JPS60121586A - 磁気バブルメモリ素子 - 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】

〔発明の利用分野〕 本発明は磁気バブル誠モリ素子に関する。 〔発明の背景〕 一般に、磁気バブルメモリ素子は第１図に示し。 たようか構造を有している。すなわち、磁気バブルを保
持する磁性１１１ｉｌ上に、第１の絶縁膜２．導電体パ
ターン３．第２の絶縁膜４．バブル転送や検出＆Ｓ用い
る軟磁性体パターン５および保ｉ！！！（図示せず）な
どが順次積層して被着されている、このような従来の磁
気バブルメモリ素子においては、上記軟磁性体パターン
５の一部が」１記導電体パターン３と重なる場所におい
て、第１図に示すように段差が生じ、バブル動作特性が
低下する、という欠点がある。すなわち、軟磁性体パタ
ーン５に、第１図に示すような急激な段差が生じると、
この段差によって不都合な磁極が発生し・、転送マージ
ンが大幅１；低下してしまう。このような段差による障
害は、バブル径が小さくなるほど顕著になるので、高密
度磁気バブルメモリ素子を形成するためには、軟磁性体
パターンの段差をなりシ、平坦化することが、ぜひ必要
である。ごとに最近は微細なパターンを形成するために
、導電体パターンはイオンミリングによって形成さＡ１
．この場合の導電体パターンの側面の傾きは、はぼ８０
°にも達するので、上記段差は、ますます大きくなって
し、すう。 このような問題を解決するために、従来（１）５ｃ）Ｇ
（スピンオン・グラス、米国エマルジトン社の商品名）
を塗布する方法、（２）光照射による架橋反応を利用し
、て感応性材料を塗布する方法等が提案されている。し
かしながら、（１）の方法では、転送パターン作成時に
目合せ精度が悪くなることと、無機物であるため加水分
解反応により形成膜内に欠陥が生じるなどの問題がある
。（２）の方法では、光照射による硬化膜形成であるの
で、露光、現像の処理が必要である他に、感応性材料が
絶縁ｎｕ密着しやすくするためには塗布直後にプリベイ
））する必要があり、さらに、硬化膜形成後の軟磁性体
パターン形成に伴なう高熱によって硬化膜が変形を生じ
ないために現像処理後にポストベイクを行なう必要があ
る等、複数な処理工程が必要になり　多くの工程の間に
精度を悪くするおそれがある、 〔本発明の目的〕 本発明の目的は、従来の磁気バブルメモリ素子の有する
上記問題を解決し、筒嚇な処理によって硬磁性体パター
ンの段差を減少し・、転送マージンの大きな、精度の高
い磁気バブルメモリ素子を提供することである。 〔本発明の概要〕 本発明は、十記目的を達成するために、熱によって架橋
反応を生じる所定の膜厚を有する耐熱性高分子樹脂の熱
硬化膜（以下、単に樹脂膜と記す）を少なくとも上記第
２の絶縁膜として使用し、がつ、電流供給用リード線の
ボンディング部の倉ドには前記第２の絶縁膜が存在しな
い構成とした磁気バブル、メ干り素子に特徴がある。 〔発明の実施例〕 以［；１本発明の詳細な説明する。 第２図は本発明の一実施例を説明するための図であり、
ガーネットｗＡｌ上に被着された第１絶縁膜とし、て厚
さ２００　ｎｒｎのＳ１０？ｌＩ！４７、および導電体
パターン８と軟磁性体パターン１０の間番−介在する第
２の絶縁１１ｇ９として、厚す３１）　Ｏｎ＋ｎノポリ
イミド系樹脂、ここではポリイミド−イソインドロキナ
ゾリンディオン（ＰｏＩｙｉｍＭρ−ｉ　ｑｎ　ｉ　ｎ
ｄｒｎｑ旧ｎｑＺｎ　ｌ　ｉｎｄ　ｊｏｎ、以下、Ｐｌ
ｌと記す）の熱硬化膜を、それぞれ使用した磁気バブル
メモ１１装置の一部所面端造が示されている。（なお、
実際の磁気バブルメモリ装置においては、上記ガーネッ
ト膜１が被着されている基板、ハードバブル抑制膜およ
び保護膜などをそなえているが、これらは本発明とは直
接関係ないので１図面を簡略にし、て理解を容易にする
