JPS6289295A - 磁気記憶素子及びその作製方法 - Google Patents

磁気記憶素子及びその作製方法

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JPS6289295A
JPS6289295A JP60231658A JP23165885A JPS6289295A JP S6289295 A JPS6289295 A JP S6289295A JP 60231658 A JP60231658 A JP 60231658A JP 23165885 A JP23165885 A JP 23165885A JP S6289295 A JPS6289295 A JP S6289295A
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film
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bloch
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vbl
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Yasuharu Hidaka
檜高 靖治
Hiroshi Gokan
後閑 博史
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NEC Corp
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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
(従来の技術) 高密度固体磁気記憶素子を目指すものとして磁気バブル
素子が主流である。しかし、現在使用されているガーネ
ット材料では、到達可能な最小バブル径カ0.3μmと
いわれている。したがって、0.3μmμm下のバブル
を保持するバブル材料はガーネット材料以外に求めなけ
ればなら々い。これは容易ではなく、ここがバブル高密
度化の限界であるとさえ考えられている。
このようなバブル保持層の特性に基〈高密度化限界を大
幅に改善し、かつ、情報読出し時間は従来の素子と同程
度に保つことができる超高密度磁気記憶素子として膜面
垂直方向を磁化容易方向とする強磁性体(ツーり磁性体
を含む)膜に形成されるストライプドメインの境界を形
成するブロッホ磁壁の中に静的に安定に存在する垂直ブ
ロッホライン2個からなるブロッホライン対(以下、V
BL対と称する。)を記憶単位として用いる素子が発明
された(特願昭57−182346)。
本素子においてもっとも重要な部分の一つは情報’1V
BL対の形でストライプドメイン磁壁内に安定化し、か
つ、該VBL対をブロッホ磁壁内で転送する手段である
VBL対安定保持法については、特願昭58−0658
26に述べられたように、マイナーループを構成するス
トライプドメイン周辺のブロッホ磁壁に沿って、膜面内
の磁気異方性の向きを局所的に変化させることにより、
ストライプドメイン磁壁に沿って、VBL対が安定に存
在する位置とそうで々い位置を作りつけられることを示
されている。
(発明が解決しようとする間m点) 特、頚昭58−065826に述べられている膜面内の
磁気異方性の向き全局所的に変化させる具体的な方法は
膜への選択的イオン注入てよる格子歪(で基づく逆磁歪
効果を利用するとかまたは、内部応力が大きい材料を用
いて膜表面てパターンを形成し、膜に応力分布を与え、
それに基づく逆磁歪効果を利用するなどである。これら
はいずれも膜表面置部ておいてのみ、膜面内磁気嚢方性
の向きを制御している。この膜面内磁気嚢方性の局所変
化は磁壁の移動速度はほとんど変えず、単にVBL対の
移動の難易全制御する方法である。したがって、膜厚方
向に亘って均一に面内磁気異方性が制御されていれば問
題ないが、一部だけ面内磁気異方性が変えであると、与
えらa7’2磁壁移動速度に対して発生するジャイロ力
は一定であるから必然的KVBL対の移動の様子は膜厚
方向に沿って不均一になる。その結果、場合によっては
VBLが膜厚の中間部で分断されてしまい、VBL対の
消滅に至ることがある。これは素子の信頼性の上から犬
き々問題に々る。この障害’tll&除くためには、膜
厚方向に均一にイオン注入することが望ましいが、イオ
ン注入法の本質的特性またはイオン注入装置の性能彦ど
のため、かかり難しい点がある。
本発明の目的はこのような従来の問題点を除去したVB
L対安定化法を施したストライプドメイン磁壁を有して
いる超高密度記憶素子を提供することにある。
(問題を解決するための手段) すなわち、本発明は情報読出し手段、情報書込み手段お
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(フーリ磁性体を含む)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
ロッホライン対を記憶情報単位として用い、該垂直ブロ
ッホライン対をブロッホ磁壁内で転送する手段を有する
素子において、ストライプドメイン磁壁に沿って膜厚を
