JPS59191189A - Magnetic memory element - Google Patents

Magnetic memory element

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Publication number
JPS59191189A
JPS59191189A JP58065826A JP6582683A JPS59191189A JP S59191189 A JPS59191189 A JP S59191189A JP 58065826 A JP58065826 A JP 58065826A JP 6582683 A JP6582683 A JP 6582683A JP S59191189 A JPS59191189 A JP S59191189A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
domain
vbl
information
bubble
domain wall
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP58065826A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuharu Hidaka
檜高 靖治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP58065826A priority Critical patent/JPS59191189A/en
Publication of JPS59191189A publication Critical patent/JPS59191189A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/14Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)

Abstract

PURPOSE:To increase memory density remarkably by constituting a monor loop of a strive domain existing in the bubble material and using VBL in place of a bubble domain as unit of information on the minor loop. CONSTITUTION:Information (presence or absence of bubble) written in a generator 1 moves a write major line from up to down. To store this information in a minor loop 2, the minor loop is constituted of a Bloch magnetic wall that can hold VBL so that information on the major line indicated by the presence or absence of bubble 3 can be transferred in the form of VBL to the minor loop of an information accumulating section. Information (VBL) transferred to the minor loop by a write line transfer gate 4 can be moved on the strive domain magnetic wall, and the information transfer from the minor loop to the read major line is accompanied by conversion from VBL to bubble. This read transfer gate 5 also has function of block replicator.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は膜ml基直方向を磁化容易方向とする強磁性体
薄膜に形成さ狛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lこ静的に安定に存在する垂直プロッ
ホラインを記憶単位として用いた磁気記憶素子に関する
0 磁気バブル素子の開発は高密度化を0指して各所でパー
マロイデバイス、イオン注入コンテイギユアスディスク
デバイス、電流駆動デバイスおよびこれらを組合せたい
わゆる混成型デバイスζこついて盛んに行われている。 これらのデバイスの高密度化の限界は、バブル転送路を
形成するためのフナトリ/グラフィー技術にあるといわ
れてきた。 しかし、近年、その技術が長足に進歩してきた。 その結果、高密度化のための材料すなわち、バブル径を
どこまで小さくできるかが間@視されるようになってき
た。現在使用されているガーネット材料では、到達可能
な最小バフル81: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
ル材料はカーネット材料以外に求めなけれ
The present invention uses vertical Bloch lines, which are statically and stably present in the Bloch domain walls forming the boundaries of striped domains formed in a ferromagnetic thin film whose easy magnetization direction is in the direction perpendicular to the film, as a memory unit. The development of magnetic bubble elements, which are related to magnetic memory elements, has become active in various places with the aim of increasing density, such as permalloy devices, ion-implanted continuous disk devices, current drive devices, and so-called hybrid devices that combine these. It is being done. It has been said that the limit to the high density of these devices lies in the funatori/graphic technique for forming the bubble transfer path. However, in recent years, the technology has advanced rapidly. As a result, attention has been paid to materials for increasing density, ie, to what extent the bubble diameter can be reduced. With the currently used garnet materials, the minimum attainable baffle 81 is said to be 0.3 μm. Therefore, a bubble material that retains bubbles with a diameter of 0.3 μm or less must be found other than Carnet material.

