JPH01178190A - Multiple layer solid-state magnetic memory device - Google Patents

Multiple layer solid-state magnetic memory device

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JPH01178190A
JPH01178190A JP63001919A JP191988A JPH01178190A JP H01178190 A JPH01178190 A JP H01178190A JP 63001919 A JP63001919 A JP 63001919A JP 191988 A JP191988 A JP 191988A JP H01178190 A JPH01178190 A JP H01178190A
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JP
Japan
Prior art keywords
striped
superconductors
superconductor
storage medium
magnetic storage
Prior art date
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Pending
Application number
JP63001919A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Tanaka
英男 田中
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH01178190A publication Critical patent/JPH01178190A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve mechanical durability by laminating a solid-state magnetic memory device in plural layers in which the crossing part of first and second strip shape superconductors and the crossing part of a third stripe shape superconductor and a stripe shape magneto-resistance effect device are arranged at positions confronting with each other via a magnetic storage medium layer. CONSTITUTION:On the magnetic storage medium layer 5, plural section stripe shape superconductors 1 keeping prescribed intervals, plural first stripe shape superconductors 2 which cross with the second stripe shape superconductor 1 at a prescribed angle, and plural magneto-resistance effect devices 7 are provided, and furthermore, on the resistance effect devices 7, plural third stripe shape superconductors 8 are provided, respectively. And plural solid-state magnetic memory devices (100-102) in which the crossing part of the first and second superconductors 2 and 1 and the crossing part of the third superconductor 8 and the magneto-resistance effect device 7 are arranged at the positions confronting with each other via the magnetic storage medium layer 5 are laminated. In such a way, the mechanical durability can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はコンピュータの外部記憶装置としての用いられ
る多層固体磁気メモリー素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a multilayer solid state magnetic memory element used as an external storage device for a computer.

(従来の技術) 従来、コンピュータ用外部記憶装置は磁気ディスク装置
がその主流を占めているが、磁気テープ装置、フロッピ
ディスク装置も使用されている。
(Prior Art) Conventionally, magnetic disk devices have been the mainstream of external storage devices for computers, but magnetic tape devices and floppy disk devices have also been used.

最近では光デイスク装置やICメモリーを用いた電子デ
ィスクも使用されだした。
Recently, optical disk devices and electronic disks using IC memory have also come into use.

(発明が解決しようとする問題点) 従来の磁気ディスク装置は、回転機構を有しているため
、アクセスタイムが大きい欠点があり、又ディスク及び
ヘッドに対して機械的耐久性の点で問題があり、同様に
光ディスクも回転機構とその記録再生方法のためにアク
セスタイムが大きいという問題点がある。さらに電子デ
ィスクは不揮発性のため長期のデータの保存が出来ない
という問題点がある。
(Problems to be Solved by the Invention) Conventional magnetic disk drives have a rotating mechanism, so they have the drawback of long access times and also have problems with mechanical durability of disks and heads. Similarly, optical discs also have the problem of long access times due to their rotating mechanisms and recording and reproducing methods. Furthermore, since electronic disks are non-volatile, there is a problem in that long-term data storage is not possible.