局所的に変化させていることを特徴とする磁気記憶素子
と、 またこの素子の製造方法としてバブル材料FI上にフォ
トレジストパターンを形成する工程、該フォトレジスト
パターンが熱変形を起す温度でベイキングする工程、さ
らに全面に有機膜を塗布する工程、前記7t)レジスト
及び該有機膜を貫通するエネルギーを有するイオンを全
面に照射する工程及び前記フォトレジストを含む有機膜
を除去した後、リン酸を含むエツチング液でイオン注入
されたバブル材料層を選択的にエツチングする工程とを
備え几ことを特徴とする磁気記憶素子の作製方法である
(作用) 本発明は上述の構成をとることにより、ストライプドメ
イン磁壁に沿っτ情報であるVBL対の転送全安定して
行々えることを示した。以下、本発明の構成例の詳細力
説明をする。第1図は本発明ておけるストライプドメイ
ン磁壁部における膜厚の変化の与え方を示している。ス
トライプドメイン3の両側の磁壁(ブロッホ磁壁)中の
VBL対6は膜厚が薄い部分に安定化される。これはV
BLが周囲のブロッホ磁壁に比べてエネルギー密度が高
いため、VBL自体の占有容積が小さいところ(膜厚が
小さいところ)に安定化されやすいためである。このV
BL対6はストライプドメインを形成する強磁性体膜の
膜面に垂直な方向に加えられたパルスバイアス磁界によ
り生じるジャイロ力に従って、ブロッホ磁壁中を移動す
ることができるが、情報列を正確に保持するためにVB
L対の安定位置を用意しておく必要がある。
本発明におけるVBL対安定化法においてはVBL対そ
のもノ〕のエネルギー密度は膜厚が薄いところでも厚い
ところでも変ら々い。単にVBLI本あたりのエネルギ
ーが膜厚に応じて変化するだけである。従来の方法では
VBLのエネルギー密度を磁壁に沿って局所的に変化さ
せている。この変化を与えるため、具体的にはイオン注
入等全利用する。これらの方法では、膜厚方向に特性の
不均一を生じることを避けられない。したがって、VB
Lの移動速度が膜厚方向に沿って不均一になり、VBL
が分断されたりする。本発明では、このようか従来法の
欠点を取除くことができる。
第2図を用いてその原理全説明する。第2図(a)は第
1図の一部をストライプドメイン磁壁を含む平面でカッ
トした断面を表わしている。VBL対6が膜厚が薄い領
域に安定化されている。このVBL対を転送するため、
膜面に垂直方向にパルスバイアス磁界を加えて、それに
よって生じるジャイロ力を利用する。ジャイロ力の大き
さをどのように評価するかについて述べる。第2図(b
)にはVBLのエネルギー%BpIC方向依存を第2図
(a)に対応して定性的に示している。EVBLが最低
のところに安定化されているVBLはその隣のEvBL
が最大になる山を乗り越えてとなりの谷へ移動する。
し九がって、VBL対に働くジャイロ力はエネルギーの
谷と山との間のEVBLの変化の勾配の最大値に比べて
大きくする必要がある。
第2図(a)の破線は膜厚変化領域を非常に狭くし几場
合を示している。これに対応してVBLのエネルギーE
V’BLのX方向依存も第2図(b)に破線で示すよう
に変ってくる。この場合、エネルギーが低いところに安
定化されたVBL対をとなりの谷まで移動させるのに゛
必要々ジャイロカは実線の場合に比べて非常に大きく々
す、実際上、制御しKくくなる。したがって、実線で示
した波型構造が実用上使いやすい。
この方法では膜厚変化に伴うVBLのエネルギー変化が
VBLのエネルギー密度の変化を伴わないため、VBL
対のジャイロ力に対する応答が膜厚方向に亘って不連続
的に変化するといったことが生じない。したがって、V
BLが膜厚の中間部で転送中にビット間障壁を乗り越え
るとき分断されるといった不安定性の生じる確率を非常
に低く抑えられ、安定したVBL対転送が得られる。
以下実施例を使って発明の内容を具体的に示す。
(実施例1) この波型パターンの製造法を第3図を用いて説明する。
バブル材料膜ll上にポジ型フォトレジストMP130
0(シプレージャパン、商品名)で、巾5μm。
周期10μ扉膜厚1μmのパターン12を形成する(第
3図a)。パターン形成後135℃で1時間ポストベイ
クを行々う。するとパターンは12′のような形状にな
る。この温度以上でベイキングを行なうと、パターン巾
が変動し、好ましくない。
逆に、温度が低すぎても、パターンの断面形状が矩形の
ま\であるので好ましく々い(第3図b)。
次に分子t17500のポリスチレンを、キシレン全溶
剤として塗布する。10重量パーセントのスチレンを溶
解した液を用い、スピン塗布回転数3000r−で、平
坦部で約30001のポリスチレン塗膜13が得られる
。塗布後の表面はゆるやか々波形と々っ之。波形形状の
高低差は約1.3μmであり之。塗布工程の前後でポジ
型フォトレジストパターンの変形心なかった(第3図c
)。次にイオン注入全行なり。注入条件は厚さ1.3μ
mの有機膜をイオンが貫通するように決めた。
ここでは130KeV/He/4.8 X 10”([
1!/讐、50Key/He / 1.7 X l 0
15個/dとした。第3図(d)の11′で示すバブル
材料膜の部分にイオン注入が々される。バブル材料にイ
オン注入全行なうと、格子歪が注入層に誘起されるため
、一般に化学エツチング耐性が変化することが知られて
