JPS5998380A - 磁気記憶素子 - Google Patents

磁気記憶素子

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Publication number
JPS5998380A
JPS5998380A JP57207013A JP20701382A JPS5998380A JP S5998380 A JPS5998380 A JP S5998380A JP 57207013 A JP57207013 A JP 57207013A JP 20701382 A JP20701382 A JP 20701382A JP S5998380 A JPS5998380 A JP S5998380A
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JP
Japan
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film
domain
vbl
pattern
bubble
Prior art date
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Pending
Application number
JP57207013A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Yoshimi
吉見 幸一
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
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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS5998380A publication Critical patent/JPS5998380A/ja
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

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

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】 本発明は膜面垂直方向を磁化容易方向とする強磁性体薄
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。
磁気バブル素子の開発は高密度化を1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
形成するためのフォl−IJソゲラフイー技術にあると
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
どこ才で小さくできるかが問題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
な最小バブル径は0.3μm といわれている。したが
って、0.3μm 下取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。
本発明は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、磁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、膜面に
垂直な方向を磁化容易方向とする強磁性体膜(フェリ磁
性体膜を含む)に存在するストライプドメインの周辺の
ブロッホ磁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、才ず、発生器1で書込味れた情
報(バブルの有無)は書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
情報を情報蓄積部のマイナーループへVBLO形でトラ
ンスファーできるように、マイナーループをVBL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、記憶容量の飛蹟的向上の重要なカギにな
っている。書込みライントランスファーゲート4により
、マイナーループにトランスファーされた情報(VBL
 )はマイナーループ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VBL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し、マイナーループ上での情報単
位としてバブルドメインの代りにVBLを用いることに
より、従来のバブ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。
この素子の構成例と動作をさらに詳しく説明する。
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−からなる書込み
トランスファーゲートはメジャーライン上のバブルとマ
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
和瓦作用を用いている。メジャーライン上)こバブルド
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、マイナーループのストライプドメイン磁
壁にVBLを畜込む。VBL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をそれ
に接するコンタクタ−パターンにパルス電流を与えるこ
とにより、タイナミックに移動させ、ヘッド部磁壁をダ
イナミックコンバージョンさせることをオリ用している
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、1′6報を安定
化できるようにストライプ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ことにより
、ストライプドメイン中に2つの同じ性質のVBLを作
る。同じ性質のVBLは互いに近づいても安定に存在す
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スファーしたことになる。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。マイナーループ内のビ
ット周期つまり、VBL間隔を一定に保つように、1ビ
ツトずつ逐次転送できるように転送パターンをつける。
−例として、上記マイナーループ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S。の2倍の周期で、幅S。のパ
ーマロイ薄膜で作った平行細線パターンを形成し、平行
?famの両側に銹起される磁極とVBLとの相互作用
を利用している。VBLのマイナーループに沿っての転
送は一つの方法として、ストライブ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う。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ブドメイン磁
壁にVBL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
ケータ−の働きも兼備えている。動作原理を説明する。
VBL対で形成される1ビツトの片割れを例えば、面内
磁界を加えてストライブドメインヘッドに固定する。そ
の後コンダクタ−パターンを用いて、このストライプド
メインヘッドを切りとり、バブルにする。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が構成される。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。
マイナーループのストライプドメインヘッドから切りト
ラ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利用している。ス
(・ライブドメインヘッドにVIJLがない場合は切れ
にくい。したかって、ストライプドメインヘッドにVB
Lがある場合はメジャーラインにバブルを送り込めるが
、VBLがない場合はバブルはない。つまり、マイナー
ループ上のVBLの有無(1、O)は読出しメジャーラ