本発明の目的はこれらの欠点を除去し、回転系を必要と
せず、長期のデータ保存も、できるようにした固体磁気
メモリー素子を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a solid-state magnetic memory element that eliminates these drawbacks, does not require a rotating system, and is capable of long-term data storage.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の固体磁気メモリー素子の構成は、磁気記憶媒体
層の一方の主面上に絶縁層を介して複数の第2のストラ
イプ状超伝導体が所定の間隔をおいて形成され、これら
第2のストライプ状超伝導体状および前記磁気記憶媒体
層の主面上に絶縁層を介して前記各第2のストライプ状
超伝導体と所定の角度で交差するように複数の第1のス
トライプ状超伝導体が所定の間隔をおいて形成され前記
磁気記憶媒体層の他方の主面上の絶縁層を介して複数の
ストライプ状磁気抵抗効果素子が所定の間隔で形成され
、前記磁気記憶媒体層の主面上および前記ストライプ状
磁気抵抗効果素子上に絶縁層を介して複数の第3のスト
ライプ状超伝導体が所定の間隔で形成され、前記第1お
よび第2の各ストライプ状超伝導体の交差部分と前記第
3のストライプ状超伝導体および前記ストライプ状磁気
抵抗効果素子の交差部分とが前記磁気記憶媒体層を介し
て対向する位置に配置された固体磁気メモリー素子が、
複数層積層されてなることを特徴とする。
The structure of the solid-state magnetic memory element of the present invention is such that a plurality of second stripe-shaped superconductors are formed at predetermined intervals on one main surface of a magnetic storage medium layer with an insulating layer interposed therebetween. and a plurality of first striped superconductors intersecting each of the second striped superconductors at a predetermined angle via an insulating layer on the main surface of the magnetic storage medium layer. Conductors are formed at predetermined intervals, and a plurality of striped magnetoresistive elements are formed at predetermined intervals via an insulating layer on the other main surface of the magnetic storage medium layer. A plurality of third striped superconductors are formed at predetermined intervals on the main surface and on the striped magnetoresistive element via an insulating layer, and each of the first and second striped superconductors is A solid-state magnetic memory element is arranged in a position where an intersection part and an intersection part of the third striped superconductor and the striped magnetoresistive element face each other with the magnetic storage medium layer interposed therebetween,
It is characterized by being formed by laminating multiple layers.

〔作用〕[Effect]

本発明の構成によれば、回転系が必要なく、機械的耐久
性が問題とならない固体メモリー素子を構成することが
出来る。即ち、ストライプ状超伝導体に流れる電流によ
る磁場により磁性媒体に情報を記録し、又ストライプ状
磁気抵抗効果素子により媒体に書かれた情報を再生し、
これらが媒体と一体に形成されている。また、媒体は磁
性媒体を用いているためlこ長期の媒体保存が可能であ
る。
According to the configuration of the present invention, it is possible to configure a solid-state memory element that does not require a rotation system and does not pose a problem in mechanical durability. That is, information is recorded on a magnetic medium by a magnetic field caused by a current flowing through a striped superconductor, and information written on the medium is reproduced by a striped magnetoresistive element.
These are formed integrally with the medium. Furthermore, since a magnetic medium is used as the medium, it is possible to store the medium for a long period of time.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明を図面lこより詳細に説明する。 Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例とその周辺回路を示す模式的
斜視図、第2図は本実施例の一部分を示す模式的斜視図
である。本実施例は、第2図に示す一部分の固体メモリ
ー素子を複数個積層したもので、この場合、複数の固体
メモリー素子100゜101.102が接着層120,
121fこより接合された構造となっている。また、こ
の多層固体メモリー素子の周辺回路は、例えば一部分の
固体メモリー素子のデータ用フリップフロップ45がバ
ッファーレジスタ130にまとめられ、CPUおよびイ
ンターフェース14と接続される。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of the present invention and its peripheral circuit, and FIG. 2 is a schematic perspective view showing a part of this embodiment. In this embodiment, a plurality of solid-state memory elements shown in FIG.
It has a structure in which 121f is joined together. Further, in the peripheral circuit of this multilayer solid-state memory device, for example, data flip-flops 45 of a part of the solid-state memory device are combined into a buffer register 130 and connected to the CPU and the interface 14.

