JPS6059671B2 - magnetic bubble memory element - Google Patents

magnetic bubble memory element

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Publication number
JPS6059671B2
JPS6059671B2 JP56022959A JP2295981A JPS6059671B2 JP S6059671 B2 JPS6059671 B2 JP S6059671B2 JP 56022959 A JP56022959 A JP 56022959A JP 2295981 A JP2295981 A JP 2295981A JP S6059671 B2 JPS6059671 B2 JP S6059671B2
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JP
Japan
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bubble
loop
pattern
minor
bubbles
Prior art date
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Application number
JP56022959A
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Japanese (ja)
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JPS57138085A (en
Inventor
勉 宮下
和成 米納
誠 大橋
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Priority to US06/283,182 priority patent/US4415988A/en
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Priority to EP81303260A priority patent/EP0044708B1/en
Publication of JPS57138085A publication Critical patent/JPS57138085A/en
Publication of JPS6059671B2 publication Critical patent/JPS6059671B2/en
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C19/00Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
    • G11C19/02Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements
    • G11C19/08Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure
    • G11C19/0875Organisation of a plurality of magnetic shift registers
    • G11C19/0883Means for switching magnetic domains from one path into another path, i.e. transfer switches, swap gates or decoders

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気バブルのメモリ素子に関し、特にイオン
注入法による磁気バブルメモリ素子のトランスファ・ゲ
ート部に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a magnetic bubble memory device, and more particularly to a transfer gate portion of a magnetic bubble memory device using an ion implantation method.

磁気バブルメモリ素子を利用して情報の蓄積・論理演
算等を行なう磁気バブル利用装置は、不揮発性高記憶密
度及び低消費電力等種々の特徴をもち、さらには機械的
要素を全く含まない固体素子であることから非常に高い
信頼性を有している。
Magnetic bubble utilization devices that use magnetic bubble memory elements to store information, perform logical operations, etc. have various features such as non-volatile high storage density and low power consumption, and are solid-state devices that do not contain any mechanical elements. Therefore, it has very high reliability.

このような磁気バブルメモリ装置にも最近の情報量の増
加、装置の小型化要求などにより記憶密度の増加が求め
られている。ところが従来の磁気バブルメモリに用いら
れる素子は、バブルの転送パターンが磁性薄膜上に蒸着
したパーマロイを写真食刻により形成しているため、そ
の寸法精度が可視光による露光の精度に制限され、パタ
ーンを小さくして記憶密度を増加することが困難になつ
てきている。このため最近、イオン注入法による転送パ
ターンの形成法が開発されている。この方法は第1図の
平面図および第2図の断面図に示す如くガドリニウム・
ガリウム・ガーネット(GGG)基板1の上にバブル用
結晶となる磁性ガーネットの薄膜2を液相エピタキシャ
ル成長させて形成し、この磁性膜2に対しパターン3以
外の部分4に水素、ネオン、ヘリウム等のイオンを注入
するのである。
Such magnetic bubble memory devices are also required to have increased storage density due to the recent increase in the amount of information and the demand for smaller devices. However, in the elements used in conventional magnetic bubble memories, the bubble transfer pattern is formed by photo-etching permalloy deposited on a magnetic thin film, so its dimensional accuracy is limited to the accuracy of exposure to visible light, and the pattern is It is becoming difficult to increase the storage density by reducing the size of the memory. For this reason, a method of forming a transfer pattern using ion implantation has recently been developed. This method uses gadolinium as shown in the plan view in Figure 1 and the cross-sectional view in Figure 2.
A thin film 2 of magnetic garnet, which will become a bubble crystal, is formed on a gallium garnet (GGG) substrate 1 by liquid phase epitaxial growth, and a portion 4 other than the pattern 3 of the magnetic film 2 is coated with hydrogen, neon, helium, etc. It involves implanting ions.

