JPH05135569A - 磁性薄膜メモリ素子、それを用いた磁性薄膜メモリおよび磁性薄膜メモリに記録する方法 - Google Patents
磁性薄膜メモリ素子、それを用いた磁性薄膜メモリおよび磁性薄膜メモリに記録する方法Info
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- JPH05135569A JPH05135569A JP4045603A JP4560392A JPH05135569A JP H05135569 A JPH05135569 A JP H05135569A JP 4045603 A JP4045603 A JP 4045603A JP 4560392 A JP4560392 A JP 4560392A JP H05135569 A JPH05135569 A JP H05135569A
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- G11C11/18—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using Hall-effect devices
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- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 メモリ素子のサイズが小さくなっても充分に
大きな読み出し信号がえられる磁性薄膜メモリ素子、そ
れを用いた磁性薄膜メモリおよび磁性薄膜メモリに記録
する方法を提供する。 【構成】 本発明に係る磁性薄膜メモリ素子は、磁性体
のもつ異常ホール効果を利用し、読み出し信号として異
常ホール電圧またはその変化を検出する。メモリ素子と
してある特定の面内方向と垂直方向の間に磁化容易軸を
有する磁性薄膜を用いる。 【効果】 メモリ素子として磁化容易軸が垂直方向を含
む垂直方向と面内方向の間に存在する磁性薄膜を用いた
ので、ホール電圧を読み出し信号として利用することが
でき、高感度な読み出しと高密度化が可能である。
大きな読み出し信号がえられる磁性薄膜メモリ素子、そ
れを用いた磁性薄膜メモリおよび磁性薄膜メモリに記録
する方法を提供する。 【構成】 本発明に係る磁性薄膜メモリ素子は、磁性体
のもつ異常ホール効果を利用し、読み出し信号として異
常ホール電圧またはその変化を検出する。メモリ素子と
してある特定の面内方向と垂直方向の間に磁化容易軸を
有する磁性薄膜を用いる。 【効果】 メモリ素子として磁化容易軸が垂直方向を含
む垂直方向と面内方向の間に存在する磁性薄膜を用いた
ので、ホール電圧を読み出し信号として利用することが
でき、高感度な読み出しと高密度化が可能である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁性薄膜メモリ素子、そ
れを用いた磁性薄膜メモリおよび磁性薄膜メモリに記録
する方法に関する。
れを用いた磁性薄膜メモリおよび磁性薄膜メモリに記録
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図25は、「磁気工学講座５、磁性薄膜工
学」（1977年）丸善（株）p.254に示された従来の磁性
薄膜メモリ素子を組み立てた状態の模式的な説明図であ
る。
学」（1977年）丸善（株）p.254に示された従来の磁性
薄膜メモリ素子を組み立てた状態の模式的な説明図であ
る。
【０００３】まず、前記磁性薄膜メモリ素子の作製方法
の一例を以下に説明する。平滑なガラス基板上に矩形の
孔のあいたマスクを密着させ、真空装置内で約2000Åの
厚さにＦｅとＮｉの合金の真空蒸着膜を形成させる。こ
のようにして多数のメモリ素子となる磁性薄膜ＭＦを一
挙にマトリックス状に作製する。磁性薄膜メモリ素子を
駆動させるための駆動線は薄いエポキシ樹脂板やポリエ
ステルシートの両面に、たがいに直行するように銅線を
ホトエッチング技術で形成する。シート両面の各線はそ
れぞれ語線および桁線であり、その交点が各磁性薄膜の
上に重なるように押しあてて組み立てる。
の一例を以下に説明する。平滑なガラス基板上に矩形の
孔のあいたマスクを密着させ、真空装置内で約2000Åの
厚さにＦｅとＮｉの合金の真空蒸着膜を形成させる。こ
のようにして多数のメモリ素子となる磁性薄膜ＭＦを一
挙にマトリックス状に作製する。磁性薄膜メモリ素子を
駆動させるための駆動線は薄いエポキシ樹脂板やポリエ
ステルシートの両面に、たがいに直行するように銅線を
ホトエッチング技術で形成する。シート両面の各線はそ
れぞれ語線および桁線であり、その交点が各磁性薄膜の
上に重なるように押しあてて組み立てる。
【０００４】つぎに、動作原理を説明する。図25の磁化
容易軸に平行に配置されている線群Ｗ1〜Ｗ3は語線(wor
d line)、それと直行している線群Ｄ1〜Ｄ3は桁線(digi
tline)である。メモリ状態を読み出す検出線は桁線と兼
用する。
容易軸に平行に配置されている線群Ｗ1〜Ｗ3は語線(wor
d line)、それと直行している線群Ｄ1〜Ｄ3は桁線(digi
tline)である。メモリ状態を読み出す検出線は桁線と兼
用する。
【０００５】
【外１】 印はメモリ状態に対応した膜内の磁化を示している。
【０００６】
【外２】 は「０」、
【０００７】
【外３】 は「１」の情報をメモリしていることとする。また、桁
電流Ｉｄ、語電流Ｉｗによって磁性薄膜に作用する磁界
を、それぞれＨｄ、Ｈｗとする。
電流Ｉｄ、語電流Ｉｗによって磁性薄膜に作用する磁界
を、それぞれＨｄ、Ｈｗとする。
【０００８】単極性パルスであるＩｗを語線Ｗ1を選択
して流すと、その線の下のすべての磁性薄膜にはＨｗが
作用し、磁化は困難軸方向に向く。このときの磁化が
「１」の状態から回転したか、あるいは「０」の状態か
ら回転したかによって各桁線にはそれぞれ異なった極性
のパルス電圧が誘起され、これが読み出し電圧になる。
して流すと、その線の下のすべての磁性薄膜にはＨｗが
作用し、磁化は困難軸方向に向く。このときの磁化が
「１」の状態から回転したか、あるいは「０」の状態か
ら回転したかによって各桁線にはそれぞれ異なった極性
のパルス電圧が誘起され、これが読み出し電圧になる。
【０００９】記録時には、Ｉｗのパルスの立ち下がり時
に重なるようにＩｄを流し、磁化が困難軸を向いた状態
において情報信号に対応した極性のＨｄを重畳させるこ
とで磁化の向きを決定し、「１」または「０」の状態に
情報を記録することができる。
に重なるようにＩｄを流し、磁化が困難軸を向いた状態
において情報信号に対応した極性のＨｄを重畳させるこ
とで磁化の向きを決定し、「１」または「０」の状態に
情報を記録することができる。
【００１０】Ｉｗは、磁性薄膜の磁化を容易軸から困難
軸に回転させるのに充分な磁界Ｈｗを発生するような電
流値であり、Ｉｄは磁性薄膜のＨｃの約１／２の磁界Ｈ
ｄを発生する電流値である。
軸に回転させるのに充分な磁界Ｈｗを発生するような電
流値であり、Ｉｄは磁性薄膜のＨｃの約１／２の磁界Ｈ
ｄを発生する電流値である。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術において
は、読み出し方法として、磁化の回転によって生じるき
わめて微小な電磁誘導電圧が用いられているため、読み
出し時のＳＮ比が小さく、読み出しが困難であるという
問題点がある。
は、読み出し方法として、磁化の回転によって生じるき
わめて微小な電磁誘導電圧が用いられているため、読み
出し時のＳＮ比が小さく、読み出しが困難であるという
問題点がある。
【００１２】さらに電磁誘導電圧は、磁気モーメントの
大きさに比例するため、磁性薄膜のサイズを充分に大き
くする必要があり、このため、単位面積あたりの記録量
を大きくすることが不可能であるなどの問題点がある。
大きさに比例するため、磁性薄膜のサイズを充分に大き
くする必要があり、このため、単位面積あたりの記録量
を大きくすることが不可能であるなどの問題点がある。
【００１３】本発明は前記問題点を解決するためになさ
れたものであり、メモリ素子として用いられる磁性薄膜
のサイズが小さくなっても充分に大きな読み出し信号が
えられる磁性薄膜メモリ素子、それを用いた磁性薄膜メ
モリおよび磁性薄膜メモリに記録する方法を提供するこ
とを目的とする。
れたものであり、メモリ素子として用いられる磁性薄膜
のサイズが小さくなっても充分に大きな読み出し信号が
えられる磁性薄膜メモリ素子、それを用いた磁性薄膜メ
モリおよび磁性薄膜メモリに記録する方法を提供するこ
とを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、薄膜磁性体の
磁化の向きによって情報を記憶し、記憶した情報を再生
信号としてホール電圧で読み出す磁性薄膜メモリ素子で
あって、磁化容易軸が薄膜磁性体の該磁性薄膜に対して
垂直方向と面内方向の間に存在していることを特徴とす
る磁性薄膜メモリ素子、前記磁性薄膜メモリ素子を２以
上連結してなるメモリであって、各磁性薄膜メモリ素子
が読み出し用の電流線と電圧線によって連結されたこと
を特徴とする磁性薄膜メモリ、前記磁性薄膜メモリにお
いて、導膜磁性体として垂直磁気異方性を有する磁性薄
膜が用いられたばあい、記録用線Ｘ、Ｙを流れる電流が
磁性薄膜メモリ素子に対して発生する垂直方向の磁界を
それぞれＨｘ、Ｈｙとし、磁性薄膜メモリ素子の印加磁
界に対する保磁力をＨｃとしたとき、 Ｈｘ＜Ｈｃ （１） Ｈｙ＜Ｈｃ （２） を満足し、さらにＨｘとＨｙがともに印加されたとき Ｈｘ＋Ｈｙ＞Ｈｃ （３） を満足するＨｘおよびＨｙを用いることを特徴とする磁
性薄膜メモリに記録する方法、前記磁性薄膜メモリを用
い、磁性薄膜の膜面に平行な磁界を印加することを特徴
とする磁性薄膜メモリに記録する方法および前記磁性薄
膜メモリにおいて記録用線ｘ、ｙを流れる電流が磁性薄
膜メモリ素子に対して発生する磁界をそれぞれＨｉｘ、
Ｈｉｙとし、磁性薄膜の面内方向の印加磁界に対する保
磁力をＨｃとし、記録用線ｘ、ｙが磁性薄膜の面内方向
の容易軸方向に対してなす角をそれぞれθｘ、θｙとし
