JPS62298082A - 磁気バブルメモリ素子 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明はイオン打込み転送路と導体パターンを用いた機
能部を有する磁気バブルメモリ素子に係わり、特にブロ
ックレプリケートゲートおよびスワップゲートの機能部
に関する。

〔従来の技術〕

イオン打込み転送路と導体パターンとを用いた機能部を
有する磁気バブルメモリ素子については。

たとえばアイ・イー・イー・イー　トランズアクション
オン　　マクネティックス、エム　ニー　シー２０、（
１９８４年）第１０７２頁から１０７４頁（ＩＥＥＥ。

’Ｉ’ｒａｎｓ、　Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ、ＭＡＧ　２０
　（１９８４）ｐｐ１０７２−１０７４）Ｋ示されてい
る。このメモリ素子では。

メージャニマイナループ構成をとっているが、ノージャ
ループとマイナループ間のゲートが磁気バブルを出し入
れする、トランスファアウトおよびトランスファインの
機能しか持っていない。これに対してパーマロイ転送を
用いたメモリ素子では。

マイナループ内の磁気パズルを２分割して取り出すブロ
ックレプリケートゲートおよびマイナループ内の磁気バ
ブルと書込みノージャラインの磁気バブルとを交換する
スワップゲートを持っている。

この２種類のゲートを持つことにより、読出しおよび書
込み時のサイクル時間を大幅に短縮できる利点がある。

ブロックレプリケートゲートについては、たとえばアイ
・イー・イー・イー、トランズアクション　オン　マグ
ネティックス、エム　ニー　ジー２０（１９８４年）第
１０８７頁から１０８９頁（ＩＥＥＥ。

’ｐｒａｎｓ　、、　ｂｉａｇｎｅｔ　ｉｃｓ　、　Ｍ
ＡＧ　−２０！　（１９８２）　ｐｐ１０８７−１０８
９）に示されているように、イオン打込み転送路の上に
、上下２層のコンダクタパターンを形成する方式が提案
されている。まだ、スワップゲートについては、たとえ
ば特開昭５８−１５５５９０において、１層のコンダク
タを用いる方式が提案されている。ところがこれら２種
類のゲートをマイナループの上下に付加し、それぞれ書
込みノージャラインと読出しノージャラインとに接続し
た素子構成をとると、２つの問題点がある。第１の問題
点は、書込みノージャラインと読出しノージャラインの
うち一方のパズル転送路の特性が良くないことである。

この問題はイオン打込み層の磁化容易軸が３回対称性を
有することに起因する。

第２の問題点は、２つのノージャラインのバブル転送方
向が逆向きであるため、書込み時に入力するデータ列と
読出し時に得られるデータ列とがその向きが反転してし
まうことである。この２つの問題点を解決する有効な方
式はこれまでに提案されていない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術【おいては、ブロックレプリケートゲート
とスワップゲートを両方有するメモリ素子において十分
な特性を得る方式について考慮されておらず、従来のパ
ーマロイ素子と互換性を持たない問題点があった。

本発明の目的は、従来のパーマロイ素子と互換性を有す
る、イオン打込み機能部を持つ磁気パズルメモリ素子を
提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

上記目的は、イオン打込み転送路で形成した複数個のマ
イナループと、マイナループの磁気バブル転送方向とほ
ぼ直交するパズル転送方向を有する１本の書込み、読出
し用ノージャラインとを有し、上記マイナループと書込
み、読出し用ノージャラインとの間に配置したヘアピン
型の第１ノー導体パターンと、２本のほぼ平行して配置
した第２１導体パターンにより構成したゲートを用いる
ことにより達成できる。

〔作用〕

ブロックレプリケートゲートとしての動作においては、
第１１導体パターンによるヘアピン部にパルス電流を流
してマイナループ内の磁気バブルを伸長させ、しかる後
に第２層の導体パターンによ）伸長させたストリップ磁
区を２分割させ、一方をマイナループに残し、他方をメ
ージヤライン上に移す。

