JPS636950B2 - - Google Patents
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- JPS636950B2 JPS636950B2 JP55087418A JP8741880A JPS636950B2 JP S636950 B2 JPS636950 B2 JP S636950B2 JP 55087418 A JP55087418 A JP 55087418A JP 8741880 A JP8741880 A JP 8741880A JP S636950 B2 JPS636950 B2 JP S636950B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C19/00—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
- G11C19/02—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements
- G11C19/08—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure
- G11C19/0808—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure using magnetic domain propagation
- G11C19/0816—Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure using magnetic domain propagation using a rotating or alternating coplanar magnetic field
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はバブル磁区素子に関する。
従来、バブル磁区素子は、バブル保持層上にバ
ブル転送パターンとして１ビツトに対し一定の周
期的要素を配列し、面内回転磁場によつて、バブ
ルを転送させる方式が周知である。ここで、通常
の転送パターンは、互いにギヤツプをもつ周期的
要素からなつており、このギヤツプの加工限界
が、バブル磁区素子高密度化の限界を与えてい
る。パターンギヤツプのない素子、いわゆるコン
テイギユアス・デイスク素子は、最近米国特許第
3828329のイオン注入方式によるものが開発され、
バブル磁区素子の高密度化が進められている。 現在、バブル磁区素子には、高密度化の他に高
速化も必要とされている。従来、前記バブル磁区
素子は、パターンギヤツプの有無にかかわらず、
面内磁場１回転あたり１ビツトしかバブルが転送
されない。しかも、従来のバブル磁区素子では、
面内磁場回転の１周期のうち、1/2周期以下の時
間でバブルは移動し、残りの時間はバブルが移動
しないことが知られている。例えば、イオン注入
コンデイギユアス・デイスクではアイ・イー・イ
ー・イー・トランザクシヨンズ・オン・マグネテ
イクス誌上、（IEEE Trans.on Mag.、MAG−
15（1979）、1910）に約1/3周期でバブルが移動す
ることが報告されている。一方、バブルの速度に
は、バブル保持層の材料によつて決まる飽和速度
があることがよく知られている。従つて、バブル
速度の上限がある限り、転送路のアクセス位置ま
でバブルを転送するのに要するいわゆるアクセス
時間を短かくすることは、従来のバブル磁区素子
では難かしいとされて来た。 本発明の目的は、ギヤツプのないコンデイギユ
アス・デイスクパターンを用いてバブル磁区素子
の高密度化を図り、更に、一定の転送路において
面内磁場１回転あたり一方側で２ビツト、他方側
で１ビツトのバブル転送を行なわせることにより
アクセス時間を短縮するとともに用途の幅を広く
するバブル磁区素子を提供することにある。 本発明によれば、基板単結晶面上に飽和磁化