たとき、 Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＜Ｈｃ （４） Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ＜Ｈｃ （５） を満足し、さらにＨｉｘとＨｉｙがともに印加されたと
きに磁化反転しうるＨｉｘとＨｉｙを用い、 Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ＞Ｈｃ
（６） を満足するＨｉｘおよびＨｉｙを用いることを特徴とす
る磁性薄膜メモリに記録する方法に関する。
磁化の向きによって情報を記憶し、記憶した情報を再生
信号としてホール電圧で読み出す磁性薄膜メモリ素子で
あって、磁化容易軸が薄膜磁性体の該磁性薄膜に対して
垂直方向と面内方向の間に存在していることを特徴とす
る磁性薄膜メモリ素子、前記磁性薄膜メモリ素子を２以
上連結してなるメモリであって、各磁性薄膜メモリ素子
が読み出し用の電流線と電圧線によって連結されたこと
を特徴とする磁性薄膜メモリ、前記磁性薄膜メモリにお
いて、導膜磁性体として垂直磁気異方性を有する磁性薄
膜が用いられたばあい、記録用線Ｘ、Ｙを流れる電流が
磁性薄膜メモリ素子に対して発生する垂直方向の磁界を
それぞれＨｘ、Ｈｙとし、磁性薄膜メモリ素子の印加磁
界に対する保磁力をＨｃとしたとき、 Ｈｘ＜Ｈｃ （１） Ｈｙ＜Ｈｃ （２） を満足し、さらにＨｘとＨｙがともに印加されたとき Ｈｘ＋Ｈｙ＞Ｈｃ （３） を満足するＨｘおよびＨｙを用いることを特徴とする磁
性薄膜メモリに記録する方法、前記磁性薄膜メモリを用
い、磁性薄膜の膜面に平行な磁界を印加することを特徴
とする磁性薄膜メモリに記録する方法および前記磁性薄
膜メモリにおいて記録用線ｘ、ｙを流れる電流が磁性薄
膜メモリ素子に対して発生する磁界をそれぞれＨｉｘ、
Ｈｉｙとし、磁性薄膜の面内方向の印加磁界に対する保
磁力をＨｃとし、記録用線ｘ、ｙが磁性薄膜の面内方向
の容易軸方向に対してなす角をそれぞれθｘ、θｙとし
たとき、 Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＜Ｈｃ （４） Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ＜Ｈｃ （５） を満足し、さらにＨｉｘとＨｉｙがともに印加されたと
きに磁化反転しうるＨｉｘとＨｉｙを用い、 Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ＞Ｈｃ
（６） を満足するＨｉｘおよびＨｉｙを用いることを特徴とす
る磁性薄膜メモリに記録する方法に関する。
【００１５】
【作用】本発明の磁性薄膜メモリ素子は、磁化容易軸が
薄膜磁性体の該磁性薄膜に対して垂直方向を含む垂直方
向と面内方向との間に存在しているため、読み出し信号
としてホール電圧を利用することができ、ＳＮ比の良好
な読み出し信号がえられ、そのためとくに記憶の高密度
化に有用である。
薄膜磁性体の該磁性薄膜に対して垂直方向を含む垂直方
向と面内方向との間に存在しているため、読み出し信号
としてホール電圧を利用することができ、ＳＮ比の良好
な読み出し信号がえられ、そのためとくに記憶の高密度
化に有用である。
【００１６】また、メモリ素子として、磁化容易軸が垂
直方向を含まない垂直方向と面内方向の間に存在する磁
性薄膜を用いたばあいには、膜面に平行な磁界を印加し
て記録を行なうことができ、記録線を磁性薄膜の直上ま
たは直下に配置することができるので省スペース化が行
なえ、記録線と磁性薄膜との間隔を小さくすることがで
き、省電力化とともに、さらなる高密度化が可能とな
る。
直方向を含まない垂直方向と面内方向の間に存在する磁
性薄膜を用いたばあいには、膜面に平行な磁界を印加し
て記録を行なうことができ、記録線を磁性薄膜の直上ま
たは直下に配置することができるので省スペース化が行
なえ、記録線と磁性薄膜との間隔を小さくすることがで
き、省電力化とともに、さらなる高密度化が可能とな
る。
【００１７】
【実施例】本発明のメモリ素子は、薄膜磁性体の磁化の
向きにより情報を記憶し、記憶した情報を再生信号とし
てホール電圧で読み出す磁性薄膜メモリ素子であり、磁
化容易軸が薄膜磁性体の該磁性薄膜に対して垂直方向を
含む垂直方向と面内方向との間に存在している磁性薄膜
メモリ素子である。
向きにより情報を記憶し、記憶した情報を再生信号とし
てホール電圧で読み出す磁性薄膜メモリ素子であり、磁
化容易軸が薄膜磁性体の該磁性薄膜に対して垂直方向を
含む垂直方向と面内方向との間に存在している磁性薄膜
メモリ素子である。
【００１８】前記薄膜磁性体としては、磁化容易軸が磁
性薄膜に対しほぼ垂直の角度となる薄膜磁性体、すなわ
ち垂直磁気異方性を有する薄膜磁性体と前記以外の方向
で垂直方向と面内方向の間に磁化容易軸が存在する薄膜
磁性体があげられる。
性薄膜に対しほぼ垂直の角度となる薄膜磁性体、すなわ
ち垂直磁気異方性を有する薄膜磁性体と前記以外の方向
で垂直方向と面内方向の間に磁化容易軸が存在する薄膜
磁性体があげられる。
【００１９】前記薄膜磁性体としては、フェリ磁性を有
する薄膜があげられ、そのなかでも良好なホール電圧が
えられ、Ｈｃなどの特性制御が容易であるという点から
希土類元素と遷移金属の合金が好ましい。
する薄膜があげられ、そのなかでも良好なホール電圧が
えられ、Ｈｃなどの特性制御が容易であるという点から
希土類元素と遷移金属の合金が好ましい。
【００２０】前記希土類元素としては、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｔ
ｂ、Ｎｄ、Ｄｙなどのランタノイド系希土類元素があげ
られるが、これらのなかでもＧｄおよびＨｏの少なくと
も１種の元素が含まれていることが好ましい。また、前
記遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどがあげられ
る。希土類元素と遷移金属の合金の具体例としては、Ｇ
ｄＣｏ、ＨｏＣｏ、ＧｄＨｏＣｏ、ＴｂＨｏＣｏ、Ｇｄ
ＦｅＣｏなどがあげられる。
ｂ、Ｎｄ、Ｄｙなどのランタノイド系希土類元素があげ
られるが、これらのなかでもＧｄおよびＨｏの少なくと
も１種の元素が含まれていることが好ましい。また、前
記遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどがあげられ
る。希土類元素と遷移金属の合金の具体例としては、Ｇ
ｄＣｏ、ＨｏＣｏ、ＧｄＨｏＣｏ、ＴｂＨｏＣｏ、Ｇｄ
ＦｅＣｏなどがあげられる。
【００２１】前記合金中の遷移金属の割合は、合金中に
遷移金属が70〜85ａｔ％含まれるのが、保磁力Ｈｃおよ
び飽和磁化Ｍｓを適正な値にするために好ましい。
遷移金属が70〜85ａｔ％含まれるのが、保磁力Ｈｃおよ
び飽和磁化Ｍｓを適正な値にするために好ましい。
【００２２】前記合金からなる薄膜磁性体の形や面積
は、とくに限定されず、その目的や用途に応じて適宜変
化させることができる。また、その膜厚は、通常500〜3
000Å程度であることが好ましい。
は、とくに限定されず、その目的や用途に応じて適宜変
化させることができる。また、その膜厚は、通常500〜3
000Å程度であることが好ましい。
【００２３】前記磁性薄膜の形成方法としては、スパッ
タ法などがあげられる。薄膜を作製する磁性薄膜メモリ
用の基板は、たとえば表面がＳｉＯ2またはＳｉＮｘ
（ｘ＝0.8〜2.0程度）などの絶縁膜で覆われたＳｉ基板
やガラス基板などがあげられる。
タ法などがあげられる。薄膜を作製する磁性薄膜メモリ
用の基板は、たとえば表面がＳｉＯ2またはＳｉＮｘ
（ｘ＝0.8〜2.0程度）などの絶縁膜で覆われたＳｉ基板
やガラス基板などがあげられる。
【００２４】つぎに、磁化容易軸が磁性薄膜に対して垂
直方向を含まない垂直方向と面内方向との間に存在する
薄膜磁性体としては、磁化容易軸の磁性薄膜面に対する
角度が１〜70°、なかんづく３〜30°のものが好まし
い。
直方向を含まない垂直方向と面内方向との間に存在する
薄膜磁性体としては、磁化容易軸の磁性薄膜面に対する
角度が１〜70°、なかんづく３〜30°のものが好まし
い。
【００２５】前記薄膜磁性体としては、良好なホール電
圧がえられ、特性制御が容易である点から、希土類元素
と遷移金属の合金が好ましい。
圧がえられ、特性制御が容易である点から、希土類元素
と遷移金属の合金が好ましい。
【００２６】前記希土類元素としては、Ｇｄ、Ｎｄ、Ｈ
ｏ、Ｔｂ、Ｄｙなどのランタノイド系希土類元素があげ
られ、そのなかでもＧｄ、Ｎｄ、Ｈｏ、Ｔｂなどが好ま
しい。また、前記遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ
などがあげられる。希土類元素と遷移金属の合金の具体
例としては、ＧｄＦｅ、ＧｄＮｄＦｅ、ＧｄＨｏＦｅな
どがあげられる。
ｏ、Ｔｂ、Ｄｙなどのランタノイド系希土類元素があげ
られ、そのなかでもＧｄ、Ｎｄ、Ｈｏ、Ｔｂなどが好ま
しい。また、前記遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ
などがあげられる。希土類元素と遷移金属の合金の具体
例としては、ＧｄＦｅ、ＧｄＮｄＦｅ、ＧｄＨｏＦｅな
どがあげられる。
【００２７】前記合金中の遷移金属の割合は、合金中に
遷移金属が60〜95ａｔ重量％含まれるのが好ましい。
遷移金属が60〜95ａｔ重量％含まれるのが好ましい。
【００２８】前記合金からなる薄膜磁性体の形や面積
は、その目的や用途に応じて適宜変化させることができ
る。また、その膜厚は、500〜3000Å程度であることが
好ましい。
は、その目的や用途に応じて適宜変化させることができ
る。また、その膜厚は、500〜3000Å程度であることが
好ましい。
【００２９】前記磁性薄膜の形成方法としては、たとえ
ばＲＦスパッタ法やＤＣマグネトロンスパッタ法などの
スパッタ法があげられるが、なかでもＲＦスパッタ法が
好ましい。
ばＲＦスパッタ法やＤＣマグネトロンスパッタ法などの
スパッタ法があげられるが、なかでもＲＦスパッタ法が
好ましい。