【す°′なら
ない。これは容易ではなく、ここがバブル高雀度化の限
界であるとさえ考えられている。 本発明はこのようなバブル保持層の特性に基(高@l政
化限界を大@lこ改善し、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、山気記憶素子の情
報蓄積部に関するものである。 本磁気記憶素子は情報読出し手段と情報書込み手段と情
報蓄積手段を備えてなる磁気記憶素子において、W面に
垂直な方向を磁化容易方向とする強磁性体膜(ツーり磁
性体膜を含む)に存在するストライプドメインの周辺O
〕ブロッツボ壁の中に作った相隣合う垂直プロッホライ
ン(以下VBLと称する)対を記憶情報単位として用い
、該垂直プロッホラインをブロッホ磁壁内で転送する手
段を有することを特徴とする。 第1図は本磁気記憶素子のチップの全体図である。 全体の情報の流れを示すと、まず、発生器lで書込才れ
た情報(バブルの有無)は曹込みメジャーラインを上か
ら下へ移動する。この情報をマイナーループ2へ記憶さ
せるために、バブル3の有無で示されたメジャーライン
上の情報を1W報蓄積部のマイナールーズへVBLの形
でトランスファーできるように、マイナールーズをVB
Lを保持できるブロッホ磁壁で構成することが本磁気記
憶素子の特徴であり、記憶容量の飛躍的向上の重要なカ
ギになっている。姻込みライントランスファーゲート4
により、マイナールーズにトランスファーされた情報(
VBL)はマイナールーズを構成するストライプドメイ
ン磁壁土を移動させることができる。マイナーループか
ら読出しメジャーラインへの情報トランスファーはVB
Lからバブルへの変換を伴う。なお、この読出しトラン
スファーゲート5はブロックレプリケータ機能も合せ持
っている。 このようにマイナーループをバブル材料に存在するスト
ライプドメインで構成シ、マイナールーズ上での情報単
位としてバブルドメインの代りにVBLを用いるときに
より、従来σツバプルドメインを用いた素子に比較して
約2桁の記憶密度向上を達成できる。 さらに本素子の各部分の構成例と動作例を説明する。 メジャーラインは書込み、読出しともに電流駆動方式を
採用している。 4本の平行コンダクタ−からなる薔込みトランスファー
ゲートはメジャーライン上0.バブルとマイナーループ
を構成する。 ストライプドメインヘッドとの相互作用を用いている。 メジャーラインライン上にバブルドメインがあると、そ
れにつながるマイナーループを構成しているストライプ
ドメインのヘッドはバブルとストライプドメインとの反
発相互作用のため、バブルから遠ざかることを利用して
いる。 書込みメジャーラインにバブルがないとき、マイナール
ーズのストライプドメイン磁壁にVHLを書込む。Vf
3Lをストライプドメインヘッドに作る手段として、ス
トライプドメインヘッドヲソれに接するコンダクタ−パ
ターンにパルス電流4与えることにより、ダイナミック
に移動ざぜ、ヘッド部磁壁をタイナミックコンバージ四
ンさせることを利用した。この方法で、VBLが2つで
きるが、これらは互いに性質が異なり、再結合しやすい
。そこで、情報を安定化できるように、ストライフドメ
インの長手方向に面内磁界を加え、ストライプドメイン
側の2本のコンダクタ−によってストライプドメインヘ
ッドを切離することにより、ストライプトメ−fン中メ
こ2つの同じ性質のVBLを作る。同じ性質のVBLは
互いに近づけても安定に存在する。メジャーラインにバ
ブルが存在しているところに対応するマイナールーズの
ストライプドメインヘッドはバブルとの反発作用のため
上記コンダクタ−パターンから離れているため、VBL
は形成されない。結果的にメジャーラインの情報゛1″
をマイナーループ内にVBL対がない状態としてトラン
2フアーしたことになる。 マイナーループ内では性質が同じVBLの対を1ビツト
として情報が記憶される。 レプリケータ−作用の安定性を考えて○VBL対を使っ
ている。 マイナールーズ内のビット周期つまり、vBL間隔を一
定に保つように、1ビツトずつ選択転送できるように転
送パターンをつける。−例として、上記マイナールーズ
を構成するストライプドメイン上にストライプドメイン
の長手方向に直角方向にVBL間の安定間隔5o(71
2倍の周期で、幅S0のパーマロイ)η膜で作った平行
細線パターンを形成し、平行細線の両側に誘起される磁
極とVBLとの相互作用を%ij用した。 VHLのマイナールーズに沿っての転送は一つの方法と
して、ストライプドメインにパルスバイアス磁界を加え
てダイナミックに行なった。 3本の平行コンダクタ−からなる読出しトランスファー
ゲートはマイナーループを形成しているストライプドメ
イン磁壁(こVF(Lとして記憶されている情報をバブ
ルに変換してメジャーラインにトランスファーアウトし
、かつ、マイナーループ上の情報が破壊されないように
するレプリケートーの働きも東備えている。 動作原理を説明する。VBL対で形成さ着る1ヒツトの
片割れを?・Jえば、面内磁界を加えてストライプドメ
インヘッドに固定する。その後コンダクタ−パターンを
IIいて、このストライプドメインヘッドを切りとり、
7\プルにする。そうすると、バブルを切りとった後の
ストライプドメインヘッドには切りとったVBLと同じ
VBLが可成される。このようなVBLのレプリケート
作用はマイナス符号のVBLに対してのみ生じる。 マイナールーズのストライプドメインヘッドから切りと
られたバブルはメジャーライン上を検出器に向けて転送
される。ここではストライプドメインヘッドにVBLが
ある場合とない場合とでストライプドメインヘッドを切
りとるパルス電流値が異なることをオU用している。ス
トライプドメインヘッドにVBLがない場合は切れにく
い。したがって、ストライプドメインヘッドにVBLが
ある場合はメジャーラインにバブルを送り込めるが、V
J3Lがない場合はバブルはない。つまり、マイナール
ープ上のVRLの有無(1,0)は読出しメジャーライ
ン上ではバブルの有無に変換されている。 VBL対の消去法について述べる。消去したいVBL対
を書込みメジャーライン側のマイナールーズのストライ
プドメインヘッドの最近接位置におく。 次に面内磁界Hipを加えて、消去したいVBL対と・
そのとなりのVBL対の片割れをストライフ。 ドメインヘッドにもってきて、情報書込みの際、プラス
のVBLを切りとるために用しまた平行コンダクタ−を
使ってストライプドメインヘッドを切りとる。バブルド
メインを切りとったあとQ〕ストライプドメインヘッド
には、消去した&)VBL対と共にもってきたVBLが
レプリケートされる。 結局、消去したいVBL対のみが消去されることになる
。なお、マイナーループ全体をクリアする場合は予め、
バイアス磁界を上け゛て全部σ)ストライプドメインを
一且消去したあと、S−1ノくプルカラマイナーループ
スドライブドメインを形成することにより、VBLが全
熱ない全ヒ゛、−トsσノ状態を作ることができる。 このような磁気記憶素子におG・ては情報として書込ま