いるが、前記手1呵で作製した試料を酸素プラズマにさ
らし、有機膜を除去した後、90℃のリン酸に10分間
侵積したところ第3図(e)に示すように高低差0.4
μmの波形形状にバブル材料層が加工できた。
前記のバブル材料?1Gd30a50+z(111)基
板KLPI3成長した5 μmバブル材料(YSmLu
Ca)3(FeGe)sOa2膜(膜厚=3.88μm
、ストライプ幅=5.0μ扉。
4πMs = 202 Gauss)である。第1図に
示す波型構造として5μm周期(マスクパターン幅3μ
m−4たけ2μm)、山の高さQ、 4 /ZFKに力
るように形成した試料について、この領域にストライプ
ドメインを配し、VBL対の安定性を調べ、VBL対が
波型構造の谷部に安定化されていることが確認された。
また、谷部に安定化されでいるVBL対に@ 10 n
sの矩形波状パルスバイアス磁界を加えていくと、振@
250e付近で、VBL対が波型構造の山を乗り趙えた
(発明の効果) 本発明にエリ、ブロッホラインメモリでもっとも重要な
要素の一つであるストライプドメイン磁壁上へのブロッ
ホライン対の安定化訃よび磁壁に沿っての転送の安定性
を従来の方法にくらべて改善できた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による垂直ブロッホラインの安定化保持
手段の概観図、第2図オ楡ソ4a) 、 (b)けそれ
ぞれ磁壁面を含む面で切断したときのストライプドメイ
ン保持層の断面とブロッホラインエネルギーEVBLの
位置依存を示す図である。第3図は素子を形成する過程
の実施例を示す図。 1・・・ストライプドメイン保持層、2・・・基板、3
・・・ストライプドメイン、4・・・ストライプドメイ
ン磁壁、5・・・磁化、6・・・垂直ブロッホライン対
、11・・・バブル材料膜、12・・・ポジ型フォトレ
ジスト、12’・・・ボストベイク後の7オトレジスト
パターン、13・・・ポリスチレン、11′・・・イオ
ン注入されタハブル材料膜。 代理人弁理士 内 原   晋 −一 第2図 (n) 工 招3図 <6)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)情報読出し手段と情報書き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
    性体膜に存在するストライプドメイン周辺のブロッホ磁
    壁の中に作った相隣る垂直ブロッホライン対を記憶情報
    単位として用いる磁気記憶素子において、ブロッホ磁壁
    に沿って、膜厚が局所的に変化していることを特徴とす
    る磁気記憶素子。
  2. (2)バブル材料層上にフォトレジストパターンを形成
    する工程、該フォトレジストパターンが熱変形を起す温
    度でベイキングする工程、さらに全面に有機膜を塗布す
    る工程、前記フォトレジスト及び該有機膜を貫通するエ
    ネルギーを有するイオンを全面に照射する工程及び前記
    フォトレジストを含む有機膜を除去した後イオン注入さ
    れたバブル材料層の一部分を選択的にエッチングする工
    程とを備えたことを特徴とする磁気記憶素子の作製方法
JP60231658A 1985-10-16 1985-10-16 磁気記憶素子及びその作製方法 Granted JPS6289295A (ja)

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JPH0366755B2 JPH0366755B2 (ja) 1991-10-18

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2618013A1 (fr) * 1987-07-06 1989-01-13 Canon Kk Procede pour transferer des lignes de bloch et memoire a lignes de bloch
US7909563B2 (en) 2004-11-30 2011-03-22 Cascade Corporation Fork positioner
US8403618B2 (en) 2004-11-30 2013-03-26 Cascade Corporation Lift truck load handler

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2618013A1 (fr) * 1987-07-06 1989-01-13 Canon Kk Procede pour transferer des lignes de bloch et memoire a lignes de bloch
US7909563B2 (en) 2004-11-30 2011-03-22 Cascade Corporation Fork positioner
US8403618B2 (en) 2004-11-30 2013-03-26 Cascade Corporation Lift truck load handler

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