JPS61239487A - 磁気記憶素子 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は不揮発性の超高密度固体磁気記憶素子に関する
。

（従来技術とその問題点） この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、膜面に垂直な方向を磁化容易方向
とする強磁性体（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
隣シ合う垂直ブロッホツイン対を記憶情報単位として用
い、該垂直ブ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０この素子構成をメイジ
ャライン・マイナーループ構成とする場合、メイジャラ
インでは従来通゛夛、バブルドメインを情報単位とし、
マイナーループをストライプドメインで構成し、その周
辺のブロッホ磁壁内に存在する垂直ブロッホライン（以
下ＶＢＬと称す）を情報単位とする。全体の情報の流れ
を示すと、まず、発生器で書込まれた情報（バブルの有
無）は書込みメイジャラインを移動する０この情報をマ
イナーループへ記憶させるために、バブルの有無で示さ
れたメイジャライン上の情報をマイナーループへＶＢＬ
の形でトランスファできるように、マイナーループをＶ
ＢＬを保持できるブロッホ磁壁で構成することが本発明
の特徴で１り夛、記憶容量の飛躍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ゲートにニジ、
マイナーループにトランスファされた情報（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
イジャラインへの情報トランスファはＶＢＬからバブル
への変換を伴う口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シにＶＢ
Ｌを用いることによシ、従来のバブルドメインを用いた
素子と比較して約２桁の記憶密度向上を達成できるＯこ
のようなブロッホラインを情報単位として用いる磁気記
憶素子（ブロッホツインメモリ素子）にストライプドメ
イン書マイナーループを形成する方法としては特願昭５
７−２１１７４７に示すＳ＝０バブルからストライプド
メインを形成する方法が知られている。ストライプドメ
インを保持する方法として従来は第４図に示すように、
基板１０上のストライプドメイン保持層９表面を図中１
のようにストライプドメインを配置したい形状に溝堀）
してその中にストライプドメインを安定化していた。し
かし、この方法では溝の壁５にストライプドメイン磁壁
７が接しているため、５とストライプドメインとの相互
作用はストライプドメイン幅と溝の幅との相対関係に敏
感に依存する。

図中、２，８は磁化の向きを示す。

ブロッホラインメモリでは大容量記憶に対処するため、
情報記憶単位であるブロッホライン対はストライプドメ
イン保持層に膜面に垂直にパルスバイアス磁界を加え、
ストライプドメイン磁壁を磁壁法線方向に移動すること
によって生じるジャイロ力を使りて移動している。前記
ストライプドメイン磁壁と表面溝の壁５との相互作用が
変ってくると、外部から加えたパルスバイアス磁界によ
って生じる磁壁を移動させる力も変ってくることにな夛
、結局、ブロッホライン対駆動力も変ってしまうことに
なる０このような状態では、ブロッホライン対の有無で
表わした情報データパターンを信頼性よく移動させるこ
とが非常に離しくなりてぐる〇 この問屋を避けるためには、ストライプドメイン磁壁を
溝掘夛部境界膜厚段差部外側にもっていくことが一つの
方法である。この理由は震掘り部およびその境界の外側
を含むようにストライプドメインを設置すると溝掘シ部
境界の膜厚段差は境界外側にある磁壁が膜厚段差部に近
づくのを妨げる反磁界を生じる０他方、溝掘シ部内にス
トライプドメインを閉じ込めると、膜厚段差はそのスト
ライプドメインが溝掘夛境界の外へでることを強く抑え
る反磁界を生じる。従って、溝掘シ境界段差から磁壁が
この段差に近づけないようにする反磁界を生じさせるた
めには、ストライプドメイン磁壁が溝掘シ部境界膜厚段
差部の外側にぐるように、ストライプドメインを初期設
定する必要がある。従来、この方法として、ストライプ
ドメインが容易に安定化される溝掘り部内にストライプ
ドメインを作っておき、これにストライプドメイン幅を
増す向きにパルスバイアス磁界を加えてストライプドメ
イン磁壁が溝掘シ部境界を越えることを利用してい九ｏ
しかし、溝掘シ部境界膜厚段差から発生するストライプ
ドメインを溝掘シ部内に閉込めようとする力が強く、こ
の方法は再現性よくストライプドメインを溝掘り部境界
の外側を磁壁が取囲むように配置するのが難かしかつた
Ｏ（発明の目的） 本発明は、このような従来の欠点を除去して、マイナー
ループであるストライプドメイン磁壁土のＶＢＬ対を安
定に保持し、かつ、１ビツトずつ選択転送できるように
したＶＢＬ対を情報単位として用いる超高密度記憶素子
においてマイナール、−プに使うストライプドメインを
溝の外側にかつ、溝の側壁から離れた位置に磁壁がくる
ように設定する方法に関する口 （発明の構成） 本発明は膜面に垂直方向を磁化容易方向とする強磁性体
膜（フェリ磁性体膜も含む）に存在するストライプドメ
インの周辺のブロッホ磁壁中に作った相隣合う２つのＶ
ＢＬからなるＶＢＬ対を記憶単位として用いる磁気記憶
素子において、ストライプドメインを配置したい領域に
亘りてストライプドメインの自然幅に比べて、その幅が
狭い溝をストライプドメイン保持層表面につけ、その溝
の尖端部近傍のストライプドメイン保持層の上にバブル
発生用導体パターンを配し、該導体層とは電気的に絶縁
されたもう一組のストライプドメイン伸長用導体パター
ンを有していることを特徴とする磁気記憶素子である。