れたストライプドメイン磁壁上0+ VBLを安定に保
持する手段が不可欠である。 すなわち本発明の目的はVHLを情報単位とする上述の
ような磁気記憶素子に適した情報位f直安定化手段を提
供することにあるO すなわち本発明は情報読出し手段と情報書込み手段と情
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
ロッホ磁壁の中に作った相隣る垂直プロッホライン対を
記憶情報単位として用いる磁気記憶素子において、ブロ
ッホ磁壁に沿って、膜面内の磁気異方性の向きが局所的
に変化していることを%徴とする磁気記憶素子である。 VBLに対する16報位置安定化法としては、膜表面に
強磁性膜で作ったパターンをおき、VBLとのあるいは
VBL対の間のa壁磁化との静磁相互作用を利用する方
法も考えられる。 しかし、静磁相互作用の場合、VBLとの相互作用以外
の磁壁の両側の磁区との相互作用が大きくV)(Lの安
定駆動に対してはかなり問題点がある。 本発明では、静磁相互作用を用いず、VBLの位置のエ
ネルギーだけを場所的に変えられるため、VBLのスト
ライブドメイン磁壁に沿っての駆動に重要な役割をする
磁壁の運動はほとんど阻害しない。 この発明に至った経緯を述べる。磁気バブル中のVBL
 O)J @lこ関して、次のこ七が卸られている。 磁気バブル(以下、バブルと称す)がブロッホポイント
を含む1本のVBLとブロッホポイントラ金談ないVB
L 1本とをもつ、いわゆる(+、2.1)状態(ワイ
ンディング数÷、VBLが2本、ブロッホポイントが1
個の略)にあるとき、このバブルを含む膜面内方向lこ
静的画用磁界npを加えておき、バブルをバイアス磁界
勾配を与えて駆動する。そうすると、その磁壁速度Vが
Hpとのなる関係で与えられるVcrit以上になると
、ブロッホポイントをもたないVBLがブロッホポイン
トをもつVBLの位置才で移動し、両方のVBLがぶつ
かり、互いに消滅してしまい、(1%0.0)状態に変
化する。 なぜならば、ブロッホポイントをもっていルVBJ。 は、バブルを移動させても全く動かないためである。こ
こでΔはストライプドメイン磁壁の磁壁幅パラメータ、
(A/、K11戸である・人は変換スティフネス定a、
Kuはストライブドメイシ保持層の一軸磁気異方性エネ
ルギーである。 γはストライプドメイン保持層のジャイロ磁fi定数で
ある。 V(Vcrit以下では、VBLはHp  に基く復元
力2MπΔHpにより、他のVBLとは再結合せず、V
=Otこなれば、HpとVf3Lの両側のプロツボ磁壁
部磁化とのゼーマンエネルギーを最小にする位置Iこも
どろ。ここで、Mはストライプドメイン保持層の磁化の
大きさを表わしている。このことハニー・ア(−ヒーー
コンフ7レンス拳ン°ロシーデインダス蝿34.138
頁〜143頁(1977)に述べられている。つまり、
この場合、HpがVBL位置を固定できることを示して
いる。 この現象の中身をさらlζ詳細に検討することにより、
以下のことが考え出される。 外部磁界Hpの代りに膜面内にその方向を裏面内の磁化
容易方向(磁気エネルギーが最低である方向は膜面垂直
方向)とする磁気異方性磁界Hkipを与えれば、VB
Lと)(kipが直接相互作用し、例えは、バブルの場
合には、VELはHkip iこ平行な直径の両端にく
ることが磁気エネルギーの評価から容易にわかる。また
ストライプドメイン磁壁土にVBLがある場合、VBL
の磁化は磁壁面に直交する向きを向いているから、Hk
ipを局所的に磁壁面に直交する方向につけておくと、
VBLはその位置に安定化される。この)(kip+ζ
対して、Vcrit ”””Hkip を定義すれば、磁壁速度をvcrit以上にすると、V
BLは安定位置を中心とするボテンシャルウールを脱出
することになる。V(Vcritになると、VBLはそ
のポテンシャルウールを脱出できず、2πへ4ΔHki
pなる復元力により、安定点に定在する。 つまり、V)Vcrit  なる初速を磁壁に力えるこ
とにより、VBLは一つの安定点を脱出し、次の安定点
へ向う。VBLが次のポテンシャルの引力圏に入ったと
き、磁壁速度■がVc r i を以下になっていれば
、■!(Lはその位置に安定化される。 つまり、VBLを1ビット間陥ずつ転送させる際の磁壁
駆動条件に斤容度(マージン)が与えられるこ♂になり
、VJ3L転送が安定化される。 本発明では、この原理を使って、VBLを情報単位とす
る磁気記憶素子に適した情報安定化手段を提供すること
にある。。 以下奥尻例を用いて本発明の詳細な説明する。 第2図はVBLを用いた磁気記憶素子の情報蓄積部にお
けるマイナールーズを示したものである。 マイナーループはストライプドメインからなっており、
周辺21にブロッホ磁壁が存在する。プロッホライン磁
壁面中の磁化の向きは時計回り24と反時計回り25の
2方向をとることができ、その境界に垂直プロッホライ
ンV)iL22.23が存在する。 VBL部の向きには上向きと下回きがあり、この対によ
って情報の単位を表現する。 M3図は、VBL対のさらに詳細な構造を示したもので
ある。VBL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
により生じるジャイロトロビツタな力により、ブロッホ
磁壁中を移動することができるが、1γを編列を正確に
保持するためには〜VBLの安定な位醤を周期的にプロ
ツボライン磁壁に沿って用意しておく必要がある。但し
、ストライプドメインヘッド近傍、その他必要な場所で
は必ずしも周期的でないところもある。 第4図は本発明によるVB−J、の安定化保持手段の基
本構造を示したものであり、4】はストライプドメイン
である。42はパターンマスクである。 もし、パターンマスクの1以外のさころではHkipの
方向がブロッホ磁壁に直交する方向、パターンマスク下
ではHkipの向きをプロ・ソホ磁檀に沿う方向につけ
れば、VBLにとっては)ikipがブロッホ磁壁に直
交する方向を向いているノくターンマスク(hない部分
がポテンシャルウールが深くなる。 そのため、VIJLはそこに安定に定在する。 これは次のような理由による。磁壁の中心部では磁化は
臆面内に倒れ込んでいる。そのため、膜面内に磁気異方
性があると、その磁化は磁気異方性を感じる。 ストライプドメイン周辺の磁壁は通常ブロッホ磁壁であ
るが、プロッホラインのところではネール磁壁と同じ構
造になっている。つまり、磁壁の磁化の方向が磁壁に平
行であるか、直交しているかのちがいを生じている。こ
れらの磁化と面内磁気異方性との相互作用を考えると、
磁壁面に直交する方向に磁気異方性がついているところ
は、磁化が磁壁面に直交する向きに倒れているプロッホ
ラインにとって安定な領域となり、磁気異方性が磁壁面
に平行についているところは磁化が磁壁面に平行な向き
に倒れているブロッホ磁壁にとって安定な領域になるた
めである。 このような状態にある磁壁にV(>ΔγHklp)以上
の速度を与−えると、VBLはそのポテンシャルウール
を脱し、磁壁に沿って移動し、次のポテンシャルクール
にはまり込む。 このようにブロッホ磁壁に沿って)4kipの向きを変
える方法として、ストライプドメイン保持層が磁歪定数
λ100.λmをもつ材料の場合、パターンマスク外の
ところに水素イオン、ヘリウムイオンなどをイオン注入
し、そこに圧動応力を生じさせればよいことはジャーナ
ルオブアプライドフイジクス53 (1982) 58
15頁〜5822頁に述べである□2 ことから明らかである。÷λ1oo+λ、1□〈0 の
場合はイオン注入した領域でHkipはブロッホ磁壁に
