JPS5925310B2 - 磁気バブル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気バブル装置に係り、特に安価、かつ迅速に
製造することができる磁気バブル装置に係る。

近年、磁気ディスク装置等に代る大容量の不揮発性メモ
リとして磁気バブル記憶装置が実用化されるようになつ
た。

この磁気バブル記憶装置は上記磁気ディスク装置に比較
し次の利点を有している。

Ｉ）可動部分が無く、摩耗等による部品交換を必要とせ
ず、従つて保守が容易である。

■１）騒音等の発生が全く無い。

１１１）モータ等の大電力を消費する駆動装置がなく低
消費電力である。

ｌｖ）小型・軽量とすることができ可搬である。

Ｖ）部品点数が少なく組立てが容易である。このように
磁気バブル記憶装置は種々の利点を有しているが、以下
にその基本的な構成を説明する。第１図に磁気バブル記
憶装置に使用される磁気バブルチップの代表的な構成例
を示す。

図示された構成は所謂メジャー ・マイナループ構成と
称されるもので、図中１はメジャーループ、２はマイナ
ーループ、３は検出器、４は発生器、５は複製器、６は
消滅器、Ｔはトランスファゲートをそれぞれ示している
。

なお図において実線は磁気バブル磁性薄膜上に形成され
たパーマロイパターンによる磁気バブル転送路、破線は
同じく薄膜上に形成された金（Ａｕ）等からなる導体パ
ターンである。動作は次のようにして行なわれる。

先ず書込むべき情報に応じて発生器４を構成する導体パ
ターンのループ内にバイアス磁界を実効的に弱める方向
に電流を供給して該ループ内に磁気バブルを発生させる
。

発生した磁気バブルは磁性薄膜の面内方向において回転
する駆動磁界によりメジャーループ１上を転送され各マ
イナーループ２の対向する位置に１情報分（例えば１ワ
ード分）整列される。このときトランスファゲート７を
構成する導体パターンに電流を供給してメジャーループ
１上の磁気バブル群を各マイナーループ２内へ送り込む
。各マイナーループ２内へ送り込まれた磁気バブルは駆
動磁界によりマイナーループ２内を巡回しはじめ情報の
格納が終了する。次に情報の読出しは読出すべき各マイ
ナーループ２内の磁気バブル群がトランスフアゲート７
に対向する位置に到来した時点で導体パターンに通電し
てメジヤーループ１上へ転送する。メジヤーループ上に
転送された磁気バブル列は駆動磁界により順次転送され
て複製器５に至る。複製器５では到来する磁気バブルを
２個に分割し、１個をパーマロイパターンに沿つて検出
器３へ、他の１個をメジヤーループ１を介して再びマイ
ナーループへ送り返す。検出器３は順次到来する磁気バ
ブルを検出効率を上げるために拡大し、例えばこれが到
来したことによる磁気抵抗素子の電気抵抗値変化を電圧
の変化として読出す。なお、読出した後その情報を消去
し新たな別の情報を書込む場合には分割後の磁気バブル
をメジヤーループ上の消滅器６によつて消去すると共に
新たな別の情報（磁気バブル）を発生器４により書込む
。第２図は第１図に示す磁気バブルチツプを収容するパ
ツケージの構成図である。

図において、８は磁気バブルチツプ、９はチツプ搭載プ
レーン、１０は駆動磁界発生用ＸＹコイル、１１はフエ
ライトヨーク、１２はバイアス磁界印加用薄板マグネツ
ト、１３はシールドケースである。駆動磁界発生用ＸＹ
コイルには第３図ａに示す如き９０発位相のずれた三角
波電流゛が各コイルに印加されて同図ｂに示すような方
形の回転磁界軌跡を得る。

この三角波電流による１駆動の特徴は５駆動回路が簡単
なこと、部品点数が少ないこと、駆動電圧が低くて良い
こと、集積化が容易なこと等、正弦波電流による駆動に
比べ種々の長所を備えている。本発明は上述の磁気バブ
ル記憶装置の、特に磁気バブルチツプの構造に関するも
のである。

この磁気バブルチツプを製造するにあたつて、従来より
、半導体集積回路の製造にもみられるフオト・リソグラ
フイ技術が駆使される。すなわち前記発生器、複製器、
トランスフアゲート、消滅器等を構成する導体パターン
、およびメジヤーループ、マイナループ、検出器等を構
成するパーマロイパターンはフオト・リソグラフイ技術
またはこれと類似のパターン成形技術により製造される
。第４図は従来のこうしたパターン成形工程を例示した
磁気バブルチツプの断面図である。図中、１００はＬＰ
Ｅ膜が表面に形成されている基板、１０１はＳｌＯ２層
、１０２は導体（Ａｌ）層、１０３はＣｒ２Ｏ３層、１
０４はレジスト層、１０５，１０５ａはＳｌＯ層、１０
６はＳｌＯ２層、１０７はパーマロイ層である。成形工
程を順を追つて説明すると、まず第４図ａに示すように
、基板１００上に蒸着法によりＳｉＯ２層１０１を形成
し、その上にＡｌを蒸着法により被着せしめ、更にその
上に２００八程度の極薄いＣｒ２Ｏ３よりなる反射防止
層を被着せしめる。