このようにパターン3を形成した素子は、イオンを注入
された部分4の磁化容易軸方向が矢印aの如く面内方向
と一致し、パターン部分3の磁化容易軸方向は失印bの
如くもとのままの面内方向と垂直てある。従つてバブル
5は回転磁界によつてパターン3の周縁に沿つて矢印c
の如く転送される。そしてこのパターンは円形や六角形
の一部を重ね連続して並べた形状であり、従来のパーマ
ロイパターンの如くギャップを必要としないため寸法精
度が緩くとも良く、従つてパターンが小さくでき高密度
化が実現される。またこのイオン注入によるパターンは
第3図に示す如く連接ディスクパターン3に回転磁界を
印加するとバブルは当該ディスクパターン3の周辺に沿
つて移動する。またこのような磁性薄膜にはストライプ
●アウトされやすい軸が3方向1,■,■に1200の
間隔をなして存在し、これら120噌の間隔をなす容易
磁化軸に対し上記連接ディスク・パターン3を形成する
ディスク・パターンがいずれの方向に一列に並んでいる
かによつてスーパ・トラックsと、バッド●トラックb
と、グツド・トラックgの3通りのバブル移動通路がで
きる。ここでスーパ・トラックsとは磁性薄膜バブルー
結晶のK1方向と転送路の進行方向とが第3図に示す関
係であり、該転送路のバイアス・マージンが大きいと一
般に言われている転送路であり、バブルが転送され易い
通路である。バッド・トラックbは第3図に示す関係で
バイアス・マージンが.最も小さいとされている転送路
でバブルが転送され難い通路である。グツド●トラック
gは、バブル転送については中間的動作マージンを有す
る通路である。そして第3図に示す如くスーパ・トラッ
クsに対して反対側の通路はバッド・トラック.bとな
る。また磁性薄膜バブル結晶のK1方向の連接ディスク
・パターン3″の通路はいずれの通路もグツド・トラッ
クgとなる。これらは磁性薄膜バブル結晶の結晶磁気異
方性に起因してバブル転送の特異性が現われるためであ
る。第4図はスーパ●トラックsとバッド・トラックb
とを有する連接ディスク・パターン転送路の基本動作原
理を説明する原理図で、6−1ないし6−8はディスク
・パターン、3は転送路パターンであつて当該転送路パ
ターン3は4個のディスク・パターン6−1ないし6−
4の隣接デイスタ●パターンと4個のディスクパターン
6−5ないし6−8の隣接ディスク・パターンとが、間
隙を隔てて一列に並んだ連接ディスク・パターンを形成
しているものとする。
In the device in which the pattern 3 is formed in this way, the easy magnetization axis direction of the ion-implanted portion 4 coincides with the in-plane direction as shown by the arrow a, and the easy magnetization axis direction of the pattern portion 3 coincides with the in-plane direction as shown by the unmarked mark b. It is perpendicular to the same in-plane direction. Therefore, the bubble 5 is caused by the rotating magnetic field to move along the periphery of the pattern 3 in the direction of arrow c.
It is transferred as follows. This pattern has a shape in which parts of circles and hexagons are overlapped and arranged in a continuous manner, and unlike conventional permalloy patterns, there is no need for gaps, so dimensional accuracy does not need to be loose. Therefore, the pattern can be made smaller and higher density can be achieved. is realized. Furthermore, when a rotating magnetic field is applied to the connected disk pattern 3, the bubbles move along the periphery of the disk pattern 3, as shown in FIG. 3, as shown in FIG. In addition, in such a magnetic thin film, there are axes that are easily magnetized in stripes and are spaced at intervals of 1200 mm in three directions 1, ■, and ■, and the above-mentioned connected disk pattern 3 Super track s and bad track b depending on which direction the disk patterns forming the track are aligned in a row.
Then, three bubble movement paths are created: Gutsudo Track and G. Here, super track s is a transfer path in which the K1 direction of the magnetic thin film bubble crystal and the traveling direction of the transfer path have the relationship shown in Figure 3, and it is generally said that the bias margin of the transfer path is large. This is the path through which bubbles are easily transferred. Bad track b has a bias margin due to the relationship shown in Figure 3. This is the smallest transfer path and is the path through which bubbles are difficult to transfer. Good track g is a path with an intermediate operating margin for bubble transfer. As shown in Figure 3, the path on the opposite side of the road from Super Trucks is Bad Trucks. It becomes b. In addition, all paths of the continuous disk pattern 3'' in the K1 direction of the magnetic thin film bubble crystal become good tracks g.These are caused by the magnetocrystalline anisotropy of the magnetic thin film bubble crystal. Figure 4 shows super track s and bad track b.
6-1 to 6-8 are disk patterns, 3 is a transfer path pattern, and the transfer path pattern 3 includes four disks.・Pattern 6-1 or 6-
It is assumed that the four adjacent disc patterns and the four adjacent disc patterns 6-5 to 6-8 form a continuous disc pattern arranged in a row with a gap in between.

そして、これらのディスク・パターン6−1ないし6−
8と磁性薄膜との関係は当該ディスク・パターン6−1
ないし6一8の下側のバブルの通路がスーパ●トラック
Sjに、上側のバブルの通路がバッド・トラックbとな
るように構成されている。5はバブルであつて回転磁界
を印加する以前には転送路パターン3のスーパ・トラッ
クsに存在するが回転磁界が印加されてゆくにつれて5
″の如く転送されるバブル、7はバブルであつて回転磁
界を印加する以前には転送路パターン3のバッド●トラ
ックbに存在するが回転磁界が印加されてゆくにつれて
7″の如くスーパ●トラックSに転送されるバブルを表
わす。
And these disk patterns 6-1 to 6-
8 and the magnetic thin film is the disk pattern 6-1.
The lower bubble path of 6-8 is a super ● track Sj, and the upper bubble path is a bad track b. 5 is a bubble that exists in the super track s of the transfer path pattern 3 before the rotating magnetic field is applied, but as the rotating magnetic field is applied, the bubble 5
The bubble transferred as shown in ``7'' is a bubble that exists in the bad track b of the transfer path pattern 3 before applying the rotating magnetic field, but as the rotating magnetic field is applied, it becomes a super track as shown in 7''. Represents a bubble transferred to S.