【００３０】図１に磁化容易軸が面内方向と垂直方向の
間に存在する磁性薄膜の形成に用いたスパッタ装置の模
式的な断面図を示す。図中、１はターゲット、２は基板
を示す。ターゲット１としては、たとえばＧｄおよびＦ
ｅよりなる合金ターゲット、Ｆｅターゲット上にＧｄチ
ップを配置した複合ターゲットなどが用いられる。また
基板２としては、垂直磁気異方性を有する薄膜磁性体の
ばあいと同様の基板が用いられる。図１に示したよう
に、基板２はターゲット１の直上にはなく、基板の中心
とターゲットの中心を結ぶ線が基板面に対して60°以下
の角度をなすようにするのが好ましい。以上のようなセ
ッティングを行なったのち、スパッタリングを行なうこ
とができる。
間に存在する磁性薄膜の形成に用いたスパッタ装置の模
式的な断面図を示す。図中、１はターゲット、２は基板
を示す。ターゲット１としては、たとえばＧｄおよびＦ
ｅよりなる合金ターゲット、Ｆｅターゲット上にＧｄチ
ップを配置した複合ターゲットなどが用いられる。また
基板２としては、垂直磁気異方性を有する薄膜磁性体の
ばあいと同様の基板が用いられる。図１に示したよう
に、基板２はターゲット１の直上にはなく、基板の中心
とターゲットの中心を結ぶ線が基板面に対して60°以下
の角度をなすようにするのが好ましい。以上のようなセ
ッティングを行なったのち、スパッタリングを行なうこ
とができる。
【００３１】つぎに、磁化容易軸が垂直方向と面内方向
の間に存在する薄膜磁性体を用いた磁性薄膜メモリにつ
いて説明する。
の間に存在する薄膜磁性体を用いた磁性薄膜メモリにつ
いて説明する。
【００３２】本発明の薄膜磁性体を用いたメモリは種々
考えられるが、基本的には、複数の磁性薄膜メモリ素子
が読み出し用の電流線と電圧線により連結されているの
が特徴である。
考えられるが、基本的には、複数の磁性薄膜メモリ素子
が読み出し用の電流線と電圧線により連結されているの
が特徴である。
【００３３】また、前記電流線と電圧線はたがいに直交
しているのが、記録した情報を効率よく読み出せる点か
ら好ましい。
しているのが、記録した情報を効率よく読み出せる点か
ら好ましい。
【００３４】すなわち、一定の方向に磁化された磁性薄
膜メモリ素子に電流線を用いて一定の電流を流すと、再
生信号として電流方向と磁界方向にともに垂直な方向に
電圧（ホール電圧）が発生するため、この電圧を読み出
し信号として用いることができる。
膜メモリ素子に電流線を用いて一定の電流を流すと、再
生信号として電流方向と磁界方向にともに垂直な方向に
電圧（ホール電圧）が発生するため、この電圧を読み出
し信号として用いることができる。
【００３５】また、この信号は、従来用いられていた磁
化の回転によって生じる微小電圧に比較して１桁以上大
きいため、ＳＮ比がよく信頼性が高い。
化の回転によって生じる微小電圧に比較して１桁以上大
きいため、ＳＮ比がよく信頼性が高い。
【００３６】前記磁気薄膜メモリに記録する方法として
は、記録用線を設けて記録用線に電流を流し、発生する
磁界によって磁性薄膜を磁化する方法などがある。
は、記録用線を設けて記録用線に電流を流し、発生する
磁界によって磁性薄膜を磁化する方法などがある。
【００３７】本発明では、２本の記録用線を用いるが記
録用線を配置する方法としては、たとえば２つの方法が
あげられる。
録用線を配置する方法としては、たとえば２つの方法が
あげられる。
【００３８】すなわち、磁性薄膜メモリ素子の面外に、
電圧線と平行に記録用線Ｘ、電流線と平行に記録用線Ｙ
を設ける方法、または磁性薄膜メモリ素子の面の上また
は下に２本の記録用線を設ける方法である。
電圧線と平行に記録用線Ｘ、電流線と平行に記録用線Ｙ
を設ける方法、または磁性薄膜メモリ素子の面の上また
は下に２本の記録用線を設ける方法である。
【００３９】まず、磁性薄膜メモリ素子の面外に、電圧
線と平行に記録用線Ｘ、電流線と平行に記録用線Ｙが設
けられた磁性薄膜メモリの一実施例を図２〜５に基づい
て説明する。
線と平行に記録用線Ｘ、電流線と平行に記録用線Ｙが設
けられた磁性薄膜メモリの一実施例を図２〜５に基づい
て説明する。
【００４０】このばあい、薄膜磁性体としては、垂直磁
気異方性を有する薄膜磁性体が用いられ、記録用線は磁
性薄膜メモリ素子から少しずらした位置に配置されてい
る。
気異方性を有する薄膜磁性体が用いられ、記録用線は磁
性薄膜メモリ素子から少しずらした位置に配置されてい
る。
【００４１】まず、読み出し方法について説明する。
【００４２】図２は、前記磁性薄膜メモリの読み出し原
理を示す説明図である。
理を示す説明図である。
【００４３】図２において、３（図中では各素子の符号
として311〜313、321〜323、331〜333を用いた）は磁性
薄膜メモリ素子、４はこの磁性薄膜メモリ素子３に取り
付けられた読み出し用の電流線、５は磁性薄膜メモリ素
子３に取り付けられた読み出し用の電圧線である。電流
線４と電圧線５の延長線は磁性薄膜メモリ素子３上のほ
ぼ中央で互いに直行するように取り付けられている。
として311〜313、321〜323、331〜333を用いた）は磁性
薄膜メモリ素子、４はこの磁性薄膜メモリ素子３に取り
付けられた読み出し用の電流線、５は磁性薄膜メモリ素
子３に取り付けられた読み出し用の電圧線である。電流
線４と電圧線５の延長線は磁性薄膜メモリ素子３上のほ
ぼ中央で互いに直行するように取り付けられている。
【００４４】前記磁性薄膜メモリを用い、つぎのような
方法で情報の読み出しを行なうことができる。
方法で情報の読み出しを行なうことができる。
【００４５】いま、図中下向きに磁化された磁性薄膜メ
モリ素子332の情報を読み出したいばあい、電流線42に
電流Ｊを流し、そのときの電圧線53の電圧変化Ｖｈｊを
読めばよい。同様に、図中上向きに磁化された磁性薄膜
メモリ素子313の情報を読み出したいばあい、電流線43
に電流Ｊ′を流し、そのときの電圧線５１の電圧変化
Ｖ′ｈｊを読めばよい。このとき、ホール電圧Ｖｈｊと
Ｖ′ｈｊは逆向きの変化となり、それぞれの情報に対応
した信号を読み出すことができる。
モリ素子332の情報を読み出したいばあい、電流線42に
電流Ｊを流し、そのときの電圧線53の電圧変化Ｖｈｊを
読めばよい。同様に、図中上向きに磁化された磁性薄膜
メモリ素子313の情報を読み出したいばあい、電流線43
に電流Ｊ′を流し、そのときの電圧線５１の電圧変化
Ｖ′ｈｊを読めばよい。このとき、ホール電圧Ｖｈｊと
Ｖ′ｈｊは逆向きの変化となり、それぞれの情報に対応
した信号を読み出すことができる。
【００４６】つぎに記録方法について説明する。
【００４７】図３は図２の磁性薄膜メモリに記録用線を
配置した図である。
配置した図である。
【００４８】図３において６および７は横方向および縦
方向の記録用線である。記録用線６および７はたがいに
直行しており、磁性薄膜メモリ素子３から少しずらした
位置に配置されており、電流ＩｘおよびＩｙを流したと
きに磁性薄膜メモリ素子３上に垂直方向に磁界がかかる
ようにする。一例として、メモリ素子332の磁化を図中
下向きにしたいばあいについて説明する。図中横方向の
記録線63に→の方向に電流Ｉｘを流したときに発生する
磁界をＨｉｘ、図中縦方向の記録線72に↑の方向に電流
Ｉｙを流したときに発生する磁界をＨｉｙとする。磁性
薄膜メモリ素子３の磁界に対するホール電圧の変化を図
４に示す。磁性薄膜メモリ素子３の印加磁界に対する保
磁力をＨｃとして、Ｈｃ、Ｈｉｘ、Ｈｉｙの間につぎの
関係が成り立つようにする。
方向の記録用線である。記録用線６および７はたがいに
直行しており、磁性薄膜メモリ素子３から少しずらした
位置に配置されており、電流ＩｘおよびＩｙを流したと
きに磁性薄膜メモリ素子３上に垂直方向に磁界がかかる
ようにする。一例として、メモリ素子332の磁化を図中
下向きにしたいばあいについて説明する。図中横方向の
記録線63に→の方向に電流Ｉｘを流したときに発生する
磁界をＨｉｘ、図中縦方向の記録線72に↑の方向に電流
Ｉｙを流したときに発生する磁界をＨｉｙとする。磁性
薄膜メモリ素子３の磁界に対するホール電圧の変化を図
４に示す。磁性薄膜メモリ素子３の印加磁界に対する保
磁力をＨｃとして、Ｈｃ、Ｈｉｘ、Ｈｉｙの間につぎの
関係が成り立つようにする。
【００４９】Ｈｉｙ＜Ｈｃ （１） Ｈｉｘ＜Ｈｃ （２） Ｈｃ＜Ｈｉｘ＋Ｈｉｙ （３） つまり、電流ＩｘおよびＩｙのいずれか一方を流しただ
けでは磁性薄膜メモリ素子１の磁化は変化せず、電流Ｉ
ｘにより発生する磁界Ｈｉｘと電流Ｉｙにより発生する
磁界Ｈｉｙの両方が相加されたばあいにのみ磁性薄膜メ
モリ素子３の磁化は変化し、磁化の方向が逆転する。Ｈ
ｉｘとＨｉｙが相加される部分は図５に示すように記録
用線６、７に対しての領域との領域である。いま、
図中→の方向に電流Ｉｘを、図中↑の方向に電流Ｉｙを
流したとするとの領域の磁界の向きは図中上向き、
の領域の磁界の向きは図中下向きとなる。ＩｘとＩｙの
向きを逆にすればの領域の磁界の向きは図中下向き、
の領域の磁界の向きは図中上向きとなる。
けでは磁性薄膜メモリ素子１の磁化は変化せず、電流Ｉ
ｘにより発生する磁界Ｈｉｘと電流Ｉｙにより発生する
磁界Ｈｉｙの両方が相加されたばあいにのみ磁性薄膜メ
モリ素子３の磁化は変化し、磁化の方向が逆転する。Ｈ
ｉｘとＨｉｙが相加される部分は図５に示すように記録
用線６、７に対しての領域との領域である。いま、
図中→の方向に電流Ｉｘを、図中↑の方向に電流Ｉｙを
流したとするとの領域の磁界の向きは図中上向き、
の領域の磁界の向きは図中下向きとなる。ＩｘとＩｙの
向きを逆にすればの領域の磁界の向きは図中下向き、
の領域の磁界の向きは図中上向きとなる。
【００５０】そこで、の領域にのみ磁性薄膜メモリ素
子１を配置すれば、電流ＩｘとＩｙの向きを変えること
によって磁性薄膜メモリ素子１の磁化の向きを図中上向
きにしたり図中下向きにしたりできる。情報「１」に対
しては電流Ｉｘを→の方向に、電流Ｉｙを↑の方向に流
すことで磁性薄膜メモリ素子１の磁化の向きを図中下向
きに、情報「０」に対しては電流Ｉｘを←の方向に、電
流Ｉｙを↓の方向に流すことで磁性薄膜メモリ素子１の
磁化の向きを図中上向きに書き込むことが可能となる。