Msのバブル保持層を持ちその上に形成された周
期的転送パターンを介して面内磁場回転によりバ
ブル転送がなされるバブル磁区素子において、前
記周期的転送パターンは前記バブル保持層をエツ
チング深さがそのバブル保持層の残りの膜厚ｈの
約0.1倍以上約0.5倍以下でそのパターン形状がそ
のバブル保持層に残る様にエツチングにより形成
され、かつその上に厚さｔ、飽和磁化Ｍの結晶磁
気異方性をもつ面内磁化層がtM／hMsで約0.5以
上約1.2以下を満たす様に形成されており、前記
周期的転送パターンの一方側トラツクで面内磁場
１回転あたり２ビツト転送が行なわれ、他方側ト
ラツクで１ビツト転送が行なわれる条件の低バイ
アス磁場を印加して用いるバブル磁区素子が得ら
れる。なおこのバブル磁区素子のバブル存在バイ
アス磁場領域のうち高バイアス磁場領域において
は、いずれの側の転送トラツクにおいても、面内
磁場１回転あたり２ビツトのバブル転送が行なわ
れる。 以下、本発明について図面を参照して詳細に説
明する。 第１図は本発明のバブル磁区素子のパターン部
分を通る部分膜断面の概略図を示す。本発明のバ
ブル磁区素子の膜構成は、基板１１、飽和磁化
Msのバブル保持層１２と飽和磁化Ｍの面内磁化
層１３，１４，１５からなる。ここでバブル保持
層はパターン部の膜厚がパターン部以外の膜厚ｈ
よりΔhだけ大きいことを特徴とする。更に、バ
ブル保持層上に厚さｔの結晶磁気異方性をもつた
面内磁化層を形成する。本発明のバブル磁区素子
では、面内磁化層はパターン外部分１３パターン
内部分１５及びパターン境界の傾斜部分１４が互
いに連続して形成されている。この膜においてバ
ブル１６，１７はおおよそ第１図の様な位置に存
在する。パターン境界のバブル保持層の傾斜部は
垂直でも傾斜していてもよい。また、膜厚差比
Δh／ｈは約0.1以上約0.5以下、面内磁化層バブル
保持層の膜厚比に関してtM／hMsが約0.5以上約
1.2以下であれば、第２図に示す様なバブル転送
が見られる。 第２図において、右上の挿入図は面内磁場Hr
の方向を１から６までの番号で示すものである。
第２図において、１５はコンテイギユアス・デイ
スク・パターンで、この部分でバブル保持層の膜
厚が大きくなつている。１４はパターン境界、１
３はパターン外の領域を示す。黒丸はバブルを示
す。第２図で面内磁化層の磁化容易軸方向を５の
方向になるように形成し、バイアス磁場をバブル
存在領域の低領域に選定すると、転送パターン１
５の右側トラツクでは面内磁場１回転あたりバブ
ルの２ビツト転送、左側トラツクでは１ビツト転
送を示す。なお、バイアス磁場をバブル存在領域
のうち高磁場側に選ぶと転送トラツクの方向によ
らず面内磁場１回転あたり２ビツトのバブル転送
が得られる。 本発明のバブル磁区素子において、バブルが面
内磁場１回転あたり２ビツト転送する源は、従来
のバブル磁区素子と異なりバブルが第３図の様に
パターンに対し面内磁場方向と順方向、逆方向い
ずれの位置においても駆動力があることから来て
いる。即ち、既知のイオン注入コンテイギユア
ス・デイスク素子の様に、面内磁場回転の１周期
のうち1/2以下しかバブル移動に寄与していない
従来のバブル磁区素子と異なり、本発明のバブル
磁区素子では面内磁場回転の１周期の大部分がバ
ブル移動に寄与している点が特徴である。 以下、本発明について実施例をもつて更に詳し
く説明する。 実施例 １ 第１図に示す構造の膜を次の様に形成した。先
ず、基板１１として、Gd3Ga5O12（111）単結晶を
用いた。その上にバブル保持層１２として、
4πMsが398ガウス、特性長Ｌが0.2ミクロン、厚
さ2.2ミクロンの（YSmLuCa）3（FeGe）5O12ガー
ネツトを液相エピタキシヤル成長した。この上に
エツチング制御層とレジスト層を形成し、イオン
ミリングによつてパターン部以外のバブル保持層
膜厚ｈが1.7ミクロンになる様バブル保持層をΔh
＝0.5ミクロンだけエツチングした。なお、パタ
ーン境界は、幅約0.5ミクロンの傾斜部をもつ様