なお同図k1は磁性薄膜バブル結晶例えばガーネット膜
のディスク・パターンに対する磁化容易軸方向を表わし
ている。第4図図示の如く、バブル5が転送路パターン
3のディスク・パターン6−1の下側の通路即ちスーパ
・トラックsに存在するとき反時計方向に回転磁界が印
加されると、該バブル5は回転磁界が1回転する毎に1
ビットづつ隣接するディスク・パターン6−2,6−3
の如く転送され、これを繰返すことによつてバブル5は
ディスク・パターン6−3まで転送される。
Note that k1 in the figure represents the direction of the easy axis of magnetization with respect to the disk pattern of a magnetic thin film bubble crystal, such as a garnet film. As shown in FIG. 4, when the bubble 5 exists in the path below the disk pattern 6-1 of the transfer path pattern 3, that is, in the super track s, when a rotating magnetic field is applied in the counterclockwise direction, the bubble 5 is 1 per rotation of the rotating magnetic field.
Bit-by-bit adjacent disk patterns 6-2, 6-3
By repeating this process, bubble 5 is transferred up to disk pattern 6-3.

ディスク・パターン6−3に転送されたバブル5は次の
周期の回転磁界と共にディスク・パターン6−4の周辺
に沿つて移動するが、該バブル5は1回転してディスク
・パターン6−4の上側の通路即ちバッド・トラックb
へ回転することはなく、次の回転磁界の印加によつて間
隙を渡り次のディスク・パターン6−5へと転送される
。このようにしてスーパ・トラックSにあるバブルはデ
ィスク●パターン間に間隙が存在していてもその間隙が
所定の間隙以内の幅であればバブルは該間隔を渡りスー
パ・トラックS上を転送されて行く性質がある。そして
回転磁界の印加とともにバブル5は移動して行きバブル
5″へと転送される。これに対しディスク●パターン6
−6の上側の通路即ちバッド・トラックbに存在するバ
ブル7は反時計方向に回転磁界が印加されると、該バブ
ル7は隣接するディスク・パターン6−5に転送される
The bubble 5 transferred to the disk pattern 6-3 moves along the periphery of the disk pattern 6-4 with the rotating magnetic field of the next cycle, but the bubble 5 rotates once and moves around the disk pattern 6-4. Upper passage or bad track b
The disk pattern 6-5 is transferred across the gap to the next disk pattern 6-5 by application of the next rotating magnetic field. In this way, even if there is a gap between the disk patterns, the bubble on the super track S will cross over the gap and be transferred on the super track S. I have a tendency to go. Then, as the rotating magnetic field is applied, the bubble 5 moves and is transferred to the bubble 5''.In contrast, the disk ● pattern 6
When a counterclockwise rotating magnetic field is applied to the bubble 7 existing in the upper path of -6, that is, bad track b, the bubble 7 is transferred to the adjacent disk pattern 6-5.

そして次の周期の回転磁界の印加が与えられると該バブ
ルは間隙を渡ることができず、第4図破線図示の如くデ
ィスク・パターン6−5の周辺に沿つて回転を行ないス
ーパ・トラックsに導入される。そして回転磁界の印加
とともにバブル7はスーパ●トラックs上を転送され、
バブル7″へと移動して行く。このように転送路パター
ン3においてディスク●パターン間に所定の間隙がある
場合スーパ・トラックs上にあるバブル5は該間隙を渡
つて転送されるのに対し、バッド・トラックb上にある
バブル7は該間隙を渡ることができずディスク・パター
ンの周辺に沿つて移動しスーパ・トラックsに導入され
る性質を有する。従来から知られている連接ディスク・
パターン転送路を有する磁気バブル装置のメジヤ・ルー
プからマイナ●ループへの書込み或はマイナ●ループか
らメジヤ●ループへの読出しのトランスファ・ゲートは
大別して次の2種類に分けることができる。
When the next cycle of rotating magnetic field is applied, the bubble is unable to cross the gap and rotates along the periphery of the disk pattern 6-5 as shown by the broken line in FIG. be introduced. Then, with the application of a rotating magnetic field, the bubble 7 is transferred onto the super track s,
In this way, when there is a predetermined gap between the disk ● patterns in the transfer path pattern 3, the bubble 5 on the super track s is transferred across the gap. , the bubble 7 on the bad track b cannot cross the gap but moves along the periphery of the disk pattern and is introduced into the super track s.
Transfer gates for writing from the major loop to the minor * loop or reading from the minor * loop to the major * loop of a magnetic bubble device having a pattern transfer path can be roughly divided into the following two types.