直交する方向となり、そこがVBLにとって安定領域と
なる。 もし、+λ、o0+λ、I□〉0 の場合はイオン注入
により、格子を歪ませると、パターンマスクの下の部分
で)(kipはブロッホ磁壁に直交する方向になりそこ
がVBLにとって安定領域となる。 なお、磁歪定数λ100とλ1ス1とが等しくないスト
ライプドメイン保持層を用いて、ストライプドメインを
膜面内(110)方向を長手方向とするように配列すれ
ば、上記のようなイオン注入でストライプドメイン保持
層にストレスを与えた場合、膜向きは臆面内の<112
>方向の一つの向き(λso。 とλ11、との差に依存する)になる。このような異方
性磁界がある場合でも第3図のVBL対22.23にと
っては一軸異方性磁界のみの場合と同様になると考えて
よい。これは第2図に示す2本の磁化の向きがちがうV
BL 22.23において磁化は磁壁幅に亘って180
°に亘るすべての向きをとっているためプロッホライン
に対する一方向性異方性磁界の影譬は平均化されるため
である。 ストライプドメインを膜面内(112)方向を長手方向
とするように配列すれば、上記のようなイオン注入で、
ストライプドメイン保持層にストレスを与えた場合、臆
面内に生じるVBL固定に必要な面内(110)方向異
方性磁界は一軸異方性磁界となる。 これらの異方性磁界のつき方を第5図第6図にまとンを
面内の[11Z]方向を長手方向とするようにした場合
について磁気異方性のつき方を説明する〇λ100−λ
la+:>Oの場合、第5図(a)に示すようにイオン
注入しない領域51ではストライプドメイン長手方向[
112]に向く一方向性異方性磁界がつき、イオン注入
した領域52ではストライプドメイン磁壁に直交する方
向に一軸異方性磁界を生じる。λ100−λls、<0
の場合、第5図(b)に示すように、イオン注入しない
領域51ではストライプドメイン長手方向[112]に
向く一方向性異方性磁界がつき、イオン注入した領域5
2ではストライプドメイン磁壁に直交する方向Jこ一軸
異方性磁界を生じる。λ100−λ、□1=0のとき、
第5図(c)に示すように、イオン注入しない領域51
ではストライプドメイン長手方向に沿う一軸異方性磁界
を生じ、イオン注入した領域52ではストライプドメイ
ン磁壁に直交する方向に一軸異方性磁界を住じる。 第6図は+λ100+λ111 < Oの場合、ストラ
イプドメインを面内の[120]方向を長手方向とする
ようにした場合について面内の磁気異方性のつき方を説
明している。 λ100−λI11>0の場合、第6図(alに示すよ
うにイオン注入しない領域51ではストライプドメイン
長手方向[110]方向に沿う一軸異方性磁界がつき、
イオン注入した領域52ではストライプドメイン7A壁
に直交する[1.123向きに一方向性異方性磁界を生
じる。λ1oo−λin < 0の場合、第6図(bl
に示すように1イオン注入しない領域51ではストライ
プドメイン長手方向(1103方向に沿う一軸異方性磁
界を生じ1イオン注入した領域52てはストライプドメ
イン磁壁に直交する[112]向きに一方向性異方性磁
界を生じる。λ100−λIII”0の場合、第6図(
c) lこ示すように、イオン注入しない領域51では
ストライプドメイン長手方向[110]方向に沿う一軸
異方性磁界を生じ、イオン注入した領域52ではストラ
イプドメイン磁壁に直交する方向に一軸異方性磁界を生
じる。 +λ1oじλill > Oの場合についても同様の検
討ができることは自明である。 また、面内の[112] または[:11Q]と等価な
各方向についても同様のことがいえることも自明である
。 第7図は本発明によるVBLの安定化保持手段の磁気記
憶素子における実施例を示したもので、多数のマイナー
ル−プとしてのストライプドメイン7A壁にイオン注入
用パターンマスク72が多数つけられでいる。パターン
マスクは必ずしも1つの)t3期で構成されている必要
はなく、部分的に狭くなったり、あるいは広くなっても
よい。また、パターンマスクは必ずしも複数のストライ
プドメインに交わっている必要はなく、本発明の主旨に
従って、ブロッホ磁壁土に円形、矩形等の孤立パターン
としておいてあってもよいことはもちろんである。
[No need to. This is not easy, and it is even considered that this is the limit for increasing the bubble rate. The present invention is based on the characteristics of such a bubble retaining layer (a memory element that can greatly improve the high politicalization limit and keep the information read time at the same level as conventional elements). The present magnetic memory element includes an information reading means, an information writing means, and an information storage means, and includes a ferromagnetic film whose easy magnetization direction is perpendicular to the W plane. (including the magnetic film) around the stripe domain
] The present invention is characterized by using a pair of adjacent vertical Proch lines (hereinafter referred to as VBL) formed in the Blotzbo wall as a storage information unit, and having means for transferring the vertical Proch lines within the Bloch domain wall. FIG. 1 is an overall view of the chip of the present magnetic memory element. To show the overall flow of information, first, the information written by the generator 1 (the presence or absence of bubbles) moves from the top to the bottom of the subtraction major line. In order to store this information in minor loop 2, the minor loop is transferred to VBL so that the information on the major line indicated by the presence or absence of bubble 3 can be transferred to the minor loop of the 1W information storage section in the form of VBL.
