JPS62226489A - 磁性メモリ素子 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁壁構造を利用した磁性メモリ素子に係り、特
に２′ａ情報を表わすに好適な磁壁のプロッホライン対
の構造を固定する手段を施しである磁性メモリ素子に関
する。

〔従来の技術〕

磁気バブルを細長く引伸して形成されるストライプ磁区
の周辺の磁壁中に存在するプロッホラインの対を情報担
体として用いるプロッホラインメモリは、従来の磁気バ
ブルメモリに較べて飛躍的に記憶密度を増加することが
できる。しかしこのような磁性メモリ素子は特開昭５９
−９８３８４および特開昭５９−９６５９２に記載しで
あるように、プロッホライン対を記憶するストライプ磁
区に直交するように軟磁性体を配置するようになってい
た。

これらの構造を第５図について説明する０図は中にスト
ライプ磁区を形成した強磁性体の上面にストライプ磁区
と直交する軟磁性体を配置した磁気メモリ素子の１部を
示す斜視図である１図において上表面に垂直な方向９を
磁化容易方向とする強磁性体１に存在するストライプ磁
区１１の周辺の磁壁（ブロッホ磁壁といわれている）１
２の中に作った相隣る二つの垂直プロッホラインから成
る垂直プロッホライン対が記憶情報単位として用いられ
る。プロッホライン対を所定の位置に固定する、すなわ
ちビット固定のために、前記強磁性体１の表面または内
部にその長手方向がストライプ磁区１１の長手方向１０
に対して垂直な方向４であって、互いに平行な複数の軟
磁性体８が形成されている。

そして、該軟磁性体８に対し、ストライプ磁区１１の長
手方向すなわち矢印１０の方向に磁界を印加する手段を
備えている。

また、別のビット固定手段として昭和６０年度電子通信
学会総会全国大会講演論文集分冊１の１−２４８頁に記
載しであるように、軟磁性体８の代りに導体を配置する
ことも提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしこれらの方法では上記の如くストライプ磁区１１
の磁壁１２内の磁化の向きを規定するために外部から常
時磁界を矢印１０の方向に加えたり、磁界を発生するた
めに常時通電することが必要であり、またプロッホライ
ン対の向きを確実に固定できないという欠点があった。

本発明の目的は上記した従来技術の欠点である固定不確
実なプロッホラインの向きを規定するために、外部から
磁界を印加する手段を施すことなく、また通電する手段
を施すことなく確実にプロッホライン対を常に所定の位
置に保持できる。すなわちピッＩ・固定を確実にし得る
手段が施された磁性メモリ素子を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

前傾記載の従来技術の欠点を解消するためのプロッホラ
イン固定の手段すなわちビット固定の手段は、情報を保
持するプロッホライン対をもつ強磁性体の上部に磁化容
易方向が異なる２系統の磁性層領域か、または磁性層領
域と非磁性層領域を周期的に交互に配置することにより
達成される。

〔作用〕

プロッホライン対を保持するストライプ磁区のある強磁
性体の上部に磁化容易方向が互いに９０゜異なる第１領
域の磁区および第２領域の磁区からなる軟磁性層が設け
である。これらそれぞれの磁区の磁化容易方向はいずれ
も強磁性体の中のストライプ磁区の磁化容易方向に対し
て直交している。

このような状態、すなわち磁化容易方向が互いに９０°
異なる二つの磁区からなる軟磁性層が存在する状態は昭
和６０年度電子通信学会総合全国大会講演論文集分冊１
の１−２４８頁に記載されている電流によって作られた
周期的な面内磁界と同様な状態となるから１強磁性体の
磁壁中のプロッホライン対は最もエネルギの低くなる位
置、すなわち軟磁性層の第２領域の磁化の向き（第４図
に示した４の方向）と一致する位置で安定となる。

なおピッ１−固定の強さすなわちプロッホライン固定の
強さは軟磁性層の膜厚および磁化の強さで決まり、膜厚
が大で磁化の強さが大きいほど漏洩磁束が増すから強く
固定することになる。

上記の手段では強磁性体に接して直接軟磁性層を設けた
が、強磁性体と軟磁性層の間に非磁性層を設けてもよい
。ただしこの場合はビット固定の強さは上記の軟磁性層
のＮさおよび磁化の強さの他に非磁性層の厚さによって
も影響される。

