JPS6244355B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二層導体パタン記憶素子に関するもの
である。更に詳しく述べるならば、ストライプ状
のスロツトによつて円筒磁区の引き伸ばし及び転
送を行なうストレツチパタンを有する記憶素子に
関するものである。

円筒磁区を情報の担体として用いる記憶素子に
おいて、円筒磁区の転送方式は、パーマロイの如
き軟磁性膜でできたシエブロン型やＹ−型を呈し
たパタンを外部より印加する面内回転磁界によつ
て順次磁化することによつて生じる磁極に円筒磁
区を引きつけて転送させる、いわゆるフイール
ド・アクセス方式が一般的であつた。しかしなが
ら、このフイールド・アクセス方式は、記憶密度
を大きくするために円筒磁区径を小さくするに従
つて円筒磁区転送に必要な面内回転磁界が急激に
大きくなり、消費電力が大きくなるとともに面内
回転磁界発生用コイルに印加する電圧が増大し、
高速転送に適さなくなるという大きな欠点を持つ
ていることはよく知られている。更に、円筒磁区
径が小さくなるにつれてパーマロイパタン形成に
必要な最小寸法が小さくなり、２μｍ以下の円筒
磁区を用いる素子の製造は非常に困難となる。

このような従来のフイールドアクセス型円筒磁
区素子の欠点を克服するために、電流アクセス型
の二層導体パタン記憶素子がエイ・エイツチ・ボ
ベツク（A.H.Bobeck）によつて1979年８月に、
ザ・ベル・システム・テクニカル・ジヤーナル
（The Bell System Tecknical Jounal）第58巻、
第６号、第1453頁〜1540頁に発表された。この二
層導体パタン記憶素子の本質は、円筒磁区材料上
に設けられた導体層に矩型或いは長円状のスロツ
ト列を作り、この導体層に交流電流を通じたとき
そのスロツト周辺に生じる電流分布によるバイア
ス磁界分布を用いて円筒磁区の駆動を行なうこと
にある。

円筒磁区記憶素子において円筒磁区の検出は、
円筒磁区の発生、転送、消滅とならんで重要な機
能の一つである。前記論文の二層導体パタン記憶
素子において、円筒磁区は転送方向と垂直な方向
に長く伸びたストライプ状スロツトからなるスト
レツチパタンでストライプアウトにすることによ
つて実用的なレベルの検出信号を得るようになつ
ている。

本発明の説明に先立ち従来のストレツチパタン
の特徴を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は前記論文に示されている二層導体パタ
ンの一例である。基板材料５上に円筒磁区を保持
し得る円筒磁区材料４が成長されており、その上
に第一層目の円筒磁区駆動用導体層３が設けら
れ、さらにその上に絶縁層２を介して第２層目の
円筒磁区駆動用導体層１が設けられている。第１
層目、第２層目の導体層にスロツト列と垂直な向
きの交流電流１１，１２を流すと導体層中のスロ
ツト６及び７によりスロツト周辺に電流密度のみ
だれが生じる。交流電流１１，１２の位相を1/4
周期ずらすと、この電流分布のみだれによつて生
じるバイアス磁界分布は進行波状になり円筒磁区
は駆動力を受ける。第２図は両導体層におけるス
ロツト列の位置関係をわかりやすくするため第１
図を真上から見たときの図である。前記進行波状
駆動力により円筒磁区はＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ａ……
…の位置にそつて移動する。

第３図は前記論文に示されているストレツチパ
タンの一例である。１３は第１図６，７のスロツ
トを転送方向と垂直な方向に長く伸ばしたストラ
イプ状のスロツトである。円筒磁区はストライプ
状スロツト周囲の電流分布によつて生じる細長い
ポテンシヤルウエルによつてストライプアウトさ
れ、ストライプ磁区の状態で駆動力を受け矢印１
５の方向に転送される。このストライプ磁区が通
過するときの磁束の変化がパーマロイ検出器１４
によつて電気信号として検出される。

第４図は前記論文中の式をもとにストレツチパ
タンのような細長い導体スロツトが一列に並んで
いるときの磁界分布を数値計数によつて求めたも
のである。

実際のストレツチパタンでは第３図に示される
ようにストレツチパタンの長さを徐々に変えて円
筒磁区の収縮を段階的に行なつているが、ここで
は計算の便宜上同一形状のパタンが一列に並んで
いる場合を考える。図中ｚは発生磁界のバイア
ス方向成分を円筒磁区膜厚について平均した値で
ある。a₁，a₂はスロツトの形状を表わすパラメー
タであり、a₁はスロツト列と垂直方向の長円軸の
長さ、a₂はスロツト列と同方向の長円軸の長さで
ある。数値計算においてスロツト列の周期を8.0
μｍ、円筒磁区膜厚を2.0μｍとしている。また
電流は平面電流と近似し、電流平面と円筒磁区の
上面との距離を2500Åとしている。

