JPS626485A - 複合型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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、高密度磁気バブルメモリ素子に係り、特にイ
オン打込み転送路と軟磁性体素片転送路とを併用した高
密度磁気バブルメモリ素子に好適な磁気バブル分割器と
スワップゲートに関する。

〔発明の背景〕

高密度化に適したイオン打込み転送路をマイナループ、
軟磁性体素片転送路を書込み、読出し用メジャラインと
した高密度磁気バブル素子（以下、複合磁気バブル素子
と呼ぶ）が提案されている（例えば、特開昭５７−４０
７９１公報）、この複合磁気バブル素子は、メジャライ
ンとマイナループとを上記のような組合せとすることに
よって、メモリ素子として必要な機能部（例えば、磁気
バブル分割器、スワップゲートなど）の安定動作と情報
記憶部の高密度化をはかったものである。すなわち、素
子全体を高密度化に有利なイオン打込み転送路のみで作
製した場合、安定した動作を保証する機能部を作製しに
くいという欠点がある。

そこで、この複合磁気バブル素子が提案されたものであ
る。さらに、この複合磁気バブル素子では。

イオン打込み転送パターンと軟磁性体素片転送パターン
を重畳させることで、両者転送パターン間での磁気バブ
ルの転送をさらに円滑に行なうことができ、さらにはま
た１両者パターン間での磁気バブルの授受を両者パター
ン間に配設した導体パターンに通電することでさらに円
滑に行なうこともできることが述べられている。しかし
ながら。

それらの具体的構成については何も示されていなり）。

所で、以上と同様な複合磁気バブル素子の機能部である
磁気バブル分割器およびスワップゲートの具体的構成に
ついては、特開昭５７−１８６２８７号公報において提
案されている。

この公報に記載されている磁気バブル分割器を第１０図
に示す。この分割器は、イオン打込み転送路（点々で示
した領域５がイオン打込み領域）１の端部上に、磁気バ
ブルを分割するためのヘアピン状コンダクタ４と磁気バ
ブルを伸張するためのピッカックス形軟磁性体素片２が
絶縁膜を介して積層されており、ヘアピン状コンダクタ
４に電流パルスを流して軟磁性体素片２の上端部３で伸
張されている磁気バブルを分割して軟磁性体片８．９に
より読出しメージャライン方向に転送するというもので
ある。しかし、この分割器では、ピッカックス形軟磁性
体素片２の上端部３の下にイオンが打込まれているため
、軟磁性体素片２の磁束がイオンを打込まれた面内磁化
層に流れて磁気バブルに到達しにくく、そのために安定
した動作をしにくい欠点があった。

さらに、上記特開昭５７−１８６２８７号公報には、上
記のような複合素子において、前述のようにマイナルー
プの転送路をすべてイオン打込みによって形成せず、マ
イナループの転送路のうち読出しメージャラインとの接
合部近傍のみを軟磁性体で形成してもよい旨が述べられ
ている（同公報添付の第１１図参照）。ここでは、マイ
ナループのコーナに位置する軟磁性体素片とこれと交差
するヘアピン状コンダクタによって磁気バブル分割器が
構成され、しかも、該軟磁性体素片の上辺部と該ヘアピ
ン状コンダクタが直角となるように配置されているので
、後述するような欠点がある。

この欠点を解消する磁気バブル分割器が特開昭５９−６
３０８８号公報に提案されている。ここに示されている
磁気バブル分割器をこれとイオン打込み転送路との接続
部（特開昭６０−３８７５８号公報参照）を含めて第１
１図に示した。ここに示された磁気バブル分割器はヘア
ピン状コンダクタ４の上端部と交差する軟磁性体素片１
０の上辺部１０′の読出しメージャライン方向への軟磁
性体素片８．９を経ての磁気バブルの進行方向６とのな
す角を９０’未満としたものである。この角度が９０°
であると、軟磁性体素片１０の上辺部とヘアピン状コン
ダクタ４の交差する部分から読出しメージャラインに磁
気バブルを導くべき軟磁性体素片８．９方向に磁気バブ
ルが跳ね返されてしまう誤動作が起り易くなるという欠
点があるが、この角度を９０１未満にすれば、このよう
な誤動作を起こす欠点を除くことができる。

