JPS641876B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明はイオン注入形成によるバブル転送パタ
ーンとパーマロイ等の磁性体パターンによるバブ
ル転送パターンが１チツプ内に混成されたハイブ
リツド型の磁気バブルメモリ素子に係り、特に該
素子作成プロセスにおけるパターン作製時に利用
する位置合わせマーカーの構成に関するものであ
る。

不揮発性メモリであるバブルメモリは可動機構
が不必要でプリント板実装ができ、且つ信頼性が
高く長寿命であり、しかも情報の書込み／読出し
アクセスも比較的高速であるなど、磁気デイスク
やフロツピイデイスク等より優れた特徴を持つて
いる。

ところで磁気バブルメモリも他のメモリ媒体と
同様に記憶容量が1Mbitから4Mbitと増加の一途
をたどり、それに伴いパターンの一層の微細化が
行なわれているが、このような微細パターンを高
精度に形成するにはパターン形成時の正確なパタ
ーン相互間の位置合わせ技術が重要となる。

〔従来の技術〕

第５図にハイブリツドバブル素子の従来の作製
工程の断面図を示す。

図において１′はウエハー状態のGGG（ガトリ
ニウム・ガリウムガーネツト）基板、２′は磁性
薄膜、３′はイオン注入転送パターン（バブル記
憶用の多数のマイナー転送路を与える）の形成用
マスク、４′は導体パターン８′の位置合わせマー
カー形成用パターン、６a′はイオン注入部、６
b′はイオン注入転送パターン、６c′は導体パター
ン８′のマスク位置合わせ用マーカーパターン、
７′，１０′，１３′は絶縁層、８′はバブル制御用
の導体パターン、９′はパーマロイパターン１
１′の位置合わせ用マーカーパターン、１１′はメ
ジヤーライン等のバブル転送路を形成するパーマ
ロイパターン、１２′はパーマロイ用マーカーパ
ターンである。

まず(a)の如くGGG基板１′上に液相成長法によ
り磁性ガーネツト等の磁性薄膜２′を形成し、そ
の表面に転送パターンの形成用マスク３′とパタ
ーン４′を同時にパターン形成する。この際、マ
スク３′は複数チツプが形成されるように複数群
が磁性薄膜２′のウエハー表面に形成されるが、
パターン４′はチツプとして用いない領域すなわ
ち該ウエハーの四隅に所定数形成される。３′，
４′のパターン材料は例えばCr−Au等である。そ
してこの状態から磁性薄膜２′の全表面にNeある
いは水素等のイオンを必要に応じて多重注入す
る。

次に(b)の如くマスク３′とパターン４′をエツチ
ング除去すると、イオン注入部６a′より囲まれた
マイナー転送路を形成するコンテイギユアス・デ
イスク状のイオン注入転送パターン６b′とマーカ
ーパターン６c′が現われる。この際イオン注入部
６a′は約数十Å盛り上がりわずか段差が形成され
る。その後(c)の如くSiO₂等の絶縁層７′を被覆
し、その上に導体パターン８′とマーカーパター
ン９′をマーカーパターン６′をパターン相互間の
位置合わせマーカーとして利用し同時にパターン
形成する。この時絶縁層７′により被覆されたイ
オン注入部６a′に段差部は一層小さくなり、マー
カーパターン６c′の位置が不鮮明（ボヤケル）と
なるため転送パターン６b′と導体パターン８′の
位置合わせ精度は悪く、最悪の場合±0.3μｍとあ
る。その後(d)の如くPLOS（ポリー・ラダー・オ
ルガノ・シロキサン）樹脂等からなる絶縁層１
０′の平担化プロセスを行い、その上にパーマロ
イパターン１１′とパーマロイマーカーパターン
１２′をマーカーパターン９′とパターン相互間の
位置合わせマーカーとして利用し同時にパターン
形成し、保護用の絶縁層１３′を形成してウエハ
ー状のバブルメモリ素子を作製する。この後、該
ウエハーを分割することにより多数のバブルメモ
リ素子が得られる。

ところで(d)の工程はパーマロイパターン１１′
と転送パターン６b′の位置合わせ精度がバブルメ
モリ素子の特性に大きく影響をおよぼすので重要
な工程となるが、絶縁層７′，１０′等により転送
パターン６b′は段差位置は極めて見づらい。

このため従来では導体マーカーパターン９′と
パーマロイマーカーパターン１２′とにより位置
合わせを行なつて、転送パターン６b′とパーマロ
イパターン１１′の位置関係を間接的に合わせて
いるが、これではマーカーパターン９′は極めて
大きな形成誤差を含むため高精度のパターン相互
間の位置合わせができない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来ではイオン注入後の転送パターン形成用マ
スクのエツチング時に位置合わせマーカーもエツ
チングするため、イオン注入転送パターンの位置
合わせマーカー部が非常に見づらくなる。しかも
該マーカー部はその上に絶縁層が被覆されるため
導体パターン形成用マスクとの位置合わせが一層
不明瞭となりパーマロイパターンの形成工程にお
いてはほとんど見えなくなる。このため従来では
イオン注入転送パターンとパーマロイパターンの
位置合わせは導体マーカーパターンによる間接的
位置出しとせざるを得ず、高精度のパターン形成
ができず、高信頼度の高密度バブルメモリ素子を
得ることができなかつた。

