JPS6350996A - 磁気バブルメモリ装置 - 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】 〔概　　　要〕 本発明は磁気バブルメモリ装置に係り、転送路上に形成
した、無機物とポリイミド系樹脂の保護層ではボンディ
ングバソトの窓あけ時に生ずる、リソグラフィ工程の困
難性を解決するために、樹脂層を第１及び第２の無機層
で挾んだ三重層とすることでリソグラフィ工程を容易に
し、レジスト除去時に樹脂層を除去してしまうことのな
い様にしたものである。

〔産業上の利用分野〕

本発明は磁気バブルメモリ装置に係り、特に保護層に関
する。

磁気バブルメモリ装置の保護層は転送路のパーマロイパ
ターン或いはイオン注入パターンを保護するために用い
られているが、保護層が転送路や基板に影響を与えない
ものが要求されている。

〔従　来　技　術〕

磁気バブルは希土類鉄ガーネット単結晶膜やオルソフェ
ライト単結晶膜、ガドリニウム−コバルトアモルファス
膜に存在する円筒状磁区である。

例えば、ガドリニウム・ガリウム・ガーネット（Ｃ，Ｃ
Ｇ）基板上に磁性ガーネットを結晶させた強磁性体結晶
薄膜は一軸磁気異方性をもっている。

この磁性ガーネットからなる薄膜ではドメイン（磁区）
が膜の表面（上面）に垂直であり、上面がＮ極で下面が
Ｓ極か、この逆の２つの状態をとる。バイアス磁界がな
ければ、上向きのドメインと下向きのドメインは同じ割
合に存在する。この状態でバイアス磁界を増加して行く
と磁気バブルが現れる。即ち、上向きのバイアス磁界を
与えることで、上向きのドメインが増加し、下向きのド
メインは減少し、ついに下向きのドメインは円筒状磁区
となって磁気バブルとなるものである。

この磁気バブル直径は通常１〜５μｍである。

この磁気バブルを結晶中で移動させるには、外部から駆
動磁界を印加するために、磁性ガーネット膜上にパーマ
ロイ　（例えば８ＯＮｉ−２０Ｆｅ合金）のパターンを
周期的に形成したパーマロイ転送路を必要とする。又、
磁性ガーネット膜上に玉状の連続パターンからなるマス
クを介してＮｅ、Ｎ２等のイオンを打ち込んだイオン打
込み転送路も公知である。

第２図はパーマロイ転送路の模式的な斜視図であり、１
はＧｄ３Ｇａ５Ｏ１２からなる単結晶基板で、この単結
晶基板上に磁性ガーネット膜２を形成し、更に磁性ガー
ネット膜２上に商状のパーマロイパターン３即ち、パー
マロイ転送路を複数個形成する。バイアス磁界を矢印Ａ
で示す様に加えると、磁性ガーネットは矢印Ｂのように
磁化され、磁気バブル４が形成される。更に、第３図に
示す様に磁性ガーネット膜２上に複数形成したパーマロ
イパターン３に回転磁界５を加えるとパーマロイパター
ン３は磁化されて、Ｎ極が特定の場所に現れる。このＮ
極は回転磁界の回転と共に移動し、これに対応して磁気
バブル４も移動する。

回転磁界５と磁気バブル４の関係を示す第３図において
、回転磁界５のベクトルが１（＋、Ｖｌ、Ｈ２゜■２と
変化するにつれてパーマロイパターン３の下面にある磁
気バブル４は１ビツト転送される。

第４図はイオン打ち込み型の転送路を示し、Ｇｄ５Ｇａ
５０＋２の単結晶基板１上に磁性ガーネット膜２を生成
させ玉状の非打込みパターン形成用マスク６を形成し、
Ｎｅ”、Ｈ＋等のイオンを打ち込みバブルＮ２ｂ上にイ
オン打込み層２ａを形成する。マスク６を除去すればイ
オン打込み部８と非打込み部７が形成される。イオンが
打ち込まれた領域の膜は歪のために磁化は面内Ｃ方向に
向く。これは回転磁界５を印加すると磁化は玉状のパタ
ーンの周囲に並んで局部的な磁極が現れる。

ここに磁気バブル４が引き寄せられ、回転磁界の回転と
共に転送路に沿って転送されるようになされている。４
Ｍビット迄の磁気バブルメモリ装置としては第２図に示
すパーマロイパターン３を用いたバブル転送路を用いて
いるが、１６Ｍビット或いは６４Ｍビットの磁気バブル
メモリ装置では第２図のパーマロイ転送路と第４図のイ
オン打ち込み転送路を併用したハイプリントバブルメモ
リ装置が用いられているがパーマロイパターン形成後に
環境或いは接触等からパターンを守るために保護層が形
成されている。これらの模式的な構成を第５図乃至第７
図について詳記する。