ため、いずれも図示を省略し・た。） 上記ｐＨ膜９は、導電体パターン８を形成し・た後、所
定貝の１）１１を溶媒（たとえば、Ｎメチル２ピロリド
・）とＮ、Ｎジメチルアセトアミドの１：１混合液など
）に溶解した液を回転塗布法など番ニよって塗布

【、た
後、熱処理を行なって硬化するごとによって、形成され
る。 得られる１）１１膜９の膜厚は））　ｌ　１濃度と回転
卓４０−おける回転数じよって、所望のＷｉさとするこ
とができ、たとえばｔＩｌ１度８重景％２回転数３　、
５　Ｑ　Ｑ　ｒｐｒｎとす狛ば、熱処理後における厚さ
が３００１目＋１のＰｌｌ膜は硬化し、磁気バブル“ス
モｊｌ素子の絶縁膜として、十分な特性を有する熱硬化
膜が得られる。 導電体パターン８の厚さはほぼ３５０ｎｍであるため、
第２の絶縁膜として膜厚が上記Ｐｌｌ膜と同じ３００ｎ
ｍのＳ　ｉ　（７１を膜を被着すると、第１図に示した
ような急激な段差が生じ、転送マージンが著るしく低−
ドし、てし、まっ。 しかし２．第２の絶縁膜としてＰｌｌを用いると、ｐＨ
は液体であるため、ｐｒＩｒｖＡ表面の凹凸を減少させ
て平坦になろうとする性質がある。したかっｆｐｚを回
転塗布法によって塗布し・たり、あるいは他の方法によ
って塗布した後、所定時間静置すわば、第２図に示Ｌ５
たように、導電体パターン８に起因するｐＨ膜９膜面表
面ける段差は大幅に減少し、て平坦になり、その結果軟
磁性体パターン１０の段差も、第１図に示した場合にく
らべて著るし、く減少する。 本発明番コおいて、」１記Ｐ　Ｉ　Ｉ膜９の膜厚は極め
て重要であるｅＩ）ＩＴ膜９の厚さが薄すぎると、段差
を減少させる効果が不十分になり、極端な場合は、導電
体パターン８と軟磁性体パターン＋　（１山間の絶縁が
不良になってし、すう。一方、過度に厚くなると、バブ
ルを保持するガーネット膜と軟磁性体パターシ間の距離
が大きくなって、バブルの検出に種々の不都合が生じる
ので、Ｉ）　ｌ　ｌ膜９の膜厚は、所定範囲内にあるこ
とが必要である。 第３図に示すように第１の絶縁膜７および導電体パター
ン８上に膜厚１１のＰ　ｌ　’Ｉ熱硬化［９を形成し・
た場合、段差部における傾斜角をＯとする。 傾斜角Ｏが小さいほど段差が小さく、磁気バブルス千り
素子とし６て好まし７い、ことは勿論であるが。 第４図に示すように、傾斜角ａはｐＨ膜の膜厚１１が大
きくなるにしたがって小さくなる。 しかも、第５図に示し、たように、傾斜角Ｏが大きくな
るとバイアス磁界のマージンは著るしく小さくなってし
、！５．７ごで５バイアス磁界のマージ゛）とは、パブ
ルメ干り素子を正常に動作し得る外部磁界の範囲をいう
５磁気バブルメモリ素子においては、外部磁界は永久磁
石によって印加されるが　温度変動による磁界の変動な
どの理由から、バイアス磁界のマージンは実用上１０％
以上であることが必要である。 バイアス磁界のマージンが１０％以上になるのは第５図
から明らかなように傾斜角０が４０°以下の場合であり
、このような条件は、ｐＨＨＢＯ２厚りがｌＱＯ＋ｏｎ
以上のときのみであることは、第４図から明らかである
。 Ｌ、かも、Ｐ１１膜９の膜厚１１がＩ（ｌｏｎｍ以下に
なると、導電体パターンと軟磁性体パターンの間の絶縁
が不良になるので、この理由からも。 ＰＩＩ［９の膜厚りはＩｔ）Ｏｎｍ以上であることが必
要である。 一方、磁気バブルの存在を検出する検出器は、１】１１
１１Ａ９の上に配置されるので、磁気バブルを保持する
ガーネット膜と検出器の距離が過大になると検出器の出
力が著るしく低下してしまう。そのため、上記ガーネッ
ト膜と検出器の距離はある一定値以下であることが必要
であり、このため、第１の絶縁膜７と第２の絶縁膜９の
膜厚の和は実用上、１４　（１０ｎｍ以下でなけれけば
ならない。 また、第１の絶縁膜７は、バブルを保持するガーネット
膜の応力を緩和するためには、ある程度厚い膜厚を有す
ることが必要であるが、あまり膜厚が厚すぎるとバブル