本発明の目的は上記問題点を解決することにあ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための手段として本発明
では、磁性薄膜にイオン注入転送パターンに対す
る導体パターンおよび磁性体パターン相互間のマ
スク位置合わせ用マーカーパターンが少なくとも
２個隆起形状に且つ並置して形成され、一方のマ
スク位置合わせ用マーカーパターン上には絶縁層
を介して導体パターンのマーカパターンが、他方
のマスク位置合わせ用マーカーパターン上には絶
縁層を介して磁性体パターンのマーカーパターン
が積層されていることを特徴とした磁気バブルメ
モリ素子を提供する。

〔作用〕

この手段では磁性薄膜にパターン相互間の位置
合わせマーカーパターンが隆起形状に形成される
ため、マーカーパターンの見づらさという問題が
なくなり、高精度のパターン相互間の位置合わせ
を行なうことができる。

〔実施例〕

本発明をハイブリツドバブルメモリ素子の作製
を例に説明する。

第１図ａ〜ｄは本発明の第１実施例によるハイ
ブリツドバブルメモリ素子の作製工程を示す断面
図、第２図ａ〜ｃは本発明の他の実施例によるハ
イブリツドバブルメモリ素子の作製工程を示す断
面図、第３図は本発明により作製するハイブリツ
ドバブルメモリ素子の転送路構成図、第４図ａ，
ｂは第３図のマイナー転送路とメジヤー転送路の
接合部を示す図でａが平面図、ｂがａ図のａ−
a′間における矢印方向に見た断面図である。

これらの図において１はGGG（ガトリニウム・
ガリウム・ガーネツト）基板、２は磁性薄膜、
３，１４はイオン注入転送パターンの形成用マス
ク、４は導体パターン用マーカーパターン、５は
パーマロイパターン用マーカーパターン、６，１
８はイオン注入部、７，１０，１３は絶縁層、８
は導体パターン、９は導体パターンのマーカーパ
ターン、１１はパーマロイパターン、１２はパー
マロイパターンのマーカーパターン、１５と１６
はパターン相互間の位置合せマーカーパターンの
形成用マスク、１５′はパーマロイパターン用マ
ーカーパターン、１６′は導体パターン用マーカ
ーパターン、１７はレジスト、１９はイオン注入
転送パターン、２０はマーカー部、２０′はエツ
チングにより形成される溝、２１はバブル発生
器、２２は書込みメジヤーライン、２２′は読出
しメジヤーライン、２３はトランスフア機能やス
ワツプ機能を果たす書込みゲート、２４はマイナ
ーループ、２５はブロツクレプリケート機能を果
たす読出しゲート、２６は検出器、２７，２８，
２９はパーマロイパターンである。

まず本発明に係る磁気バブルメモリ素子の全体
構成を第３図、第４図を参照しながら説明する。

本磁気バブルメモリ素子は磁性薄膜２上にバブ
ル発生器２１、メジヤーライン２２，２２′、書
込みゲート２３、マイナーループ２４、読出しゲ
ート２５、検出器２６をパターン形成および積層
形成して構成されている。そして、本磁気バブル
メモリ素子は、バブル発生器２１で発生させられ
たバブル情報がメジヤーライン２２を転送し、書
込みゲート２３によりマイナーループ２４に書込
まれる。マイナーループ２４内の情報は読出しゲ
ート２５によりメジヤーライン２２′に読出され、
検出器２６で検出される。

第３図におけるメジヤーラインとマイナールー
プの接合部は第４図ａ，ｂに示す如く、磁性薄膜
２にイオン注入法によつて非イオン注入領域のイ
オン注入転送パターンからなるマイナーループ２
４が形成され、その上に絶縁層７を被覆してＵ字
状の導体パターン８が形成され、さらにその上に
絶縁層１０を被覆してメジヤーライン２２，２
２′を構成するパーマロイパターン２７，２８，
２９が形成されており、ピカツクスパーマロイパ
ターン２７はマイナーループ２４のカスプと対向
し、導体パターン８は両者を結んだ線上に配置さ
れている。

該接合部では導体パターン８に印加する電流パ
ルスによつて、バブルがマイナーループ２４から
メジヤーライン２２，２２′へ或はメジヤーライ
ン２２，２２′からマイナーループ２４への転送
制御が行なわれる関係から、特にマイナーループ
２４とパーマロイパターン２７の位置関係を正確
に形成する必要がある。

次に第１図、第２図により本発明の特徴部分の
実施例を説明する。

第１図ａ〜ｄはパターンの位置関係が精度よく
形成できる本発明の第１実施例であるハイブリツ
ドバブルメモリ素子の作製工程を示す断面図であ
る。

まずａの如く磁性薄膜２上のAuやCr−Auの転
送パターンの形成用マスク３の形成時に導体パタ
ーン用の位置合わせマーカーパターン４ならびに
パーマロイパターン用位置合わせマーカーパター
ン５を同時に形成し、イオン注入を行う。その後
エツチングにより転送パターンの形成用マスク３
のみを除去し、マーカーパターン４および５はレ
ジストを塗布しておくことによりエツチングせず
にそのまま残こして隆起形状に形成する。