点１６，１７，１８でのｚを比較してわかる
ように、ストレツチパタン端部では中央部に比べ
電流による発生磁界が小さい。このためストレツ
チパタンの全長にわたつて円筒磁区をストライプ
アウトするのに十分なポテンシヤルウエルを与え
ることができない。またパタン端部では駆動力も
弱いため端部でのビツト遅れ、ピンニングなどに
よつて転送エラーが引き起こされることが予想さ
れる。

以上に述べた通り、前記論文に示されているス
トレツチパタンではパタン端部の発生磁界が小さ
いために円筒磁区のストライプアウトやストライ
プアウト後の転送などのストレツチヤーとしての
特性を劣化させるという欠点を有している。

本発明の目的は、上記の様な欠点を除いたスト
レツチパタンを有する二層導体パタン記憶素子を
提供することにある。本発明の特徴はストレツチ
パタンを形成しているストライプ状スロツトの端
部にふくらみを持たせたことにある。

第５図は本発明の原理を示したものである。第
５図ａのような従来型のストライプ状スロツトで
はパタン端部１９での電流密度のみだれが小さい
ため、前述したようにこの付近での発生磁界は中
央部に比べ著しく小さい。一方、第５図ｂのよう
にストレツチパタンの端部にふくらみ２０を持た
せるとこの部分での電流密度のみだれが大きくな
る結果、その端部での発生磁界を強めることがで
きる。

第６図はａ〜ｅはそれぞれ本発明のストレツチ
パタンに用いるストライプ状スロツトを示したも
のである。ストライプ端部のふくらみ２１，２
２，２３，２４，２５によつて端部の発生磁界が
強められる。端部の形状は他にも色々なものが考
えられるが端部での電流密度のみだれを大きくし
て発生磁界を増大できるようなものであれば同様
の効果があることは容易にわかる。

次に本発明の実施例を示す。第７図は前記論文
に報告されているようなストライプアウトを一段
で行なうストレツチパタンについて本発明を実施
した第１の例である。第８図はより高周波での動
作を可能にするために円筒磁区を段階的にストラ
イプアウトするようにした第２の実施例である。
第９図は端部のふくらみに傾きをつけることによ
りストライプ磁区端部の運動をより滑らかに行な
わせるようにした第３の実施例である。

第１０図は本発明をリプリケータに応用した第
４の実施例である。ストレツチパタンによつて円
筒磁区をストライプアウトした後、コンダクタパ
タン２７にリプリケート電流２８を流してストラ
イプ磁区を２分する。２６は円筒磁区の転送方向
である。前述したように端部での発生磁界が通常
のストライプ状スロツトに比べ強いため、リプリ
ケート後の円筒磁区をより安定に転送することが
できる。

以上に述べた様に、本発明を用いれば、ストレ
ツチ特性がよく、かつ転送特性の良い円筒磁区ス
トレツチパタンが容易に実現される。更に本発明
の説明においては、円筒磁区転送導体層として２
層の導体層について述べてきたが、前記文献に記
載されている様な一層導体を用いる円筒磁区素子
や、３層導体などの更に多層の構成からなる円筒
磁区素子に対しても優れたストレツチ特性を有す
るストレツチパタンを提供できることはいうまで
もない。

【図面の簡単な説明】

第１図は公知のチツプ層構成を示す断面図、第
２図はスロツト６，７の配置をチツプ上面から見
て示した図、第３図は従来のストレツチパタンを
示す平面図、第４図はストレツチパタン周囲を流
れる電流によつて発生する磁界分布を示した図、
第５図は本発明の原理を示した図、第６図ａ〜ｅ
はそれぞれ本発明のストレツチパタンを示した
図、第７図、第８図及び第９図はそれぞれ本発明
の実施例のストレツチパタンを示す図、第１０図
は本発明をリプリケータに応用した実施例を示す
図である。 １，３……円筒磁区駆動用導体層、２……絶縁
層、４……円筒磁区材料、５……基板材料、６，
７……長円形スロツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 円筒磁区を保持し得る磁性薄膜上に交流電流
   を流す穴開き導体層を有し、その穴周辺の電流密
   度のみだれによつて生じる時間変調された磁界勾
   配によつて円筒磁区を駆動する記憶素子におい
   て、両端にふくらみを有するストライプ状スロツ
   トからなるストレツチパタンを備えたことを特徴
   とする電流駆動型記憶素子。