The feature of this magnetic memory element is that it is composed of Bloch domain walls that can hold L, and is an important key to dramatically improving storage capacity. Marriage line transfer gate 4
The information transferred to the minor loose by
VBL) can move the striped domain domain wall soil that constitutes the minor loose. Information transfer from the minor loop to the read major line is done by VB.
Involves conversion from L to bubble. Note that this read transfer gate 5 also has a block replicator function. In this way, when the minor loop is composed of striped domains existing in the bubble material, and when VBL is used instead of the bubble domain as the information unit on the minor loose, it is approximately A two-digit increase in storage density can be achieved. Further, a configuration example and an operation example of each part of this device will be explained. The major line uses a current drive method for both writing and reading. The transfer gate, which consists of four parallel conductors, is 0.0 mm on the major line. Construct bubbles and minor loops. It uses interaction with the striped domain head. When there is a bubble domain on the major line line, the heads of the stripe domains forming the minor loop connected to it move away from the bubble due to the repulsive interaction between the bubble and the stripe domain. When there is no bubble on the write major line, VHL is written on the minor loose stripe domain domain wall. Vf
3L into a stripe domain head, a pulse current is applied to a conductor pattern in contact with the stripe domain head so as to dynamically move the conductor pattern to dynamically converge the head domain wall. This method creates two VBLs, which have different properties and are easy to recombine. Therefore, in order to stabilize the information, an in-plane magnetic field is applied in the longitudinal direction of the strife domain, and the stripe domain head is separated by two conductors on the stripe domain side. Create these two VBLs with the same properties. VBLs with the same properties stably exist even if they are brought close to each other. The minor loose stripe domain head corresponding to where the bubble exists on the major line is away from the conductor pattern due to the repulsion with the bubble, so the VBL
is not formed. As a result, major line information ゛1''
is transferred assuming that there is no VBL pair in the minor loop. In the minor loop, information is stored using a pair of VBLs with the same properties as one bit. Considering the stability of the replicator action, we use the ○VBL pair. A transfer pattern is set so that bits can be selectively transferred one by one so as to keep the bit period within the minor loose, that is, the vBL interval, constant. - As an example, a stable interval 5o (71
A parallel thin line pattern made of a Permalloy (η) film with a width S0 was formed with twice the period, and the interaction between the magnetic poles and VBL induced on both sides of the parallel thin line was used as %ij. One way to transfer the VHL along the minor loose is to dynamically apply a pulsed bias magnetic field to the stripe domain. A readout transfer gate consisting of three parallel conductors converts the information stored as a striped domain domain wall (VF) (L) forming a minor loop into a bubble and transfers it out to the major line. There is also a replicator function that prevents the above information from being destroyed.The operating principle is explained.For example, one half of a single head formed by a VBL pair is formed by applying an in-plane magnetic field to create a striped domain head. Then, make a conductor pattern II and cut out this striped domain head.
7\Pull. Then, the same VBL as the cut VBL is created in the striped domain head after the bubble is cut. Such a VBL replication effect occurs only for a VBL with a minus sign. The bubble cut from the minor loose striped domain head is transferred along the major line toward the detector. Here, it is used that the pulse current value for cutting off the striped domain head is different depending on whether the striped domain head has VBL or not. If there is no VBL on the striped domain head, it will be difficult to cut. Therefore, if there is a VBL in the striped domain head, a bubble can be sent to the major line, but V
If there is no J3L, there is no bubble. In other words, the presence or absence (1, 0) of VRL on the minor loop is converted to the presence or absence of a bubble on the read major line. The elimination method for VBL pairs will be described. Place the VBL pair to be erased at the position closest to the minor loose stripe domain head on the writing major line side. Next, apply an in-plane magnetic field Hip to the VBL pair you want to erase.
Strife is one half of the VBL pair next to it. Bring it to the domain head and use it to cut off the positive VBL when writing information, and use a parallel conductor to cut off the striped domain head. After cutting out the bubble domain, the VBL brought along with the erased &) VBL pair is replicated in the Q] stripe domain head. In the end, only the VBL pair that is desired to be erased will be erased. In addition, if you want to clear the entire minor loop,
After increasing the bias magnetic field and erasing all σ) stripe domains, create a state where VBL does not heat up at all by forming a purkara minor loop drive domain in S-1. I can do it. In such a magnetic memory element, it is essential to have a means to stably maintain the 0+ VBL on the striped domain domain wall written as information. That is, an object of the present invention is to provide an information level stabilization means suitable for the above-mentioned magnetic memory element in which VHL is an information unit. In a magnetic memory element that uses a pair of adjacent vertical Ploch lines formed in a Bloch domain wall around a stripe domain existing in a ferromagnetic film whose easy magnetization direction is perpendicular to the film surface as a storage information unit. , is a magnetic memory element whose characteristic is that the direction of magnetic anisotropy within the film plane changes locally along the Bloch domain wall. As a method for stabilizing the position of the VBL, a method of placing a pattern made of a ferromagnetic film on the film surface and utilizing magnetostatic interaction with the VBL or with the a-wall magnetization between a pair of VBLs can be considered. However, in the case of magnetostatic interaction, the interaction with the magnetic domains on both sides of the domain wall other than the interaction with VBL is large, and there is a considerable problem in stably driving V) (L. Since only the potential energy of the VBL can be changed locally without using interaction, the motion of the domain wall, which plays an important role in driving the VBL along the stripe domain domain wall, is hardly inhibited. Let me explain the background: VBL in a magnetic bubble
O) J @lRegarding this, the following seven items are being sold. A magnetic bubble (hereinafter referred to as a bubble) is a VBL containing a Bloch point and a VB without a Bloch point.
