JPS60187992A - Magnetic bubble device - Google Patents

Magnetic bubble device

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JPS60187992A
JPS60187992A JP59042030A JP4203084A JPS60187992A JP S60187992 A JPS60187992 A JP S60187992A JP 59042030 A JP59042030 A JP 59042030A JP 4203084 A JP4203084 A JP 4203084A JP S60187992 A JPS60187992 A JP S60187992A
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JP
Japan
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ion
transfer path
transfer
connection part
implanted
Prior art date
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Pending
Application number
JP59042030A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Ikeda
池田 整
Hiroshi Umezaki
梅崎 宏
Makoto Suzuki
良 鈴木
Naoki Koyama
直樹 小山
Toshihiro Sato
敏浩 佐藤
Ken Sugita
杉田 愃
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60187992A publication Critical patent/JPS60187992A/en
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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

PURPOSE:To extend an overall transfer margin by removing continuously an ion- implanted layer of an ion-implanted transfer path near the connection part to another transfer path. CONSTITUTION:A tapering photoresist having a prescribed taper angle is used as a mask to subject an ion-implanted layer 8 of the ion-implanted transfer path to ion milling near the connection part to a Permalloy 12 of a Permalloy transfer path. In this case, the photoresist is not flowed in a thermoelectric current on a flat wafer, and the ion-implanted layer 8 near the connection part is removed continuously, and a smooth tapering ion milling part 13 is formed. The potential barrier on boundaries of ion implantation in the connection part is reduced to extend the transfer margin. Further, when the thickness of a magnetic garnet 6 in a part other than the layer 8 is reduced to equalize the thickness of the layer 6, heights of magnetic bubbles 4 are equalized, and a common range of operating bias magnetic fields of the ion-implanted transfer path and the Permalloy transfer path is extended. Thus, the overall transfer margin is extended.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、二種類以上のバブル転送手段を有する複合型
磁気バブル素子に係り、特にイオン打込み転送路とパー
マロイ転送路のように、バブルの動作バイアス磁界が互
いに異なるような場合に好適な素子の構造に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a composite magnetic bubble element having two or more types of bubble transfer means, particularly an ion implantation transfer path and a permalloy transfer path. The present invention relates to an element structure suitable for a case where bias magnetic fields are different from each other.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

複合型磁気バブルメモリが実用に供しつるためには (
1)異種転送路間の接続部でバブルが支障なく転送でき
ること、(2)異種転送路間においてバブルの動作する
バイアス磁界範囲の共通領域が十分に大きいことの二点
を満足しなくてはならない。
In order for composite magnetic bubble memory to be put into practical use (
Two points must be satisfied: 1) Bubbles can be transferred without any problem at the connection between different types of transfer paths, and (2) The common area of the bias magnetic field range in which bubbles operate is sufficiently large between different types of transfer paths. .

第1図(a) 、 (blはビット周期4μmの複合型
メモリの接続部の一例及び素子断面の模式図を示したも
のである。バブル4はイオン打込み転送路lからパーマ
ロイ転送路2へ転送する際、接続部3を通過する。この
とき、イオン打込み境界に生ずる障壁(ポテンシャルバ
リア)のため、バブルが消滅しやすいどいつ問題があっ
た。そこで第1図(b)に示すようなテーパイオン打込
みが考案され、転送特性は比較的良好になった。しかし
、現実的にはイオン打込みパターン用マスク(膜厚15
μmのポリイミド系樹脂)の−ヒからホトレジスト’k
かぶせ熱流動によって境界部にテーパをつける方法がと
られるため、(11十分滑らかなテーパをつけるために
加熱温度を上げると樹脂パターンに沿ってホトレジスト
の流れ込みが生じる。(2)流れ込みを防ぐため加熱温
度を下げるとテーパ角を十分小さくできないという問題
が生じ、転送特性の再現性に乏しいという欠点があった
FIG. 1(a), (bl shows an example of the connection part of a composite memory with a bit period of 4 μm and a schematic diagram of the element cross section. Bubble 4 is transferred from ion implantation transfer path 1 to permalloy transfer path 2. When the ion is implanted, it passes through the connection part 3.At this time, there is a problem in that the bubble tends to disappear due to the barrier (potential barrier) that occurs at the ion implantation boundary.Therefore, a taper as shown in Fig. 1(b) Ion implantation has been devised, and the transfer characteristics have become relatively good.However, in reality, the ion implantation pattern mask (film thickness 15
µm polyimide resin) photoresist'k
Since a method is used to taper the boundary by overlapping heat flow, (11) If the heating temperature is raised to create a sufficiently smooth taper, the photoresist will flow along the resin pattern. (2) To prevent the flow, the photoresist will be heated When the temperature is lowered, the problem arises that the taper angle cannot be made sufficiently small, and there is a drawback that the reproducibility of the transfer characteristics is poor.