本実施例の一層は、第2図に示すように、磁気記録媒体
#5の一方の主面に交差した第1のストライプ状超伝導
体2と第2のストライプ状超伝導体1が形成されている
。ここで第2の超伝導体1は直接磁気記録媒体層に形成
される。記録時には、この2つのストライプ状超伝導体
1.2に電流を流し、これらの交点近傍の磁気記録媒体
5を磁化する。−万、磁気記録媒体層5の他方の主面に
は交差したストライプ状磁気抵抗効果素子7と第3のス
トライプ状超伝導体8とが形成されている。
As shown in FIG. 2, one layer of this embodiment has a first striped superconductor 2 and a second striped superconductor 1 that intersect with one main surface of the magnetic recording medium #5. ing. Here, the second superconductor 1 is formed directly on the magnetic recording medium layer. During recording, a current is passed through these two striped superconductors 1.2 to magnetize the magnetic recording medium 5 near their intersection. - On the other main surface of the magnetic recording medium layer 5, intersecting striped magnetoresistive elements 7 and a third striped superconductor 8 are formed.

ここで磁気記録媒体層5はストライプ状磁気抵抗効果素
子7の上に直接形成される。再生時には第3のストライ
プ状超伝導体8にセンス電流を流し、記憶した磁化情報
をストライプ状磁気抵抗効果素子7の抵抗変化として取
り出す。
Here, the magnetic recording medium layer 5 is formed directly on the striped magnetoresistive element 7. During reproduction, a sense current is passed through the third striped superconductor 8, and the stored magnetization information is extracted as a resistance change of the striped magnetoresistive element 7.

次に、記録時のメモリー回路の構成例を第2図を用いて
説明する。第1のストライプ状超伝導体2と第2のスト
ライプ状超伝導体1は、それぞれ第1のスイッチ群20
.21.22.23.24゜25及び26.27.28
.29と接続している。
Next, an example of the configuration of the memory circuit during recording will be explained using FIG. 2. The first striped superconductor 2 and the second striped superconductor 1 each have a first switch group 20
.. 21.22.23.24°25 and 26.27.28
.. It is connected to 29.

スイッチ26,27.28.29はそれぞれ電流源30
.31と接続し、かつ第1のY軸アドレス7”コーグ1
9と接続している。スイッチ20゜21.22,23.
24.25は一方で電流源に接続し、他方でデータ”1
“、′0”を選択するアントゲ−)47,48,49,
50,51 。
Switches 26, 27, 28, 29 each have a current source 30
.. 31 and the first Y-axis address 7” Korg 1
It is connected to 9. Switch 20°21.22,23.
24.25 connects to the current source on one side and data “1” on the other side.
47, 48, 49,
50,51.

52を介して第1のX軸アドレスデコーダと接続してい
る。
52 to the first X-axis address decoder.

また、アンドゲート47.48,49.50゜51.5
2はデータ用フリップフロップ45を会して介してCP
U及びインタフェース14に接続し、第1のX軸アドレ
スデコーダ44は第1のX軸アドレスレジスタ46を介
して、第1のY軸アドレスデコーダ19は第1のY軸ア
ドレスレジスタを介してCPUおよびインターフェース
14に接続している。
Also, and gate 47.48, 49.50°51.5
2 is connected to the CP via the data flip-flop 45.
The first X-axis address decoder 44 is connected to the CPU and the interface 14 through the first X-axis address register 46, and the first Y-axis address decoder 19 is connected to the CPU and the interface 14 through the first Y-axis address register. It is connected to the interface 14.

次lこ、再生時のメモリー回路の構成例を第4図を用い
て説明する。再生時には、磁気記憶媒体層5上に形成さ
れたストライプ状磁気抵抗効果素子7と第3のストライ
プ状超伝導体8を用いる。第3のストライプ状超伝導体
8はスイッチ32゜34を介して電流源33に接続して
いる。スイッチ32.34は第2のY軸アドレスデ;−
ダ35、第2のY軸アドレスレジスタ36を介してCP
U及びインターフェース14に接続している。一方、ス
トライプ状磁気抵抗効果素子7はスイッチ38゜39.
40に接続され、これらスイッチ38゜39.40は再
生回路系43を介してCPU及びインターフェース14
1こ接続し、同時に第2のX軸アドレスデコーダ41と
第2のX軸アドレスレジスタ42を介してCPU及びイ
ンターフェース14に接続している。
Next, an example of the structure of the memory circuit during reproduction will be explained using FIG. 4. During reproduction, the striped magnetoresistive element 7 and the third striped superconductor 8 formed on the magnetic storage medium layer 5 are used. The third striped superconductor 8 is connected to a current source 33 via a switch 32.34. Switches 32 and 34 set the second Y-axis address;
CP data via the second Y-axis address register 36.
It is connected to U and interface 14. On the other hand, the striped magnetoresistive element 7 has switches 38°, 39.
These switches 38, 39, and 40 are connected to the CPU and interface 14 through the regeneration circuit system 43.
At the same time, it is connected to the CPU and interface 14 via a second X-axis address decoder 41 and a second X-axis address register 42.