子１を配置すれば、電流ＩｘとＩｙの向きを変えること
によって磁性薄膜メモリ素子１の磁化の向きを図中上向
きにしたり図中下向きにしたりできる。情報「１」に対
しては電流Ｉｘを→の方向に、電流Ｉｙを↑の方向に流
すことで磁性薄膜メモリ素子１の磁化の向きを図中下向
きに、情報「０」に対しては電流Ｉｘを←の方向に、電
流Ｉｙを↓の方向に流すことで磁性薄膜メモリ素子１の
磁化の向きを図中上向きに書き込むことが可能となる。
【００５１】前記実施例では、薄膜磁性体として垂直磁
気異方性を示すものを用いたが、磁化容易軸が垂直方向
と面内方向の間に存在する薄膜磁性体であれば垂直磁気
異方性を有する磁性体に限らず同様に記録、読み出しを
行なうことができる。
気異方性を示すものを用いたが、磁化容易軸が垂直方向
と面内方向の間に存在する薄膜磁性体であれば垂直磁気
異方性を有する磁性体に限らず同様に記録、読み出しを
行なうことができる。
【００５２】つぎに磁性薄膜メモリ素子の面の上または
下に、２本の記録用線が設けられた磁性薄膜メモリの一
実施例について図６〜16を用いて説明する。
下に、２本の記録用線が設けられた磁性薄膜メモリの一
実施例について図６〜16を用いて説明する。
【００５３】このばあい薄膜磁性体としては、磁化容易
軸が磁性薄膜に対して垂直方向を含まない、垂直方向と
面内方向との間に存在する薄膜磁性体が用いられ、記録
用線の位置は絶縁膜を介して薄膜磁性体の直上または直
下に設けられている。
軸が磁性薄膜に対して垂直方向を含まない、垂直方向と
面内方向との間に存在する薄膜磁性体が用いられ、記録
用線の位置は絶縁膜を介して薄膜磁性体の直上または直
下に設けられている。
【００５４】図６は前記磁性薄膜が用いられた磁性薄膜
メモリの一実施例を示す回路図である。
メモリの一実施例を示す回路図である。
【００５５】図６において、８は磁性薄膜メモリ素子
で、アドレスを示すために、８ａａ、８ａｂ、・・・・・・８
ｃｃのようにサフィックスを付してあるが、とくに区別
の必要のないばあいには単に８を用いる。他の符号につ
いても同様とする。９〜１４はいずれもスイッチング用
のトランジスタであり、15はコンデンサー、１６はオペ
アンプなどの信号増幅器である。Ｖ1、Ｖ2は正の電圧
源、ＧＮＤは接地を示す。また、図中、実線は再生用の
配線、破線は記録用の配線を示す。
で、アドレスを示すために、８ａａ、８ａｂ、・・・・・・８
ｃｃのようにサフィックスを付してあるが、とくに区別
の必要のないばあいには単に８を用いる。他の符号につ
いても同様とする。９〜１４はいずれもスイッチング用
のトランジスタであり、15はコンデンサー、１６はオペ
アンプなどの信号増幅器である。Ｖ1、Ｖ2は正の電圧
源、ＧＮＤは接地を示す。また、図中、実線は再生用の
配線、破線は記録用の配線を示す。
【００５６】磁性薄膜メモリ素子８には前記のように磁
化容易軸が面内方向と垂直方向の間に存在する磁性薄膜
が用いられている。さらに、図６における磁性薄膜は、
その面内方向の容易軸方向が、磁性薄膜メモリ素子の直
上あるいは直下を通る２本の記録用配線（破線）に対し
て、それぞれθｘ、θｙ（図６においてはθｘ＝θｙ＝
45°）の角度になるように成膜されている。
化容易軸が面内方向と垂直方向の間に存在する磁性薄膜
が用いられている。さらに、図６における磁性薄膜は、
その面内方向の容易軸方向が、磁性薄膜メモリ素子の直
上あるいは直下を通る２本の記録用配線（破線）に対し
て、それぞれθｘ、θｙ（図６においてはθｘ＝θｙ＝
45°）の角度になるように成膜されている。
【００５７】まず、再生信号としてホール電圧を用いた
読み出し方法について説明する。前記薄膜磁性体が用い
られたばあいも、図７および図８に示すように、磁化さ
れた方向が反転すれば、生ずる電圧も反転することを利
用して読み出しを行なう。たとえば、図６における磁性
薄膜メモリ素子８ａｃの情報を読みたいとき、スイッチ
９ａを閉じる。これにより磁性薄膜メモリ素子８ａａ、
８ａｂ、８ａｃにそれぞれ図６の上から下に電流が流れ
る。この状態でαとβの電圧を測定することにより磁性
薄膜メモリ素子８ａｃの磁化方向の読み出しができる。
読み出し方法について説明する。前記薄膜磁性体が用い
られたばあいも、図７および図８に示すように、磁化さ
れた方向が反転すれば、生ずる電圧も反転することを利
用して読み出しを行なう。たとえば、図６における磁性
薄膜メモリ素子８ａｃの情報を読みたいとき、スイッチ
９ａを閉じる。これにより磁性薄膜メモリ素子８ａａ、
８ａｂ、８ａｃにそれぞれ図６の上から下に電流が流れ
る。この状態でαとβの電圧を測定することにより磁性
薄膜メモリ素子８ａｃの磁化方向の読み出しができる。
【００５８】また、別の読み出し方法として、磁化の変
化を利用して読む方法を使用することもできる。磁性薄
膜の磁化容易軸は面内方向と垂直方向との間に存在する
ので、いま、斜め上向きの磁化方向を「０」、斜め下向
きの磁化方向を「１」として、それぞれ２値的デジタル
情報に対応させることとする。図９は、磁性薄膜メモリ
素子８ａｃの記録状態を読むときのスイッチの開閉動作
のタイムチャートを示す説明図である。チャートに示し
ていないスイッチはすべて開いた状態にある。まず、ｔ
0〜ｔ3においてはスイッチ９ａと10ｃは閉じ、磁性薄膜
メモリ素子８ａｃは読み出しのできる状態にある。ｔ1
〜ｔ2においては、スイッチ11ａ、12ｃ、13はいずれも
閉じており、これにより、磁性薄膜メモリ素子８ａｃに
は面内方向の容易軸方向に −（Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ） の磁界が印加される。もし、素子の磁化の初期状態が斜
め上向きであれば、磁界により磁化方向は変化せず、し
たがって「０」が読み出される。他方、初期状態が斜め
下向きのときには、面内方向の容易軸方向に保磁力Ｈｃ
以上の磁界 −（Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ） が作用するｔ１〜ｔ２において磁化は斜め上向きに反転
する。この反転は、読み出し信号として検出され、
「１」が読み出されたことになる。しかし、「１」が読
み出されたときには、読み出す前の磁化方向である斜め
下向きの磁化方向が失われているため、もう一度面内方
向の容易軸方向に Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ を作用させて読み出す前の状態に戻す必要がある。ｔ1
〜ｔ3において読み出し信号の変化が観測されたときに
は、ｔ4〜ｔ5においてスイッチ11ａ、12ｃ、14を閉じる
のは以上に述べた理由による。
化を利用して読む方法を使用することもできる。磁性薄
膜の磁化容易軸は面内方向と垂直方向との間に存在する
ので、いま、斜め上向きの磁化方向を「０」、斜め下向
きの磁化方向を「１」として、それぞれ２値的デジタル
情報に対応させることとする。図９は、磁性薄膜メモリ
素子８ａｃの記録状態を読むときのスイッチの開閉動作
のタイムチャートを示す説明図である。チャートに示し
ていないスイッチはすべて開いた状態にある。まず、ｔ
0〜ｔ3においてはスイッチ９ａと10ｃは閉じ、磁性薄膜
メモリ素子８ａｃは読み出しのできる状態にある。ｔ1
〜ｔ2においては、スイッチ11ａ、12ｃ、13はいずれも
閉じており、これにより、磁性薄膜メモリ素子８ａｃに
は面内方向の容易軸方向に −（Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ） の磁界が印加される。もし、素子の磁化の初期状態が斜
め上向きであれば、磁界により磁化方向は変化せず、し
たがって「０」が読み出される。他方、初期状態が斜め
下向きのときには、面内方向の容易軸方向に保磁力Ｈｃ
以上の磁界 −（Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ） が作用するｔ１〜ｔ２において磁化は斜め上向きに反転
する。この反転は、読み出し信号として検出され、
「１」が読み出されたことになる。しかし、「１」が読
み出されたときには、読み出す前の磁化方向である斜め
下向きの磁化方向が失われているため、もう一度面内方
向の容易軸方向に Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ を作用させて読み出す前の状態に戻す必要がある。ｔ1
〜ｔ3において読み出し信号の変化が観測されたときに
は、ｔ4〜ｔ5においてスイッチ11ａ、12ｃ、14を閉じる
のは以上に述べた理由による。
【００５９】つぎに、記録方法について説明する。記録
は各磁性薄膜の磁化の向きによって行なわれる。たとえ
ば磁性薄膜メモリ素子８ａｃに「０」の記録を行なうば
あい、すなわち磁化を斜め上向きに書き込むばあいにつ
いて、図６および図10〜16を用いて説明する。
は各磁性薄膜の磁化の向きによって行なわれる。たとえ
ば磁性薄膜メモリ素子８ａｃに「０」の記録を行なうば
あい、すなわち磁化を斜め上向きに書き込むばあいにつ
いて、図６および図10〜16を用いて説明する。
【００６０】図６において、記録が行なわれないときに
は、11ａ、11ｂ、11ｃおよび12ａ、12ｂ、12ｃのスイッ
チはすべて開いており、破線に電流は流れない。磁性薄
膜メモリ素子８ａｃに記録を行なうばあい、11ａ、12ｃ
のスイッチを閉じる。さらに、「０」の記録を行なうば
あいには13を閉じる。
は、11ａ、11ｂ、11ｃおよび12ａ、12ｂ、12ｃのスイッ
チはすべて開いており、破線に電流は流れない。磁性薄
膜メモリ素子８ａｃに記録を行なうばあい、11ａ、12ｃ
のスイッチを閉じる。さらに、「０」の記録を行なうば
あいには13を閉じる。
【００６１】このとき、磁性薄膜メモリ素子８ａｃの中
の磁性薄膜の直上または直下の記録用線に流れる電流の
状態を図10に示す。図10における81、82は、図６におい
て破線で示した記録用線である。81に流れる電流ｉｘと
82に流れる電流ｉｙより発生する磁界をそれぞれＨｉ
ｘ、Ｈｉｙとして図中に示してある。
の磁性薄膜の直上または直下の記録用線に流れる電流の
状態を図10に示す。図10における81、82は、図６におい
