JPS60140587A - イオン打込み方式磁気バブル素子用ガ−ネツト膜 - 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、高密度イオン打込み方式磁気バブルメモリ電
子において、磁気バブルを保持する膜として好適なバブ
ル直径が０．４μｍ以下のイオン打込み方式磁気バブル
素子用ガーネット膜に関する。

〔発明の背景〕

バブル直径が０．４μｍ以下のバブル材料としては、（
ＳｍＬｕ　１１　Ｐｅａ　０＋１　（第６回日本応用磁
気学会学術講演概要集ｐ、１６３．１９８２）、（Ｂ＋
ＳｍＬｕ）ｓ　’（ＦｅＳｃ　）Ｉ　Ｏｌｔ　（昭和５
８年度電子通信学会総合全国大令講演論文集ｐ、ｔ−２
３６）などが知られている。これらのガーネット膜にお
いてバブル直径を０．４μｍ以下にするためには膜厚を
０．４μｍ以下と極めて薄くする必要がある。一方、イ
オン打込み方式磁気バブル素子では、イオン打込みによ
ってバブルの駆動に必要な磁化が膜面に平行な方向を向
いている面内磁化層を形成する必要があるが、良好なバ
ブルの転送特性を得るためには面内磁化層の厚さをバブ
ル層の０．２〜０．５倍程度とする必要比を適当な値に
するために、イオン打込みによって形成される面内磁化
層の厚みを見込んであらかじめ磁性ガーネット膜は厚め
に作製されている。

しかし、このように厚めに作製されたガーネット膜にイ
オン打込みによって面内磁化層を形成した場合、面内磁
化層の下のバブル層のバブル直径は、一般にバブル層が
単独で存在する場合に比べて大きくなる。これは面内磁
化層のＫｅｅｐｅｒ効果として知られている現象であり
、磁性ガーネット膜を厚めに作製する代わりに、バブル
層の上に、別の磁性ガーネット膜を作製して、イオン打
込みによってこの上層の磁性ガーネットＩｌ１面内磁化
層とした場合にも同様の現象が見られる。このようなバ
ブル直径の増加は磁気バブル素子の高密度化にとって不
利である。バブル直径を小さくするためには、バブル層
を薄くすれば良いが、これに伴って面内磁化層も薄くし
なければならない。しかし、ガーネットにイオンを打込
んだ場合ガーネット中のイオンは深さ方向に尾を引くよ
うに分布することが知られている。高密度イオン打込み
方式磁気バブル素子において良好な特性をもつ面内磁化
層が形成できる水素イオンの場合、その分布の半値幅は
０．１μｍ程度であり、０．２μｍ以下の良好な特性を
もつ面内磁化層を形成することは困難である。従ってζ
バブル層の厚さを０．４μｍ以下とするとバブル層と面
内磁化層の厚さの比が０．５以上となり、良好な転送特
性が得られる範囲をはずれてしまう。このように、バブ
ル直径が０．４μｍ以下のイオン打込み方式磁気バブル
素子用ガーネット膜ではＫｅｅｐｅｒ効果によるバブル
直径の増加が、素子を筒密度化する上で大きな障害とな
る。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来の問題を解決し、直径０．４
μｍ以下のバブルを保磁でき、かつ面内磁化層の厚さが
バブル層の厚さの０．２〜０．５倍程度である高密度イ
オン打込み方式磁気バブル素子用ガーネット膜を提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記目的を達成するため、バブル層と面内磁
化層の間、あるいはバブル層の下にバブル層よりも特性
長が小さく、かつ、磁化が膜面に垂直な方向を向いてい
る垂直磁化層（第２のバブへ層）を設けるものである。

バブル層はもともと垂直磁化層であり、上記のような垂
直磁化層を設けると２つの垂直磁化層が接することにな
る。このように２つの垂直磁化層が接すると２つの層の
磁区は同一な形状となるようになり、あたかもこの２つ
の層が新しい１つのバブル層と見なせるように々る。従
って、バブル層の厚さが実効的に厚くなったことになる
。また、新たに設ける垂直磁化層（第２のバブル層）の
特性長かもとのバブル層（第１のバブル層）の特性長よ
りも小さければ、新しいバブル層の特性長けもとのバブ
ル層よりも実効的に小さくなり、もとのバブル層ヲ単に
厚くした場合よりもバブル直径を小さくすることができ
る。