次に、本実施例のデータ記鎌時の動作を、第5図および
第6図により説明する。
Next, the operation during data recording of this embodiment will be explained with reference to FIGS. 5 and 6.

第5図(,0はフェライト磁気記憶媒体s上に直交する
超伝導体1.2のある場合の斜視図で、この磁気記憶媒
体5のB−Hカーブである磁気特性図を第5図(すに示
す。
Figure 5 (, 0 is a perspective view of the case where there is a superconductor 1.2 perpendicular to the ferrite magnetic storage medium s, and Figure 5 ( , 0 is a perspective view of the case where there is a superconductor 1.2 perpendicular to the ferrite magnetic storage medium s. Shown below.

第5図(、!llに於いて、第2図のCPU及びインタ
ーフェース14からの命令により第1のX軸アドレスレ
ジスタ46、第1のX軸アドレスデコーダ44、データ
用フリップフロッグ45を設定し、第]のスイッチ群2
0,21.22,23,24゜25と第1のX軸重流源
16.17とアンドゲート47,48.49,50,5
1.52から1つ選択しON状態にして、第1(X軸)
のストライプ状超伝導体2に電流Ix (パルス又は直
流)を流し、第5図(呻のB−Hカーブ状上で電流Ix
による磁場(磁気記録媒体のHcより小さい磁場Hx)
が磁気記録媒体5に記録される。しかし、この状態では
磁気記録媒体へデータは紀祿されない。次に直交する第
2のストライプ状超伝導体1(こ電流工yを流すと、第
5図(φに示すようζこ、電流Iyが印加され、結果と
してHxとHyの合成磁場HtがHcよシ大きい磁場と
なり、それぞれの印加磁場HxおよびHyに対して45
度の角度を有している。
In FIG. 5 (!ll), the first X-axis address register 46, first X-axis address decoder 44, and data flip-flop 45 are set by instructions from the CPU and interface 14 in FIG. switch group 2
0, 21. 22, 23, 24° 25 and the first X-axis heavy flow source 16.17 and the AND gate 47, 48. 49, 50, 5
1. Select one from 52, turn it on, and turn it on to the first (X-axis)
A current Ix (pulse or direct current) is passed through the striped superconductor 2, and the current Ix is
magnetic field (magnetic field Hx smaller than Hc of the magnetic recording medium)
is recorded on the magnetic recording medium 5. However, in this state, data is not transferred to the magnetic recording medium. Next, when a current y is applied to the second striped superconductor 1 perpendicular to each other, a current Iy is applied as shown in FIG. 45 for each applied magnetic field Hx and Hy.
It has an angle of degrees.

ζこで第1のストライプ状超伝導体の電流による磁場H
yは、第2のストライプ状超伝導体10部分でマイナー
効果tこより曲がるので、第2のストライプ状超伝導体
lの下側の部分で元の位置へもどり、記録媒体5上での
磁場は、第2のストライプ状超伝導体lがない場合と同
じ様に働らく。
ζHere, the magnetic field H due to the current in the first striped superconductor
Since y is bent due to the minor effect t in the second striped superconductor 10, it returns to its original position in the lower part of the second striped superconductor l, and the magnetic field on the recording medium 5 is , works in the same way as without the second striped superconductor l.