また、この磁気バブル分割器では、磁気バブル分割器の
一部を構成し、かつマイナループのコーナ部となる軟磁
性体素片１０とイオン打込み転送路ｌとの間を数個の軟
磁性体素片１１．１１’からなる転送路によって接続す
るものである。そして、イオン打込み転送路１からなる
マイナルーブ内の磁気バブルを軟磁性体素片１１を経て
軟磁性体素片１０に転送している。

しかし、この方法では、軟磁性体素片間にあるギャップ
のために、磁気バブル径が１．０−より小さくなると、
磁気バブルの転送マージンが小さくなったり、マイナル
ープ内にギャップをもった軟磁性体素片転送路があるた
めに、高密度化に不利な領域が存在することになり、チ
ップ内に無駄面積を生じるなどの欠点があった。

一方、上記特開昭５７−１８６２８７号公報に記載され
ているスワップゲートは第１１図に示すものである。

このスワップゲートはイオン打込み転送路１（点々で示
した領域５がイオン打込み領域である）で形成されたマ
イナループとこれとわずかに離れて直角に形成されたシ
ェブロン形軟磁性体素片１２からなる書込みメージャラ
インが対向する部分に設はヘアピン状コンダクタ４と書
込みメージャラインからマイナループに磁気バブルを導
くための軟磁性体素片１３．１４とからなる。このゲー
トは書込みメージャラインを矢印１５方向に転送されて
きた磁気バブルを矢印１６．１７方向にイオン打込み転
送路１からなるマイナループに転送すると同時にマイナ
ループを矢印１８方向に転送されてきた磁気バブルを矢
印１９方向に書込みメージャラインに転送し、両者の間
で磁気バブルの入れ換えを行なってマイナループ内の情
報の書き換えを行なうものである。この際、どちらか一
方の磁気バブルが存在しなくても、情報の書き換えとい
うことでは同じである。情報の書き換えの場合にだけ、
ヘアピン状コンダクタ４にパルス電流を流せば、書込み
メージャラインを矢印１５方向に転送されてきた磁気バ
ブルを矢印１６方向に軟磁性体素片１４．１５を経てイ
オン打込み転送路１からなるマイナループに、マイナル
ープを矢印１８方向に転送されてきた磁気バブルを矢印
１９方向に書込みメージャラインに転送し、マイナルー
プ上の磁気バブルを交換（スワップ）させることができ
る、このスワップゲートでは、軟磁性体素片からなる書
込みメージャラインの下にもイオンが打ち込まれており
、軟磁性体素片１２にできる磁極が作る磁束が磁気バブ
ル用磁性膜へのイオン打込みによって形成される該磁性
膜の表面の面内磁化層に流れてしまい、書込みメージャ
ラインにおける磁気バブルの転送特性を悪化させる欠点
があった。

そこで、以上のような欠点を除くために、第１３−図に
示すようなスワップゲートが提案されている（例えば、
昭和６０年度電子通信学会総合全国大会予稿集、１−２
８７および本明細書添付の第１０図参照）、このスワッ
プゲートは軟磁性体素片からなる書込みメージャライン
のスワップゲートとなる部分の軟磁性体素片２０をピッ
カツクス形バタンのものとし、これと対向する位置にマ
イナループのコーナ部となる軟磁性体素片２１を設け、
さらに、ピッヵックス形軟磁性体素片２０と軟磁性体素
片２１の両者と交差するヘアピン状コンダクタ４を設け
たものである。スワップ動作は第１２図のものとほぼ同
様であり、ヘアピン状コンダクタ４にパルス電流を流す
ことにより、書込みメージャラインを矢印２２方向に転
送されてきた磁気バブルを矢印２３方向にイオン打込み
転送路との接続用軟磁性体素片２４を経て矢印２５方向
に導かれ、イオン打込み転送路１に転送される９一方、
矢印２６方向にイオン打込み転送路１から軟磁性体素片
２４′を転送されてきた磁気バブルは矢印２７方向に導
かれ、書込みメージャラインに転送され、マイナループ
上の磁気バブルの交換が行なわれる。しかしながら、こ
の方式でも、マイナループ内にギャップをもった軟磁性
体素片転送路という高密度化に不利な領域が存在し、チ
ップ内に無駄面積を生じるなどの欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点に鑑み、
軟磁性体素片からなる書込み用および読出し用メージャ
ラインとイオン打込み転送路からなる磁気バブルメモリ
素子において、マイナループと書込みメージャラインの
情報交換を確実に行ない、かつマイナループと書込みメ
ージャラインの転送特性を良好なものとするスワップゲ
ートと磁気バブルを確実に伸長させて磁気バブルを分割
するために、安定に動作する磁気バブル分割器を提供す
ることにある。

