JPH04170785A - 磁気記憶素子 - 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） 本発明は不揮発性の超高密度固体磁気記憶素子に関する
。

（従来の技術） 高密度固体磁気記憶素子を目指して、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０．３μｍといわれている。したがって、０．３μｍ
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づく高密度化限界を
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個からなるブロッホライン対を記憶単位として用
い、該磁壁を転送路としてデータをアクセスする素子が
発明された（特願昭５７−１８２３４６）。

本素子において、情報の人力及び出力をブロッホライン
の直接書き込みあるいは読み出しで行なうことは現在の
技術では困難であり、そのため、磁気バブル素子におい
て技術上確立している磁気バブル（以下ではバブルと称
する）の発生、転送および検出技術を用いてデータ人力
をバブルをバブル発生器で発生させることにより行ない
、該バブルをバブル転送路上を転送させ変換ゲートにお
いてブロッホラインに変換して書き込まれる。ブロッホ
ラインに変換された情報単位は磁区磁壁で構成される転
送路上を転送し、情報蓄積時は磁壁上で保持される。ま
た読み出し時はブロッホラインを変換ゲートにおいてバ
ブルに変換した後、バブルをバブル転送路上を転送させ
、バブル検出器で読み出す構成になっている。

本記憶素子では通常、アクセス時間を低減するため、第
３図のような磁性ガーネット膜４上にメジャーｌマイナ
ー構成と呼ばれる素子構成が採られる。即ち、第１の転
送路であるメジャーライン５端に設けられたバブル発生
器２により次々と書き込まれたバブルによるデータ列は
メジャーライン転送路上を転送し、次いでメジャーライ
ン５に対し直角に位置し、多数本のブロッホラインを転
送させる第２の転送路であるマイナーループ６と呼ばれ
る転送路へデータを移動するため、各マイナーループ端
に設けられた変換ゲート１でバブルからブロッホライン
対にデータが並列的に変換して書き込まれる。読み出し
時はマイナーループ端の変換ゲート部に位置したブロッ
ホライン対は変換ゲートでバブルに変換される。変換さ
れたバブルは、メジャーライン５上を転送し、メジャー
ライン５端のバブル検出器３で検出され、データ出力さ
れる。

（発明が解決しようとする課題） このようなメジャーｌマイナー構成においては磁区磁壁
で構成される転送路をメジャーラインに対し直角の方向
で多数本並列に配置される。従って、マイナーループ転
送路はメジャーラインと接するゲート部およびその反対
方向がコーナー領域となっている。マイナーループのブ
ロッホライン転送はガーネット膜に垂直方向のパルス磁
界により駆動されるが、該転送路の直接部とコーナー部
とは駆動磁界に対してブロッホラインの駆動のされ方が
異なる。即ち転送路の直接部は転送路の直接部に対し直
角方向に、ＣｏＰｔ等の面内磁化膜細線バタン列を配置
し転送該パタン列下にポテンシャルを形成しビット単位
の転送が安定化するようにしている。該転送路の両コー
ナー部では両コーナー端がビット単位の転送での安定位
置になるが、該端を安定化するための手段として従来は
特別の手段はとられず、転送路直接部を含めた転送路上
のブロッホラインを安定性を強化するために、素子全面
にわたって５０ｅ程度の直流磁界を面内で該転送路の長
手方向に印加する手段をとっていたのみである。従って
、該転送路コーナー部での転送特性は転送路直線部に比
べ悪いという問題があった。

その上、該コーナー端では転送路直線部から転送されて
きた情報担体であるブロッホライン対は該コーナー端に
転送路安定化のために配置されている１本のブロッホラ
インに近接、合体し、次の駆動パルスで該コーナー端か
ら逆側の直線転送路部へ転送される。この時、情報担体
として転送されるブロッホライン対は転送されてきたブ
ロッホライン対ではなく、該コーナーに配置されていた
１本のブロッホラインとコーナー端に転送されてきたブ
ロッホライン対の先頭の１本が組となって転送される。