て破線で示した記録用線である。81に流れる電流ｉｘと
82に流れる電流ｉｙより発生する磁界をそれぞれＨｉ
ｘ、Ｈｉｙとして図中に示してある。
【００６２】つぎに、磁性薄膜メモリ素子８中の磁性薄
膜の面内方向の容易軸方向と電流ｉｘ、ｉｙの関係を図
11に示す。図中、磁性薄膜の面内方向の容易軸方向を一
点鎖線で示してある。図中に示したように、電流ｉｘと
磁性薄膜の面内方向の容易軸方向のなす角度をθｘ、電
流ｉｙと磁性薄膜の面内方向の容易軸方向のなす角度を
θｙとする。
膜の面内方向の容易軸方向と電流ｉｘ、ｉｙの関係を図
11に示す。図中、磁性薄膜の面内方向の容易軸方向を一
点鎖線で示してある。図中に示したように、電流ｉｘと
磁性薄膜の面内方向の容易軸方向のなす角度をθｘ、電
流ｉｙと磁性薄膜の面内方向の容易軸方向のなす角度を
θｙとする。
【００６３】図12に電流ｉｘにより発生する磁界Ｈｉｘ
が磁性薄膜の面内方向の容易軸方向に及ぼす磁界の大き
さを、図13に電流ｉｙにより発生する磁界Ｈｉｙが磁性
薄膜の面内方向の容易軸方向に及ぼす磁界の大きさを、
それぞれＨｉｘ×ｓｉｎθｘ、Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙとし
て示してある。磁性薄膜は、 Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＜Ｈｃ （４） Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ＜Ｈｃ （５） Ｈｃ＜Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ （６） が成り立つように面内方向の容易軸方向に印加された磁
界、すなわち磁性薄膜の膜面に平行な磁界に対して保磁
力Ｈｃを持っている。
が磁性薄膜の面内方向の容易軸方向に及ぼす磁界の大き
さを、図13に電流ｉｙにより発生する磁界Ｈｉｙが磁性
薄膜の面内方向の容易軸方向に及ぼす磁界の大きさを、
それぞれＨｉｘ×ｓｉｎθｘ、Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙとし
て示してある。磁性薄膜は、 Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＜Ｈｃ （４） Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ＜Ｈｃ （５） Ｈｃ＜Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ （６） が成り立つように面内方向の容易軸方向に印加された磁
界、すなわち磁性薄膜の膜面に平行な磁界に対して保磁
力Ｈｃを持っている。
【００６４】このために図14に示すように磁性薄膜メモ
リ素子８ａｂ、８ｂｃには記録されることなく電流ｉｘ
と電流ｉｙが交差する磁性薄膜メモリ素子８ａｃのみの
記録が可能となる。図中、磁性薄膜メモリ素子８ａｃ内
の矢印は「０」の記録をされた磁化の磁性薄膜面内方向
の向きを示している。
リ素子８ａｂ、８ｂｃには記録されることなく電流ｉｘ
と電流ｉｙが交差する磁性薄膜メモリ素子８ａｃのみの
記録が可能となる。図中、磁性薄膜メモリ素子８ａｃ内
の矢印は「０」の記録をされた磁化の磁性薄膜面内方向
の向きを示している。
【００６５】本発明の磁性薄膜メモリ素子中の磁性薄膜
は、磁化容易軸が磁性薄膜に対して垂直方向と面内方向
の間に存在するので、前記操作において電流ｉｙの向き
を変えることで、斜め上向き、または斜め下向きに磁化
される。
は、磁化容易軸が磁性薄膜に対して垂直方向と面内方向
の間に存在するので、前記操作において電流ｉｙの向き
を変えることで、斜め上向き、または斜め下向きに磁化
される。
【００６６】図15には、以上のような「０」の記録状態
の磁性薄膜メモリ素子８ａｃの断面図を示してある。磁
性薄膜の磁化の向きは、図中に示したように垂直方向と
面内方向の間の斜め上向きとなる。
の磁性薄膜メモリ素子８ａｃの断面図を示してある。磁
性薄膜の磁化の向きは、図中に示したように垂直方向と
面内方向の間の斜め上向きとなる。
【００６７】「１」の記録を行なうばあいは図６のスイ
ッチ13を開き、代わりにスイッチ14を閉じればよい。こ
のときの記録状態の断面図は図16に示してある。磁性薄
膜の磁化の向きは図中に示したように垂直方向と面内方
向の間の斜め下向きとなる。
ッチ13を開き、代わりにスイッチ14を閉じればよい。こ
のときの記録状態の断面図は図16に示してある。磁性薄
膜の磁化の向きは図中に示したように垂直方向と面内方
向の間の斜め下向きとなる。
【００６８】他のメモリ素子への記録も同様に行なうこ
とができる。
とができる。
【００６９】なお、前記実施例に用いた磁化容易軸が磁
性薄膜に対して垂直方向と面内方向との間に存在する薄
膜磁性体は具体的にはつぎのような磁気特性を示す。
性薄膜に対して垂直方向と面内方向との間に存在する薄
膜磁性体は具体的にはつぎのような磁気特性を示す。
【００７０】図17〜19は前記薄膜磁性体の典型的なホー
ルヒステリシスループを示す図である。図17は膜面に垂
直方向に外部より磁界を印加したときのホールヒステリ
シスループであり、図18は面内方向の容易軸方向に磁界
を印加したときのホールヒステリシスループであり、図
19は面内方向の困難軸方向に磁界を印加したときのホー
ルヒステリシスループである。
ルヒステリシスループを示す図である。図17は膜面に垂
直方向に外部より磁界を印加したときのホールヒステリ
シスループであり、図18は面内方向の容易軸方向に磁界
を印加したときのホールヒステリシスループであり、図
19は面内方向の困難軸方向に磁界を印加したときのホー
ルヒステリシスループである。
【００７１】前記薄膜磁性体は垂直方向の磁界に対して
も面内方向の容易軸方向に磁界に対してもホール電圧が
同等に発生し、しかも面内方向の容易軸方向に磁界に対
しては10（０ｅ）程度の小さな保磁力をもつ。このよう
な磁性薄膜をメモリ素子に用いたばあい、面内方向の印
加磁界によって記録が可能となり、しかもホール電圧を
再生信号として用いることができる。
も面内方向の容易軸方向に磁界に対してもホール電圧が
同等に発生し、しかも面内方向の容易軸方向に磁界に対
しては10（０ｅ）程度の小さな保磁力をもつ。このよう
な磁性薄膜をメモリ素子に用いたばあい、面内方向の印
加磁界によって記録が可能となり、しかもホール電圧を
再生信号として用いることができる。
【００７２】つぎに、前記磁気薄膜メモリの作製方法の
一例について説明する。
一例について説明する。
【００７３】まず、ガラス基板などの上に図20に示すよ
うな矩形の孔（たとえば、0.1μｍ×1.2μｍ）のあいた
マスクＡを密着させ、読み出し用線としてＣｕ、Ａｕ、
Ａｌなどの導体をスパッタ法などにより膜厚0.1〜1.0μ
ｍで成膜する。さらに、図21に示すように別の正方形な
どの孔（たとえば0.5μｍ□）のあいたマスクＢの矩形
の４つの辺のそれぞれが先に成膜したＣｕ、Ａｕ、Ａｌ
などの導体の一端に重なるように密着させ、磁性薄膜と
してＧｄＣｏなどの磁性薄膜を、スパッタ法により膜厚
500〜3000Åで成膜する。その結果、図22のように各磁
性薄膜メモリ素子と読み出し用線とが連結される。磁性
薄膜メモリ素子上と読み出し用線上には保護膜としてＳ
ｉＮｘ（ｘ＝0.7〜1.5）などの誘電体膜をスパッタ法に
より膜厚0.2〜0.5μｍで成膜する。
うな矩形の孔（たとえば、0.1μｍ×1.2μｍ）のあいた
マスクＡを密着させ、読み出し用線としてＣｕ、Ａｕ、
Ａｌなどの導体をスパッタ法などにより膜厚0.1〜1.0μ
ｍで成膜する。さらに、図21に示すように別の正方形な
どの孔（たとえば0.5μｍ□）のあいたマスクＢの矩形
の４つの辺のそれぞれが先に成膜したＣｕ、Ａｕ、Ａｌ
などの導体の一端に重なるように密着させ、磁性薄膜と
してＧｄＣｏなどの磁性薄膜を、スパッタ法により膜厚
500〜3000Åで成膜する。その結果、図22のように各磁
性薄膜メモリ素子と読み出し用線とが連結される。磁性
薄膜メモリ素子上と読み出し用線上には保護膜としてＳ
ｉＮｘ（ｘ＝0.7〜1.5）などの誘電体膜をスパッタ法に
より膜厚0.2〜0.5μｍで成膜する。
【００７４】前記ＳｉＮｘ上に縦方向の記録用線として
たとえばＣｕ、Ａｌ、Ａｕなどをスパッタ法などにより
膜厚0.5μｍで成膜し、さらに全面に同様にＳｉＮｘ膜
を膜厚0.2〜0.5μｍで成膜したのち、横方向の記録用線
として、たとえばＣｕ、Ａｌ、Ａｕなどを膜厚0.5μｍ
で成膜する。このとき縦、横いずれの方向の記録用線も
矩形の磁性薄膜メモリ素子から少しずれた位置かまたは
直上になるように成膜する。
たとえばＣｕ、Ａｌ、Ａｕなどをスパッタ法などにより
膜厚0.5μｍで成膜し、さらに全面に同様にＳｉＮｘ膜
を膜厚0.2〜0.5μｍで成膜したのち、横方向の記録用線
として、たとえばＣｕ、Ａｌ、Ａｕなどを膜厚0.5μｍ
で成膜する。このとき縦、横いずれの方向の記録用線も
矩形の磁性薄膜メモリ素子から少しずれた位置かまたは
直上になるように成膜する。
【００７５】このときの記録用線の配置は、絶縁膜が介
在していれば直下になるように成膜の順序を変更しても
よい。
在していれば直下になるように成膜の順序を変更しても
よい。
【００７６】最後に樹脂により保護コーティングを行な
って磁性薄膜メモリをうる。
って磁性薄膜メモリをうる。
【００７７】記録用線を磁性薄膜の直上または直下に配
したばあい、磁性薄膜と記録用線は、絶縁さえされてい
ればよく、絶縁層として前記ＳｉＮｘやＳｉＯ2などの
誘導体を用いたばあい、記録用線と磁性薄膜との間隔を
2000〜5000Å程度にまで狭めることができ、また、記録
用線を磁性薄膜の直上または直下に配置しうるので省ス
ペース化を図ることができ、高密度化が可能となる。
したばあい、磁性薄膜と記録用線は、絶縁さえされてい
ればよく、絶縁層として前記ＳｉＮｘやＳｉＯ2などの
誘導体を用いたばあい、記録用線と磁性薄膜との間隔を
2000〜5000Å程度にまで狭めることができ、また、記録
用線を磁性薄膜の直上または直下に配置しうるので省ス