また、従来の複合素子(ビット周期4μm)では、イオ
ン打込み条件を調整することによってバブルの動作バイ
アス磁IM、’!il−変え、パーマロイ転送路の磁界
範囲と共通にしていた。しかし、ビット周期3μm以下
の素子でより薄い磁性ガーネット(サブミクロン領域の
厚さ)を用いると、イオン打込み条件だけでは調整しき
れなくなり、両転送路総合の動作マージンが大幅に低減
するという欠点があった。
In addition, in the conventional composite element (bit period 4 μm), by adjusting the ion implantation conditions, the operation bias magnet IM of the bubble, '! il- was changed to make it common to the magnetic field range of the permalloy transfer path. However, if a thinner magnetic garnet (thickness in the submicron region) is used in an element with a bit period of 3 μm or less, the ion implantation conditions alone cannot be adjusted, and the overall operating margin of both transfer paths is significantly reduced. there were.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、複合型転送路において接続部における
バブルの転送特性を大幅に改良するための手段を提供す
ること、さらにはイオン打込み転送路と第二の転送路と
の動作バイアス磁界の共通範囲を増大し、総合転送マー
ジンを拡大する手段を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a means for significantly improving the bubble transfer characteristics at the connection part in a composite transfer path, and furthermore, to provide a means for significantly improving the bubble transfer characteristics at the connection part in a composite transfer path, and furthermore, to provide a means for significantly improving the bubble transfer characteristics at the connection part in a composite transfer path, and further, to provide a common operating bias magnetic field between the ion implantation transfer path and the second transfer path. The objective is to provide a means for increasing range and overall transfer margin.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

複合型磁気バブル素子の転送路間接続部において、イオ
ン打込み層上部のテーパ状レジストをマスクとしてイオ
ンミリングを施す方法により、(1)フラットウェーへ
上で熱流動を起させるため流れ込みを生じない、(2)
レジストよりもガーネットのミリング速度が小さいため
、レジストテーパよりもさらに滑らかなテーパをガーネ
ットに形成でき、その結果接続部の転送マージン金拡大
できた。さらに同一プロセスでパーマロイ領域の膜厚を
エツチングする方法により、任意の大きさのバイアス磁
界調整ができた。
At the connection between the transfer paths of a composite magnetic bubble element, by performing ion milling using the tapered resist above the ion implantation layer as a mask, (1) heat flow is caused above the flatway, so no flow is caused; (2)
Since the milling speed of garnet is lower than that of resist, it was possible to form a smoother taper in garnet than in resist, and as a result, the transfer margin of the connection area could be expanded. Furthermore, by etching the film thickness of the permalloy region in the same process, it was possible to adjust the bias magnetic field to any desired magnitude.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の詳細な説明する。 The present invention will be explained in detail below.

実施例1)第2図(alにおいて、イオン打込み層8を
図の13のように接続部においてテーパ状にイオンミリ
ングを施す。その結果、第1図(blと同様に接続部に
おけるバブルのポテンシャルバリアは低減し、転送特性
が改良された。ビット周期4μmの4Mb素子用ガーネ
ット材料を用いた素子では、本構造により、総合転送マ
ージンを10%以上に拡大することができた。また前回
(blと異なり、テーパレジストの流れ込み、テーパ角
のつけにくさの問題もなく、安定した素子プロセスで作
製可能な構造であることが判明した。
Example 1) In Fig. 2 (al), the ion implantation layer 8 is subjected to ion milling in a tapered shape at the connection part as shown in 13 in the figure. As a result, the potential of the bubble at the connection part as in Fig. 1 (bl) is The barrier was reduced and the transfer characteristics were improved.In a device using garnet material for a 4Mb device with a bit period of 4μm, this structure was able to expand the total transfer margin to more than 10%. Unlike the conventional method, it was found that the structure can be manufactured using a stable device process without problems such as the flow of the taper resist or difficulty in forming the taper angle.