に斜め入射イオンエツチングした。エツチング制
御層とエツチング深さ、傾斜部幅の関係と制御方
法の詳細は、特願昭53−89558号の「テーパ・エ
ツチング方法」に従つた。 次いで、面内磁化層として、4πM＝1750ガウ
ス、結晶磁気異方性定数K1＝−6000エルグ／cm3
のイツトリウム鉄ガーネツト（YIG）単結晶をｔ
＝約0.40ミクロン気相エピタキシヤル成長した。
YIG膜は4πMがバイアス磁場に比べ十分大きく、
かつ膜に垂直な磁気異方性をもたないので十分な
面内磁化を有する。また、本実施例の気相エピタ
キシヤル法によれば、バブル保持層の段差部があ
つても十分なめらかに１様な厚さの面内磁化層が
形成されることが、SEMにより観察された。 次に、本実施例において、コンテイギユアス・
デイスク・パターンループでバブルを準静的に転
送したときのマージンを第４図に示す。パターン
形状は第２図に示すもので、パターン周期8.5ミ
クロンで21ビツトのテストパターンを用いた。パ
ターンループの配置は第２図において、面内磁化
容易方向が５の方向になる様に選んだ。このと
き、第２図の左側の転送トラツクで第４図実線内
の領域４１において面内磁場１回転あたり１ビツ
トのバブル転送が得られた。一方、第２図の右側
の転送トラツクでは第４図破線内の領域４２にお
いて面内磁場１回転あたり２ビツトのバブル転送
が得られた。ここで、面内磁場１回転につき２ビ
ツト転送する転送トラツクと１ビツト転送する転
送トラツクが共存する領域４２は、印加バイアス
磁場値からの換算によつても容易にわかるよう
に、バブル径ｄがバブル保持層ｈより大きい領域
に相当している。 なお、第２図の左側の転送トラツクでは第４図
４１より高バイアス磁場側の領域４２においては
面内磁場１回転あたり２ビツトの転送が得られ
た。 次にバブルがパターンに対し第３図１６の様に
面内磁場方向と順方向にあるとき、及び第３図１
７の様に逆方向にあるときのバブル消滅磁界
Hcolを第５図５１，５２にそれぞれ示す。面内
磁場Hrは40Oeとした。第５図の様に順方向のバ
ブル消滅磁界が最も高く、次に逆方向の消滅磁界
が高い。また、他の方向の消滅磁界はいずれも５
２より低いことがわかつた。第５図５３はフリー
バブルの消滅磁界で、面内磁化層の結晶磁気異方
性により磁化容易方向で極小を示す３回対称性を
示しており比較のため挿入した。 ちなみに、本実施例のΔh／ｈは約0.3、tM／
hMsは約1.0であつた。 実施例 ２ 実施例１と同じ膜構成でYIGの厚さｔだけが
0.20ミクロン即ちtM／hMsが約0.5の試料におい
て、実施例１と同様に、バブル存在バイアス磁場
領域のうち低磁場側において転送ループの片側ト
ラツクで面内磁場１回転あたり２ビツト転送、他
の片側トラツクで１ビツト転送が得られた。マー
ジンは第４図で２ビツト転送領域４２の下限にお
いて１ビツト転送が混じるため４１と４２の共通
領域はやや高バイアス磁場領域側に移動した。 なお、YIGの厚さｔが0.5ミクロン、即ちtM／
hMsが約1.2では第４図の１ビツト転送領域の上
限でエラーが混じるため、マージンはあまり大き
くなかつた。 実施例 ３ 実施例１と同じであるがイオンエツチングにお
いて垂直エツチングである点だけが異なる試料に
おいても、バブル存在バイアス磁場領域のうち、
低磁場側において第４図と同様なマージンが得ら
れた。 実施例 ４ 実施例３と同じであるがエツチング深さΔhだ
けが、バブル保持層ｈの0.1倍と0.45倍の試料の
いずれにおいても、第４図と定性的に同じマージ
ンが得られた。なお、エツチング深さがｈの0.1
倍では第２図右側のトラツクでの２ビツト転送領
域が第４図４２に比べ小さかつた。またΔh／ｈ
が0.1に満たないときはバブルの２ビツト転送は
殆んどなかつた。 一方、Δh／ｈが0.6倍以上では、バブルがパタ
ーン内に入りこみやすく、十分なバブル転送が得
られなかつた。 実施例 ５ 実施例３のYIGにかわるものとして、4πMが
585ガウス、K1＝−4000エルグ／cm3の（YCa）3