まず第５図は保護層としてＳｉＯ２を用いたものであり
、単結晶基板１上にＳｉＯ２或いはＡｊ！　２０３等の
薄膜９を設け、ゲート回路、磁気バブル発生器などの導
体パターン１０ｆＪ＜Ａｕ或いは八β・Ｃｕ合金などに
より形成されている。１１は樹脂層でポリイミド等が用
いられている。この樹脂層の上に駆動パターン或いは検
出パターン等のパーマロイパターン３が形成され保護Ｎ
１２を形成している。

第５図で示したＳｉＯ２の保護１１２がパーマロイパタ
ーン３に歪を与えて、微細化されたパーマロイパターン
に悪影響を与える問題がある。この問題を解決する方法
としては歪の影響を緩和するためにＳｉＯ２保護層とは
歪の方向が逆であるポリイミド系樹脂を併用した２層構
造とする構造を本出願人は提案した。その構成を第６図
及び第７図で説明する。尚、第５図との対応部分は同一
符号を付しである。第６図の場合はパーマロイパターン
３の上に第１層としてポリイミド系樹脂或いはシロキサ
ン樹脂等の樹脂からなる樹脂の保護層１３を形成し、さ
らに、その上にＳｉＯ２等の無機物の第１の保護１’１
ｔ１４を形成した場合であり、第７図の場合は第１及び
樹脂の保護層の関係を第６図と逆にし、パーマロイパタ
ーン３側にＳｉ０２等の無機物の第１の保護層を設け、
樹脂からなる樹脂保護層を第１の保護層１４上に形成し
たものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述の第７図に示す構成の保護層によると磁気バブルメ
モリ装置のボンディングバット部の窓あけ工程において
、樹脂の保護層１３が最上面側にあるため、レジストの
密着力が悪く、リソグラフィがやりにくい問題がある。

又、窓あけを行なった後にレジストを除去しなければな
らないが、プラズマドライエツチング方法等でエツチン
グを行うと樹脂からなる保護層１３もエツチングされて
除去される欠点があった。

更に、第６図の様に構成させると樹脂の保護層１３であ
る樹脂を熱硬化させる際にパーマロイパターン３と反応
してパーマロイパターン３の一部を変質させる弊害を生
ずる。

本発明は上述の欠点に鑑みなされたものであり、その目
的とするところは磁気バブルメモリ素子の特性劣化を防
ぎ、信頼性を向上させると共にリソグラフィ時のやりに
くさがなく、レジスト除去時のパーマロイ変質を生じな
い磁気バブルメモリ装置を提供するにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は磁気バブルメモリ装置において、磁気バブル素
子の転送路上に形成する保護層として樹脂層を第１及び
第２の無機物からなる層で挾んだ三重層としたものであ
る。

〔作　　　用〕

本発明の上述した構成によれば、磁性ガーネット膜に与
える歪も樹脂層でキャンセルされ、パーマロイパターン
に変質を起すことはない。又、レジスト除去時に樹脂層
が除去される問題や窓あけのりソグラフィ時のやりにく
さも解決出来る。

〔実　　施　　例〕

以下、本発明の磁気バブルメモリ装置の製造方法を第１
図（ａ）〜（川の模式的な側断面図により詳記する。

まず、第１図（ａ）の様に、第１工程として、Ｇｄ３Ｇ
ａ５Ｏ１２等の単結晶基板上に例えば液相成長法によっ
て磁性ガーネット膜２を形成し、ＳｉＯ２を５００〜１
０００人厚にスパックすることで薄膜９を形成する。

次の第２工程では第１図（ｂ）の様に、薄膜９上にゲー
ト電極、磁気バブル発生器等の機能ゲート制御用導体パ
ターン１０をＡｕ、或いはＡβ・Ｃｕ合金等で３５００
人程度０厚さに蒸着し、これをホトリソグラフィ法によ
り、バターニングする。

次の第３工程では第１図（Ｃ）に示す様に、ポリイミド
系樹脂或いはシロキサン系樹脂等の例えば、ＰＬＯ３（
ポリラダーオルガノシロキサン）樹脂を厚さを２５００
人となるように塗布した後に熱硬化して絶縁層となる樹
脂Ｎ１１を形成する。

次の第４工程では、第１図（ｄ）に示す様にパーマロイ
等の軟磁性材料を蒸着した後に、これを例えばホトリソ
グラフィ法を用いイオンエ・ノチング法等でパーマロイ
パターン３を形成する。

次の第５工程では、第１図（ｅ）の如（、パーマロイパ
ターン３を保護する第１の保護層１４を形成する。この
第１の保護Ｎ１４はＳｉＯ２等の無機物で６０００人厚
にユバッタする。

次の第６の工程は、第１図（ｆ）の様に第１の保護層１
４の上にＰＬＯ５をスピンコードで形成し、熱処理で硬
化させて樹脂の保護層１３が形成される。このときの膜
厚は３０００人である。