ペース化を図ることができ、高密度化が可能となる。
【００７８】以下、実施例に基づき、具体的に説明す
る。
る。
【００７９】［実施例１］ガラス基板上に図20に示すよ
うな矩形の孔（0.1μｍ×1.2μｍ）のあいたマスクＡを
密着させ、読み出し用線としてＣｕをスパッタ法により
膜厚0.5μｍで成膜した。さらに、図21に示すように別
の正方形の孔（0.5μｍ□）のあいたマスクＢの矩形の
４つの辺のそれぞれが先に成膜した読み出し用線の一端
に重なるように密着させ、磁性薄膜としてＧｄＣｏ膜
を、バイアス電圧（−50Ｖ）を加えてスパッタ法により
膜厚約2000Åで成膜した。その結果、図22に示すように
各磁性薄膜メモリ素子と読み出し用線とが連結された。
前記磁性薄膜メモリ素子上と読み出し用線上には保護膜
としてＳｉＮｘ（ｘ＝1.0）からなる誘電体膜を膜厚0.1
μｍで成膜した。
うな矩形の孔（0.1μｍ×1.2μｍ）のあいたマスクＡを
密着させ、読み出し用線としてＣｕをスパッタ法により
膜厚0.5μｍで成膜した。さらに、図21に示すように別
の正方形の孔（0.5μｍ□）のあいたマスクＢの矩形の
４つの辺のそれぞれが先に成膜した読み出し用線の一端
に重なるように密着させ、磁性薄膜としてＧｄＣｏ膜
を、バイアス電圧（−50Ｖ）を加えてスパッタ法により
膜厚約2000Åで成膜した。その結果、図22に示すように
各磁性薄膜メモリ素子と読み出し用線とが連結された。
前記磁性薄膜メモリ素子上と読み出し用線上には保護膜
としてＳｉＮｘ（ｘ＝1.0）からなる誘電体膜を膜厚0.1
μｍで成膜した。
【００８０】前記ＳｉＮｘ上に縦方向の記録用線として
Ｃｕをスパッタ法により幅0.4μｍ膜厚0.5μｍで成膜
し、さらに全面に前記ＳｉＮｘ膜を0.1μｍ成膜したの
ち、横方向の記録用線として、Ｃｕを幅0.4μｍ、膜厚
0.5μｍで成膜した。このとき縦、横いずれの方向の記
録用線も図３に示されるように矩形の磁性薄膜メモリ素
子３から少しずれた位置になるように成膜した。
Ｃｕをスパッタ法により幅0.4μｍ膜厚0.5μｍで成膜
し、さらに全面に前記ＳｉＮｘ膜を0.1μｍ成膜したの
ち、横方向の記録用線として、Ｃｕを幅0.4μｍ、膜厚
0.5μｍで成膜した。このとき縦、横いずれの方向の記
録用線も図３に示されるように矩形の磁性薄膜メモリ素
子３から少しずれた位置になるように成膜した。
【００８１】最後に樹脂で保護コーティングを行ない、
図３に示されるような磁性薄膜メモリをえた。
図３に示されるような磁性薄膜メモリをえた。
【００８２】本実施例で磁性薄膜として用いたＧｄＣｏ
膜（Ｇｄ 25ａｔ％、Ｃｏ 75ａｔ％）の保磁力Ｈｃは
40（Ｏｅ）であり、記録用線にＩｘ、Ｉｙそれぞれ15ｍ
Ａの一定電流を流した。
膜（Ｇｄ 25ａｔ％、Ｃｏ 75ａｔ％）の保磁力Ｈｃは
40（Ｏｅ）であり、記録用線にＩｘ、Ｉｙそれぞれ15ｍ
Ａの一定電流を流した。
【００８３】パターンの周期は２μｍ、磁性薄膜３は0.
5μｍ角の正方形、記録用線と磁性薄膜メモリ素子３の
中心間距離は約１μｍであった。
5μｍ角の正方形、記録用線と磁性薄膜メモリ素子３の
中心間距離は約１μｍであった。
【００８４】このとき、磁性薄膜３の中心部における記
録用線による発生磁界は、それぞれ約30（Ｏｅ）であ
り、両方の磁界が重ね合わさったときのみ磁性薄膜の保
磁力40（Ｏｅ）を充分にこえ、良好な記録が行なわれ
た。
録用線による発生磁界は、それぞれ約30（Ｏｅ）であ
り、両方の磁界が重ね合わさったときのみ磁性薄膜の保
磁力40（Ｏｅ）を充分にこえ、良好な記録が行なわれ
た。
【００８５】また、電流線２を通して１個の磁性薄膜メ
モリ素子３の両端に約4.5ｍＶの電圧を印加した。磁性
薄膜メモリ素子３の磁化が「０」から「１」に反転した
とき、電圧線３に現われる電圧の変化は約40μＶであり
良好な読み出し動作が行なえた。
モリ素子３の両端に約4.5ｍＶの電圧を印加した。磁性
薄膜メモリ素子３の磁化が「０」から「１」に反転した
とき、電圧線３に現われる電圧の変化は約40μＶであり
良好な読み出し動作が行なえた。
【００８６】［実施例２］実施例１と同様にマスクなど
を用いて、シリコン基板上にスパッタ法により、以下の
順に成膜を行ない、図２３に示されるような磁性薄膜メ
モリをえた。
を用いて、シリコン基板上にスパッタ法により、以下の
順に成膜を行ない、図２３に示されるような磁性薄膜メ
モリをえた。
【００８７】 記録用線６ 幅0.3μｍ、膜厚１μｍ 絶縁膜 膜厚0.1μｍ 電流線４および電圧線５ 幅0.5μｍ、膜厚0.5μｍ 磁性薄膜メモリ素子 縦0.5μｍ、横0.5μｍ 膜厚0.05μｍ 絶縁膜 膜厚0.1μｍ 記録用線７ 幅0.3μｍ、膜厚１μｍ その結果、図23に示したパターンをえた。磁性薄膜メモ
リ素子３としては、垂直方向に磁化容易軸を有する保磁
力30（Ｏｅ）のＴｂＨｏＣｏ膜（Ｔｂ ７ａｔ％、Ｈｏ
19ａｔ％、Ｃｏ 74ａｔ％）を用いた。
リ素子３としては、垂直方向に磁化容易軸を有する保磁
力30（Ｏｅ）のＴｂＨｏＣｏ膜（Ｔｂ ７ａｔ％、Ｈｏ
19ａｔ％、Ｃｏ 74ａｔ％）を用いた。
【００８８】パターンの周期は２μｍ、磁性薄膜メモリ
素子３は0.5μｍ角の正方形、記録用線と磁性薄膜メモ
リ素子３の中心間距離は約１μｍであった。素子数は10
00×1000個とした。
素子３は0.5μｍ角の正方形、記録用線と磁性薄膜メモ
リ素子３の中心間距離は約１μｍであった。素子数は10
00×1000個とした。
【００８９】読み出しおよび記録方法は実施例１と同様
に行なった。
に行なった。
【００９０】記録用線６および７には、それぞれ10ｍＡ
の電流を流した。このときの磁性薄膜メモリ素子３の中
心部における記録用線６および７による発生磁界は、そ
れぞれ約20（Ｏｅ）であり、両方の磁界が重ね合わさっ
たときのみ磁性薄膜メモリ素子３の保磁力30（Ｏｅ）を
充分にこえ、良好な記録が行なわれた。
の電流を流した。このときの磁性薄膜メモリ素子３の中
心部における記録用線６および７による発生磁界は、そ
れぞれ約20（Ｏｅ）であり、両方の磁界が重ね合わさっ
たときのみ磁性薄膜メモリ素子３の保磁力30（Ｏｅ）を
充分にこえ、良好な記録が行なわれた。
【００９１】また、電流線２の両端には５Ｖの電圧を印
加し、このとき１個の磁性薄膜メモリ素子１の両端には
約3.5ｍＶが印加された。磁性薄膜メモリ素子１の磁化
が「０」から「１」に反転したとき、電圧線３に現れる
電圧の変化は約30μＶであった。これにより熱的な雑音
よりも充分に大きく良好な読み出し動作を行なえたこと
がわかる。
加し、このとき１個の磁性薄膜メモリ素子１の両端には
約3.5ｍＶが印加された。磁性薄膜メモリ素子１の磁化
が「０」から「１」に反転したとき、電圧線３に現れる
電圧の変化は約30μＶであった。これにより熱的な雑音
よりも充分に大きく良好な読み出し動作を行なえたこと
がわかる。
【００９２】［実施例３］図24に示すように磁性薄膜メ
モリ素子３の両側に記録用線を設けたほかは実施例２と
同様にして磁性薄膜メモリを作製した。両側に設けた記
録用線と磁性薄膜の中心間距離も同様とした。しかるの
ち、それぞれの記録用線に反対方向の電流を実施例２と
同様の値となるよう流したところ良好な記録を行なえ
た。すなわち、図24の○印で示した磁性薄膜メモリ素子
３の磁化を図中下向きに記録するときには、磁性薄膜メ
モリ素子１の近傍を通る４本の記録用線に矢印で示す向
きに電流を流し、磁化を図中上向きに記録するときに
は、それぞれ矢印と逆方向の電流を流した。本実施例で
は、１本の記録用線に流す電流は、磁性薄膜メモリ素子
３の片側だけに記録用線を配置したばあいと比べて半分
にすればよい。
モリ素子３の両側に記録用線を設けたほかは実施例２と
同様にして磁性薄膜メモリを作製した。両側に設けた記
録用線と磁性薄膜の中心間距離も同様とした。しかるの
ち、それぞれの記録用線に反対方向の電流を実施例２と
同様の値となるよう流したところ良好な記録を行なえ
た。すなわち、図24の○印で示した磁性薄膜メモリ素子
３の磁化を図中下向きに記録するときには、磁性薄膜メ
モリ素子１の近傍を通る４本の記録用線に矢印で示す向
きに電流を流し、磁化を図中上向きに記録するときに
は、それぞれ矢印と逆方向の電流を流した。本実施例で
は、１本の記録用線に流す電流は、磁性薄膜メモリ素子
３の片側だけに記録用線を配置したばあいと比べて半分
にすればよい。
【００９３】［実施例４］磁性薄膜メモリ素子の数が異
なるほかは、図６に示されるものと同様の回路を有する
磁性薄膜メモリを使用した。
なるほかは、図６に示されるものと同様の回路を有する
磁性薄膜メモリを使用した。
【００９４】まず、磁性薄膜メモリ素子８は0.5μｍ角
の正方形とし、前記素子と素子との間隔を２μｍ、磁性
薄膜メモリ素子の数を10×10とした。
の正方形とし、前記素子と素子との間隔を２μｍ、磁性
薄膜メモリ素子の数を10×10とした。
【００９５】２本の記録用線にはそれぞれ1.3ｍＡの電
流を流すことにより各記録線からの発生磁界は実効的に
6.2（Ｏｅ）となるので、２本の記録線の両方から磁界
が発生したばあいにのみ10（Ｏｅ）をこえ、記録可能と
なる。読み出しは、１ｍＡの印加電流に対して1.5ｍＶ
のホール電圧がえられ、増幅することで100ｍＶ以上の
出力がえられ、良好な読み出し動作が行なえた。
流を流すことにより各記録線からの発生磁界は実効的に
6.2（Ｏｅ）となるので、２本の記録線の両方から磁界
が発生したばあいにのみ10（Ｏｅ）をこえ、記録可能と
なる。読み出しは、１ｍＡの印加電流に対して1.5ｍＶ
のホール電圧がえられ、増幅することで100ｍＶ以上の
出力がえられ、良好な読み出し動作が行なえた。
【００９６】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、磁化容易
軸が磁性薄膜に対し垂直方向と面内方向の間に存在する
薄膜磁性体を用いたため、ホール電圧を読み出し信号と
して利用することができ、高感度な読み出しと高密度化
が可能であるなどの効果がある。
軸が磁性薄膜に対し垂直方向と面内方向の間に存在する
薄膜磁性体を用いたため、ホール電圧を読み出し信号と
して利用することができ、高感度な読み出しと高密度化