以上は磁化安定方向が軟磁性層の面に対して垂直な強磁
性体の磁壁中にできるプロッホラインに対してビット固
定を行うものを例として説明したが、磁化安定方向が軟
磁性層の面に平行である強磁性体の磁壁中にできるプロ
ッホラインに対しても適用できるものである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図乃至第４図によって説明
する。

（実施例１） 第１図における強磁性体１（例えばガーネット、）に軟
磁性層２（例えばパーマロイ）の磁区３１の矢印４１で
示した磁化の向きと同じ向きすなわちストライプ磁区の
長年方向である１０の方向に外部から磁界を印加しなが
ら、磁性体１の面上にパーマロイ（Ｎｉ−Ｆｅ系軟磁性
合金）を１０００人の厚さに蒸着してパーマロイ膜の軟
磁性層２を設ける。この状態を第２図（ａ）に示した。

この蒸着方法は磁界中蒸着と呼ばれ、磁界を印加した方
向が磁化容易軸となり、磁化は磁界印加方向に向く。

つぎに、ホトレジスト（感光性樹脂）をパーマロイ膜の
軟磁性層２の上に１−の厚さに塗布してホトレジスト膜
１４を形成し、第１図の磁区３２に相当する領域３２′
のホトレジスト膜を公知のホトリソグラフィ法により除
去する。この状態を第２図（ｂ）に示した。

以上の操作を行った後、次に第１図の矢印４２で示した
方向、すなわち図中の磁区３２の磁化方向に一致する矢
印４の方向に磁界を印加しながらパーマロイ膜の軟磁性
層２の表面全面にＨ２イオンを打込む。この場合、前記
のホトリソグラフィによって残存している領域３１’の
ホトレジスト膜はＨ，、イオンの侵入を遮断するから、
Ｈ２イオンが打込まれるのは領域３２′だけである。

特願昭５９−５５８５に記載されているように、Ｈ８イ
オンが打込まれた領域３２′の磁化容易方向は。

イオン打込みの際の外部磁界の方向４２に変って磁区３
２が形成される。このため第１図の矢印４１、および矢
印４２で示されるように局部的に磁化容易方向が異なる
磁性層２が形成され１本発明に係る磁性メモリ素子が作
られる。

このようにして得られた本発明に係る磁性メモリ素子を
第１図によってさらに詳しく説明する。

図は第５図に示した一つのストライプ磁区１１の１部分
、　ａｂｃ、ｅｆｇｈで囲んだ個所に相当する部分の斜
視図である。

強磁性体１の中に存在し二つのプロッホライン７ａと７
ｂからなるプロッホライン対７を保持するストライプ磁
区は第１図の矢印１０で示したように図面の右から左へ
配置されていてその磁壁５の中の磁化の向きは矢印５１
で示される。図中■Ｏの記号は方向が互いに反対である
磁化の方向を示している。ストライプ磁区１１を保持す
る強磁性体１の上部に磁化容易方向が互いに９０°異な
る第１領域の磁区３１および第２領域の磁区３２からな
る軟磁性層２がある。これらそれぞれの磁区の磁化容易
方向４１および４２は強磁性体１の中のストライプ磁区
の磁化容易方向１３に対して直交している。

このような構成にすれば、強磁性体１の磁壁中のプロッ
ホライン対７は最もエネルギの低くなる位置、すなわち
軟磁性層３２の磁化の向き４２と一致する位置で安定と
なること先に〔作用〕の項で述べたとおりである。

このように本実施例によれば磁性メモリ素子のプロッホ
ライン対７の固定は最もエネルギの低い７の位置で確実
となり、ピッ１−固定の効果が得られる。

（実施例２） 前項実施例１においてはパーマロイ膜に打込むＨ２イオ
ン量はパーマロイ膜が依然として磁性をもつ範囲内に留
めておくのであるが、そのうえさらにＮｅやＦｅなどの
重いイオンを多量に打込むと。