実施例2)4μm周期素子では、実施例1の構造により
10%強の転送マージンが得られたが、この構造で3μ
m周期以下の高密度素子全作製して実験した結果、イオ
ン打込み転送路の動作磁界範囲とパーマロイ転送路のそ
れとは、第2図(blの15と16のように異なり、共
通動作範囲が大幅に低減(、HR=600eにて5%程
#)シてしまうことがわかった。そこで、実施例1)と
殆んど同一のプロセスで、このような動作バイアス磁界
のずれ全補正するため、パーマロイ領域にあたるガーネ
ット膜厚を所望量エツチングする構造を案出した。
Example 2) In a 4 μm periodic element, a transfer margin of over 10% was obtained with the structure of Example 1, but with this structure, a transfer margin of 3 μm was obtained.
As a result of experiments conducted by fabricating all high-density devices with a period of m or less, the operating magnetic field range of the ion implantation transfer path and that of the permalloy transfer path differ as shown in Figure 2 (15 and 16 in BL), and the common operating range is significantly different. It was found that the deviation of the operating bias magnetic field was completely corrected using almost the same process as in Example 1). We devised a structure in which the desired amount of garnet film thickness in the permalloy region is etched.

本構造の形成方法の例を第3図にしたがって説明する。An example of a method for forming this structure will be explained with reference to FIG.

まず、第3図(alに示すように、非磁性ガーネット基
板5の一ヒに磁気バブルが存在する磁性ガーネット6を
通常の液相エピタキシャル成長法によって形成した後、
イオン打込み転送路を形成するためのマスクパターン]
7を通常のホトエツチング形成し、H2+などのイオン
18(i7打込む。
First, as shown in FIG. 3 (al), a magnetic garnet 6 in which magnetic bubbles are present is formed on one part of the non-magnetic garnet substrate 5 by a normal liquid phase epitaxial growth method.
Mask pattern for forming ion implantation transfer path]
7 is formed by normal photoetching, and ions 18 (i7) such as H2+ are implanted.

ここでは、マスクパターンには膜厚1.5μmのポリイ
ミド樹脂を用い、H2+は加速電圧60 kVで4XI
0 1/am打込んだ。ついで、この樹脂をプラズマ・
アッシャで除去し、ホトレジストAZ−1350Jを図
の(blの19のよう(Cテーパ状に形成する。このレ
ジストのテーパは、通常の方法でホトエツチングした後
、160°0にて熱流動を起す方法によって形成したも
のである。この実施例におけるテーパ角はおよそ30°
であった。ここで、レジストのテーパ下面がイオン打込
み領域にあることが重要である。つぎに、この状態のま
ま、イオンミリング20i行ない、磁性ガーネット6の
平坦部分850Aをエツチングした。ミリング条件は、
Ar+ の加速電圧600V、電流密350 mA/c
m、ミリング時間6分である。この結果、イオン打込み
領域にはテーパ角21’緩やかな勾配13を形成するこ
とができた。これは、レジストのミリング速1隻(〜2
00人/m1n)がガーネットよりも3割程閾大きいた
めであり、膜厚を連続的に滑らかに変えるのに好都合で
あった。
Here, polyimide resin with a film thickness of 1.5 μm is used for the mask pattern, and H2+ is made of 4XI at an acceleration voltage of 60 kV.
0 1/am typed. Next, this resin is treated with plasma
It is removed with an asher, and the photoresist AZ-1350J is formed into a tapered shape as shown in 19 of the figure (bl). The taper angle in this example is approximately 30°.
Met. Here, it is important that the tapered lower surface of the resist is in the ion implantation region. Next, in this state, ion milling 20i was performed to etch the flat portion 850A of the magnetic garnet 6. The milling conditions are
Ar+ acceleration voltage 600V, current density 350 mA/c
m, milling time is 6 minutes. As a result, it was possible to form a taper angle 21' with a gentle slope 13 in the ion implantation region. This is equivalent to one resist milling speed (~2
This is because the threshold (00 people/m1n) is about 30% larger than that of garnet, and it is convenient for changing the film thickness continuously and smoothly.

