤ
イロカに従つて、ブロツホ磁壁中を移動すること
ができるが、情報列を正確に保持するために
VBL対の安定位置を用意しておく必要がある。
イプドメイン磁壁に沿つて情報であるVBL対の
転送を安定して行なえることを示した。以下、本
発明の構成例の詳細な説明をする。第１図は本発
明におけるストライプドメイン磁壁部におる膜厚
の変化の与え方を示している。ストライプドメイ
ン３の両側の磁壁（ブロツホ磁壁）中のVBL対
６は膜厚が薄い部分に安定化される。これは
VBLが周囲のブロツホ磁壁に比べてエネルギー
密度が高いため、VBL自体の占有容積が小さい
ところ（膜厚が小さいところ）に安定化されやす
いためである。このVBL対６はストライプドメ
インを形成する強磁性体膜の膜面に垂直な方向に
加えられたパルスバイアス磁界により生じるジヤ
イロカに従つて、ブロツホ磁壁中を移動すること
ができるが、情報列を正確に保持するために
VBL対の安定位置を用意しておく必要がある。
本発明におけるVBL対安定化法においては
VBL対そのもののエネルギー密度は膜厚が薄い
ところでも厚いところでも変らない。単にVBL1
本あたりのエネルギーが膜厚に応じて変化するだ
けである。従来の方法ではVBLのエネルギー密
度を磁壁に沿つて局部的に変化させている。この
変化を与えるため、具体的にはイオン注入等を利
用する。これらの方法では、膜厚方向に特性の不
均一を生じることを避けられない。しかがつて、
VBLの移動速度が膜厚方向に沿つて不均一にな
り、VBLが分断されたりする。本発明では、こ
のような従来法の欠点を取除くことができる。
VBL対そのもののエネルギー密度は膜厚が薄い
ところでも厚いところでも変らない。単にVBL1
本あたりのエネルギーが膜厚に応じて変化するだ
けである。従来の方法ではVBLのエネルギー密
度を磁壁に沿つて局部的に変化させている。この
変化を与えるため、具体的にはイオン注入等を利
用する。これらの方法では、膜厚方向に特性の不
均一を生じることを避けられない。しかがつて、
VBLの移動速度が膜厚方向に沿つて不均一にな
り、VBLが分断されたりする。本発明では、こ
のような従来法の欠点を取除くことができる。
第２図を用いてその原理を説明する。第２図ａ
は第１図の一部をストライプドメイン磁壁を含む
平面でカツトした断面を表わしている。VBL対
６が膜厚が薄い領域に安定化されている。この
VBL対を転送するため、膜面に垂直方向にパル
スバイアス磁界を加えて、それによつて生じるジ
ヤイロカを利用する。ジヤイロカの大きさをどの
ように評価するかについて述べる。第２図ｂには
VBL対のエネルギーEVBLのｘ方向依存を第２図
ａに対応して定性的に示している。EVBLが最低の
ところに安定化されているVBLはその隣のEVBL
が最大になる山を越えてとなりの谷へ移動する。
したがつて、VBL対に働くジヤイロカはエネル
ギーの谷と山との間のEVBLの変化の勾配の最大値
に比べて大きくする必要がある。
は第１図の一部をストライプドメイン磁壁を含む
平面でカツトした断面を表わしている。VBL対
６が膜厚が薄い領域に安定化されている。この
VBL対を転送するため、膜面に垂直方向にパル
スバイアス磁界を加えて、それによつて生じるジ
ヤイロカを利用する。ジヤイロカの大きさをどの
ように評価するかについて述べる。第２図ｂには
VBL対のエネルギーEVBLのｘ方向依存を第２図
ａに対応して定性的に示している。EVBLが最低の
ところに安定化されているVBLはその隣のEVBL
が最大になる山を越えてとなりの谷へ移動する。
したがつて、VBL対に働くジヤイロカはエネル
ギーの谷と山との間のEVBLの変化の勾配の最大値
に比べて大きくする必要がある。
第２図ａの破線は膜厚変化領域を非常に狭くし
た場合を示している。これに対応してVBLのエ
ネルギーEVBLのｘ方向依存も第２図ｂに破線で示
すように変つてくる。この場合、エネルギーが低
いところに安定化されたVBL対をとなりの谷ま
で移動させるのに必要なジヤイロカは実線の場合
に比べて非常に大きくなり、実際上、制御しにく
くなる。したがつて、実線で示した波型構造が実
用上使いやすい。
た場合を示している。これに対応してVBLのエ
ネルギーEVBLのｘ方向依存も第２図ｂに破線で示
すように変つてくる。この場合、エネルギーが低
いところに安定化されたVBL対をとなりの谷ま
で移動させるのに必要なジヤイロカは実線の場合
に比べて非常に大きくなり、実際上、制御しにく
くなる。したがつて、実線で示した波型構造が実
用上使いやすい。
この方法では膜厚変化に伴うVBLのエネルギ
ー変化がVBLのエネルギー密度の変化を伴わな
いため、VBL対のジヤイロカに対する応答が膜
厚方向に亘つて不連続的に変化するといつたこと
が生じない。したがつて、VBLが膜厚の中間部
で転送中にビツト間障壁を乗り越えるとき分断さ
れるといつた不安定性の生じる確率を非常に低く
抑えられ、安定したVBL対転送が得られる。
ー変化がVBLのエネルギー密度の変化を伴わな
いため、VBL対のジヤイロカに対する応答が膜