第１のバブル層、第２のバブル層および面内磁化層の３
つの層を形成するために、磁性ガーネット膜を３層構造
とすることは、バブル素子作製の４広ハＴ撓小横桶詰ｔ
キふ／ψ田品プも１゜　）ンゆ本発明では、第１図に示
すように、磁性ガーネット膜は挑１層１．と第２層２．
の２層構成とし、第２層の上層部にイオン打込みによっ
て面内磁化層３゜を形成した。本発明の目的を達成する
ためには、第１層を第１のバブル層とし、第１層と面内
磁化層の中間層を第２のバブル層としても良いし、また
その逆にしても良い。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例により詳細に峻明する。

表１に非磁性ガーネット単結晶基板上に作製した第１層
および第２層のガーネット膜の組成および基板材料を示
す。基板の面方位はすべて＜２１１）であり、ガーネッ
ト膜は通常の液相エピタキシャル法により作製した。こ
れらの試料にＨ！＋を２５ｋｖの加速電圧でｌ　Ｘ　Ｉ
　Ｑ”　ｉｎｎ／ｃｎ？と６０　ｋＶノ加速電圧で４　
Ｘ　１０　”　ｉ　ｏ　ｎ、／ｃｍ”の２重打込みを行
なって面内磁化層を形成して、イオン打込み方式磁気バ
ブル素子用ガーネット膜を作製した。表２にこれらのガ
ーネット膜の特性を示す。これらのガーネット膜の上層
部に形成された面内磁化層の厚さはいずれも０゜２μｍ
である。また、面内磁化層の厚さと、第１のバブル層と
第２のバブル層を１つのバブル層と見なしたときの実効
的なバブル層の厚さの比は０．４〜０．５であり、良好
な特性が得られる範囲にある。試料１と７は比較のため
に示した単層構造のイオン打込み方式磁気バブル素子用
ガーネット膜であり、この２つの試料を除く他の試料で
は、いずれも面内磁化層の厚さが第２層の厚さよりも小
さくなっている。

試料２の第１層は、試料１の磁性ガーネット膜と同じ組
成をもっており、その厚さは０．２μｍである。この試
料ではさらにその上に、この第１層よりも特性長の小さ
な第２層を０．４μｍ形成して、磁性ガーネット膜の全
体の厚さを試料１と同じにしである。試料２の実効的な
バブル層のストリップ磁区幅（この値はバブル直径にほ
ぼ等しいことが知られている）は試料１に比べて小さく
、０．４μｍ以下となっており本発明の効果が見られる
。試料３は、第１層と第２層の組成を逆にしたものであ
るが、この場合にも同様の効果が見られる。試料４と試
料５け、第１層と第２層に含まれる元累を同じにした場
合であるが、この場合にも同様な効果によりストリップ
磁区幅を０．４μｍ以下にすることができた。試料６で
はストリップ磁区幅が０．４６μｍと０．４μｍ以上と
なっている。これは第１層の胞オロ磁束密度が試料２〜
５に比べて小さいためである。しかし、この試料の第１
層と同じ組成をもつ単層構成の試料７と比較するとス）
　ＩＪツブ磁区幅の減少が見られ、試料７に比べてバブ
ル素子を高密度化できる効果がある。

試料２〜５のガーネット膜を用いて、１５μｍ周期のコ
ンテイギユアスディスク型転送路を形成し転送実験を行
なった結果、回転磁界６００ｅにおいていずれも１０％
以上のバイアス磁界マージンが得られた。

〔発明の効果〕

本発明によれば、バブル直径を０．４μｍ以下とし、か
つ面内磁化層の厚さとバブル層の厚さの比を０．２〜０
．５にできるので、バブル転送において１０チ以上のバ
イアス磁界マージンが得られるビット周期１，５μｍの
高密度イオン打込゛み方式磁気バブル素子用ガーネット
膜を作製することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるイオン打込み方式磁気バブル素
子用ガーネット膜の断面図である。 １・・・第１層磁性ガーネット膜、２・・・第２層磁性
ガーネット膜、３・・・イオン打込みによって形成され
ｖ−Ｊ　ｌ　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、非磁性ガーネット単結晶基板上に形成された第１１
   ＠とさらにその上の第２層からなる２層構成のバブル層
   を有し、その上層部に部分的にイオン打込みによって形
   成された面内磁化層を有し、前記第１層と第２１のバブ
   ル層はイオンが打ち込まれていない部分の特性長が異な
   っている垂直磁化層であり、かつ、前記面内磁化層の厚
   さは前記第２層のバブル層の厚さよりも小さいことを特
   徴とするイオン打込み方式磁気バブル素子用ガーネット
   膜。 ２、前記第１層と第２層のバブル層のイオンが打ち込ま
   れていない部分の飽和磁束密度がともに１７００Ｇ以上
   であることを特徴とする特許請求の範曲第１項記載のイ
   オン打込み方式磁気バブル素子用ガーネット膜。