その第1番目は第5図においてメジヤ・ループの転送路
8の下側転送路即ちスーパ・トラックsを情報バブル5
が同図図示の如く左から右へ転送されているものとする
と、該バブル5が所定の位置にきたときメジヤ・ループ
の転送路8と情報を記憶するマイナ・ループの転送パタ
ーン(転送路)9との間をトランスファさせるヘアピン
状コンダクタ●パターン10にパルス電流が印加され、
バブル5は該ヘアピン状コンダクタ・パターン10に引
つ張られてマイナ・ループの転送パターン9にトランス
ファされる。即ち情報がマイナ・ループに書込まれる。
このときバブル5はメジヤ・ループの転送路8を、換言
するとメジヤ・ループのパターンを横切つて伸長しマイ
ナ●ループの転送路9にトランスファされるのでヘアピ
ン状コンダクタ◆パターン10の導体ループでバブルの
ニユークリエシヨンが起こり易く、またバイアスマージ
ンが小さい欠点がある。トランスファ・ゲートの第2番
目は第6図に示した構成で、メジヤ・ループの転送路1
1とマイナ●ループの転送パターン12との間にストラ
イプ状のコンダクタ13をもうけ、情報のバブル5が所
定の位置にきたとき上記ストライプ状のコンダクタ13
にパルス電流を流し、その磁界勾配によりバブル5をメ
ジヤ・ループの転送路11の上側の通路即ちスーパ●ト
ラックsからマイナ●ループの転送パターン12にトラ
ンスファさせて書込むようにしたものである。このトラ
ンスファ・ゲートにおいては、バブル5はメジヤ・ルー
プの転送路11のバッド●トラックbを横切る必要はな
いが、読出しのときマイナ・ループの転送パターン12
からメジヤ●ループの転送路14にトランスファされる
バブルの位置はメジヤ・ループの転送路14の下側の通
路即ちバッド・トラックbにコンダクタ15を介して読
出され、書込みと読出しとの時系列が逆転する欠点があ
る。これに対して次の如きトランスファ・ゲートが提案
されている。
The first is to connect the lower transfer path 8 of the medial loop, that is, the super track s, to the information bubble 5 in FIG.
Assuming that the bubble 5 is being transferred from left to right as shown in the figure, when the bubble 5 reaches a predetermined position, the transfer pattern (transfer path) of the major loop transfer path 8 and the minor loop that stores information. A hairpin-shaped conductor that transfers between pattern 9 and
The bubble 5 is pulled by the hairpin conductor pattern 10 and transferred to the minor loop transfer pattern 9. That is, information is written to the minor loop.
At this time, the bubble 5 extends across the transfer path 8 of the major loop, in other words, across the pattern of the major loop, and is transferred to the transfer path 9 of the minor loop, creating a hairpin-shaped conductor ◆ Bubble in the conductor loop of the pattern 10 This method has disadvantages in that new creation is likely to occur and the bias margin is small. The second transfer gate has the configuration shown in Figure 6, and is the transfer path 1 of the medial loop.
A striped conductor 13 is provided between 1 and the minor loop transfer pattern 12, and when the information bubble 5 reaches a predetermined position, the striped conductor 13
A pulse current is applied to the magnetic field, and the bubble 5 is transferred from the upper path of the transfer path 11 of the major loop, that is, the super track s, to the transfer pattern 12 of the minor loop for writing. In this transfer gate, the bubble 5 does not need to cross the bad track b of the transfer path 11 of the major loop;
The position of the bubble transferred from the medium to the transfer path 14 of the medium loop is read out to the lower path of the medium loop transfer path 14, that is, the bad track b, via the conductor 15, and the time series of writing and reading is There is a drawback to the reverse. In response, the following transfer gate has been proposed.

これを第7図により説明すると、16−1,16−2は
メジヤ・ループ17一1ないし17−Nはマイナ●ルー
プ、18,19はコンダクタ・パターンをそれぞれ表わ
す。メジヤ・ループ16−1の下側がバブルの転送され
やすいスーパ・トラックsであり、上側がバッド・トラ
ックbに形成されている。メジヤ・ループ16−2の下
側がスーパ・トラックsであり、上側がバッド・トラッ
クbである。そしてマイナ●ループ17−1ないし17
−Nの両側はグツド・トラックgとなつている。今図示
されていないバブル発生器からアドレス情報に対応する
バブル例を発生させ、該バブル列はメジヤ◆ループ16
−1のスーパ●トラックS上を反時計方向の回転磁界の
印加とともに転送さlれてくる。
To explain this with reference to FIG. 7, 16-1 and 16-2 represent major loops, 17-1 to 17-N represent minor * loops, and 18 and 19 represent conductor patterns, respectively. The lower side of the major loop 16-1 is a super track s to which bubbles are easily transferred, and the upper side is formed as a bad track b. The lower side of the medium loop 16-2 is a super track s, and the upper side is a bad track b. And minor ● loop 17-1 or 17
-N has good tracks g on both sides. A bubble example corresponding to the address information is generated from a bubble generator (not shown), and the bubble string is a medium ◆ loop 16.
-1 super●track S with the application of a counterclockwise rotating magnetic field.

そして該バブル列がマイナ・ループ17−1ないし17
−Nに対応する位置に転送されてきたとき、コンダクタ
◆パターン18の導体ループにパルス電流を流すと該バ
ブル列はマイナ・ループ17−1ないし17−Nのディ
スク・パタ・−ンの各々に導入される。つまり情報のバ
ブルはメジヤ・ループ16−1からマイナ・ループ17
一1ないし17−Nに書込まれることになる。また読出
しはマイナ・ループ17−1ないし17一Nの適切な位
置に情報のバブルがきたとき、コンノダクタ●パターン
19の導体ループにパルス電流が印加されるとマイナ・
ループ17−1ないし17−Nのバブルはそれぞれに対
応するメジヤ・ループ16−2のディスク・パターンに
吸引されてバブル列がメジヤ●ループ16−2のスーパ
●トラックsに導入される。そしてこれらのバブルは回
転磁界とともにメジヤ・ループ16−2のスーパ・トラ
ックs上を転送されてゆく。第8図はこのトランスファ
・ゲートの動作を説明する原理図で第7図の書込みにお
ける際の部分拡大図である。図の符号16−1,17−
1〜17−3,18は第7図のものに対応する。20は
バブル、21はディスク・パターン、22,23は長円
ディスク・パターンであつて所定の間隙を隔てて転送路
を形成しているもの、24はマイナ・ループ17−2の
トランスファ・ディスク・パターンを表わす。
And the bubble row is a minor loop 17-1 to 17
-N, when a pulse current is passed through the conductor loop of the conductor pattern 18, the bubble train is transferred to each of the minor loops 17-1 to 17-N of the disk pattern -N. be introduced. In other words, the information bubble is from the major loop 16-1 to the minor loop 17.
11 to 17-N. In addition, when the information bubble comes to the appropriate position of the minor loops 17-1 to 17-N, a pulse current is applied to the conductor loop of the conductor pattern 19.
The bubbles in the loops 17-1 to 17-N are attracted to the disk pattern of the corresponding major loop 16-2, and a bubble train is introduced into the super track s of the major loop 16-2. These bubbles are then transferred along with the rotating magnetic field onto the super track s of the medial loop 16-2. FIG. 8 is a principle diagram for explaining the operation of this transfer gate, and is a partially enlarged view of FIG. 7 during writing. Numbers 16-1, 17- in the diagram
1 to 17-3 and 18 correspond to those in FIG. 20 is a bubble, 21 is a disk pattern, 22 and 23 are oval disk patterns which form a transfer path with a predetermined gap, and 24 is a transfer disk pattern of the minor loop 17-2. represents a pattern.