スワップゲートとしての動作においては、第１層の導体
パターンに第１の方向のパルス電流を流して、マイナル
ープ内の磁気バブルを消滅させる。

次いで、第１層の導体パターンに第１の方向とは逆向き
の第２の方向のパルス電流を流してメージヤライン上の
磁気バブルを伸長させ、第２層の２本の導体パターンに
パルス電流を印加した後に第１層の第２の方向のパルス
電流を除くことにより、メージヤライン上のバブルをマ
イナルーズに移す。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。マイ
ナループ１はイオン打込み転送路により構成する。イオ
ン打込み境界２を境として３の領域はイオン打込み領域
、４の領域は非打込み領域である。反時計回りの回転磁
界に対して磁気バブルはマイナループの右側では図の下
から上の方向に、マイナループの左側では図の上から下
の方向に転送する。イオン打込み転送路のうち５０部分
は転送路周期の拡大部であり、６の部分がレプリケート
・スワップゲート機能を有するゲートの一部を構成する
外回シコーナである。７は読出しと書込みに使うノージ
ャラインであシ、イオン打込み転送路である。マイナル
ープと同様にイオン打込み境界７を境として３′の領域
はイ万ン打込み領域であり、４′の部分は非打込み領域
である。

ゲートを構成する外回シコーナ６にはカスプ８を含んで
いる。２層の導体パターンのうち上層のパターン９はヘ
アピンループ１０を形成し、下層のパターンは２本の一
定幅の導体１１と１２とを形成する。このゲートのレプ
リケートゲート動作およびスワップゲート動作をそれぞ
れ第２図の（ａ）〜（ψおよび第３図の（ａ）〜（山を
用いて説明する。ただし、ここで用いた磁気バブルの上
面はＳ極とし、バイアス磁界は紙面の下から上に向く方
向に印加する。磁気バブルを駆動する回転磁界１３は第
２図および第３図に示す様に反時計回シに回転する。

回転磁界１３の位相θλは右を向いた時を００とする。

本発明によるゲートのレプリケートゲートとしての動作
は以下のとおりである。回転磁界１３が第２図（ａ）に
示す様に０３＝０°（’ｒ＋）の時に磁気バブル１５は
カスプ８に存在する。ヘアピン１０の内側に生じるパル
ス磁界の向きが紙面の上から下に向くように、導体９に
パルス電流Ｉ、を流す。

このパルス磁界により、カスプ１４に存在していたバブ
ル１５はヘアピン１０の中で第２図（ｂ）の様にストリ
ップ状磁区１６に拡大される。次いでθＲ−ａ２０°（
Ｉ２）において導体パターン１１には右から左に流れる
パルス電流工２を、導体パターン１２には左から右に流
れるパルス電流Ｉ３を印加する。このパルス電流Ｉ２と
工３の振幅は、はぼ同一の振幅とする。パルス電流Ｉ２
．Ｉ３によシ、導体パターン１２と１３の間のバイアス
磁界が上がるため、ストリップ状に拡大した磁区１６は
、第２図（Ｃ）に示すように磁区１７と磁区１８の２つ
に分割される。次いで、θＲ＝４０゜（Ｉ３）において
工１〜Ｉ３のパルス電流をＯＫ戻すと、分割によりでき
た磁区１７と磁区１８は第２図（ｄ）Ｋ示すようＫそれ
ぞれ円形の磁気バブルに戻る。以上のパルス電流の印加
により１本発明のゲートはバブルを分割するレプリケー
トゲート動作が実現できる。以上で示したパルス電流を
流し始める位相およびＯＫ戻す位相は一例を示したも♀
である。バブルを拡大する電流１１の流し始めＴＩより
後に、バブル分割用のＩ２．Ｉ３を流し始めることが必
要条件であ夛、Ｉｔ、Ｉ２．Ｉ３をＯＫ戻す位相および
０に戻す順は必ずしも上述のとおシである必要はない。

本発明によるスワップゲートとしての動作を第３図を用
いて説明する。回転磁界１３が１８０゜の方向を向いた
時にライナループ２内の磁気バブル１９は外回シコーナ
のカスプ８に存在スる。一方、マイナルーブに入るべき
バブルはノージャライン７上のカスプ２１に存在する。