第２図３３で示される領域のパーマロイ膜の結晶性は破
壊され、磁性が消失する。

この場合は第３図に示すように磁化を持った領域の磁区
３１が非磁性領域３３を隔てて縞状に並ぶことになる。

本実施例においてはこの部分が実施例１におけると同様
にプロッホライン対を固定することになる。

（実施例３） 第４図も本発明の他の実施例の一つであって。

強磁性体１の上にＳｉｎ、、Ａ琵、０１、ＳｉＯおよび
樹脂などの絶縁層６を被着する。そののち実施例１と同
様に磁界を印加しながらパーマロイを１５００人蒸着す
る。これにより磁界印加方向を磁化容易方向とするパー
マロイ１漠の軟磁性層２が形成される。つぎにその上に
ホトレジストを塗布した後、露光を行い領域３２に相当
する部分だけのホトレジスト膜を除去する。露光方法は
通常のホトリソグラフィによってもよいが、０．５４以
下の微細なパターンに対してはＸ線露光または電子線露
光などによることが好ましい。その後の操作は実施例１
、または実施例２に準じて行う。このようにして得られ
た本実施例によれば強磁性体１の中のプロッホライン対
を固定することができ、磁性メモリ素子のビットの固定
に効果がある。また、本実施例の如く軟磁性Ｔ４２と強
磁性体１との間に絶縁層６がある場合と軟磁性層２が強
磁性体１に与える歪の影響を低減できる。軟磁性層２が
プロッホライン対を固定する強さを絶縁Ｔ４６の厚さで
調節できるなどの効果がある。

以上３例の実施例において第２領域の磁化安定方向が第
１領域の磁化安定方向に対して９０’　としたのはこの
角度がプロッホライン対の固定に最も望ましい角度だか
らであって、本発明における第２領域の磁化安定方向は
第１領域の磁化安定方向に対して異なる方向であればよ
く、必ずしも９０″に限る必要はない。

〔発明の効果〕

本発明によれば、情報を保持する強磁性体上に磁化容易
方向が異なる二つの軟磁性層領域を周期的に交互に配置
するか、または磁性層領域と非磁性層領域を周期的に交
互に配置することにより、強磁性体の磁壁中のプロッホ
ライン対は容易に固定される。したがって一旦記憶した
情報を安定に保持することができる。またプロッホライ
ン対を固定するために、従来のごとく特別に外部磁界を
常時印加する必要がなく情報を安定に保持することがで
きる。

上記作用を有する本発明は従来の磁壁構造を利用したプ
ロッホラインメモリの欠点を完全に解消したものである
から磁気メモリ素子の機能性において発明の効果は極め
て顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるストライプ磁区の上面に磁化容易
方向が異なる２系統の軟磁性層を交互に附着させた磁性
メモリ素子の構造を示す斜視図、第２図は本発明の第１
の実施例の製造過程を説明する図、第３図は本発明によ
るストライプ磁区の上面に軟磁性層と非磁性層を交互に
附着させた磁性メモリ素子の構造を示す斜視図、第４図
は本発明によるストライプ磁区の上面に絶ａ層を介して
軟磁性層を附着させた磁性メモリ素子の構造を示す斜視
図および第５図は従来技術による磁性メモリ素子の構造
を示す斜視図である。 １・・・強磁性体（ガーネット） ２・・・軟軟磁性層（パーマロイ） ３．４．１０・・・方向を示す矢印 ５・・・軟磁性体１の磁壁 ７ａ、７ｂ・・・プロッホライン ７・・・プロッホライン対 ８・・・軟磁性体（パーマロイ） １１・・・ストライプ磁区 １２・・・磁壁（ブロッホ磁壁） １３・・・ストライプ磁区の磁化の向き１４・・・ホト
レジスト膜 ３１・・・軟磁性層２の第１領域の磁区３２・・・軟磁
性層２の第２領域の磁区３３・・・非磁性領域

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、磁壁中の磁化の向きの違いを利用して２進情報を記
   憶する磁性メモリ素子において、情報を記憶する磁性体
   の上方に直接あるいは絶縁層を介して磁性層を附着し、
   上記磁性周内に磁化容易軸が所定の方向を向いた複数個
   の第１の領域と、上記複数個の磁性層のそれぞれの中間
   に磁化容易方向が上記第１の領域の磁性層と異なる方向
   を向いている磁性層、あるいは非磁性の第２の領域を、
   周期的に交互に配置して設けてあることを特徴とする磁
   性メモリ素子。