次の第７の工程は、第１図（ｇｌの様に、樹脂の保護層
１３の上にスパッタで、３０００人厚のＳｉＯ２を形成
し、無機物の第２の保護Ｎ１５を形成する。

上述の実施例では、第１の保護層１４の膜厚を６０００
人としたが６０００人±２０００人の範囲でよく、同様
に樹脂の保護層１３と第２の保護層１５の膜厚も３００
０人±１０００人の範囲の組合せで以下述べる本発明の
効果が充分に得られた。又、無機物の第１および第２の
保護層１４．１５はＳｉＯ２だけでな（、ＳｉＯ＋　Ｓ
ｉＮ、　　Ａｌ１２０３を用いてもよく、樹脂の保護層
１３はポリイミド系樹脂であるＰＩＱ（ポリイミド）樹
脂或いはパイラリンを用いてもよい。

この様な構成にすると単結晶板１に対してＳｉＯ２の第
１の保護層１４は圧縮応力を発生させるが、樹脂のＰＯ
ＬＳはこれと反対の応力を発生させるので各保護層の膜
厚を実施例の様に選択すると単結晶基板１に発生する応
力は互いにキャンセルされるために保護膜を設けること
による基板歪の影響をなくすことが可能となる。この結
果基板歪による特性劣化が防止出来る。

更に、パーマロイパターン３と接する第１の保護層は第
６図に示す様に樹脂の保護層でなく無機物の保護層であ
るために、樹脂の保護層１３を熱硬化させるときに化学
反応を起さず、特性の劣化、信頼性の低下を防ぐことが
可能となった。

又、＋ｉｌ脂の保護層１３を設けることでパーマロイパ
ターン３め上下の凸凹が平坦化される。この樹脂の保護
層１３は緻密な膜であるためＴＨＥ等の信頼度試験の結
果は第５図に示すＳｉＯ２の保護層に比べて優れた信頼
性を示した。

又、第７図で問題となった窓あけによってポンデイング
パツドを作る際のレジストの密着力の悪さ、リソグラフ
ィのやりに（さ、エツチング時の下側樹脂迄のエツチン
グ等のすべての問題は三層保護層とすることで解決した
。

本発明の構成は第４図に示したイオン打ち込み転送路に
も当然適用出来るもので、本発明の要旨を逸脱しない範
囲で種々の変形が可能である。

〔発明の効果〕

本発明の構成によれば、基板歪がキャンセル出来て、特
性が向上し、パーマロイパターンを変質させないために
信頼性が向上し、更に窓あけ時のレジストの付着性も５
ｔ０２の第２の保護層に形成されるために問題がなくな
り、レジスト除去時に樹脂がエツチングされる問題も解
決される等多くの特長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ｆａ）〜（勢は本発明の磁気バブルメモリ装置の
側断面図で製造工程を示す模式図、 第２図は従来の磁気バブルメモリ装置のパーマロイ転送
路を示す斜視図、 第３図は従来の磁気バブルメモリ装置の回転磁界と磁気
バブルメモリ装置の模式図、 第４図は従来の磁気バブルメモリ装置の他の例を示す斜
視図、 第５図乃至第７図は従来の磁気バブルメモリ装置の側断
面を示す模式図である。 １・・・単結晶基板、 ２・・・磁性ガーネット膜、 ３・・・パーマロイパターン、 ４・・・磁気バブル、 ５・・・回転磁界、 ６・・・非打込みパターン形成用マスク、７・・・非打
込み部、 ８・・・イオン打込み部、 ９・・・薄膜、 １０・・・導体パターン、 １１・・・樹脂層、 １２・・・保護層、 １３・・・樹脂保護層、 １４・・・第１の保護層、 １５・・・第２の保護層。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気バブルメモリ素子の転送路上に形成する保護
   層を無機物からなる第１及び第２の層で樹脂層を挟み込
   んだ三重層としてなることを特徴とする磁気バブルメモ
   リ装置。
2. （２）前記樹脂層がポリイミド系樹脂であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の磁気バブルメモリ装
   置。
3. （３）前記樹脂層がシロキサン系樹脂であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の磁気バブルメモリ装
   置。
4. （４）前記無機物からなる第１及び第２の層は二酸化シ
   リコンである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装置。
5. （５）前記無機物からなる第１及び第２の層は酸化シリ
   コンである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装置。
6. （６）前記無機物からなる第１及び第２の層は窒化シリ
   コンである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装置。
7. （７）前記無機物からなる第１及び第２の層は酸化アル
   ミニウムである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装置。
8. （８）前記樹脂層のポリイミド系樹脂がポリイミド（Ｐ
   ＩＱ）又はパイラリンである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装置。
9. （９）前記樹脂層のシロキサン系樹脂がポリラダーオル
   ガノシロキサン（ＰＬＯＳ）である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装置。
10. （１０）前記第１層の無機物の膜厚が４０００〜８００
    ０Åであり、第２層の無機物の膜厚が２０００〜４００
    ０Åでありこれらの間に挟まれた保護層の厚みが２００
    ０〜４０００Åである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装置。