この合成磁場Ht fこより磁気記憶媒体5がHtのベ
クトルの方向に磁化される。ここで第1のストライプ状
超伝導体2により発生する磁場を計算する。
This composite magnetic field Ht f magnetizes the magnetic storage medium 5 in the direction of the vector of Ht. Here, the magnetic field generated by the first striped superconductor 2 is calculated.

アンペアの周回積分の法則からストライプ状超伝導体の
断面形状を0.5μmの正方形とし、絶縁層3の厚さを
0.1μm1ストライプ状超伝導体に流す電流を200
mA及び300mAとして磁気記憶媒体上での磁場を計
算すると、i=200mAのときHx=8000e、i
=300mAのときHX=12000eが得られる。こ
の時の電流密度はJ=8 X 10’A/cd(i =
 200 mA )及びJ = 1.2X I O” 
A/CI7! (i = 300 mA)  となり、
合成磁場Htは11200e及び16800e  とな
る。
According to Ampere's law of circuit integration, the cross-sectional shape of the striped superconductor is a square of 0.5 μm, the thickness of the insulating layer 3 is 0.1 μm, and the current flowing through the striped superconductor is 200 μm.
Calculating the magnetic field on the magnetic storage medium with mA and 300mA, when i = 200mA, Hx = 8000e, i
= 300mA, HX = 12000e is obtained. The current density at this time is J = 8 x 10'A/cd (i =
200 mA) and J = 1.2X I O”
A/CI7! (i = 300 mA),
The combined magnetic field Ht becomes 11200e and 16800e.

例えば、文献によればNbCN  超伝導体を用いれば
、臨界電流密度Jc=10”A/cIIが得られるので
、高Hc媒体(Hc=600〜800 ) lこ対して
、十分記録が可能である。次tC電流Ix及び工yの゛
電流方向を逆転することにより、第5図(d)に示す様
に前述の合成磁場Htの逆方向の磁場を得ることが出来
る。
For example, according to the literature, if a NbCN superconductor is used, a critical current density Jc = 10''A/cII can be obtained, so recording is sufficient compared to a high Hc medium (Hc = 600-800). By reversing the current directions of the tC current Ix and the current y, a magnetic field in the opposite direction to the above-mentioned combined magnetic field Ht can be obtained as shown in FIG. 5(d).

この合成磁場Htにより直交する第1及び第2のストラ
イプ状超伝導体2,1の直交点下の磁気記憶媒体5を逆
方向に磁化する。磁化状態の1方向(135°)をデー
ダ゛1”lこ対応させ、逆方向(−45°)を@0“に
対応させれば、直交する第1と第2のストライプ状超伝
導体(1,2)の直交点の下の磁気記憶媒体5に情報″
l”及び”0”を記録することが出来る。この様にして
記録された磁化の状態は、第6図のように示される。
This composite magnetic field Ht magnetizes the magnetic storage medium 5 under the orthogonal point of the first and second striped superconductors 2 and 1 in opposite directions. If one direction (135°) of the magnetization state corresponds to data 1"l, and the opposite direction (-45°) corresponds to @0", the first and second striped superconductors ( Information is stored in the magnetic storage medium 5 under the orthogonal point of 1 and 2).
1" and "0" can be recorded. The state of magnetization recorded in this way is shown in FIG.

次に、磁気記憶媒体5に記録された磁化Mを再生する場
合を、第7図により説明する。磁気記憶媒体5の下側の
絶縁層6を介して、ストライプ状磁気抵抗効果素子7が
存在し、さらにストライプ状磁気抵抗効果素子7の下側
に絶縁層12を介して、ストライプ状磁気抵抗効果素子
7に直交する第3のストライプ状超伝導体8が存在して
いる。
Next, the case of reproducing the magnetization M recorded on the magnetic storage medium 5 will be explained with reference to FIG. A striped magnetoresistive element 7 exists below the magnetic storage medium 5 via an insulating layer 6, and a striped magnetoresistive element 7 exists below the striped magnetoresistive element 7 via an insulating layer 12. A third striped superconductor 8 is present perpendicular to the element 7.