厚方向に亘つて不連続的に変化するといつたこと
が生じない。したがつて、VBLが膜厚の中間部
で転送中にビツト間障壁を乗り越えるとき分断さ
れるといつた不安定性の生じる確率を非常に低く
抑えられ、安定したVBL対転送が得られる。
以下実施例を使つて発明の内容を具体的に示
す。
す。
実施例 １
この波型パターンの製造法を第３図を用いて説
明する。
明する。
バブル材料膜１１上にポジ型フオトレジスト
MP1300（シプレージヤパン、商品名）で、巾5μ
ｍ、周期10μｍ膜厚1μｍのパターン１２を形成す
る（第３図ａ）。パターン形成後135℃で１時間ポ
ストベイクを行なう。するとパターンは１２′の
ような形状になる。この温度以上でベイキングを
行なうと、パターン巾が変動し、好ましくない。
逆に、温度が低すぎても、パターンの断面形状が
短形のまゝであるので好ましくない（第３図ｂ）。
次に分子量17500のポリスチレンを、キシレンを
溶剤として塗布する。10重量パーセントのスチレ
ンを溶解した液を用い、スピン塗布回転数
3000rpmで、平坦部で約3000Åのポリスチレン塗
膜１３が得られる。塗布後の表面はゆるやかな波
形となつた。短形形状の高低差は約1.3μｍであつ
た。塗布工程の前後でポジ型フオトレジストパタ
ーンの変形はなかつた（第３図ｃ）。次にイオン
注入を行なう。注入条件は厚さ1.3μｍの有機膜を
イオンが貫通するように決めた。
MP1300（シプレージヤパン、商品名）で、巾5μ
ｍ、周期10μｍ膜厚1μｍのパターン１２を形成す
る（第３図ａ）。パターン形成後135℃で１時間ポ
ストベイクを行なう。するとパターンは１２′の
ような形状になる。この温度以上でベイキングを
行なうと、パターン巾が変動し、好ましくない。
逆に、温度が低すぎても、パターンの断面形状が
短形のまゝであるので好ましくない（第３図ｂ）。
次に分子量17500のポリスチレンを、キシレンを
溶剤として塗布する。10重量パーセントのスチレ
ンを溶解した液を用い、スピン塗布回転数
3000rpmで、平坦部で約3000Åのポリスチレン塗
膜１３が得られる。塗布後の表面はゆるやかな波
形となつた。短形形状の高低差は約1.3μｍであつ
た。塗布工程の前後でポジ型フオトレジストパタ
ーンの変形はなかつた（第３図ｃ）。次にイオン
注入を行なう。注入条件は厚さ1.3μｍの有機膜を
イオンが貫通するように決めた。
ここでは130KeV／He／4.8×1015個／cm2、
50KeV／He／1.7×1015個／cm2とした。第３図ｄ
の１１′で示すバブル材料層の部分にイオン注入
がなされる。バブル材料にイオン注入を行なう
と、格子歪が注入層に誘起されるため、一般に化
学エツチング耐性が変化することが知られている
が、前記手順で作製した酸素プラズマにさらし、
有機膜を除去した後、90℃のリン酸に10分間侵積
したところ第３図ｅに示すように高低差0.4μｍの
波形形状にバブル材料層が加工できた。
50KeV／He／1.7×1015個／cm2とした。第３図ｄ
の１１′で示すバブル材料層の部分にイオン注入
がなされる。バブル材料にイオン注入を行なう
と、格子歪が注入層に誘起されるため、一般に化
学エツチング耐性が変化することが知られている
が、前記手順で作製した酸素プラズマにさらし、
有機膜を除去した後、90℃のリン酸に10分間侵積
したところ第３図ｅに示すように高低差0.4μｍの
波形形状にバブル材料層が加工できた。
前記のバブル材料はGd3Ga5O12（111）基板に
LPE成長した5μｍバブル材料（YSmLuCa）3
（FeGe）5O12膜（膜厚＝3.88μｍ、ストライプ幅＝
5.0μｍ、4πMs＝202Gauss）である。第１図に示
す波型構造として5μｍ周期（マスクパターン幅
3μｍまたは2μｍ）、山の高さ0.4μｍなるように形
成した試料について、この領域にストライプドメ
インを配し、VBL対の安定性を調べ、VBL対が
波型構造の谷部に安定化されていることが確認さ
れた。また、谷部に安定化されているVBL対に
幅10nsの短形波状パルスバイアス磁界を加えてい
くと、振幅250e付近で、VBL対が波型構造の山
を乗り越えた。
LPE成長した5μｍバブル材料（YSmLuCa）3
（FeGe）5O12膜（膜厚＝3.88μｍ、ストライプ幅＝
5.0μｍ、4πMs＝202Gauss）である。第１図に示
す波型構造として5μｍ周期（マスクパターン幅
3μｍまたは2μｍ）、山の高さ0.4μｍなるように形
成した試料について、この領域にストライプドメ
インを配し、VBL対の安定性を調べ、VBL対が
波型構造の谷部に安定化されていることが確認さ
れた。また、谷部に安定化されているVBL対に
幅10nsの短形波状パルスバイアス磁界を加えてい
くと、振幅250e付近で、VBL対が波型構造の山
を乗り越えた。
（発明の効果）
本発明により、ブロツホラインメモリでもつと
も重要な要素の一つであるストライプドメイン磁
壁上へのプロツホライン対の安定化および磁壁に
沿つて転送の安定性を従来の方法にくらべて改善
できた。
も重要な要素の一つであるストライプドメイン磁