〔発明の概要〕

本発明は、上記の目的を達成するために、マイナループ
の少なくとも一方のコーナ部を１個の軟磁性体素片で構
成し、この軟磁性体素片にマイナループの残りの部分を
構成するイオン打込み転送路を接続し、このコーナ部軟
磁性体素片にヘアピン状コンダクタを交差させ、該コン
ダクタにパルス電流を印加することにより、磁気バブル
の分割あるいは交換（スワップ）を行なわせるようにし
たものである。なお、ａｔ磁気バブル分割あるいは交換
する際に、バブルが転送される転送路に、バーバタンな
どの軟磁性体素片を設ければ転送特性の向上を計ること
ができる。

〔発明の実施例〕

以下に本発明を実施例により詳細に説明する。

実施例　１ 本発明における磁気バブル分割器の一実施例を第２図に
示す。図において、１はマイナループを形成するイオン
打込み転送路で、コーナ端部は閉路とならず、開路とな
っている。３ｏはパーマロイ素片で、その両脚の端部は
それぞれイオン打込み転送路１の端部とわずかに３１．
３２の部分で重なり合っている。４はパーマロイ素片３
ｏの上辺とその上端部が交差しているヘアピン状コンダ
クタ、３４．３５は分割された磁気バブルを読出しメー
ジャラインへ導くためのパーマロイ素片である。図中、
点々を打って示した領域５はイオン打込みをした領域で
、このイオン打込みをした領域とイオン打込みをしない
・Ｘ域との境界のイオン打込み領域側がイオン打込み転
送路１となる。軟磁性体であるパーマロイ素片の大部分
が存在する領域は、イオン打込みを全くされていないか
、前記イオン打込み領域とは異なる条件、すなわち異常
バブルの発生を抑制するためにイオンを浅く打込まれた
領域である。ヘアピン状コンダクタ４、パーマロイ膜３
０．３４．３５等はイオン打込みを行なった磁気バブル
用磁性ガーネット膜上にそれぞれ絶縁膜を介して形成さ
れている。

マイナループのイオン打込み転送路１を矢印３６方向に
転送されてきた磁気バブルは、イオン打込み転送路１と
パーマロイ素片３ｏの接続部３１でパーマロイ素片３０
に移されてパーマロイ素片３ｏの上端部で、図中に３８
で示したように横長に伸びた状態となる。この状態で、
ヘアピン状コンダクタ４の中間ギャップ内に発生する磁
界が紙面裏側から表面側方向になるように、第３図に示
すような電流パルスを流す。すると磁気バブルは２つに
分割され１．一方の磁気バブルはパーマロイ素片３４．
３５を経て読出しメージャラインを通り、磁気バブル検
出器に転送される。他方の磁気バブルは矢印３７で示し
た方向にパーマロイ素片３０とイオン打込み転送路１の
接続部３２を経てマイナループ内のイオン打込み転送路
１に転送される。

この磁気バブル分割器の特性を第４図及び第５図に示す
。第４図は第３図に示した電流パルスの位相マージンを
示す。実用上バイアス磁界マージンは１０％以上あれば
よく、同図から、その条件をみたす位相マージンも約４
０°と広い。また、第５図にバイアス磁界マージンの回
転磁界依存性を示す。同図から、回転磁界が４５０ｅ以
上で１０％以上のマージンが確保でき、実用上良好な特
性を示している。なお、本特性は、１−径の磁気バブル
と０．９−径の磁気バブルを用いて測定した。

第６図は本発明の磁気バブル分割器の他の実施例である
。本実施例で実施例１と異なる点は、磁気バブル分割用
のパーマロイ素片３ｏをピッヵックス形パーマロイ素片
４ｏとしたことである。このようにすることにより、パ
ーマロイ素片４ｏの上端にできる磁気バブル吸引磁極を
その足状部分４０’の存在によって強めることができる
。この磁気バブル分割器も実施例１と同様に良好な特性
を示した。