The so-called (+, 2.1) state (number of windings ÷, VBL is 2, Bloch point is 1)
1), a static image magnetic field np is applied in the in-plane direction of the film containing the bubble, and the bubble is driven by applying a bias magnetic field gradient. Then, when the domain wall velocity V becomes equal to or higher than Vcrit given by the relationship with Hp, VBL without Bloch points moves at the position of VBL with Bloch points, and both VBLs collide and annihilate each other. The state changes to (1%0.0). Because VBJ has Bloch points. This is because the bubble does not move at all even if you move it. Here, Δ is the domain wall width parameter of the striped domain domain wall,
(A/, K11 house/person has conversion stiffness constant a,
Ku is the uniaxial magnetic anisotropy energy of the striated magnetic retention layer. γ is the gyromagnetic fi constant of the striped domain retention layer. V (below Vcrit, VBL does not recombine with other VBLs due to the restoring force 2MπΔHp based on Hp, and V
=Ot If you do this, position I will minimize the Zeeman energy between Hp and the magnetization of the protube domain walls on both sides of Vf3L. Here, M represents the magnitude of magnetization of the striped domain retention layer. This honey a
143 (1977). In other words,
In this case, Hp shows that the VBL position can be fixed. By examining the contents of this phenomenon in more detail,
The following is considered. If instead of the external magnetic field Hp, we apply a magnetic anisotropy field Hkip within the film surface whose direction is the direction of easy magnetization in the back surface (the direction with the lowest magnetic energy is perpendicular to the film surface), VB
It is easy to see from the evaluation of magnetic energy that in the case of a bubble, VEL is at both ends of a diameter parallel to Hkip. If there is, VBL
Since the magnetization of is oriented perpendicular to the domain wall surface, Hk
If ip is locally attached in a direction perpendicular to the domain wall surface,
VBL is stabilized in that position. this)(kip+ζ
On the other hand, if Vcrit """Hkip is defined, when the domain wall velocity is made greater than vcrit, V
BL will escape from the votent wool centered at the stable position. When it reaches V(Vcrit, VBL cannot escape from its potential wool and changes to 2π by 4ΔHki
It stays at a stable point due to the restoring force p. In other words, by applying an initial velocity of V) Vcrit to the domain wall, VBL escapes from one stable point and moves toward the next stable point. When VBL enters the gravitational field of the next potential, if the domain wall velocity ■ is less than Vc r i , then ■! (L is stabilized at that position. In other words, a margin is given to the domain wall drive conditions when transferring VBL one bit at a time, and VJ3L transfer is stabilized. The present invention utilizes this principle to provide information stabilization means suitable for a magnetic memory element that uses VBL as an information unit.The present invention will be described in detail below using the Okushiri example.Second. The figure shows minor looseness in the information storage section of a magnetic memory element using VBL. The minor loop consists of striped domains.
A Bloch domain wall exists in the periphery 21. The direction of magnetization in the Ploch line domain wall surface can take two directions, clockwise 24 and counterclockwise 25, and a vertical Ploch line V)iL22.23 exists at the boundary thereof. The VBL section has upward and downward directions, and this pair represents a unit of information. Diagram M3 shows a more detailed structure of the VBL pair. VBL can move in the Bloch domain wall due to the gyrotrobital force generated by the pulsed bias magnetic field applied in the direction perpendicular to the film surface of the ferromagnetic film forming the stripe domain, but the 1γ is not aligned. In order to hold it accurately, it is necessary to periodically prepare a stable solution of ~VBL along the protubo line domain wall. However, there are some places near the stripe domain head and other necessary places where the periodicity is not necessarily constant. FIG. 4 shows the basic structure of the VB-J stabilizing and holding means according to the present invention, where 4] is a striped domain. 42 is a pattern mask. If the direction of Hkip is perpendicular to the Bloch domain wall on dice other than 1 of the pattern mask, and if the direction of Hkip is set along the pro-soho porcelain under the pattern mask, then for VBL) ikip is the Bloch domain wall. The potential wool is deeper in the no-turn mask (h) facing in the direction perpendicular to the direction. Therefore, VIJL is stably located there. is tilted in the diagonal plane. Therefore, if there is magnetic anisotropy in the film plane, the magnetization feels magnetic anisotropy. The domain wall around the striped domain is usually a Bloch domain wall, but at the Proch line it is a Neel domain wall. It has the same structure as a domain wall.In other words, the direction of magnetization of the domain wall is either parallel to the domain wall or perpendicular to the domain wall.The interaction between these magnetizations and in-plane magnetic anisotropy is Thinking about it,
Areas where magnetic anisotropy is perpendicular to the domain wall surface are stable regions for Ploch lines, where magnetization is tilted in a direction perpendicular to the domain wall surface, and areas where magnetic anisotropy is parallel to the domain wall surface are stable regions. This is because it becomes a stable region for the Bloch domain wall that is tilted parallel to the domain wall surface. When a velocity greater than V (>ΔγHklp) is applied to the domain wall in this state, VBL escapes from its potential wool, moves along the domain wall, and gets stuck in the next potential cool. In this way, as a method of changing the direction of 4kip (along the Bloch domain wall), a striped domain retention layer has a magnetostriction constant of λ100. In the case of a material with λm, it is sufficient to implant hydrogen ions, helium ions, etc. outside the pattern mask to generate pressure stress there, as reported in Journal of Applied Physics 53 (1982) 58.