つぎにレジストをプラズマ・アッシャで除去し、ウェー
ハ全面にハードバブル抑制のためのイオン打込み(25
KeV 、’ l X l 0I6H2”7cm2)を
施した。このイオン打込みにより、バブル4の高さはイ
オン打込み転送路下でも、パーマロイ転送路下でも大略
同程度とすることができる。この条件は、両転送路にお
ける接続部でバブルの転送が支障なく行なわれること、
また両転送路における動作バイアス磁界が同程度の大き
さとなることのために重要である。以下の工程(dl 
、 (e)は通常のバブル素子形成と同様である。すな
わち(d)では5iO29eO1】μm被着したのち、
400℃×1/2hのアニールでイオン打込み層を安定
化し、以下AuコンダクタlO,PIQ層11.パーマ
ロイ転送路12を形成する(その後の保護膜、ポンディ
ングパッド形成プロセスは省略)。ここで重要なことは
転送路接続部においてパーマロイパターy12がイオン
打込み層のテーパ部13の上層に重なり、バブルが支障
なく接続部を往復しうることである。
Next, the resist is removed using a plasma asher, and ion implantation (25
KeV,' l Bubble transfer is carried out without any problem at the connection part of both transfer paths,
This is also important because the operating bias magnetic fields in both transfer paths are of the same magnitude. The following process (dl
, (e) is similar to normal bubble element formation. That is, in (d), after depositing 5iO29eO1]μm,
The ion-implanted layer was stabilized by annealing at 400°C x 1/2 hour, and the following Au conductor lO, PIQ layer 11. A permalloy transfer path 12 is formed (the subsequent process of forming a protective film and a bonding pad is omitted). What is important here is that the permalloy pattern y12 overlaps the upper layer of the tapered part 13 of the ion-implanted layer at the transfer path connection part, so that the bubble can reciprocate through the connection part without any problem.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によって作製したピット同期3μm以下の高密度
複合素子において共通動作マージンlOチ強の良好な転
送特性が得られるようになった。
In the high-density composite device with pit synchronization of 3 μm or less produced according to the present invention, good transfer characteristics with a common operating margin of more than 10 times can be obtained.

上記の実施例の場合、回転磁界H,=600eにおいて
ビット同期2μmの素子の動作バイアス磁界H8は60
00eから6800e に至る8 00e(125%)
に及び、イオン打込み転送路、接続部、パーマロイ転送
路共通に動作した。同一試料でテーパミリングをしない
場合、パーマロイ転送路の動作範囲は6500e から
7200e に至るバイアス磁界範囲であり、共通動作
領域は6500e から6800e に至る45チにす
ぎながった。
In the case of the above example, the operating bias magnetic field H8 of the element with bit synchronization of 2 μm in the rotating magnetic field H, = 600e is 60
8 00e (125%) from 00e to 6800e
The ion implantation transfer path, connection section, and permalloy transfer path all worked together. When taper milling was not performed on the same sample, the operating range of the Permalloy transfer path was the bias magnetic field range from 6500e to 7200e, and the common operating region was only 45 inches from 6500e to 6800e.

3μm周期素子でバブル直径0.8μmの材料を用いた
例では膜厚1000J減少させるとおよそ200e動作
バイアス磁界を下げることができ、上記実施例と同様な
効果を得た。
In an example in which a material with a bubble diameter of 0.8 μm is used in a 3 μm periodic element, the operating bias magnetic field can be lowered by approximately 200 e by reducing the film thickness by 1000 J, and an effect similar to that of the above embodiment was obtained.

本方法は第二の転送手段として電流駆動方式を用いた複
合素子にも当然使用可能である。
Naturally, this method can also be used for a composite device using a current drive method as the second transfer means.