を発生するに要する電流が著るしく増加してしまう。こ
のため、第１の絶縁膜）膜厚ハＩ　ＯＯ〜４００ｎｍの
範囲内になければならず、この膜厚範囲は、第１の絶縁
膜の材質がＳｉｎ、であっても耐熱性樹脂であっても同
じである、 し・たがって、Ｌ記ｐＨｌｌ＠９の膜厚は最小１００旧
ｒ＋、？！大１　、　ＯＯｌ）〜１，３００ｎｍである
。 第６図は本発明の他の実施例を示す。本実施例し；おい
ては磁気バブルを保持し得るガーネット膜１１上に被着
さ１また第１の絶縁膜（Ｓｉｎ、膜）１２の」１記が、
導電体パターン１３の上面と一致するので、完全なプレ
ーナ構造となり、その上に第２の絶縁膜日月］膜）１４
を被着すれば、軟磁性体パターン１５には段差が全く生
じない。 上記第１の絶縁膜１２は、まず導電体パターン＋３の上
面の厚さまで５ｊｏ２を化学蒸着法などによって堆積し
てから、導電体パターン１３を形成し１、つぎにＳｉｎ
、１１ｇを全面に被着した後、」１記導電体パターン１
３上の５ｉｎ２を、リフトオフ番；よって除去して形成
する。しかし、リフトオフを行なうと、導電体パターン
１３の側面と８１０？膜１２の間に空隙が生じることは
避けられない。第２の絶縁膜１４としてＳ　＋、　０２
を使用すると、この空隙を完全に充填することは不ｉｉ
ｆ能であるが、ＰＴＩを用いれば、塗布の過程において
空隙は完全に充填されるので、完全なプレーナ構造を形
成するために極めて好ましい。 つぎに１本発明におけるポンディングパッドの形成につ
いて説明する。本発明によれば、上記のように１段差が
小さく、動作マージンの大きい磁気バブルメモリ素子が
得られるが、樹脂と８１０□膜はやや接着性が劣るので
、樹脂との界面からポンディングパッドが剥離する恐が
ある。 ボンディングされるリード線は、磁気バブル発生のため
に導電体パターンへ電流供給したり、磁気バブル検出の
ために検出器のパーマロイに電流供給したり、ゲート駆
動用の電流供給するためにそわぞれ所定の導体パターン
、パーマロイあるいは新たに設けられたＡＱなどのパッ
ド部分にボンディングされる。樹脂と５ｊＯ２ＷＡの接
着性の悪さによって樹脂の界面から導電体パターン、パ
ーマロイまたはポンディングパッドが剥離するのを防止
するためには、リード線のボンディング部の直ドに樹脂
膜が存在しない構造とすることが必要である。第７図ａ
−ｅはそのような構造を形成する工程を示し、たちので
ある。 まず、第７図Ｒ１；示すように、磁気バブルを保持し、
得るガーネット膜ｌ上に５ｉ（Ｔｌ　、ｐＩＡ２２．Ａ
　Ｃ＋。 −Ｃｏからなる導電路２３．１）ＩＩ膜２４．パーマロ
イ膜２５．ホトレジストパターン２６を順次被着する。 上記ホトレジストパターン２６をマスクとして、第７図
））に示すようにパーマロイＩＩ＠２５をエッチする。 パーマロイ膜２５をマスクにして、ＰｒＩ膜２膜製４ッ
チし、第７図Ｃに示すように、導電路２３およびＲ１０
２１ＩＫ２２（７）一部をｎｍさせる。 第７図ｄに示すヨウニ、５ＬＯ２ｒｙＡ２６を全面に被
着した後、パーマロイ膜２５に達する孔２７をあけ、さ
らに周知のホトエツチングによってポンディングパッド
２８を形成すれば第７図ｅに示した構造が得られる。リ
ード線３０は、第７図ｅに示ように、ポンディングパッ
ド２８の上でボンディングされる。このボンディング部
の直下にはＰＨＩ膜２４は存在せず、しがも、パーマロ
イ膜２６の段差はＰＩＴ膜２４によって著しく小さくさ
れているため、極めて信頼性の高い素子が得られる。 なおボンディング部の下に樹＃ｉ膜が存在し、ないよう
にするためには第１の絶縁膜２２上にｐＨ膜２４を形成
した後、通常のホトエツチングによりＰ１１膜２４のボ
ンデインク部分、検出器部分およびマスク合わせ用マー
カ部分を除去してもよい・このようにすれば、検出器部
分が除去さＡするので、検出器と磁性ガーネット膜の距