いま、磁気記憶媒体5の磁化Mが、第7図に示される様
にストライプ状磁気抵抗効果素子7に流れる電流ベクト
ルIMRに対して+135° になっているとする。こ
の状態において直交点の磁化Mから発生する磁場がスト
ライプ状磁気抵抗効果素子7に与える磁場HMは第7図
(橡に示す様に電流ベクトルIMRに対して一45°角
度を有している。
Assume now that the magnetization M of the magnetic storage medium 5 is at an angle of +135° with respect to the current vector IMR flowing through the striped magnetoresistive element 7, as shown in FIG. In this state, the magnetic field HM generated by the magnetization M at the orthogonal points and applied to the striped magnetoresistive element 7 has an angle of 145° with respect to the current vector IMR, as shown in FIG.

ここで、第3のストライプ状超伝導体8にセンス電流l
5e(パルス)を流すと、磁気抵抗効果素子7の直交点
に電流ベクトルIMRと同じ方向にIse  によりセ
ンス磁場Hse  を生じさせると、MRストライプ状
の幅方向の反磁場に打ち勝つ程度のHMとHseの合成
磁場はHM方向(−45°)より電流ベクトルIMRの
方向へ近づく。
Here, a sense current l is applied to the third striped superconductor 8.
When 5e (pulse) is applied and a sense magnetic field Hse is generated by Ise in the same direction as the current vector IMR at the orthogonal point of the magnetoresistive element 7, HM and Hse are generated to the extent that they overcome the demagnetizing field in the width direction of the MR stripe. The resultant magnetic field approaches the direction of the current vector IMR from the HM direction (-45°).

次に、磁気記憶媒体5上の直交点の磁化が第5図(Φの
様に、磁気記憶媒体の磁化状態と逆に(データ10”に
対応)になっている場合も同様に第3のストライプ状超
伝導体8にセンス電流l5e(パルス)を流すと直交点
において、Hseの磁場を発生し、HMとHseの合成
磁場Htの角度は電流ベクトル・IMRに対してH,の
+135° よりも小さくなり(第7図(ψ)、+90
° 近くになる様にHse  を制御しておく。ここで
ストライプ状磁気抵抗効果素子7の印加磁場Hによる抵
抗Rの変化は、第8図(,0に示される。この第8図(
→において、磁気抵抗効果素子7の電流IMの方向に対
して磁気記憶媒体5の磁化方向は一45°又は+135
゜のどちらかであるが、このR−Hカーブ上で、θ=−
45° のA点がデータ11”に対応し、θ=+135
°のB点がデータ10”に対応する。抵抗の値自身はθ
=+135°と一45°で変化がない状態となっている
Next, when the magnetization of the orthogonal point on the magnetic storage medium 5 is opposite to the magnetization state of the magnetic storage medium (corresponding to data 10'') as shown in FIG. 5 (Φ), the third When a sense current l5e (pulse) is passed through the striped superconductor 8, a magnetic field Hse is generated at the orthogonal point, and the angle of the combined magnetic field Ht of HM and Hse is +135° of H with respect to the current vector IMR. becomes smaller (Fig. 7 (ψ), +90
° Control Hse so that it is close to . Here, the change in resistance R due to the applied magnetic field H of the striped magnetoresistive element 7 is shown in FIG.
→, the magnetization direction of the magnetic storage medium 5 is -45° or +135° with respect to the direction of the current IM of the magnetoresistive element 7.
゜, but on this R-H curve, θ=-
Point A at 45° corresponds to data 11”, θ=+135
Point B at ° corresponds to data 10".The resistance value itself is θ
There is no change at =+135° and -45°.