（FeGe）5O12ガーネツト膜を液相エピタキシヤル
成長した。バブル保持層の4πMsは517ガウスｈは
1.8ミクロンで面内磁化層厚ｔが0.4ミクロン即ち
tM／hMsが0.25の膜では、バブルの２ビツト転
送は殆んど得られなかつた。次にｔが1.0ミクロ
ン即ち、tM／hMsが約0.6の試料では定性的に第
４図と同様な結果が得られた。 なお、本発明のバブル磁区素子は、「電子材料」
1979年８月号96頁に記載のガーギスとリーにより
提案されたパーマロイ・コンテイギユアス・デイ
スク素子や、アイ・イー・イー・イー・トランザ
クシヨンズ・オン・マグネテイクス誌上（IEEE
Trans.on Mag.、MAG−15（1979）、1654）に記
載のコーエンらにより提案されたコンテイギユア
ス・デイスク素子、即ちともに一定のコンテイギ
ユアス・デイスク・パターンのパーマロイ膜をバ
ブル層上にある一定のスペーシングをおいて設
け、更に前記のパターンをくりぬいたパーマロイ
膜をより大きいスペーシングをおいて設けた素子
と構造も特性も大きく異なつている。即ち、バブ
ル保持層と面内磁化層のスペーシングの大小関係
の相違の他本発明のバブル磁区素子において、バ
ブル保持層はパターン部分で膜厚が大きく、面内
磁化層は段差部で互いに連続していること、そし
て、面内磁化層は結晶磁気異方性を有しているこ
とが大きく異なる。これらの点はいずれもバブル
の２ビツト転送の特性に必要であるが、特に、バ
ブル保持層の段差は、構造上必要であり、また面
内磁化層が段差部で連続している点は、バブルの
安定バイアス領域を広める上で、また面内磁化層
の結晶磁気異方性は２ビツト転送のバブル駆動を
強める上で必要なことが特徴である。 以上説明した様に本発明によれば、コンテイギ
ユアス・デイスク・パターンを用い、かつ、アク
セス転送路として面内磁場１回転あたり２ビツト
及び１ビツトの転送を用いることにより、高密度
でかつアクセス時間の短いバブル磁区素子が実現
できその産業上の意義は大きい。
ブル転送パターンとして１ビツトに対し一定の周
期的要素を配列し、面内回転磁場によつて、バブ
ルを転送させる方式が周知である。ここで、通常
の転送パターンは、互いにギヤツプをもつ周期的
要素からなつており、このギヤツプの加工限界
が、バブル磁区素子高密度化の限界を与えてい
る。パターンギヤツプのない素子、いわゆるコン
テイギユアス・デイスク素子は、最近米国特許第
3828329のイオン注入方式によるものが開発され、
バブル磁区素子の高密度化が進められている。 現在、バブル磁区素子には、高密度化の他に高
速化も必要とされている。従来、前記バブル磁区
素子は、パターンギヤツプの有無にかかわらず、
面内磁場１回転あたり１ビツトしかバブルが転送
されない。しかも、従来のバブル磁区素子では、
面内磁場回転の１周期のうち、1/2周期以下の時
間でバブルは移動し、残りの時間はバブルが移動
しないことが知られている。例えば、イオン注入
コンデイギユアス・デイスクではアイ・イー・イ
ー・イー・トランザクシヨンズ・オン・マグネテ
イクス誌上、（IEEE Trans.on Mag.、MAG−
15（1979）、1910）に約1/3周期でバブルが移動す
ることが報告されている。一方、バブルの速度に
は、バブル保持層の材料によつて決まる飽和速度
があることがよく知られている。従つて、バブル
速度の上限がある限り、転送路のアクセス位置ま
でバブルを転送するのに要するいわゆるアクセス
時間を短かくすることは、従来のバブル磁区素子
では難かしいとされて来た。 本発明の目的は、ギヤツプのないコンデイギユ
アス・デイスクパターンを用いてバブル磁区素子
の高密度化を図り、更に、一定の転送路において
面内磁場１回転あたり一方側で２ビツト、他方側
で１ビツトのバブル転送を行なわせることにより
アクセス時間を短縮するとともに用途の幅を広く
するバブル磁区素子を提供することにある。 本発明によれば、基板単結晶面上に飽和磁化
Msのバブル保持層を持ちその上に形成された周