離が小さくなり、検出出力が増大するという利点がある
。また、Ｐｆｌ膜のマスク合わせ用マーカ部分を除去す
ることにより軟磁性体膜に対するホトエツチング時のマ
スク合わせ精度が向上する。すなわち導電体パターンに
よりマスク合わせを行なう際に１ンＩ′１ｌｖＩＡが存
在すると、パターンエツジが不明瞭どなり、マスク合わ
せの精度が低下するという問題があるが、」１記方法に
よ、１１．ばこのような欠点を防止することができる。 上記説明は９便宜上、熱による硬化を生じる耐熱性高分
子樹脂としてＰａｌを用いた場合について行なったが１
本発明において使用し得る材料が−ｐＨに限定されるも
のでなく、他の耐熱性高分子樹脂を用いてもｌ）　Ｔ　
Ｉと同様の効果を奏することができる。 すなわち、磁気バブルメモリ素子（ま作成工程中の温度
が１５０〜２００℃に達するので１本発明し一使用する
樹脂は上記温度に耐え得ることが必要であ１１，２００
℃の温度で長時間安定な樹脂を、本明細外においては耐
熱性高分子樹脂と記した。 段差を減少させるには樹脂の粘度が２０００ｆ’　１１
　ＩＩ以下であることが望ましく、また、硬化時におけ
る割れなどの変形がないことが望まし、＜。 また、形成さ第１た膜の絶縁耐圧はＩ　Ｏ’　Ｖ　／　
ｃｍ以上であることが必要である。 上記条件を満足して１本発明に使用できる耐熱性高分子
樹脂は多くのものがあるが、たとえば上記１）１１など
ポリイミド系樹脂以外にも、例えばエポキシ系樹脂、フ
ェノール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリアミド
・イミド系樹脂、ポリボンライミダゾール系樹脂などを
用いることができ、これらの樹脂を二つ以上組合せて用
いてもよい。 〔発明の効果〕 本発明によれば、導電体パターンと軟磁性体との間に耐
熱性高分子樹脂の熱硬化膜を絶縁膜として用いるととも
に、電流供給用り−１−線のボンティング部の直ドに０
８　Ｈａ絶縁１模を存在さぜない構成としたので、軟磁
性体を平坦な面上に形成することができることにより転
送マージンが大きいとともに、リード線をボンディング
されたポンチインクパッド、軟磁性体あるいは導電体パ
ターンが、容易に樹脂から！’Ｉ　離されないという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の磁気バブルメモリ素子の要部の構造を説
明するための一部断面図、第２図および第１１図は本発
明の異なる実施例を示す一部断面図、第３図および第４
図は１）１１膜の膜厚と傾斜角の関係を示す図、第５図
は傾斜角とバイアス磁界マージンの関係を示す図、第７
図は本発明においてポンディングパッドを形成するため
の工程図である、。 トガーネッ１−膜、７．．７．＋　２．２２・・第１の
絶縁い、４．！ＬＩ４．２／Ｉ・第２の絶縁膜。 ′λ、８．１３．２３・−・導電体パターン、５．Ｉｆ
）。 １５．２５・軟磁性体パターン、２８・ポンディ゛ノη
゛パッド、３【）　・リード線。 第　７　図 ＠　２　図 躬　ＪＴ２Ｉ ８４　図 ｐｒＯＡｌ）Ｉ−に包→ 第　玄関 霧 イ頃づトナ角　θＣオ」） ￥　ｌ　図 第１頁の続き ［相］発　明　者　山　１）　宏　治　国分寺市東恋ケ
窪央研究所内 ０発　明　者　杉　１）　恒　国分寺市東恋ケ窪央研究
所内 ［相］発明者　金子　克弘　国峙」稔ケ窪央研究所内 ０発明者　小礒　良嗣　国１ｍケ窪 央研究所内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　非磁性基板上に積層し・て被着された磁気バブルを
   保持し得る磁性膜、第１の絶縁膜、導電体パターン、第
   ２の絶ＲＷＡおよび軟磁性体パターンを少なくとも備え
   た磁気バブルメモリ素子において、前記第２の絶縁膜は
   耐熱性高分子樹脂の熱を 第２の絶縁膜が存春し・ないことを特徴とする磁気バブ
   ルメ干り素子。