This is clear from the statement □2 on pages 15 to 5822. When ÷λ1oo+λ, 1□<0, Hkip becomes a direction perpendicular to the Bloch domain wall in the ion-implanted region, and this becomes a stable region for VBL. If +λ, o0+λ, I Incidentally, if a stripe domain retention layer in which the magnetostriction constants λ100 and λ1s1 are not equal is used and the stripe domains are arranged so that the in-plane (110) direction is the longitudinal direction, the above ion implantation can be performed. When stress is applied to the striped domain holding layer, the film orientation is <112 in the coaxial plane.
> direction (depending on the difference between λso. and λ11). Even when there is such an anisotropic magnetic field, it can be considered that for the VBL pair 22 and 23 in FIG. 3, it will be the same as when there is only a uniaxial anisotropic magnetic field. This is because the two magnetization directions differ as shown in Figure 2.
In BL 22.23, the magnetization is 180 across the domain wall width.
This is because the influence of the unidirectional anisotropic magnetic field on the Ploch line is averaged out because all the directions are taken over a range of .degree. If the stripe domains are arranged so that the in-plane (112) direction is the longitudinal direction, the above ion implantation will yield
When stress is applied to the striped domain holding layer, the in-plane (110) direction anisotropy magnetic field necessary for fixing VBL generated in the coplanar plane becomes a uniaxial anisotropy magnetic field. Figure 5 shows how these anisotropic magnetic fields are applied. Figure 6 shows how the magnetic anisotropy is applied when the longitudinal direction is the [11Z] direction in the plane.〇λ100 −λ
In the case of la+:>O, as shown in FIG. 5(a), in the region 51 where ions are not implanted, the stripe domain longitudinal direction [
112], and a uniaxial anisotropic magnetic field is generated in the ion-implanted region 52 in a direction perpendicular to the striped domain domain wall. λ100−λls, <0
In this case, as shown in FIG. 5(b), a unidirectional anisotropic magnetic field directed in the longitudinal direction [112] of the stripe domain is applied in the region 51 where ions are not implanted, and the ion-implanted region 5
2, a uniaxial anisotropic magnetic field is generated in the direction J perpendicular to the stripe domain domain wall. When λ100−λ, □1=0,
As shown in FIG. 5(c), a region 51 where ions are not implanted
In this case, a uniaxial anisotropic magnetic field is generated along the longitudinal direction of the striped domain, and in the ion-implanted region 52, a uniaxial anisotropic magnetic field is generated in a direction perpendicular to the striped domain domain wall. FIG. 6 explains how the in-plane magnetic anisotropy is created when +λ100+λ111 < O and the longitudinal direction of the stripe domain is the [120] direction in the plane. When λ100−λI11>0, as shown in FIG.
In the ion-implanted region 52, a unidirectional anisotropic magnetic field is generated in the [1.123 direction] perpendicular to the wall of the striped domain 7A. When λ1oo−λin < 0, Fig. 6 (bl
As shown in FIG. 3, in the region 51 where one ion is not implanted, a uniaxial anisotropic magnetic field is generated along the striped domain longitudinal direction (1103 direction), and in the region 52 where one ion is implanted, a unidirectional anisotropic magnetic field is generated in the [112] direction perpendicular to the striped domain domain wall. A directional magnetic field is generated. In the case of λ100-λIII"0, Fig. 6 (
c) l As shown, a uniaxial anisotropic magnetic field is generated in the non-ion implanted region 51 along the longitudinal direction [110] of the striped domain, and a uniaxial anisotropic magnetic field is generated in the direction perpendicular to the striped domain domain wall in the ion implanted region 52. Generates a magnetic field. It is obvious that a similar study can be made for the case where +λ1o λill > O. It is also obvious that the same thing can be said about each direction equivalent to [112] or [:11Q] in the plane. FIG. 7 shows an embodiment of the VBL stabilizing and holding means according to the present invention in a magnetic memory element, in which a large number of pattern masks 72 for ion implantation are attached to the wall of the stripe domain 7A as a large number of minor loops. . The pattern mask does not necessarily have to be composed of one (1) t3 phase, and may be partially narrow or wide. Further, the pattern mask does not necessarily need to intersect with a plurality of striped domains, and may of course be provided as an isolated pattern such as a circle or a rectangle on the Bloch domain wall clay according to the gist of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は垂直プロッホラインを用いた磁気記憶素子のチ
ッグ全体構成図である。 第2図は垂直プロッホラインを用いた磁気記憶素子の情
報蓄積部を示した図である。第3図は垂直ブロッホライ
/対のさらに詳細な構造を示した図である。 第4図は本発明lこよる(直プロッホラインの安定化イ
ン長手方向に沿っての面内′0〕異方性磁界がイオン注
入部、非注入部で変化している様子を、第6図はストラ
イプドメインを[]]Q]方回に伸したとき、ストライ
プドメイン長手方向lこ沿っての面内の異方性磁界がイ
オン注入部、非注入部で変化している様子をそれぞれ示
す図である。 第7図は本発明の実施例を示す図である。 これらの図において、1は発生器、2.71はマイナー
ルーズ、3はバブル、4は書込みライントランスファー
ゲート、5は読出しトランスフ7ケー)、21.41は
ストラインドメイン周辺のプロツボ磁壁、22.23.