この位相において、導体パターン９に左から右に向く方
向のパルス電流Ｉ）を１００〜２００ｎｓ加える。カス
プ８に存在する磁気バブル１９は、ヘアピン導体１０の
作る磁界によシ第２図（ｂ）に示す様に消滅する。この
後１回転磁界が１８０度回転して０度の方向を向いた時
に磁気バブル２０はカスプ１４に到達している。この位
相で導体パターン９に右から左に同〈パルス電流Ｉｌ′
を流し始める。この■！によりヘアピン導体１０の内側
のバイアス磁界が下がるため、カスプ１４に存在してい
る磁気バブル２０は伸長し、第３図（ｃ）Ｋ示すように
ストリップ状の磁区２０′に−なる。Ｉ、ｌの印加後、
数百ｎｓ遅れて平行導体１１および１２に左から右に流
れるパルス電流Ｉ２．Ｉ３を流す。この後、■、を０に
戻すと、第３図（ｄ）に示す様にストリップ磁区２０′
はポテンシャルの低いカスプ８の方に収縮する。以上の
動作によシ、ライナループ２内の磁気バブル１９を消滅
させ、ノージャライン上の磁気バブル２０をマイナルー
プ内に移すことができる。

本発明の第二の実施例を第４図に示す。第１図の実施例
と基本的な構成および動作は同一である。

第２層の導体パターン１１と１２の幅を第１図の場合よ
りも広げ、導体パターン９と重なる部分または重なる部
分の近傍において、導体パターン１１と１２上またはい
ずれか一方にパターン幅が狭くなるような切シ込み２２
．２３を入れる。この切り込み２２．２３により、導体
パターン１１と１２の作る磁界がゲート部のみ強めるこ
とが可能となる。従って導体パターン１１．１２の抵抗
値を小さくし、駆動に要するパルス電圧の振幅を下げる
ことができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、イオン打込み転送路と上下２ｒｅの導
体パターンを用いることにより、スワップゲートとブロ
ックレプリケートゲートの２つの機能を有するゲートが
実現できる。このゲートを用いることによる効果は以下
のとおりである。

（１）スワップゲートとブロックレプリケートゲートを
マイナループ群の上下に配置すると、それぞれの部分に
ある程度の面積を必要とする。１チツプ内を４〜８個の
ブロックに分割するチップ構成では、この面積が全体の
７〜８チとなる。

この面積を、本発明のゲートを用いることに３〜４％に
低減できる。

（２）書込みノージャラインと読出しノージャラインの
いずれか一方は、バブル磁性膜の結晶異方性によυ、転
送マージンが狭い。マイナループの直線部の転送のバイ
アス磁界マージンおよび転送マージンの広い方のノージ
ャラインの転送マージンが１２％程度あるのに対して６
〜８チ程度のバイアス磁界マージンしか得られない。

本発明のゲートを用いれば、転送特性の良好な方向のノ
ージャラインだけを使うことが可能になる。従って全体
のマージン幅を６〜８％から１２％に向上できる。

（３）従来の方式では書込みノージャラインと読出しノ
ージャラインのバブル転送方向が逆回きであるために、
書込み時と読出し時のデータ列が逆転する。このために
、欠陥処理回路および誤り訂正回路の７・−ドウエア量
が増加する。本発明のゲートを用いることによシ、欠陥
処理回路および誤シ訂正回路のノ・−ドウエア量をほぼ
５０％に低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す図、第２図は本発
明のゲートのブロックレプリケートゲートとしての動作
を示す図、第３図は本発明のゲートのスワップゲートと
しての動作を示す図、第４図は本発明の第二の実施例を
示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、選択的にイオンを打込んだイオン打込み転送路と、
   この上に互に絶縁して形成した上下２層の導体パターン
   とから構成した、レプリケートゲート機能とスワツプゲ
   ート機能とを有するゲートを持つことを特徴とする磁気
   バブルメモリ素子。 ２、互にほぼ直交するバブル転送方向を有する２種類の
   イオン打込み転送路と、２種類のイオン打込み転送路と
   重なるように形成したヘアピン型の第１層の導体パター
   ンと、２本の並行した第２層の２本の導体パターンとか
   ら構成する、レプリケートゲート機能とスワツプゲート
   機能とを有するゲートを持つ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、メージヤラインを構成するイオン打込み転送路のカ
   スプ近傍にヘアピン型の第１層の導体パターンの切り込
   み部分を配置したことを特徴とする特許請求の範囲第２
   項記載の磁気バブルメモリ素子。 ４、マイナループの外回りコーナを構成するイオン打込
   み転送路のカスプ近傍にヘアピン型の第１層の導体パタ
   ーンの切り込み部分を配置したことを特徴とする特許請
   求の範囲第２項記載の磁気バブルメモリ素子。