そして、レジストを塗布・感光・洗浄・定着せしめた後
、エツチングを行なつて前記導体層１０２ｃｒ２０３層
１０３を所定形状に成形する。次に同図ｂに示すように
一面にＳｌＯ層１０５，１０５ａを蒸着法により被着せ
しめ、続いて同図ｃに示すようにアセトン等のレジスト
溶剤中にて超音波洗浄を行うなどして、レジスト層１０
４および該レジスト層１０４上のＳｌＯ層１０５ａを除
去（この工程をリフト・オフと呼ぶ）する。こうすると
、導体層１０２がＳｉＯ層１０５に埋まり、所謂プレー
ナ化（平坦化）ができる。その後、同図ｄに示すように
前記プレーナ化された表面にＳｌＯ２層１０６をスパツ
タ法により形成し、その上に同図ｅに示すようにパーマ
ロイ層１０７を形成してから、同図ｆに示すように該形
成したパーマロイ層１０７をエツチングにより所定形状
に加工する。

また、図示しないが、この工程の後、ＳｌＯ２層を保護
のため被着させる。さて、上記従来の成形工程において
はプレーナ化のためＳｉＯ層の蒸着を行つているが、こ
の蒸着に多くの時間が費やされ、コストの上昇を招来し
ていた。また、流れ作業によつて製造を行うときには、
蒸着工程数に比例した数量だけ高価な蒸着装置を使用せ
ねばならないので、やはりコストの上昇を招来していた
。そこで、最近、ＰＩＱなるポリイミド系樹脂を塗布す
ることによつて前記プレーナ化を行うことが提案された
。

しかしながら、この方法はパーマロイの磁気特性の劣化
を被るおそれがあるばかりでなく、プレーナ化の精度も
あまり良好ではない欠点を有している。

本発明はこの欠点を除去することを目的としており、こ
の目的は本発明においては上記ＰＩＱに代つてポリシロ
キサン系樹脂を使用した新規な磁気バブル装置によつて
達成されるが、以下その一実施例を図面に従つて詳細に
説明する。

第５図は本発明に件る磁気バブル装置のチツプ製造工程
を例示した断面図である。

図中、１００，１０１，１０２は第４図と同様なそれぞ
れ基板、ＳｌＯ２層、導体層であり、１１０および１０
８はポリシロキサン系樹脂層、１０７はパーマロイ層、
１０９はレジスト層である。第５図において製造手順を
追つて説明すると、まず同図ａに示すように基板１００
上に絶縁被膜としてＳｌＯ２を被着せしめ、その上にＡ
ｌまたはＡｌＣｕ合金等よりなる導体層を周知のリソグ
ラフイ技術により形成する。

次いで同図ｂに示すようにポリシロキサン系樹脂をスピ
ンコートし、硬化せしめてポリシロキサン系樹脂層１１
０を形成する。

ここで用いられるポリシロキサン系樹脂としては次の分
子構造式を含むものが好適である。一般式 において のうちの１種を各基につき任意に選択したもの。

Ｒ２は−０Ｈ，０Ｃ２Ｈ５のうち１種を各基につき任意
に選択したもの。分子量は１０００〜１００００００で
ある。具体的に数例を挙げると次の通りである。

また、溶剤としては、芳香族系、セロソルブ系の有機溶
剤があり、分子量の小なる樹脂の場合に使用できるもの
として、アルコール、ケトン等がある。

塗布液の一構例としては、ＧＲｌＯＯ（オーエンス・イ
リノイ社製）をエチルセロソルブ中に溶かし、１０〜３
０重量？の濃度を有したものが挙げられる。

この塗布液は膜厚４０００人〜１００００への塗膜を得
る場合に使用される。更にこの塗布液を用いるときの硬
化条件としてはＮ２雰囲気中、２３『Ｃ、１時間が好ま
しい。

こうしてポリシロキサン系樹脂層を形成した後には同図
ｃに示すように、該ポリシロキサン系樹脂層１１０上に
パーマロイ層１０７をリソグラフイ技術により形成する
。しかる後、同図ｄに示すように再びポリシロキサン系
樹脂層１０８を被覆形成する。