即ち、該コーナー端では情報担体としてのブロッホライ
ン対の組替え動作が行なわれる必要がある。しかしなが
ら、従来はこのブロッホライン対の組替えを促進させる
、該コーナーでのブロッホライン対の転送特性を改善す
るための手段は特に取られないため、該コーナーでの転
送特性の不良をきたしていた。

本発明の目的はこのような従来の開題点を除去したもの
で、転送路コーナー部の転送特性が直線部同様良好な特
性を有する磁気記憶素子を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 即ち本発明は情報読み出し手段、情報書き込み手段及び
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、情報担体として相隣る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駆動する転送器と、情
報担体として相隣る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書き込みかつ読み出す機能を有
する変換ゲートとを有する磁気記憶素子に関して、転送
路全域にわたって印加される均一な面内磁界と垂直方向
の磁界を該転送路のコーナー端に印加する手段を有する
ことを特徴とする磁気記憶素子であって、該コーナー領
域に面内磁界を印加する手段として、たとえば該均一面
内磁界と垂直方向に磁化した面内磁化膜パタンを設置す
るか、あるいは面内で、転送路の長手方向の中心線上に
電流導体を設けたことを特徴とする磁気記憶素子である
。

即ち、本発明はマイナーループ転送路のコーナーでのブ
ロッホラインのビット転送時に、コーナー部に局所的に
該転送路の長手方向に垂直の磁界を印加せしめる手段を
設けることにより、情報担体としてのブロッホライン対
とコーナーに転送路安定用に配置されている１本のブロ
ッホラインがコーナーで容易に組替えを行なわせる手段
を提供し、コーナー部での転送特性が直線部同様に良好
な磁気記憶素子を提供するものである。

（作用） 第５図（ａ）のように直線部端まで転送されてきたブロ
ッホライン対は次の駆動パルスでコーナーに転送され、
転送路安定のためにコーナーに設置している１本のブロ
ッホラインと合体し３本のブロッホラインの群となる（
第５図（ｂ））。次の駆動パルスで良好に転送させるた
めには、もとからコーナー端にいた１本のブロッホライ
ンと駆動されてきたブロッホライン対の先頭の１本が新
たに対となり、駆動されてきたブロッホライン対の後尾
の１本が転送路安定用ブロッホラインとなるような組替
え（第５図（Ｃ））が必要である。このような組替えを
促進するためには第５図（Ｃ）のように組替え後のブロ
ッホライン対とコーナーに残る１本のブロッホラインと
の間の磁壁磁化の向き（この場合は左向き）に局所的に
磁界を印加することにより、新たなブロッホライン対は
駆動パルスにより直線部に転送され、一方新たな安定用
ブロッホラインはコーナー端に残ることができる（第５
図（ｄ））。このように、コーナー新たに局所的に面内
磁界を印加できる手段を備えることにより、コーナー部
でのブロッホライン転送が直線部同様に良好な磁気記憶
素子を提供できる。

（実施例） 以下、本発明を実施例により詳細に説明をする。第１図
は本発明による磁気記憶素子の主要部の構成の一例を示
したものであり、第３図は素子全体の構成を示したもの
である。本実施例では、組成（ＹＳｍＬｕＣａ）３（Ｆ
ｅＧｅ）５０１２、膜厚：４．４層ｍ、特性長：０．６
１μｍ、４ｙｒＭｓ：１８３Ｇの磁性ガーネット膜４を
用い、該膜中に幅２μｍ、厚さ０．５μｍの２層の金に
よるジグザグ状導体パタンによりメジャーライン５を構
成している。この２層の導体に９０度位相がずれた高周
波電流を印加することによりバブルを転送させる。変換
ゲート１はマイナーループである多数本のストライプド
メインがメジャーライン転送に接する位置に有り、ドメ
イン切断用の１本のヘアピン状導体と局所的に面内磁界
を印加するための３本の平行導体から構成されており（
第１図では省略）、これ等の２種類の導体パタンは全て
のマイナーループ６の端にわたってマイナーループと直
角の方向に配置されている。マイナーループ６は該磁性
ガーネット膜の一部領域を膜の厚さ全てにわたって溝掘
りし、溝７を形成し、政情の周囲を囲むようにストライ
ブドメイン８を安定化させる。このストライプドメイン
を安定化させる方法についてはＨ，Ｋａｗａｈａｒａ他
による論文、アイトリプルイー、トランザクションオン
マグネティックス、ＭＡＧ−２３巻３３９６頁、１９８
７年、に記載されている方法で容易に実現する。マイナ
ーループ上のブロッホライン安定化のために全面に均一
な面内磁界１１を転送路の長手方向に加える。具体的に
はバイアス磁界方向をチップに対し垂直方向からほんの
少し傾けることにより容易に発生させることができる。