壁上へのプロツホライン対の安定化および磁壁に
沿つて転送の安定性を従来の方法にくらべて改善
できた。
第１図は本発明による垂直ブロツホラインの安
定化保持手段の概観図、第２図ａ，ｂはそれぞれ
磁壁面を含む面で切断したときのストライプドメ
イン保持層の断面とブロツホラインエネルギー
EVBLの位置依存を示す図である。第３図は素子を
形成する過程の実施例を示す図。 １……ストライプドメイン保持層、２……基
板、３……ストライプドメイン、４……ストライ
プドメイン磁壁、５……磁化、６……垂直ブロツ
ホライン対、１１……バブル材料膜、１２……ポ
ジ型フオトレジスト、１２′……ポストベイク後
のフオトレジストパターン、１３……ポリスチレ
ン、１１′……イオン注入されたバブル材料膜。
定化保持手段の概観図、第２図ａ，ｂはそれぞれ
磁壁面を含む面で切断したときのストライプドメ
イン保持層の断面とブロツホラインエネルギー
EVBLの位置依存を示す図である。第３図は素子を
形成する過程の実施例を示す図。 １……ストライプドメイン保持層、２……基
板、３……ストライプドメイン、４……ストライ
プドメイン磁壁、５……磁化、６……垂直ブロツ
ホライン対、１１……バブル材料膜、１２……ポ
ジ型フオトレジスト、１２′……ポストベイク後
のフオトレジストパターン、１３……ポリスチレ
ン、１１′……イオン注入されたバブル材料膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 情報読出し手段と情報書き込み手段と情報蓄
積手段を備え、膜面に垂直な方向を磁化容易方向
とする強磁性体膜に存在するストライプドメイン
周辺のブロツホ磁壁の中に作つた相隣る垂直ブロ
ツホライン対を記憶情報単位として用いる磁気記
憶素子において、ブロツホ磁壁に沿つて、膜厚が
局所的に変化していることを特徴とする磁気記憶
素子。 ２ バブル材料層上にフオトレジストパターンを
形成する工程で、該フオトレジストパターンが熱
変形を起す温度でベイキングする工程、さらに全
面に有機膜を塗布する工程、前記フオトレジスト
及び該有機膜を貫通するエネルギーを有するイオ
ンを全面に照射する工程及び前記フオトレジスト
を含む有機膜を除去した後イオン注入されたバブ
ル材料層の一部分を選択的にエツチングする工程
とを備えたことを特徴とする磁気記憶素子の作製
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60231658A JPS6289295A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 磁気記憶素子及びその作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60231658A JPS6289295A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 磁気記憶素子及びその作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6289295A JPS6289295A (ja) | 1987-04-23 |
| JPH0366755B2 true JPH0366755B2 (ja) | 1991-10-18 |
Family
ID=16926944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60231658A Granted JPS6289295A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | 磁気記憶素子及びその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6289295A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6413286A (en) * | 1987-07-06 | 1989-01-18 | Canon Kk | Bloch line memory and it's information transfer method |
| US7909563B2 (en) | 2004-11-30 | 2011-03-22 | Cascade Corporation | Fork positioner |
| US8403618B2 (en) | 2004-11-30 | 2013-03-26 | Cascade Corporation | Lift truck load handler |
-
1985
- 1985-10-16 JP JP60231658A patent/JPS6289295A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6289295A (ja) | 1987-04-23 |
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