次いで導体層１０２に外部端子を接続するため、および
検出器を構成するパーマロイ層１０７に同様に外部端子
を接続するための孔を前記ポリシロキサン系樹脂層１１
０，１０８に形成する。このときには同図ｄのように、
所要の孔明け位置以外の部分にレジスト層１０９を形成
してからＣＦ４ガスと０２ガスとの混合ガス（０２濃度
が５％以上）を使用してドライ・エツチングを行う。

そうすると図中の破線および両矢印で示される部分のポ
リシロキサン系樹脂が除去される。以上のように、本発
明においてはポリシロキサン系樹脂を使用して導体層お
よび磁性体（パーマロイ）層を被覆絶縁した磁気バブル
装置が提供される。

この磁気バブル装置はＳｉＯ２被膜部分が少ないため短
時間に製造することができ、またパーマロイがポリシロ
キサン系樹脂と反応し変質劣化するという不都合もない
。

更に、第５図ｂに示すようにプレーナ化を行うときには
、樹脂層１１０の平均厚さをそれ程大にせずとも段差ｈ
を所定値以下にすることができる。このことは、該樹脂
層１１０上に形成されるパーマロイ層と基板表面（ＬＰ
Ｅ膜）との磁気結合を高め、動作の確実性を向上させう
ることを意味している。なお、導体層１０２とパーマロ
イ層１０７との積層順が反対であるときには、樹脂層１
１０の厚さを小にすることにより導体層と基板表面との
磁気結合を高めて同様に動作の確実性を向上させうる。
実験結果によれば、幅４μｍ、高さ４０００人のパター
ン上をＰＩＱなる樹脂で平均厚４０００人となるよう被
覆すると前記段差ｈは２８００λにもなる。

これに対して、前記ＧＲｌＯＯなる樹脂を用いて同様に
被覆すると段差ｈは僅か８００八であり、実質上平面と
言える。このようにポリシロキサン系樹脂はプレーナ化
において極めて有利となつている。

また、ポリシロキサン系樹脂はＰＩＱ樹脂に比較して硬
化温度が低く、例えば上記ＧＲｌＯＯでは２３０℃であ
るため、パーマロイの酸化によつて抗磁力Ｈｃが増加す
ることを極力避けることができる。

更に、抗磁力を低下させるためにはパーマロイ層と他の
層との界面にプラズマ処理を施すことが有効である。

例えば、上記ＧＲｌＯＯ樹脂を１００００人の厚さで塗
布した後、２３０℃、１時間硬化させ、酸素プラズマ出
力１００Ｗにて樹脂表面を処理し、しかる後パーマロイ
層を形成すると、抗磁力は３．７０ｅ程度となる。

同じ条件でプラズマ処理を施さなかつた場合には抗磁力
は１３０ｅとなるからプラズマ処理の効果は非常に大で
ある。ところで、前記実施例においては、ポリシロキサ
ン系樹脂層を２層１１０，１０８、すなわちプレーナ化
用のものと、保護用のものとを使用した磁気バブル装置
について説明したが、本発明はこの実施例に限定される
ものではない。

例えば、基板表面上のＳｌＯ２層１０１までをもポリシ
ロキサン系樹脂に置換することもできる。以上の説明で
判かるように本発明によれば、製造上において有利な、
また動作の確実性においても有利な磁気バブル装置を提
供することができ、その効果は頗る大である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は磁気バブルメモリ装置の基本的構
成を説明するための図、第４図は従来の磁気バブルメモ
リのチツプ製造工程を示す断面図、第５図は本発明に係
る磁気バブル装置の主要な製造工程を示す断面図である
。 １・・・・・・メジヤーループ、２・・・・・・マイナ
ループ、３・・・・・・検出器、４・・・・・・発生器
、５・・・・・・複製器、６・・・・・・消去器、７・
・・・・・トランスフアゲート、８・・・・・・チツプ
、９・・・・・・チツプ搭載プレーン、１０・・・・・
・駆動磁界発生用ＸＹコイル、１１・・・・・・フエラ
イトヨーク、１２・・・・・・バイアス磁界印加用薄板
マグネツト、１００・ 基板、１０１，１０５，１０５
ａ，１０６・・・・・・ＳｌＯ２層、１０２・・・・・
・導体層、１０７・・・・・・パーマロイ層、１０４，
１０９・・・・・・レジスト層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 磁気バブル磁性薄膜上にバブル制御用の導体パター
   ンを構成する導体層が、その上に第１絶縁層を介してバ
   ブル伝播路用のパーマロイパターンを構成する磁性層が
   、さらにその上に被覆用の第２絶縁層が形成され、且つ
   前記第１絶縁層と前記第２絶縁層がポリシロキサン系樹
   脂よりなる薄膜状の塗布層にて形成されていることを特
   徴とした磁気バブル装置。