インーヒ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プのストラ
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プ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
に用いた平行コンダクタ−を使ってストライプドメイン
ヘッドドを切りとる。バブルドメインを切りとったあと
のストライプドメインヘッドには、消去したいVBL対
と共にもってきたVi3L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貧は予め、バ
イアス磁界を上げて全部のストライプドメインを一旦消
去したあと、S二1バブルから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
ピット零の状態を作ることができる。
このような磁気記憶素子においては16報として書込味
れたストライブドメイン磁壁土のVBL を安定に保持
する手段が不可欠である。
本発明の目的はVBLを情報単位とする磁気記憶素子に
適した清廉に置安定化手段を提供することにある。すな
わち本発明は情報の続出し、畜込み及び蓄積手段を有し
、膜面に垂直な方向を磁化容易方向とする強磁性体膜(
フェリ磁性体膜を含む)に存在するストライブドメイン
周辺のブロッホ磁壁の中に作った相隣る2つの垂直プロ
ッホラインからな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、垂直プロッホラ
インの安定化保持手段として歪を有する膜パターンを配
置しであることを特徴とする磁気記憶素子である。
以下、実施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
けるマイナーループ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、
周辺にブロッホ磁壁21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方向をとることが出来その境界に垂直プロッホライン
VBL 22 、23が存在する。
VBL 部の向きには上向きと下向きがあり、この対に
よって情報を表現する。
第3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、ジャイロトロピックな力を介してブロッホ磁壁中
を移動することが出来るが情報列を正確に保持するため
にはVBLの安定な位置を周期的にブロッホ磁壁にそっ
て用意しておく必要がある。
第4図は本発明によるVBLの安定化保持手段の基本構
造を示したもめであり、41はストライプドメイン、4
2は歪を有する膜パターンを示す。このような構造1こ
しておくとVBL43は、膜パターン42の端部に捕捉
される。この原理は第5図を用いて説明する。
第5図において、ストライプドメインを保有しうる強磁
性体膜51の上にスペーサー膜52を介して、歪を有す
る膜パターン53がつけられている。このような構造に
おいては膜パターン53の歪がたとえば8i0.などの
スペーサー膜を通して強磁性体膜に加えられ、強磁性体
膜に存在する逆磁歪効果によって局部的に磁気特性が変
化する。したがって磁壁エネルギーが局部的に変化し、
第5図(a)に示すように特に膜パターン53の端部で
磁壁が急激に変化する。磁壁エネルギーの変化の様子は
スペーサー膜52の有無、厚さ、膜パターンの厚さ、歪
量、歪の符号、パターン形状により違いはあるが膜パタ
ーンの端部付近で磁壁エネルギーの変化が急峻になるこ
とは共通である。膜パターンの材質はAu tAl、 
、 Cu等の金属膜あるいはAi、2o8.5in2等
のeRMのいずれをも用いることが出来る。このような
膜はスパッター法などの膜形成方法により歪を有する状
態で形成することができる。膜の歪と磁壁エネルギーの
変化の関係に関する理論は例えば1974年に発行され
たジャーナル オブ アプライド フィジックス誌(J
ournal of AppliedPhysics 
)の第45巻、第9号、 4076頁から4083頁に
開示されている。第5図に示すような磁壁エネルギーの
変化があると、第3図かられかるようにVBLは磁壁の
一釉であるから、磁壁エネルギーが極小になるような位
置で安定になりやすく、したがって、VBLは歪を有す
る膜パターンの端部付近に捕捉されやすくなる。歪膜パ
ターンによる歪効果の大きさを膜厚、スペーサーにより
調整することにより、VBLのパルスバイアス磁界によ
る移動とVBLの位置安定化条件を最適化することが出
来る。
第6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
ループとしてのストライプドメイン61上にその長手方
向にほぼ直角方向に歪を有する膜パターン62か多数つ
けられている。膜パターンは必ずしも1つの周期で構成
されている必要はな(部分的に狭くなったり、あるいは
広くなっていてもよい。又、膜パターンは必すしも、複
数のストライプドメインに交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。
【図面の簡単な説明】
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
ップ全体構成図、第2図は垂直プロツボラインを用いた
磁気記憶素子のストライプドメイン境界の磁壁からなる
情報蓄積部を示した図、第3図は垂直プロッホライン対
のさらに詳細な構成図、第4図は本発明による垂直プロ
ツボラインの安定化保持手段の基本構造図、第5図は本
発明の動作原理を示す図、第6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、2,6]はマイナー
ループ、3はバブル、4は書込みライントランスファゲ
ート、5は読出しトランスファゲート、21 、41は
ストライプ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、24はブロッホ磁壁中
の磁化方向、42 、53 、62は歪を有する膜パタ
ーン、51は強磁性体膜、52はスペーサー膜をそれぞ
れ示している。 オ 3 図 す l−/−ロ 75 図 1′  ら 記

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 情報の読出し、書込み及び蓄積手段を有し、膜面に垂直
    な方向を磁化容易方向とする強磁性体膜(フェリ磁性体
    膜を含む)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瞬る2つの垂直プロッホラインか
    らな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、垂直プロッホラインの安定化
    保持手段として歪を有する膜パターンを配置しであるこ
    きを特徴とする磁気記憶素子。
JP57207013A 1982-11-26 1982-11-26 磁気記憶素子 Pending JPS5998380A (ja)

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JP57207013A JPS5998380A (ja) 1982-11-26 1982-11-26 磁気記憶素子

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JP57207013A JPS5998380A (ja) 1982-11-26 1982-11-26 磁気記憶素子

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JPS5998380A true JPS5998380A (ja) 1984-06-06

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ID=16532744

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JP57207013A Pending JPS5998380A (ja) 1982-11-26 1982-11-26 磁気記憶素子

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