この状態がｂでマーカーパターン４および５は
素子特性に影響をおよぼさないウエハー四隅に形
成する。さらにｃの如く絶縁層７を被覆して導体
パターン８およびマーカーパターン９をマーカー
パターン４をパターン位置決め（基準）として用
い形成する。この時の位置合わせはマーカーパタ
ーン４，５が存在するため絶縁層７が被覆されて
もその隆起は鮮明で、位置合わせしやすくなる。

そしてｄの如く樹脂の絶縁層１０にてプレーナ
化を行い、その上にパーマロイパターン１１およ
びマーカーパターン１２をマーカーパターン５を
パターンの位置決めとして用い形成する。最後に
絶縁層１３を形成することにより本発明に係るバ
ブルメモリ素子が作製される。

第２図は本発明の実施例を示す図である。

第２実施例においてはまず、第２図ａの如く転
送パターンの形成用マスク１４、位置合わせマー
カーパターン形成用マスク１５，１６を形成し、
しかる後、全面にイオンを注入してイオン注入部
１８を形成する。次にｂの如くレジスト１７をマ
ーカー部２０を除いて転送パターンの形成用マス
ク１４とその周辺（メモリ使用領域）に塗布す
る。次にイオン注入部１８は非イオン注入よりエ
ツチング速度が速いことを利用してマーカー部２
０のイオン注入部１８をエツチングしてバブル結
晶の一部を除去して溝２０′を形成する。その後
ｃの如くレジスト１７ならびに転送パターンの形
成用マスク１４とマスク１５，１６を除去するこ
とにより、イオン注入転送パターン１９が形成さ
れ、同時に隆起した導体パターン用とパーマロイ
パターン用のマスク位置合わせ用マーカーパター
ン１５′および１６′が形成される。

この実施例による第２図ｃの状態は第１図ｂと
等価で、その後は第１図ｃ，ｄと同様に導体およ
びパーマロイパターン形成が行なわれる。

この実施例では第１図ｃの絶縁層形成前の洗浄
工程時にマーカーマスク１４，１５の剥離の恐れ
がある場合に特に効果がある。

〔発明の効果〕

本発明の磁気バブルメモリ素子によれば、磁性
薄膜にパターン相互間の位置合わせ用のマーカー
パターンを隆起形状に形成したため、該マーカー
パターンの見づらさがなくなるのでパターン相互
間の位置合わせ精度が向上し、素子特性の良好な
高密度バブルメモリ素子を再現性良く製作でき、
その実用上の効果は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｄは本発明による磁気バブルメモリ
素子作製法の第１実施例を説明するための断面
図、第２図は本発明による磁気バブルメモリ素子
作製法の他の実施例を説明するための断面図であ
る。第３図は本発明により作製されるハイブリツ
ドバブルメモリ素子のバブル転送路の構成図、第
４図ａ，ｂは第３図のマイナーループとパーマロ
イパターンの接合部を拡大した平面図と断面図で
ある。第５図ａ〜ｄは従来の磁気バブルメモリ素
子の作製法を説明するための図である。 〔符号の説明〕、３，１４……イオン注入転送
パターンの形成用マスク、４，１６′……導体パ
ターン用のパターン相互間の位置合せ用マーカー
パターン、５，１５′……パーマロイパターン用
のパターン相互間の位置合せ用マーカーパター
ン、６，１８……イオン注入部、８……導体パタ
ーン、９……導体パターンのマーカーパターン、
１１……パーマロイパターン、１２……パーマロ
イパターンのマーカーパターン。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁性薄膜にイオン注入によりイオン注入転送
   パターンが形成され、且つ該磁性薄膜上に導体パ
   ターンと磁性体パターンが絶縁層を被覆して形成
   されるハイブリツド型の磁気バブルメモリ素子に
   おいて、前記磁性薄膜に前記イオン注入転送パタ
   ーンに対する前記導体パターンおよび前記磁性体
   パターン相互間のマスク位置合わせ用マーカーパ
   ターンが少なくとも２個隆起形状に且つ並置して
   形成され、 一方の前記マスク位置合わせ用マーカーパター
   ン上には、前記絶縁層を介して前記導体パターン
   のマーカパターンが、他方の前記マスク位置合わ
   せ用マーカーパターン上には前記絶縁層を介して
   前記磁性体パターンのマーカーパターンが積層さ
   れていることを特徴とした磁気バブルメモリ素
   子。 ２ 前記マスク位置合わせ用の隆起マーカーパタ
   ーンは、前記イオン注入転送パターンの形成用マ
   スクを形成する時に同時に該マスク材にて形成さ
   れてい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素子。 ３ 前記マスク位置合わせ用の隆起マーカーパタ
   ーンは、前記磁性薄膜におけるマーカー部のイオ
   ン注入部をエツチング除去して溝を形成すること
   により生成されてい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素子。