ここでバブル20がマイナ●ループ17−2に格納され
る場合を考える。
Let us now consider the case where the bubble 20 is stored in the minor loop 17-2.

回転磁界HRがCの方向に向いているとき着目している
バブル20は第8図の図示の如くメジヤ●ループ16−
1のディスク・パターン21下側のスーパ●トラックs
上にあるとすると、回転磁界HRが反時計方向に回転す
るにつれてバブル20もディスク●パターン21の周辺
に沿つて移動し、回転磁界HRがほぼDの方向を向いた
ときバブル20は2『の位置に転送される。回転磁界H
Rは更に回転してその方向がA,Bを向いている間該バ
ブル20は前記第4図で説明した如くディスク・パター
ン21の周辺に沿つて移動することはなく2『の位置に
停留している。回転磁界HRが回転しBからCの方向に
向くとバブル20は長円ディスク・パターン22の周辺
に沿つて転送され2『の位置にくる。更に回転磁界HR
が1回転を開始しDの方向に向くとそれにつれバブル2
0は長円ディスク・パターン22と23の間の1イョの
位置に転送される。長円ディスク・パターン22と23
との間にはヘアピン状コンダクタ・パターン18の導体
ループが形成されていて、該コンダクタ・パターン18
はマイナ●ループ17−2のトランスフ.ア●ディスク
●パターン24に重なつてトランスファ・ゲートを構成
している。バブル20が第8図の1イョの位置に転送さ
れてきたとき上記ヘアピン状コンダクタ●パターン18
の導体ループにパルス電流を印加し局部的にバイアス磁
界を弱め・るとバブル20はストライプアウトする。そ
してストライプ磁区の他端はマイナ●ループ17−2の
トランスファ・ディスク・パターン24に到達する。や
がて回転磁界HRの方向がBの方向を経てCの方向に向
くと該トランスファ・ディスク・パターン24にバブル
20を吸引する磁極が形成されるから上記ヘアピン状コ
ンダクタ・パターン18の導体ループに流しているパル
ス電流をオフとしてもバブル20はトランスファ・ディ
スク●パターン24の周辺部の1ロョ位置にトランスフ
ァされている。次いで回転磁界HRがDの方向に回転す
るにつれてマイナ・ループ17−2にトランスファされ
たバブル20はトランスファ・デイ・スク・パターン2
4の周辺1ハJr:ョの位置に移動してゆく。このよう
にメジヤ・ループ16−1を構成するディスク・パター
ンに所定の間隔を隔てて転送路を構成すると、メジヤ・
ループ16−1からマイナ・ループ17−1ないし17
−Nへトランスファするに当つて、第5図図示の場合の
ようにメジヤ・ループのパターン自体を横切ることがな
くて済み、そのために上記トランスファ・ゲート部での
バブルのニュークリエーションが起こりにくい。
When the rotating magnetic field HR is directed in the direction C, the bubble 20 we are focusing on has a major loop 16- as shown in FIG.
1 disc pattern 21 lower super track s
As the rotating magnetic field HR rotates counterclockwise, the bubble 20 also moves along the periphery of the disk ● pattern 21, and when the rotating magnetic field HR points approximately in the direction of D, the bubble 20 moves toward the 2'' direction. transferred to the location. Rotating magnetic field H
While R rotates further and its direction faces A and B, the bubble 20 does not move along the periphery of the disk pattern 21 as explained in FIG. 4, but remains at the position 2'. ing. When the rotating magnetic field HR rotates and points in the direction from B to C, the bubble 20 is transferred along the periphery of the oblong disk pattern 22 and comes to the position 2'. Furthermore, rotating magnetic field HR
starts one rotation and faces in the direction of D, as the bubble 2
0 is transferred to position 1 between oblong disk patterns 22 and 23. Oval disk patterns 22 and 23
A conductor loop of a hairpin-like conductor pattern 18 is formed between the conductor pattern 18 and
is the transfer of minor ● loop 17-2. It overlaps with the disk pattern 24 to form a transfer gate. When the bubble 20 is transferred to the position 1 in FIG. 8, the hairpin-shaped conductor ● pattern 18
When a pulse current is applied to the conductor loop and the bias magnetic field is locally weakened, the bubble 20 is striped out. The other end of the striped magnetic domain reaches the transfer disk pattern 24 of the minor loop 17-2. Eventually, when the direction of the rotating magnetic field HR changes from the direction B to the direction C, a magnetic pole is formed in the transfer disk pattern 24 that attracts the bubble 20. Even when the current pulse current is turned off, the bubble 20 is still transferred to the 1st position on the periphery of the transfer disk pattern 24. Next, as the rotating magnetic field HR rotates in the direction D, the bubble 20 transferred to the minor loop 17-2 becomes the transfer disc pattern 2.
Move to the position of 1C Jr. around 4. By configuring transfer paths at predetermined intervals in the disk pattern constituting the major loop 16-1 in this way, the major
Loop 16-1 to minor loop 17-1 to 17
-N, there is no need to cross the major loop pattern itself as in the case shown in FIG. 5, and therefore bubble nucleation at the transfer gate section is less likely to occur.