第７図は本発明の磁気バブル分割器のさらに他の実施例
である。本実施例では、第２図と第６図に示した実施例
とは、イオン打込み転送路１とパーマロイ素片３０．４
０を含む転送路との接続部が異なる形状となっており、
接続用のパーマロイ素片５０の両脚端部はイオン打込み
転送路１の接続部となる両端部と重ならず、わずかに離
れて配置されており、点線円で示した部分４１．４２が
接続部となっており、磁性体素片５０はすべてイオン打
込み領域５と重ならないように異なる領域上に形成され
ている０本実施例の分割器も他の実施例のものと同様に
良好な特性を示した。

実施例　２ 本発明におけるスワップゲートの一実施例を第８図に示
す、１はマイナループを形成するイオン打込み転送路で
、コーナ端部は閉路とならず、開路となっている。６０
はマイナループのコーナ部を構成する上辺が傾斜してい
るパーマロイ素片で、その両脚の端部はそれぞれイオン
打込み転送路１の端部とわずかに６１．６２の部分で重
なり合っている。６３はパーマロイ素片６０の上辺部と
上端部が交差するヘアピン状コンダクタ、６４はヘアピ
ン状コンダクタ６３の下端部で重なり合うように形成さ
れたピッカツクス形パーマロイ素片、６５はピッカック
ス形パーマロイ素片６４と共に書込みメージャラインを
構成するハーフディスク形パーマロイ素片。

６６は書込みメージャラインを矢印６７方向に転送され
てきた磁気バブルを矢印６８方向にパーマロイ素片６０
を経てマイナループのイオン打込み転送路１に転送する
ためのパーマロイ素片、６９．７０はマイナループのイ
オン打込み転送路１を矢印７１方向に転送されたきた磁
気バブルをパーマロイ素片６０を経て、矢印７２で示す
ように書込みメージャラインへ転送するためのパーマロ
イ素片である。

このスワップゲートにおいては、マイナループのイオン
打込み転送路１を矢印７１方向に転送されてきた磁気バ
ブルは、情報の書込みの時を除いて、イオン転送路１と
パーマロイ素片６０の接続部６２を通って、マイナルー
プのコーナバタンであるパーマロイ素片６０の周りを回
って矢印６８方向に転送され、パーマロイ素片６０とイ
オン打込み転送路１の接続部６１を通って、イオン打込
み転送路１を矢印７３方向に転送されて行く。マイナル
ープのイオン打込み転送路１内の情報を書き換える場合
には。

イオン打込み転送路１を矢印７１方向に転送されてきた
磁気バブルが矢印６８方向にコーナパタンのパーマロイ
素片６０をまわらないように、また書込みメージャライ
ンを矢印６７方向に転送されてきた磁気バブルが書込み
メージャラインをそのまま転送されないように、ヘアピ
ン状コンダクタ６３のギャップ内に発生する磁界が紙面
の裏から表に向うようにコンダクタ６３にパルス電流を
印加する。するとマイナルーブ内の磁気バブルは矢印７
２方向に移動して書込みメージャライン内に送り出され
る。

また書込みメージャライン上の磁気バブルは矢印６８方
向に移動してマイナループ内に導かれる。この際に、ど
ちらか一方の磁気バブルが存在しなくても、情報の交換
を行なったことになり、これを含めてスワップ機能と呼
ぶ。このスワップゲートにおいで、１４径と０．９−径
の磁気バブルを用いて実験を行なった結果、回転磁界５
００ｅで転送マージン１１％を得た。実用上、転送マー
ジンは１０％以上が目やすとされており、本実施例のス
ワップゲートは、実用上、その条件を満している。

第９図は本発明のスワップゲートの他の実施例である。

第８図に示した実施例と比べて、マイナループのイオン
打込み転送路１のコーナに設けたパーマロイ素片６０の
形状と書込みメージャラインに用いたパーマロイ素片７
４の形状が異なるが、このスワップゲートも１−径と０
．９／７１ｍ径の磁気バブルを用いた実験で、第８図の
ものと同様良好な特性を示した。

第１図は第２図に示した磁気バブル分割器と第８図に示
したスワップゲートを組み合わせた本発明の複合型磁気
バブルメモリ素子の一実施例を示す平面図である。本実
施例における分割器、スワップゲートの構成、効果につ
いてはすでに説明したので、ここでは省略する。