43は垂直プロツボライン、 詞はブロッホ磁壁中の磁
化方向、42.72はイオン注入時のマスクパターン膜
パターン、51  は非イオン江入部、52はイオン辻
入部をそれぞれ示して。 いる。 オ l 圓 牙 2μs + 30 芳4 睨 o ull)    、              
 Cノ/2〕o CHI)    −flt芝J (b) ○ [///J          −〔tto)(C
) 0  (/I/ J         −−(710ノ
オ 7図 2 手続補正書(自船 !、9.=t、−4 特許庁長官 殿 1、事件の表示   昭和58年  特許願第0658
26号2、発明の名称  磁気記憶素子 3、補正をする者 事件との関係       出 願 人東京都1巷区芝
五丁目33番1号 (423)   日本電気株式会社 代表者 関本忠弘 4、代理人 〒108  東京都港区芝五丁目37番8号 住友三田
ビル5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 6、補正の内容 1)明細書第2頁第7行目に「フォトリングラフイー技
術」とあるのを「フォトリソグラフィー技術」と補正す
る。 2)明細書画5負第2,3行目に「イナーループを構成
する。ストライプドメインヘッド・・・」とあるのを「
イナーループを構成するストライプドメインヘッド・−
・」と補正する。 3)明細書第5頁第4行目に「メジャーラインライン上
に・・・」とあるのを「メジャーライン上に・・・」と
補正する。 4)明細書第5頁第15行目に「磁壁をダイナミックコ
ンバージョンさせる・・・」とあるのを「磁壁磁化をダ
イナミックコンバージョンさせる・・・」と補正する。 5)明細書第9頁第10行目に「S−1バブル・・・」
とあるのを「S−0バブル・・・」と補正する。 6)明細書第11頁第7行目に「静的画用磁界Hp・−
・」とあるのを「静的面内磁界Hp・・・」と補正する
。 7)明細書第12頁第19行目に「磁気異方性磁界Hk
ip・・・」とあるのを「異方性磁界Hkip・・・」
と補正する。 代理人 弁理士  内 原   晋
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a magnetic memory element using vertical Ploch lines. FIG. 2 is a diagram showing an information storage section of a magnetic memory element using vertical Ploch lines. FIG. 3 shows a more detailed structure of the vertical Bloch lie/pair. Figure 4 shows how the anisotropic magnetic field (in-plane '0' along the longitudinal direction of the stabilized straight Ploch line) according to the present invention changes in the ion-implanted area and the non-implanted area, and Figure 6 The figure shows how the in-plane anisotropic magnetic field along the longitudinal direction of the stripe domain changes in the ion-implanted part and the non-implanted part, respectively, when the stripe domain is extended in the []]Q] direction. 7 is a diagram showing an embodiment of the present invention. In these figures, 1 is a generator, 2.71 is a minor loose, 3 is a bubble, 4 is a write line transfer gate, and 5 is a read transfer gate. 7 K), 21.41 is the protubo domain wall around the strain domain, 22.23.
Reference numeral 43 indicates the vertical protubo line, numeral 42 indicates the magnetization direction in the Bloch domain wall, 42.72 indicates the mask pattern film pattern at the time of ion implantation, 51 indicates the non-ion inlet, and 52 indicates the ion inlet. There is. O l Enga 2μs + 30 Yoshi 4 glare o ull),
Cノ/2]o CHI) -fltshibaJ (b) ○ [///J -[tto)(C
) 0 (/I/ J --(710 Noo 7 Figure 2 Procedural amendment (own ship!, 9.=t, -4 Commissioner of the Patent Office 1, Indication of the case 1982 Patent application No. 0658
No. 26 No. 2, Title of the invention: Magnetic memory element 3, Relationship to the amended person's case Applicant: 33-1 Shiba 5-chome, 1-ku, Tokyo (423) NEC Corporation Representative: Tadahiro Sekimoto 4, Agent 5-37-8 Shiba, Minato-ku, Tokyo 108 Sumitomo Mita Building ``Linography technology'' should be corrected to ``Photolithography technology.'' 2) In the 2nd and 3rd lines of drawing 5 of the specification, replace the text "Constructs an inner loop. Striped domain head..." with "
Striped domain head that makes up the inner loop -
・” is corrected. 3) In the fourth line of page 5 of the specification, the phrase "on the major line..." is corrected to "on the major line...". 4) In the 15th line of page 5 of the specification, the phrase "The domain wall is dynamically converted..." is corrected to "The domain wall magnetization is dynamically converted...". 5) "S-1 bubble..." on page 9, line 10 of the specification
The statement was corrected to "S-0 bubble...". 6) On page 11, line 7 of the specification, “Magnetic field for static images Hp・-
・" is corrected to "Static in-plane magnetic field Hp...". 7) On page 12, line 19 of the specification, “Magnetic anisotropy field Hk
ip..." is replaced by "anisotropic magnetic field Hkip..."
and correct it. Agent Patent Attorney Susumu Uchihara

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 情報読出し手段と情報書き込み手段ご情報蓄積手段を備
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トメ4ン周辺のプロツボ磁壁の中
に作った相瞬る垂直フレツボ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、ブロッホ磁壁に沿っ
て、屈5市円の磁気異方性の向き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。
The information reading means and the information writing means are equipped with an information storage means, and are made of twinkling perpendiculars created in the protubular domain wall around the stripe tome 4 existing in a ferromagnetic film whose easy magnetization direction is perpendicular to the film surface. 1. A magnetic memory element using a pair of fretsubo lines as a unit of stored information, characterized in that the direction of magnetic anisotropy of the 5-circle is locally changed along a Bloch domain wall.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6337886A (en) * 1986-07-30 1988-02-18 Canon Inc Bloch line memory

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4986899A (en) * 1972-12-27 1974-08-20
JPS5497336A (en) * 1977-12-29 1979-08-01 Sperry Rand Corp Bloch line memory system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4986899A (en) * 1972-12-27 1974-08-20
JPS5497336A (en) * 1977-12-29 1979-08-01 Sperry Rand Corp Bloch line memory system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6337886A (en) * 1986-07-30 1988-02-18 Canon Inc Bloch line memory
JP2612560B2 (en) * 1986-07-30 1997-05-21 キヤノン株式会社 Bloch line memory

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