そして読出しのときは第7図で説明したようにマイナ・
ループ17−1ないし17−Nからの読出しバブルはメ
ジヤ●ループ16−2の下側のスーパ・トラックsに進
むので書込みと読出しの時系列は一致する。
When reading, as explained in Figure 7, the minor
Since the read bubbles from loops 17-1 to 17-N proceed to the super track s below the major loop 16-2, the time series of writing and reading coincide.

このような結晶磁気異方性を利用したトランスファ・ゲ
ートにおいては第8図に示した如くコンダクタ・パター
ン18はマイナ・ループ17−1〜17−Nを横切つて
いる。
In a transfer gate using such magnetocrystalline anisotropy, the conductor pattern 18 crosses the minor loops 17-1 to 17-N as shown in FIG.

そのためマイナ・ループ17−1〜17−Nを構成して
いる連続ディスクパターン周期が8μm程度ではバイア
スマージンは十分大きな値を有しているが、4μm程度
の周期となるとトランスファ・ゲートによる電流からの
磁界により安定にトランスファせず、あるいはトランス
ファ後マイナ●ループ周回時にコンダクタ・パターン1
8のストレスによりコーナー部で誤動作する欠点がある
。本発明はこの欠点を改良するために案出されたもので
ある。このため本発明においては、磁気バブル用結晶基
板に対して複数の連接ディスクパターン領域を除く該結
晶基板の全面にイオン注入層を形成して該連接ディスク
パターン領域をバブル転送路とし、該バブル転送路によ
り情報のバブルを転送するメジヤ・ループと該バブルを
記憶する複数個のマイナ・ループを構成し、且つこれら
のバブルを該マイナ●ループに書込むためのコンダクタ
パターンと該マイナ・ループに書込まれているバブルを
上記メジヤ・ループに読出すコンダクタパターンが該メ
ジヤ●ループのカスプと該マイナ●ループのテイツプと
を結ぶ線上にヘアピン状に形成されて成る磁気バブルメ
モリ素子において、前記バブルの書き込み読み出し用の
少なくとも一方の前記ヘアピン状コンダクタパターンの
開口部を前記マイナ・ループのバブル転送路とは重なら
ないようにして設けたことを特徴とするものである。
Therefore, when the period of the continuous disk pattern constituting the minor loops 17-1 to 17-N is about 8 μm, the bias margin has a sufficiently large value, but when the period is about 4 μm, the bias margin is large enough. Conductor pattern 1 may not be transferred stably due to the magnetic field, or if the conductor pattern 1 is not transferred stably after transfer or when the loop goes around the minor
There is a drawback that malfunctions occur at corners due to the stress of 8. The present invention has been devised to improve this drawback. Therefore, in the present invention, an ion implantation layer is formed on the entire surface of the crystal substrate for magnetic bubbles except for a plurality of connected disk pattern areas, and the connected disk pattern areas are used as bubble transfer paths. A conductor pattern for writing these bubbles into the minor loop and a conductor pattern for writing the bubbles into the minor loop are constructed. In a magnetic bubble memory element, a conductor pattern for reading out bubbles contained in the major loop is formed in a hairpin shape on a line connecting the cusp of the major loop and the tape of the minor loop. The present invention is characterized in that at least one opening of the hairpin-shaped conductor pattern for writing and reading is provided so as not to overlap with the bubble transfer path of the minor loop.

以下、添付図面に基づいて本発明の実施例につき詳細に
説明する。第9図に第1の実施例を示す。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings. FIG. 9 shows a first embodiment.

図はトランスファ・ゲート部分を拡大して示したもので
あり、符号25はメジヤ・ループ、26はマイナ・ルー
プであつて共にハンチングを入れて示している。このメ
ジヤ・ループ25及びマイナ・ループ26は角形又は三
角形を連接した連接ディスクパターンであるが、これは
円形を連接したものでも良い。27はコンダクタ●パタ
ーンでありメジヤ●ループ25のカスプとマイナ●ルー
プ26のテイツプとを結ぶ線上に、これらと絶縁層を介
してヘアピンループ形状に形成され、かつこのコンダク
タ●パターン27はマイナ・ループ26と重ならないよ
うに形成されている。
The figure is an enlarged view of the transfer gate portion, with reference numeral 25 indicating a major loop and 26 indicating a minor loop, both of which are shown with hunting. The major loop 25 and the minor loop 26 are connected disk patterns of connected squares or triangles, but may also be formed of connected circles. 27 is a conductor pattern, which is formed into a hairpin loop shape on a line connecting the cusp of the major loop 25 and the tape of the minor loop 26 through an insulating layer, and this conductor pattern 27 is a minor loop. It is formed so as not to overlap with 26.