期的転送パターンを介して面内磁場回転によりバ
ブル転送がなされるバブル磁区素子において、前
記周期的転送パターンは前記バブル保持層をエツ
チング深さがそのバブル保持層の残りの膜厚ｈの
約0.1倍以上約0.5倍以下でそのパターン形状がそ
のバブル保持層に残る様にエツチングにより形成
され、かつその上に厚さｔ、飽和磁化Ｍの結晶磁
気異方性をもつ面内磁化層がtM／hMsで約0.5以
上約1.2以下を満たす様に形成されており、前記
周期的転送パターンの一方側トラツクで面内磁場
１回転あたり２ビツト転送が行なわれ、他方側ト
ラツクで１ビツト転送が行なわれる条件の低バイ
アス磁場を印加して用いるバブル磁区素子が得ら
れる。なおこのバブル磁区素子のバブル存在バイ
アス磁場領域のうち高バイアス磁場領域において
は、いずれの側の転送トラツクにおいても、面内
磁場１回転あたり２ビツトのバブル転送が行なわ
れる。 以下、本発明について図面を参照して詳細に説
明する。 第１図は本発明のバブル磁区素子のパターン部
分を通る部分膜断面の概略図を示す。本発明のバ
ブル磁区素子の膜構成は、基板１１、飽和磁化
Msのバブル保持層１２と飽和磁化Ｍの面内磁化
層１３，１４，１５からなる。ここでバブル保持
層はパターン部の膜厚がパターン部以外の膜厚ｈ
よりΔhだけ大きいことを特徴とする。更に、バ
ブル保持層上に厚さｔの結晶磁気異方性をもつた
面内磁化層を形成する。本発明のバブル磁区素子
では、面内磁化層はパターン外部分１３パターン
内部分１５及びパターン境界の傾斜部分１４が互
いに連続して形成されている。この膜においてバ
ブル１６，１７はおおよそ第１図の様な位置に存
在する。パターン境界のバブル保持層の傾斜部は
垂直でも傾斜していてもよい。また、膜厚差比
Δh／ｈは約0.1以上約0.5以下、面内磁化層バブル
保持層の膜厚比に関してtM／hMsが約0.5以上約
1.2以下であれば、第２図に示す様なバブル転送
が見られる。 第２図において、右上の挿入図は面内磁場Hr
の方向を１から６までの番号で示すものである。
第２図において、１５はコンテイギユアス・デイ
スク・パターンで、この部分でバブル保持層の膜
厚が大きくなつている。１４はパターン境界、１
３はパターン外の領域を示す。黒丸はバブルを示
す。第２図で面内磁化層の磁化容易軸方向を５の
方向になるように形成し、バイアス磁場をバブル
存在領域の低領域に選定すると、転送パターン１
５の右側トラツクでは面内磁場１回転あたりバブ
ルの２ビツト転送、左側トラツクでは１ビツト転
送を示す。なお、バイアス磁場をバブル存在領域
のうち高磁場側に選ぶと転送トラツクの方向によ
らず面内磁場１回転あたり２ビツトのバブル転送
が得られる。 本発明のバブル磁区素子において、バブルが面
内磁場１回転あたり２ビツト転送する源は、従来
のバブル磁区素子と異なりバブルが第３図の様に
パターンに対し面内磁場方向と順方向、逆方向い
ずれの位置においても駆動力があることから来て
いる。即ち、既知のイオン注入コンテイギユア
ス・デイスク素子の様に、面内磁場回転の１周期
のうち1/2以下しかバブル移動に寄与していない
従来のバブル磁区素子と異なり、本発明のバブル
磁区素子では面内磁場回転の１周期の大部分がバ
ブル移動に寄与している点が特徴である。 以下、本発明について実施例をもつて更に詳し
く説明する。 実施例 １ 第１図に示す構造の膜を次の様に形成した。先
ず、基板１１として、Gd3Ga5O12（111）単結晶を
用いた。その上にバブル保持層１２として、
4πMsが398ガウス、特性長Ｌが0.2ミクロン、厚
さ2.2ミクロンの（YSmLuCa）3（FeGe）5O12ガー
ネツトを液相エピタキシヤル成長した。この上に
エツチング制御層とレジスト層を形成し、イオン
ミリングによつてパターン部以外のバブル保持層
膜厚ｈが1.7ミクロンになる様バブル保持層をΔh
＝0.5ミクロンだけエツチングした。なお、パタ
ーン境界は、幅約0.5ミクロンの傾斜部をもつ様
に斜め入射イオンエツチングした。エツチング制