マイナーループ転送路の直線部には転送路の長手方向に
対し直角方向にＣｏＰｔ細線パタンの列９を形成し、転
送路直線部のビット転送を安定化する。マイナーループ
転送路の両コーナー部にはＣｏＰｔパタン１０を転送路
の長手方向に配置した後、ＣｏＰｔパタンを１２方向に
磁化させる。磁化させたＣｏＰｔパタンからの１２と逆
向きの磁界によりコーナー部でブロッホライン対の組替
えが容易に行なわれる。第２図（ａ）は本発明による磁
気記憶素子のマイナーループのブロッホラインの周回転
送特性であり、第２図（ｂ）は従来の構成による磁気記
憶素子のマイナーループのブロッホラインの周回転送特
性である。第２図（ａ）、（ｂ）から明らかなように本
発明の素子の転送特性に著しい改善が見られるが、これ
は転送路コーナーに本発明による面内磁界を印加せしめ
たことにより転送路コーナー部の転送特性が大きく改善
されたことによる。なお、本実施例では転送路コーナー
部に局所的面内磁界を印加するための手段として、Ｃｏ
Ｐｔ磁性膜を配置したが、第４図のように転送路の長手
方向の中心線上に、導体パタン１５を配置し、直流電流
を印加することにより、面内磁界を発生させても全く同
様な効果が得られることは言うまでもない。

以上実施例により詳細に説明したように、本発明により
、マイナーループ転送路の周回転送特性が改善され、素
子動作余裕度の大きな磁気記憶素子を提供することがで
き、大容量磁気記憶素子の実用化に資すること犬である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気記憶素子の主要部構成を示す
図であり、第２図（ａ）、（ｂ）はそれぞれ本発明の素
子のマイナーループ転送特性図と従来構成の素子のマイ
ナーループ転送特性図であり、第３図は磁気記憶素子の
構成を示す図であり、第４図は本発明の別の実施例を示
す図であり、第５図（ａ）、（ｂ）、（Ｃ）、（ｄ）は
本発明の主要部でのブロッホライン対の組替えを示す図
である。 図中１は変換ゲート、２はバブル発生器、３はバブル検
出器、４は磁性ガーネット膜、５はメジャーライン、６
はマイナーループ、７は磁性ガーネット膜に形成した溝
、８はストライプドメイン、９はＣｏＰｔパタン列、１
０は本発明のコーナー部のＣｏＰｔパタン、１１は均一
面内磁界、１２はＴａ／Ａｕ導体に流した電流による面
内磁界、１３はマイナーループ転送路コーナー端、１４
はガーネット膜に形成した補助溝、１５は本発明の導体
パタンである。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）情報読み出し手段、情報書き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、情
   報担体として相隣る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駆動する転送路と、情報担体と
   して相隣る２つの垂直ブロッホラインからなる垂直ブロ
   ッホライン対を書き込みかつ読み出す機能を有する変換
   ゲートとを有する磁気記憶素子において、該転送路のコ
   ーナー領域に、面内で素子全域にわたって印加される均
   一な面内磁界と垂直方向の磁界を印加する手段を有する
   ことを特徴とする磁気記憶素子。
2. （２）コーナー領域に磁界を印加する手段として、転送
   路コーナー端に該均一面内磁界と垂直の方向に磁化した
   面内磁化ハード膜パタンを設置した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。
3. （３）該コーナー領域に面内磁界を印加する手段として
   、面内で、転送路の長手方向の中心線上に電流導体を設
   けた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。