なお基板結晶の磁化容易軸方向K1との関係位置は図に
示す如くである。第10図は第2の実施例のトランスフ
ァ・ゲート部分を拡大して示したものであり前実施例と
同一部分には同一符号を付して示した。本実施例が前実
施例と異なるところはマイナ・ループ26とコンダクタ
●パターン27との間にギャップ28を設けたことであ
る。このギャップ28の寸法はバブルの直径の1〜4倍
が適当である。以上の如く形成された第1および第2の
実施例はコンダクタパターン27がマイナ・ループ26
を横切つていないためメジヤ●ループ25よりのバブル
はマイナ・ループ26のa部に正しく書き込まれる。
The position relative to the easy magnetization axis direction K1 of the substrate crystal is as shown in the figure. FIG. 10 is an enlarged view of the transfer gate portion of the second embodiment, and the same parts as in the previous embodiment are designated by the same reference numerals. This embodiment differs from the previous embodiment in that a gap 28 is provided between the minor loop 26 and the conductor pattern 27. The size of this gap 28 is suitably 1 to 4 times the diameter of the bubble. In the first and second embodiments formed as described above, the conductor pattern 27 has a minor loop 26.
Since the bubble from the major ● loop 25 is not crossed, the bubble from the major ● loop 25 is correctly written to part a of the minor loop 26.

(従来はb部に書込まれる場合があつた)またコンダク
タ●パターン27のエッジに沿つてバブルが伸びて生ず
る誤動作、あるいはマイナ●ループ26とコンダクタ●
パターンとの相互作用で生ずる誤動作等も防止される。
このため位相電流特性及び位相バイアスマージンが改善
される。第11図はa図に示す従来品とb図に示す第1
の実施例との特性を示したものであり、c図はバイアス
磁界HBを3380eに一定にしたときの位相電流特性
を、d図はコンダクタ・パターンの電流を一定にしたと
きの位相バイアスマージンを示し、曲線A(点線)によ
り従来品を、曲線B(実線)により本実施例を示した。
(Conventionally, it was sometimes written in part b) Also, malfunctions caused by bubbles extending along the edge of the conductor pattern 27, or minor loops 26 and conductors ●
Malfunctions caused by interactions with patterns are also prevented.
Therefore, phase current characteristics and phase bias margin are improved. Figure 11 shows the conventional product shown in Figure a and the first model shown in Figure b.
Figure c shows the phase current characteristics when the bias magnetic field HB is kept constant at 3380e, and figure d shows the phase bias margin when the current in the conductor pattern is kept constant. Curve A (dotted line) represents the conventional product, and curve B (solid line) represents the present example.

なお試験条件はコンダクタ・パターンの電流1のパルス
幅を0.2μS1回転磁界の周波数を従来品は50k圧
、本実施例は300kHZ1回転磁界の強さは500e
とした。c図及びd図より本実施例は従来品より改善さ
れていることがわかる。またe図は位相0を900に固
定したときの電流バイアスマージンを示したものである
。第12図はa図の如くマイナ・ループ26とコンダク
タ●パターン27とのギャップDをバブル径の2倍(2
pm)とした第2の実施例の特性を示したものでb図は
バイアス磁界を3400eに一定にしたときの位相電流
特性を、c図はコンダクタ・パターン電流1を100T
r1,Aに一定にしたときの位相バイアスマージンを、
d図は位相θを1620に固定したときの電流バイアス
マージンを示したものである。
The test conditions were as follows: The pulse width of the current 1 of the conductor pattern was 0.2 μS The frequency of the rotating magnetic field was 50 k pressure for the conventional product, and the strength of the rotating magnetic field was 500 kHz for this example.
And so. It can be seen from Figures c and d that this embodiment is improved over the conventional product. Further, Figure e shows the current bias margin when phase 0 is fixed at 900. Figure 12 shows the gap D between the minor loop 26 and the conductor ● pattern 27 as shown in figure a, which is twice the bubble diameter (2
Figure b shows the phase current characteristics when the bias magnetic field is kept constant at 3400e, and Figure c shows the characteristics of the second embodiment when the conductor pattern current 1 is set to 100T.
The phase bias margin when r1, A is kept constant is
Figure d shows the current bias margin when the phase θ is fixed at 1620.

(但し試験条件は前実施例と同じ)このb−d図より本
実施例が第1の実施例より更に安定した特性であること
がわかる。特に第1の実施例の特性に示されたc図及び
d図の虫喰状の傾向が除かれている。以上説明した如く
本発明の磁気バブルメモリ素゜子は、そのトランスファ
・ゲートのコンダクタ・パターンをマイナ●ループと重
ならないように形成することによりメジヤ●ループより
マイナ●ループへのバブル●トランスファ時の誤動作を
防止したものでありイオン注入法による磁気バブルメモ
リデバイスの信頼性を向上に寄与するものである。
(However, the test conditions are the same as those of the previous example.) From this b-d diagram, it can be seen that this example has more stable characteristics than the first example. In particular, the worm-like tendency shown in figures c and d shown in the characteristics of the first embodiment is eliminated. As explained above, in the magnetic bubble memory device of the present invention, the conductor pattern of the transfer gate is formed so as not to overlap with the minor loop, so that the bubble transfer from the major loop to the minor loop can be prevented. This prevents malfunctions and contributes to improving the reliability of magnetic bubble memory devices using ion implantation.