御層とエツチング深さ、傾斜部幅の関係と制御方
法の詳細は、特願昭53−89558号の「テーパ・エ
ツチング方法」に従つた。 次いで、面内磁化層として、4πM＝1750ガウ
ス、結晶磁気異方性定数K1＝−6000エルグ／cm3
のイツトリウム鉄ガーネツト（YIG）単結晶をｔ
＝約0.40ミクロン気相エピタキシヤル成長した。
YIG膜は4πMがバイアス磁場に比べ十分大きく、
かつ膜に垂直な磁気異方性をもたないので十分な
面内磁化を有する。また、本実施例の気相エピタ
キシヤル法によれば、バブル保持層の段差部があ
つても十分なめらかに１様な厚さの面内磁化層が
形成されることが、SEMにより観察された。 次に、本実施例において、コンテイギユアス・
デイスク・パターンループでバブルを準静的に転
送したときのマージンを第４図に示す。パターン
形状は第２図に示すもので、パターン周期8.5ミ
クロンで21ビツトのテストパターンを用いた。パ
ターンループの配置は第２図において、面内磁化
容易方向が５の方向になる様に選んだ。このと
き、第２図の左側の転送トラツクで第４図実線内
の領域４１において面内磁場１回転あたり１ビツ
トのバブル転送が得られた。一方、第２図の右側
の転送トラツクでは第４図破線内の領域４２にお
いて面内磁場１回転あたり２ビツトのバブル転送
が得られた。ここで、面内磁場１回転につき２ビ
ツト転送する転送トラツクと１ビツト転送する転
送トラツクが共存する領域４２は、印加バイアス
磁場値からの換算によつても容易にわかるよう
に、バブル径ｄがバブル保持層ｈより大きい領域
に相当している。 なお、第２図の左側の転送トラツクでは第４図
４１より高バイアス磁場側の領域４２においては
面内磁場１回転あたり２ビツトの転送が得られ
た。 次にバブルがパターンに対し第３図１６の様に
面内磁場方向と順方向にあるとき、及び第３図１
７の様に逆方向にあるときのバブル消滅磁界
Hcolを第５図５１，５２にそれぞれ示す。面内
磁場Hrは40Oeとした。第５図の様に順方向のバ
ブル消滅磁界が最も高く、次に逆方向の消滅磁界
が高い。また、他の方向の消滅磁界はいずれも５
２より低いことがわかつた。第５図５３はフリー
バブルの消滅磁界で、面内磁化層の結晶磁気異方
性により磁化容易方向で極小を示す３回対称性を
示しており比較のため挿入した。 ちなみに、本実施例のΔh／ｈは約0.3、tM／
hMsは約1.0であつた。 実施例 ２ 実施例１と同じ膜構成でYIGの厚さｔだけが
0.20ミクロン即ちtM／hMsが約0.5の試料におい
て、実施例１と同様に、バブル存在バイアス磁場
領域のうち低磁場側において転送ループの片側ト
ラツクで面内磁場１回転あたり２ビツト転送、他
の片側トラツクで１ビツト転送が得られた。マー
ジンは第４図で２ビツト転送領域４２の下限にお
いて１ビツト転送が混じるため４１と４２の共通
領域はやや高バイアス磁場領域側に移動した。 なお、YIGの厚さｔが0.5ミクロン、即ちtM／
hMsが約1.2では第４図の１ビツト転送領域の上
限でエラーが混じるため、マージンはあまり大き
くなかつた。 実施例 ３ 実施例１と同じであるがイオンエツチングにお
いて垂直エツチングである点だけが異なる試料に
おいても、バブル存在バイアス磁場領域のうち、
低磁場側において第４図と同様なマージンが得ら
れた。 実施例 ４ 実施例３と同じであるがエツチング深さΔhだ
けが、バブル保持層ｈの0.1倍と0.45倍の試料の
いずれにおいても、第４図と定性的に同じマージ
ンが得られた。なお、エツチング深さがｈの0.1
倍では第２図右側のトラツクでの２ビツト転送領
域が第４図４２に比べ小さかつた。またΔh／ｈ
が0.1に満たないときはバブルの２ビツト転送は
殆んどなかつた。 一方、Δh／ｈが0.6倍以上では、バブルがパタ
ーン内に入りこみやすく、十分なバブル転送が得
られなかつた。 実施例 ５ 実施例３のYIGにかわるものとして、4πMが
585ガウス、K1＝−4000エルグ／cm3の（YCa）3
（FeGe）5O12ガーネツト膜を液相エピタキシヤル