（構成の詳細な説明） 本発明は上述の構成をとることによ）、従来技術のマイ
ナールーズ用ストライプドメイン初期設定に関する問題
点を解決した。以下、構成の詳細な説明をする口 第１図は本発明におけるマイナーループ部におけるスト
ライプドメイン配置法を示している◎ｌは溝掘シ領域で
、その輻Ｗはストライプドメイン保持層の材料特性で決
まるストライプドメイン自然幅Ｗ０（外部バイアス磁界
２が零のときのスト２イブドメイン輻）に比べて細くし
ておく。との溝掘ル部先端部に導体パターンからなるバ
ブル発生器３を作シつける０このバブル発生器によって
生じるバブルは溝掘１部内だけでなく、その周囲の領域
も含むようにする。現実には溝掘り部の幅Ｗとバブル発
生器の導体間隔Ｗ０との相対比および発生器の底と溝掘
シ部の尖端との距離ｄが重要なパラメータとなる◎ｄは
Ｗ０／２以上にしておく必要がある０ 以上のようにして、発生したバブルに溝掘シ部を取囲む
ように配置したストライプドメイン伸長用導体パターン
４にパルス電流Ｉｓを与えて、ストライプドメイン周囲
のｆｆｌ壁が溝掘ル部外側にくるように配置する＠スト
ライプドメインが一旦このように配置されると溝掘多部
境界段差５はストライプドメイン磁壁が境界段差に近づ
けないような反磁界効果を生じる０この結果、ストライ
プドメイン磁壁は溝掘多部境界段差から離れた位置に安
定保持され、磁壁と、溝掘９部境界段差と直接接しない
構造がとれる。その様子を第２図に示す。ストライプド
メイン６の磁壁７は溝掘シ部ｌの境界の外側に安定化さ
れている。このような状態が一旦得られると、ストライ
プドメイン磁壁と溝掘９部境界との間には反発相互作用
が働き、磁壁は溝掘シ部境界と直接接することが避けら
れる口８はストライプドメイン内の磁化の向き。

第３図は本発明によりて得られたストライプドメイン保
持層におけるストライプドメイン磁壁と溝掘シ部ｌとの
相対的関係を立体的に示している。

（実施例） 以下、実施例を示すＯ Ｗｏ”　４．５　ｆｉｍ　、膜厚３．９／Ａｍの（ＹＳ
ｍＬｕＣａ）１（ＦｅＧｅ）ＢＯＢ　　なる組成をもつ
ストライプドメイン保持層の表面にＷ＝４μｍ、深さ０
．４μｍの溝を掘シ、その溝をと〕囲むように、ストラ
イプドメインを配置する実験を第２図に示す構造の導体
パターンを用いて行なったＯ第１はストライプドメイン
を溝掘９ｓ内に発生させ、それに導体パターン４に与え
たパルス電流から生じるパルスバイアス磁界を与えて、
ストライプドメイン磁壁を溝掘シ部境界の外側にくるよ
うにした口しかし、３５００ｅの振幅までのパルス磁界
では信頼性よくストライプドメインを第２図に示す配置
にはできなかった０しかし、バブル発生器３を用いてま
ず、バブルを発生し、その後、導体バター／４にパルス
電流を与えて第２図を構造を形成すると、導体パターン
４によってストライプドメイン保持層に与える最小パル
スバイアス磁界振幅はストライプドメイン保持層膜厚平
均値で１５０ｅであった。なお、このときのｗＧ＝６μ
ｍ、ｄ＝３μｍでオッた〇（発明の効果） 本発明によシ、従来問題となっていた溝掘り部境界を取
囲むようにストライプドメインを配置することの困難さ
が格段に改善され、ストライプドメーイン安定化の際の
磁壁部と溝掘シ部境界膜厚段差との直接相互作用を避け
たストライプドメイン安定化が容易となシ、したがって
、ストライプドメイン安定化の際の＠壁部のポテンシャ
ルウェルの不均一性を取除くことができるようになり、
ブロッホライン対の転送の安定性が高くなシ、シたがっ
て、ブロッホラインメモリの信頼性が改善された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のストライプドメイン形成部の構成例を
示す図、第２図、第３図はストライプドメインの配置を
示す図０第４図は従来例を示す図である〇 図において、 ｌニスドライブドメイン安定化用溝掘９部、２：磁化お
よび外部バイアス磁界の向き、３：バブル発生器、４ニ
スドライブドメイン伸長用導体パターン、５：溝掘）部
境界、６：ストライプドメイン、７：ストライプドメイ
ンａＸ、Ｓ　ニスドライブドメイン内磁化の向き、９ニ
スドライブドメイン保持層、１０ニスドライブドメイン
保持層用基板。 代可人弁理士内原　　晋 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 情報読み出し手段、情報書き込み手段および情報蓄積手
   段を有し、かつ膜面に垂直な方向を磁化容易方向とする
   強磁性体（フェリ磁性体を含む）膜に存在するストライ
   プドメインの境界のブロッホ磁壁中につくった相隣る２
   つの垂直ブロッホラインからなる垂直ブロッホライン対
   を記憶情報単位として用い、該垂直ブロッホラインをブ
   ロッホ磁壁内で転送する手段を有する磁気記憶素子にお
   いて、前記強磁性体膜中の前記ストライプドメインを配
   したい領域に亘ってストライプドメインの幅にくらべて
   狭い幅の溝が該膜表面に設けられ、溝尖端部を含む位置
   にバブルを発生させる手段と、そのバブルを溝がある領
   域にわたって伸長させる手段を設けていることを特徴と
   する磁気記憶素子。