【図面の簡単な説明】 第1図はイオン注入法により形成される磁気バブルメモ
リ素子の平面図、第2図は第1図の■−・■線における
断面図、第3図は磁性薄膜バブル結晶方向と転送路との
関係を説明する説明図、第4図はスーパ●トラックsと
バッド●トラックbとを有する連接ディスク・パターン
転送路の基本動作原理を説明する説明図、第5図および
第6図は連接ディスクパターン転送路における従来の書
込み読出しのトランスファ・ゲートの説明図、第7図は
メジヤ●ループとマイナ●ループのバブルのトラックを
説明する説明図、第8図は従来のトランスファ・ゲート
の動作を説明する動作原理図、第9図は本発明にかかる
第1の実施例のトランスファ・ゲートの平面図、第10
図は第2の実施例の平面図、第11図は第1の実施例と
従来例の特性を比較して示した線図、第12図は第2の
実施例の特性を示した線図である。 25・・・・・・メジヤ●ループ、26・・・・・・マ
イナ●ループ、27・・・・コンダクタ・パターン、2
8・・ギャップ。
[Brief Description of the Drawings] Figure 1 is a plan view of a magnetic bubble memory element formed by ion implantation, Figure 2 is a cross-sectional view taken along the line ■--■ in Figure 1, and Figure 3 is a magnetic thin film bubble. FIG. 4 is an explanatory diagram explaining the relationship between the crystal direction and the transfer path, and FIG. Fig. 6 is an explanatory diagram of a conventional write/read transfer gate in a concatenated disk pattern transfer path, Fig. 7 is an explanatory diagram illustrating bubble tracks of a major ● loop and a minor ● loop, and Fig. 8 is an explanatory diagram of a conventional transfer gate.・An operation principle diagram explaining the operation of the gate, FIG. 9 is a plan view of the transfer gate of the first embodiment according to the present invention, and FIG.
The figure is a plan view of the second embodiment, FIG. 11 is a diagram comparing the characteristics of the first embodiment and the conventional example, and FIG. 12 is a diagram showing the characteristics of the second embodiment. It is. 25... Major ● loop, 26... Minor ● loop, 27... Conductor pattern, 2
8. Gap.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 磁気バブル用結晶基板に対して複数の連接ディスク
パターン領域を除く該結晶基板の全面にイオン注入層を
形成して該連接ディスクパターン領域をバブル転送路と
し、該バブル転送路により情報のバブルを転送するメジ
ヤ・ループと該バブルを記憶する複数個のマイナ・ルー
プを構成し、且つこれらのバブルを該マイナ・ループに
書込むためのコンダクタパターンと該マイナ・ループに
書込まれているバブルを上記メジヤ・ループに読出すコ
ンダクタパターンが、該メジヤ・ループのカスプと該マ
イナ・ループのティップとを結ぶ線上にヘアピン状に形
成されて成る磁気バブルメモリ素子において、前記バブ
ルの書込み読出し用の少なくとも一方の前記ヘアピン状
コンダクタパターンの開口部を前記マイナ・ループのバ
ブル転送路とは重ならないようにして設けたことを特徴
とする磁気バブルメモリ素子。 2 前記コンダクタパターンと前記マイナ・ループのバ
ブル転送路との離間間隔を前記情報のバブル径以上で且
つそれの4倍以下に設定し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メモリ素子。 3 前記メジヤ・ループのバブル転送路が前記マイナ・
ループのバブル転送路と対向した部分に間隙をもつこと
を特徴とした特許請求の範囲第1項記載の磁気バブルメ
モリ素子。
[Claims] 1. An ion implantation layer is formed on the entire surface of a crystal substrate for magnetic bubbles except for a plurality of connected disk pattern areas, and the connected disk pattern areas are used as bubble transfer paths, and the bubble transfer A major loop that transfers information bubbles by a path and a plurality of minor loops that store the bubbles are configured, and a conductor pattern for writing these bubbles into the minor loop and a conductor pattern for writing the bubbles in the minor loop. In the magnetic bubble memory element, a conductor pattern for reading out the bubbles contained in the major loop is formed in a hairpin shape on a line connecting the cusp of the major loop and the tip of the minor loop. 1. A magnetic bubble memory element, characterized in that at least one opening of the hairpin-shaped conductor pattern for writing and reading is provided so as not to overlap with the bubble transfer path of the minor loop. 2. The magnetic bubble according to claim 1, wherein the distance between the conductor pattern and the bubble transfer path of the minor loop is set to be greater than or equal to the bubble diameter of the information and less than or equal to four times the bubble diameter of the information bubble. memory element. 3 The bubble transfer path of the major loop is connected to the minor loop.
2. The magnetic bubble memory device according to claim 1, further comprising a gap in a portion of the loop facing the bubble transfer path.
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