が可能であるなどの効果がある。
【００９７】また、メモリ素子として磁化容易軸が垂直
方向を含まない垂直方向と面内方向の間に存在する磁性
薄膜を用いたばあい、膜面に平行な磁界を印加して記録
を行なうことができ、記録用線を磁性薄膜素子の直上も
しくは直下に配置することで省スペース化が行なえ、記
録用線と磁性薄膜との間隔を小さくすることができ、省
電力化とともに、さらなる高密度化が可能となる。
方向を含まない垂直方向と面内方向の間に存在する磁性
薄膜を用いたばあい、膜面に平行な磁界を印加して記録
を行なうことができ、記録用線を磁性薄膜素子の直上も
しくは直下に配置することで省スペース化が行なえ、記
録用線と磁性薄膜との間隔を小さくすることができ、省
電力化とともに、さらなる高密度化が可能となる。
【００９８】また、素子のサイズを小さくしても、充分
に大きな再生出力がえられる。
に大きな再生出力がえられる。
【図１】スパッタ装置の模式的な断面図である。
【図２】本発明の一実施例における磁性薄膜メモリの読
み出し原理の説明図である。
み出し原理の説明図である。
【図３】本発明の一実施例における磁性薄膜メモリを示
した説明図である。
した説明図である。
【図４】本発明の一実施例における磁性薄膜メモリ素子
の磁界に対するホール電圧の変化の説明図である。
の磁界に対するホール電圧の変化の説明図である。
【図５】本発明の一実施例における記録用線と磁性薄膜
の具体的な位置関係を示した説明図である。
の具体的な位置関係を示した説明図である。
【図６】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図７】本発明の磁性薄膜メモリ素子の読み出し動作を
説明する説明図である。
説明する説明図である。
【図８】本発明の磁性薄膜メモリ素子の読み出し動作を
説明する説明図である。
説明する説明図である。
【図９】本発明の磁性薄膜メモリ素子の読み出し方法を
説明する説明図である。
説明する説明図である。
【図１０】本発明の磁性薄膜メモリ素子の記録動作を説
明する説明図である。
明する説明図である。
【図１１】本発明の磁性薄膜メモリ素子の記録動作を説
明する説明図である。
明する説明図である。
【図１２】本発明の磁性薄膜メモリ素子の記録動作を説
明する説明図である。
明する説明図である。
【図１３】本発明の磁性薄膜メモリ素子の記録動作を説
明する説明図である。
明する説明図である。
【図１４】本発明の磁性薄膜メモリ素子の記録動作を説
明する説明図である。
明する説明図である。
【図１５】本発明の磁性薄膜メモリ素子の記録動作を説
明する説明図である。
明する説明図である。
【図１６】本発明の磁性薄膜メモリ素子の記録動作を説
明する説明図である。
明する説明図である。
【図１７】本発明で用いる磁性薄膜面に垂直方向に外部
より磁界を印加したときのホールヒステリシスループを
表わす説明図である。
より磁界を印加したときのホールヒステリシスループを
表わす説明図である。
【図１８】本発明で用いる磁性薄膜の面内方向の容易軸
方向に磁界を印加したときのホールヒステリシスループ
を表わす説明図である。
方向に磁界を印加したときのホールヒステリシスループ
を表わす説明図である。
【図１９】本発明で用いる磁性薄膜の面内方向の困難軸
方向に磁界を印加したときのホールヒステリシスループ
を表わす説明図である。
方向に磁界を印加したときのホールヒステリシスループ
を表わす説明図である。
【図２０】本発明の実施例１に用いられた磁性薄膜メモ
リ素子の読み出し用線作成のためのマスクの説明図であ
る。
リ素子の読み出し用線作成のためのマスクの説明図であ
る。
【図２１】本発明の実施例１に用いられた磁性薄膜メモ
リ素子の作成のためのマスクの説明図である。
リ素子の作成のためのマスクの説明図である。
【図２２】本発明の実施例１によりえられた磁性薄膜メ
モリ素子のパターンの概略図である。
モリ素子のパターンの概略図である。
【図２３】本発明の実施例２の磁性薄膜メモリの説明図
である。
である。
【図２４】本発明の実施例３の磁性薄膜メモリの説明図
である。
である。
【図２５】従来の磁性薄膜メモリ素子を組み立てた状態
を模式的に示す説明図である。
を模式的に示す説明図である。
３ 磁性薄膜メモリ素子 ４ 電流線 ５ 電圧線 ６ 記録用線 ７ 記録用線 ８ 磁性薄膜メモリ素子
【手続補正書】
【提出日】平成４年５月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は、薄膜磁性体の
磁化の向きによって情報を記憶し、記憶した情報を再生
信号としてホール電圧で読み出す磁性薄膜メモリ素子で
あって、磁化容易軸が薄膜磁性体の該磁性薄膜に対して
垂直方向と面内方向の間に存在していることを特徴とす
る磁性薄膜メモリ素子、前記磁性薄膜メモリ素子を２以
上連結してなるメモリであって、各磁性薄膜メモリ素子
が読み出し用の電流線と電圧線によって連結されたこと
を特徴とする磁性薄膜メモリ、前記磁性薄膜メモリにお
いて、薄膜磁性体として垂直磁気異方性を有する磁性薄
膜が用いられたばあい、記録用線Ｘ、Ｙを流れる電流が
磁性薄膜メモリ素子に対して発生する垂直方向の磁界を
それぞれＨｘ、Ｈｙとし、磁性薄膜メモリ素子の印加磁
界に対する保磁力をＨｃとしたとき、 Ｈｘ＜Ｈｃ （１） Ｈｙ＜Ｈｃ （２） を満足し、さらにＨｘとＨｙがともに印加されたとき Ｈｘ＋Ｈｙ＞Ｈｃ （３） を満足するＨｘおよびＨｙを用いることを特徴とする磁
性薄膜メモリに記録する方法、前記磁性薄膜メモリを用
い、磁性薄膜の膜面に平行な磁界を印加することを特徴
とする磁性薄膜メモリに記録する方法および前記磁性薄
膜メモリにおいて記録用線ｘ、ｙを流れる電流が磁性薄
膜メモリ素子に対して発生する磁界をそれぞれＨｉｘ、
Ｈｉｙとし、磁性薄膜の面内方向の印加磁界に対する保
磁力をＨｃとし、記録用線ｘ、ｙが磁性薄膜の面内方向
の容易軸方向に対してなす角をそれぞれθｘ、θｙとし
たとき、 Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＜Ｈｃ （４） Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ＜Ｈｃ （５） を満足し、さらにＨｉｘとＨｉｙがともに印加されたと
きに磁化反転しうるＨｉｘとＨｉｙを用い、 Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ＞Ｈｃ （６） を満足するＨｉｘおよびＨｉｙを用いることを特徴とす
る磁性薄膜メモリに記録する方法に関する。
磁化の向きによって情報を記憶し、記憶した情報を再生
信号としてホール電圧で読み出す磁性薄膜メモリ素子で
あって、磁化容易軸が薄膜磁性体の該磁性薄膜に対して
垂直方向と面内方向の間に存在していることを特徴とす
る磁性薄膜メモリ素子、前記磁性薄膜メモリ素子を２以
上連結してなるメモリであって、各磁性薄膜メモリ素子
が読み出し用の電流線と電圧線によって連結されたこと
を特徴とする磁性薄膜メモリ、前記磁性薄膜メモリにお
いて、薄膜磁性体として垂直磁気異方性を有する磁性薄
膜が用いられたばあい、記録用線Ｘ、Ｙを流れる電流が
磁性薄膜メモリ素子に対して発生する垂直方向の磁界を
それぞれＨｘ、Ｈｙとし、磁性薄膜メモリ素子の印加磁
界に対する保磁力をＨｃとしたとき、 Ｈｘ＜Ｈｃ （１） Ｈｙ＜Ｈｃ （２） を満足し、さらにＨｘとＨｙがともに印加されたとき Ｈｘ＋Ｈｙ＞Ｈｃ （３） を満足するＨｘおよびＨｙを用いることを特徴とする磁
性薄膜メモリに記録する方法、前記磁性薄膜メモリを用
い、磁性薄膜の膜面に平行な磁界を印加することを特徴
とする磁性薄膜メモリに記録する方法および前記磁性薄
膜メモリにおいて記録用線ｘ、ｙを流れる電流が磁性薄
膜メモリ素子に対して発生する磁界をそれぞれＨｉｘ、
Ｈｉｙとし、磁性薄膜の面内方向の印加磁界に対する保
磁力をＨｃとし、記録用線ｘ、ｙが磁性薄膜の面内方向
の容易軸方向に対してなす角をそれぞれθｘ、θｙとし
たとき、 Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＜Ｈｃ （４） Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ＜Ｈｃ （５） を満足し、さらにＨｉｘとＨｉｙがともに印加されたと
きに磁化反転しうるＨｉｘとＨｉｙを用い、 Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ＞Ｈｃ （６） を満足するＨｉｘおよびＨｉｙを用いることを特徴とす
る磁性薄膜メモリに記録する方法に関する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】前記希土類元素としては、Ｇｄ、Ｈｏ、Ｔ
ｂ、Ｎｄ、Ｄｙなどのランタノイド系希土類元素があげ
られるが、これらのなかでもＧｄおよびＨｏの少なくと
も１種の元素が含まれていることが好ましい。また、前
記遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどがあげられ
る。希土類元素と遷移金属の合金の具体例としては、Ｇ
ｄＣｏ、ＨｏＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＨｏＣｏ、ＴｂＨｏ
Ｃｏ、ＧｄＦｅＣｏなどがあげられる。
ｂ、Ｎｄ、Ｄｙなどのランタノイド系希土類元素があげ
られるが、これらのなかでもＧｄおよびＨｏの少なくと
も１種の元素が含まれていることが好ましい。また、前
記遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉなどがあげられ
る。希土類元素と遷移金属の合金の具体例としては、Ｇ
ｄＣｏ、ＨｏＣｏ、ＧｄＦｅ、ＧｄＨｏＣｏ、ＴｂＨｏ
Ｃｏ、ＧｄＦｅＣｏなどがあげられる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２３】前記磁性薄膜の形成方法としては、スパッ
タ法などがあげられる。薄膜を作製する磁性薄膜メモリ
用の基板は、たとえば表面がＳｉＯ２またはＳｉＮｘ