成長した。バブル保持層の4πMsは517ガウスｈは
1.8ミクロンで面内磁化層厚ｔが0.4ミクロン即ち
tM／hMsが0.25の膜では、バブルの２ビツト転
送は殆んど得られなかつた。次にｔが1.0ミクロ
ン即ち、tM／hMsが約0.6の試料では定性的に第
４図と同様な結果が得られた。 なお、本発明のバブル磁区素子は、「電子材料」
1979年８月号96頁に記載のガーギスとリーにより
提案されたパーマロイ・コンテイギユアス・デイ
スク素子や、アイ・イー・イー・イー・トランザ
クシヨンズ・オン・マグネテイクス誌上（IEEE
Trans.on Mag.、MAG−15（1979）、1654）に記
載のコーエンらにより提案されたコンテイギユア
ス・デイスク素子、即ちともに一定のコンテイギ
ユアス・デイスク・パターンのパーマロイ膜をバ
ブル層上にある一定のスペーシングをおいて設
け、更に前記のパターンをくりぬいたパーマロイ
膜をより大きいスペーシングをおいて設けた素子
と構造も特性も大きく異なつている。即ち、バブ
ル保持層と面内磁化層のスペーシングの大小関係
の相違の他本発明のバブル磁区素子において、バ
ブル保持層はパターン部分で膜厚が大きく、面内
磁化層は段差部で互いに連続していること、そし
て、面内磁化層は結晶磁気異方性を有しているこ
とが大きく異なる。これらの点はいずれもバブル
の２ビツト転送の特性に必要であるが、特に、バ
ブル保持層の段差は、構造上必要であり、また面
内磁化層が段差部で連続している点は、バブルの
安定バイアス領域を広める上で、また面内磁化層
の結晶磁気異方性は２ビツト転送のバブル駆動を
強める上で必要なことが特徴である。 以上説明した様に本発明によれば、コンテイギ
ユアス・デイスク・パターンを用い、かつ、アク
セス転送路として面内磁場１回転あたり２ビツト
及び１ビツトの転送を用いることにより、高密度
でかつアクセス時間の短いバブル磁区素子が実現
できその産業上の意義は大きい。
第１図は本発明のバブル磁区素子を示す膜断
面、第２図は本発明のコンテイギユアス・デイス
ク・パターンにおけるバブル転送の様子を説明す
る概略図、第３図は面内磁場方向に対するバブル
の円パターンのまわりの位置を示す図、第４図
は、本発明の実施例１におけるコンテイギユア
ス・デイスク・パターンのまわりのバブルの転送
マージンを示す図、第５図は同じく実施例１の面
内磁場が40エールステツド（Oe）のときの10ミ
クロン径円パターンのまわりのバブル消滅磁界測
定結果を示す図である。 ここで、１１は単結晶基板、１２はバブル保持
層、１３，１４，１５は面内磁化層でそれぞれ転
送パターン内側、境界、外側の各領域を示す、１
６，１７はバブル、４１は第２図で５の方向を面
内磁化容易方向に選んだときの第２図左側トラツ
クでのバブル１ビツト転送マージン、４２はその
時の第２図右側トラツクでのバブル２ビツト転送
マージン、５１と５２はバブルが第３図１６と１
７のそれぞれの位置でのバブル消滅磁界の面内磁
場方向依存性、５３はフリーバブルのバブル消滅
磁界の面内磁場方向依存を表わす。
面、第２図は本発明のコンテイギユアス・デイス
ク・パターンにおけるバブル転送の様子を説明す
る概略図、第３図は面内磁場方向に対するバブル
の円パターンのまわりの位置を示す図、第４図
は、本発明の実施例１におけるコンテイギユア
ス・デイスク・パターンのまわりのバブルの転送
マージンを示す図、第５図は同じく実施例１の面
内磁場が40エールステツド（Oe）のときの10ミ
クロン径円パターンのまわりのバブル消滅磁界測
定結果を示す図である。 ここで、１１は単結晶基板、１２はバブル保持
層、１３，１４，１５は面内磁化層でそれぞれ転
送パターン内側、境界、外側の各領域を示す、１
６，１７はバブル、４１は第２図で５の方向を面
内磁化容易方向に選んだときの第２図左側トラツ
クでのバブル１ビツト転送マージン、４２はその
時の第２図右側トラツクでのバブル２ビツト転送
マージン、５１と５２はバブルが第３図１６と１