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

第1図は、イオン打込みパーマロイ複合型磁気バブル素
子の転送接続部の一例(al及びその断面模式図(bl
、第2図(alは実施例1を説明するための断面模式図
、同図(blは本発明の詳細な説明するための動作バイ
アス磁界の模式図、第3図は本発明の実施例2の構造を
得るために用いた素子作製プロセスの説明1ンIである
。 符号の説明 ]・・イオン打込み転送路、2・・・パーマロイ転送路
、3・転送接続部、4・・磁気バブル、5・・・非研性
カーネット隻板、6・・・磁性ガーネット、7・・・八
−ドパプル抑制層、8・・・転送哨イオン打込み層、9
・・・SiO□、】0・・Au コンダクタ、11・・
・ポリイミド樹脂層、12・・・パーマロイ(Ni−F
e)、13・・テーパイオンミリング、14・・・1オ
/打込み転送路動作範囲、15・・・ミリング前のパー
マロイ転送路動作範囲、16・・ミIJング後の動作範
囲、17・・・イオン打込みマスク、18・・H2+イ
オン打込み、19・・・テーパレジスト、19’・・・
ミリング後のレジスト、20・・・イオンミリング、2
1・・イオン打込み○ あ3凹 第1頁の続き ■発明者 佐原 敏活 国り 央ω 0発 明 者 杉 1) 恒 国り 央ω i寺市東恋ケ窪1丁目28幡地 株式会社日立製作所中
[究所内 i寺市東恋ケ窪1丁目28幡地 株式会社日立製作所中
F究所内
FIG. 1 shows an example of the transfer connection part (al) and its cross-sectional schematic diagram (bl
, FIG. 2 (al is a schematic sectional view for explaining the first embodiment, FIG. 2 is a schematic cross-sectional diagram for explaining the first embodiment, bl is a schematic diagram of the operating bias magnetic field for explaining the present invention in detail, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional diagram for explaining the first embodiment of the present invention. Explanation of the device manufacturing process used to obtain the structure 1. Explanation of symbols] ion implantation transfer path, 2 permalloy transfer path, 3 transfer connection, 4 magnetic bubble, 5...Non-abrasive carnet board, 6...Magnetic garnet, 7...8-dopple suppression layer, 8...Transfer guard ion implantation layer, 9
...SiO□, ]0...Au conductor, 11...
・Polyimide resin layer, 12... Permalloy (Ni-F
e), 13... Taper on milling, 14... 1 O/implant transfer path operating range, 15... Permalloy transfer path operating range before milling, 16... Operating range after IJing, 17...・Ion implantation mask, 18... H2+ ion implantation, 19... Taper resist, 19'...
Resist after milling, 20... Ion milling, 2
1...Ion implantation ○ A 3 concave Continuation of page 1 ■Inventor Toshikatsu Sahara Rio Kuni ω 0 Inventor Rio Sugi 1) Rio Kuni ω iTera City Higashi Koigakubo 1-28 Hata Hitachi, Ltd. [Inside the Institute Hitachi, Ltd. Middle F Institute, 1-28 Higashi Koigakubo, Tera City

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ■。磁気バブルが存在する磁性媒体と、該磁気バブル転
送させるための二種類以上の手段を備えた複合型磁気バ
ブルメモリ素子において、少なくとも一種類の転送手段
がイオン打込み転送路であり、他の転送路との接続部近
傍においてイオン打込み層を連続的に除去した構造を有
していることを特徴とする磁気バブル素子。 2 イオン打込み転送路以外の転送路における磁性媒体
の膜厚の一部をイオン打込み転送路の膜厚よりも減じた
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の磁気バブ
ル素子。
[Claims] ■. In a composite magnetic bubble memory element comprising a magnetic medium in which magnetic bubbles exist and two or more types of means for transferring the magnetic bubbles, at least one type of transfer means is an ion implantation transfer path, and the other transfer path is 1. A magnetic bubble element having a structure in which an ion implantation layer is continuously removed in the vicinity of a connection part with a magnetic bubble element. 2. The magnetic bubble element according to claim 1, wherein a part of the film thickness of the magnetic medium in the transfer path other than the ion implantation transfer path is smaller than the film thickness of the ion implantation transfer path.
JP59042030A 1984-03-07 1984-03-07 Magnetic bubble device Pending JPS60187992A (en)

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