（ｘ＝0.7〜1.5程度）などの絶縁膜で覆われたＳｉ基板
やガラス基板などがあげられる。
タ法などがあげられる。薄膜を作製する磁性薄膜メモリ
用の基板は、たとえば表面がＳｉＯ２またはＳｉＮｘ
（ｘ＝0.7〜1.5程度）などの絶縁膜で覆われたＳｉ基板
やガラス基板などがあげられる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２７】前記合金中の遷移金属の割合は、合金中に
遷移金属が６０〜９５ａｔ％含まれるのが好ましい。
遷移金属が６０〜９５ａｔ％含まれるのが好ましい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 浩 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社材料研究所内 (72)発明者 田辺 信二 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社材料研究所内 (72)発明者 小林 浩 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社材料研究所内 (72)発明者 大土井 雄三 尼崎市塚口本町８丁目１番１号 三菱電機 株式会社材料研究所内
Claims (15)
- 【請求項１】 薄膜磁性体の磁化の向きによって情報を
記憶する磁性薄膜メモリ素子であって、記録した情報を
読み出す手段として薄膜磁性体の異常ホール効果を用い
ることを特徴とする磁性薄膜メモリ素子。 - 【請求項２】 薄膜磁性体の磁化の向きによって情報を
記憶し、記憶した情報を再生信号としてホール電圧で読
み出す磁性薄膜メモリ素子であって、磁化容易軸が薄膜
磁性体の該磁性薄膜に対して垂直方向と面内方向の間に
存在していることを特徴とする磁性薄膜メモリ素子。 - 【請求項３】 薄膜磁性体の磁化の向きによって情報を
記憶し、記憶した情報を再生信号としてホール電圧で読
み出す磁性薄膜メモリ素子であって、薄膜磁性体として
垂直磁気異方性を有する磁性薄膜が用いられたことを特
徴とする磁性薄膜メモリ素子。 - 【請求項４】 薄膜磁性体としてフェリ磁性薄膜が用い
られた請求項１、請求項２または請求項３記載の磁性薄
膜メモリ素子。 - 【請求項５】 フェリ磁性薄膜として希土類元素と遷移
金属の合金が用いられた請求項４記載の磁性薄膜メモリ
素子。 - 【請求項６】 合金がＧｄおよびＨｏの少なくとも１種
の元素を含有したものである請求項５記載の磁性薄膜メ
モリ素子。 - 【請求項７】 請求項１、請求項２または請求項３記載
の磁性薄膜メモリ素子を２以上連結してなるメモリであ
って、各磁性薄膜メモリ素子が読み出し用の電流線と電
圧線によって連結されたことを特徴とする磁性薄膜メモ
リ。 - 【請求項８】 電流線と電圧線がたがいに直交している
請求項７記載の磁性薄膜メモリ。 - 【請求項９】 請求項７記載の磁性薄膜メモリ中の磁性
薄膜メモリ素子の面外に、電圧線と平行に記録用線Ｘ、
電流線と平行に記録用線Ｙが設けられた磁性薄膜メモ
リ。 - 【請求項１０】 請求項７記載の磁性薄膜メモリ中の磁
性薄膜素子の面の上または下に、２本の記録用線が設け
られた磁性薄膜メモリ。 - 【請求項１１】 薄膜磁性体の磁化の向きによって情報
を記憶する磁性薄膜メモリ素子として、記憶した情報を
読み出す再生方法として、磁性薄膜メモリ素子の膜面に
平行な磁界を印加することによる異常ホール信号の変化
を観測し、磁性薄膜メモリ素子に記載されていた情報を
判読することを特徴とする磁性薄膜メモリにおいて、磁
性薄膜メモリ素子として、磁化容易軸が垂直方向と面内
方向の間に存在する磁性薄膜を用いることを特徴とする
磁性薄膜メモリ。 - 【請求項１２】 請求項９記載の磁性薄膜メモリにおい
て、記録用線Ｘ、Ｙを流れる電流が磁性薄膜メモリ素子
に対して発生する磁界をそれぞれＨｘ、Ｈｙとし、請求
項３記載の磁性薄膜メモリ素子の該磁性薄膜に対して垂
直方向の印加磁界に対する保磁力をＨｃとしたとき、 Ｈｘ＜Ｈｃ （１） Ｈｙ＜Ｈｃ （２） を満足し、さらにＨｘとＨｙがともに印加されたとき Ｈｘ＋Ｈｙ＞Ｈｃ （３） を満足するＨｘおよびＨｙを用いることを特徴とする磁
性薄膜メモリに記録する方法。 - 【請求項１３】 請求項１０記載の磁性薄膜メモリを用
い、磁性薄膜の膜面に平行な磁界を印加することを特徴
とする磁性薄膜メモリに記録する方法。 - 【請求項１４】 請求項１０または請求項１１記載の磁
性薄膜メモリにおいて、磁性薄膜素子の直上もしくは直
下に２本の記録用線ｘ、ｙを設け、各記録用線は磁性薄
膜素子の面内方向の容易軸方向に対してそれぞれθｘ、
θｙの角度をなし、記録用線ｘより発生する磁界Ｈｉｘ
と記録用線ｙより発生する磁界Ｈｉｙと磁性薄膜の面内
方向の印加磁界に対する保磁力をＨｃの関係が Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＜Ｈｃ （４） Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ＜Ｈｃ （５） を満足し、さらにＨｉｘとＨｉｙが共に印加されたとき
に磁化反転しうるＨｉｘとＨｉｙを用いることを特徴と
する磁性薄膜メモリの記録方法。 - 【請求項１５】 ＨｉｘとＨｉｙが共に印加されたとき
に Ｈｃ＜Ｈｉｘ×ｓｉｎθｘ＋Ｈｉｙ×ｓｉｎθｙ （６） を満足することを特徴とする請求項１４記載の磁性薄膜
メモリの記録方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4560392A JP3171638B2 (ja) | 1991-03-06 | 1992-03-03 | 磁性薄膜メモリ素子、それを用いた磁性薄膜メモリおよび磁性薄膜メモリに記録する方法 |
| US08/025,250 US5347485A (en) | 1992-03-03 | 1993-03-02 | Magnetic thin film memory |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3989191 | 1991-03-06 | ||
| JP3-39891 | 1991-03-06 | ||
| JP4560392A JP3171638B2 (ja) | 1991-03-06 | 1992-03-03 | 磁性薄膜メモリ素子、それを用いた磁性薄膜メモリおよび磁性薄膜メモリに記録する方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05135569A true JPH05135569A (ja) | 1993-06-01 |
| JP3171638B2 JP3171638B2 (ja) | 2001-05-28 |
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ID=26379300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4560392A Expired - Fee Related JP3171638B2 (ja) | 1991-03-06 | 1992-03-03 | 磁性薄膜メモリ素子、それを用いた磁性薄膜メモリおよび磁性薄膜メモリに記録する方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3171638B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003124539A (ja) * | 2001-10-09 | 2003-04-25 | Canon Inc | 磁気抵抗効果膜およびそれを用いたメモリ |
| KR20030069037A (ko) * | 2002-02-18 | 2003-08-25 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 통신 기능을 구비한 박막 자성체 기억 장치와 이를 이용한유통 관리 시스템 및 제조 공정 관리 시스템 |
| US7379321B2 (en) | 2005-02-04 | 2008-05-27 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Memory cell and programmable logic having ferromagnetic structures exhibiting the extraordinary hall effect |
-
1992
- 1992-03-03 JP JP4560392A patent/JP3171638B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003124539A (ja) * | 2001-10-09 | 2003-04-25 | Canon Inc | 磁気抵抗効果膜およびそれを用いたメモリ |
| KR20030069037A (ko) * | 2002-02-18 | 2003-08-25 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 통신 기능을 구비한 박막 자성체 기억 장치와 이를 이용한유통 관리 시스템 및 제조 공정 관리 시스템 |
| US7379321B2 (en) | 2005-02-04 | 2008-05-27 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Memory cell and programmable logic having ferromagnetic structures exhibiting the extraordinary hall effect |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3171638B2 (ja) | 2001-05-28 |
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