〔発明の効果〕

以上詳述したところから明らかなように、本発明によれ
ば、軟磁性体素片からなるメージャラインとイオン打込
み転送路からなるマイナループをそなえた複合型磁気バ
ブルメモリ素子において、マイナループのコーナ部近傍
をギャップをもった軟磁性体素片転送路とする必要がな
いので、ギャップ転送におけるバイアス磁界マージンの
悪化、ビット密度を低くする領域が存在することにより
チップの無駄面積が増加する問題を何れも解決すること
ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の複合型磁気バブルメモリ素子の一実施
例を示す平面図、第２図は本発明の複合型磁気バブルメ
モリ素子の磁気バブル分割器の一実施例を示す平面図、
第３図は第２図の磁気バブル分割器のヘアピン状コンダ
クタに印加した電流パルスの形状を示す図、第４図、第
５図は第２図の磁気バブル分割器の特性を示す図、第６
図、第７図は本発明の複合型磁気バブルメモリ素子の磁
気バブル分割器の他の実施例を示す平面図、第８図、第
９図は本発明の複合型磁気バブルメモリ素子のスワップ
ゲートの実施例を示す平面図、第１０図、第１１図は従
来の複合型磁気バブルメモリ素子の磁気バブル分割器の
平面図、第１２図、第１３図は従来の複合型磁気バブル
メモリ素子のスワップゲートの平面図である。 図において、 １・・・イオン打込み転送路 ２・・・磁気バブル分割器用ピッカックス形軟磁性体素
片 ４・・・ヘアピン状コンダクタ ５・・・イオン打込み領域 ６．７・・・磁気バブル転送方向 ８．９・・・読出しメージャラインに磁気バブルを導く
軟磁性体素片 １０・・・磁気バブル分割器用軟磁性体素片１１．１１
′・・・軟磁性体素片１０とイオン打込み転送路１を接
続する軟磁性体素片 １２・・・書込みメージャラインを構成するシェブロン
形軟磁性体素片 １３．１４・・・書込みメージャラインからマイナルー
プのイオン打込み転送路１へ磁気バブルを導く軟磁性体
素片 −１６，１７，１８，１９・・・磁気バブル転送方向２
０・・・ビッカックス形軟磁性体素片２１・・・軟磁性
体素片 ２２．２５．２６．２７・・・磁気バブル転送方向２４
．２４′・・・軟磁性体素片 ３０・・・軟磁性体素片 ３１・・・イオン打込み転送路１から軟磁性体素片３０
に磁気バブルを移す接続部 ３２・・・軟磁性体素片３０からイオン打込み転送路１
に磁気バブルを移す接続部 ３４．３５・・・軟磁性体素片３０から読出しメージャ
ライ゛ンに磁気バブルを導く軟磁性体素片 ３６、３７・・・磁気バブル転送方向 ３８・・・磁気バブル ３９・・・回転磁界 ４０・・・ピッカックス形軟磁性体素片５０・・・軟磁
性体素片 ４１・・・イオン打込み転送路１から軟磁性体素片５０
に磁気バブルを移す接続部 ４２・・・軟磁性体素片５０からイオン打込み転送路１
に磁気バブルを移す接続部 ６０・・・軟磁性体素片 ６１・・・軟磁性体素片６０からイオン打込み転送路１
に磁気バブルを移す接続部 ６３・・・ヘアピン状コンダクタ ６４・・・ピッカックス形軟磁性体素片６７．６８．７
３．７１．７２・・・磁気バブル転送方向７３・・・バ
イアス磁界の方向

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）軟磁性体により形成されたメジャーラインまたは
   メジャーループと、その大部分をイオン打込み転送路に
   より形成されたマイナーループと、前記メジャーライン
   またはメジャーループと前記マイナーループとの間での
   磁気バブルの転送を司どる機能部とを少なくとも有する
   複合型磁気バブルメモリ素子において、前記機能部は軟
   磁性体素片およびバブルの転送方向を変えるためのコン
   ダクタを少なくとも有し、前記軟磁性体素片は前記マイ
   ナーループの一構成要素をも兼ね、前記軟磁性体素片は
   前記イオン打込み転送路に接続されていることを特徴と
   する複合型磁気バブルメモリ素子。
2. （２）前記機能部は磁気バブル分割器であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の複合型磁気バブルメ
   モリ素子。
3. （３）前記機能部はスワップゲートであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の複合型磁気バブルメモ
   リ素子。