７のそれぞれの位置でのバブル消滅磁界の面内磁
場方向依存性、５３はフリーバブルのバブル消滅
磁界の面内磁場方向依存を表わす。
Claims (1)
- １ 基板単結晶面上に飽和磁化Msのバブル保持
層を持ちその上に形成された周期的転送パターン
を介して面内磁場回転によりバブルの転送がなさ
れるバブル磁区素子において、前記周期的転送パ
ターンは前記バブル保持層をエツチング深さがそ
のバブル保持層の残りの膜厚ｈの約0.1倍以上0.5
倍以下でそのパターン形状がそのバブル保持層に
残る様にエツチングにより形成され、かつその上
に厚さｔ、飽和磁化Ｍの結晶磁気異方性をもつ面
内磁化層が前記バブル保持層のパターン境界の内
外で連続となるように形成され、かつ、 tＭ／h
Msが約0.5以上約1.2以下を満たす様に形成されて
おり、かつ、バブル径ｄを前記バブル保持層膜厚
ｈより大きく設定することにより、前記周期的転
送パターンの一方側トラツクで面内磁場１回転に
つき前記周期的転送パターンの２周期を進むバブ
ル転送、すなわち、２ビツト転送が行なわれ、か
つ他方側トラツクで面内磁場１回転につき１ビツ
ト転送が行なわれることを特徴とするバブル磁区
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8741880A JPS5715277A (en) | 1980-06-27 | 1980-06-27 | Bubble magnetic domain element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8741880A JPS5715277A (en) | 1980-06-27 | 1980-06-27 | Bubble magnetic domain element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5715277A JPS5715277A (en) | 1982-01-26 |
| JPS636950B2 true JPS636950B2 (ja) | 1988-02-13 |
Family
ID=13914322
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8741880A Granted JPS5715277A (en) | 1980-06-27 | 1980-06-27 | Bubble magnetic domain element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5715277A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59173489A (ja) * | 1983-03-23 | 1984-10-01 | ミイケエンジニアリング株式会社 | トンネル壁はつり方法及びトンネル壁はつり装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56159890A (en) * | 1980-05-09 | 1981-12-09 | Nec Corp | Bubble magnetic domain element |
-
1980
- 1980-06-27 JP JP8741880A patent/JPS5715277A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56159890A (en) * | 1980-05-09 | 1981-12-09 | Nec Corp | Bubble magnetic domain element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5715277A (en) | 1982-01-26 |
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