この様な状態において、第3のストライプ状超伝導体8
にセンス電流Ise  (パルス)を流すと、このセン
ス電流Iseによる誘導磁場Hseが印加されると、第
8図(,0のA点は矢印の方向へ変化し、抵抗値はIS
e  の電流パルスが加わったときだけ増大する。さら
に第8図(尋のB点(”0”に対応)に対して抵抗値R
はIse  の電流パルスが加わったときだけ減少する
。従ってこのそれぞれの抵抗変化を電圧に変換するため
、第8図(0に示す様に、デーダ1”に対応したパルス
及びデータ“O”に対応したパルスが逆極性で得られ、
データの再生が可能である。
In this state, the third striped superconductor 8
When a sense current Ise (pulse) is applied to the sense current Ise and an induced magnetic field Hse is applied, the point A in Figure 8 (,0 changes in the direction of the arrow, and the resistance value becomes IS
It increases only when a current pulse of e is applied. Furthermore, in Fig. 8 (resistance value R with respect to point B (corresponding to “0”) on the fathom
decreases only when a current pulse of Ise is applied. Therefore, in order to convert these respective resistance changes into voltages, a pulse corresponding to data "1" and a pulse corresponding to data "O" are obtained with opposite polarity, as shown in FIG.
Data can be played back.

例えばNi ss Fel’eの場合、T = 4.2
°KにおいてΔ? / 9 o = 16.4 foの
MR素子(固有抵抗f’。
For example, for Ni ss Fel'e, T = 4.2
Δ at °K? / 9 o = 16.4 fo MR element (specific resistance f'.

=4.75Ω)が得られている。そこでストライプ幅を
0.5μm1厚さを0.05μmとすると1ビット当=
0.95Ωとなり、この値Rxfこ対して抵抗変化量△
R1=0.95X0.164=0.1558Ωとなる。
=4.75Ω) was obtained. Therefore, if the stripe width is 0.5 μm and the thickness is 0.05 μm, then per bit =
0.95Ω, and the resistance change amount △ with respect to this value Rxf
R1=0.95×0.164=0.1558Ω.

従って、ストライプ状磁気抵抗効果素子7に流す電流i
をi=1mAとしたとき、再生出力eは0.1558m
Vとなり、i=2mAとすると再生出力eは0.311
6mVとなるので、十分実用的な値を得ることが出来る
。ここでストライプ状磁気抵抗効果素子70両端の抵抗
及び電圧は48.3にΩ及ヒ48.3 V (i = 
1 mA )、96V(i=及びθ=+135°に対し
て第8図(時に示す様なパルスが得られる。
Therefore, the current i flowing through the striped magnetoresistive element 7
When i=1mA, the playback output e is 0.1558m
V, and if i=2mA, the playback output e is 0.311
Since the voltage is 6 mV, a sufficiently practical value can be obtained. Here, the resistance and voltage across the striped magnetoresistive element 70 are 48.3 Ω and 48.3 V (i =
1 mA), 96 V (for i= and θ=+135° a pulse as shown in FIG. 8 (sometimes) is obtained.

ここでストライプ状超伝導体はNbCNを、ストライプ
状磁気抵抗効果素子はNi−Fe%NiCo 等を、絶
縁層はAA20!、5iOz、チッ化シリコン等を、基
板は研摩されたSiが適する。又前記固体磁気メモリー
デバイス部はスパッタ法、イオンミリング、X線露光(
又は光学露光)、研摩等の薄膜形成技術を用いることが
できる。
Here, the striped superconductor is made of NbCN, the striped magnetoresistive element is made of Ni-Fe%NiCo, etc., and the insulating layer is made of AA20! , 5 iOz, silicon nitride, etc., and polished Si is suitable for the substrate. In addition, the solid magnetic memory device section is formed by sputtering, ion milling, X-ray exposure (
or optical exposure), polishing, and other thin film forming techniques can be used.

なお、磁気記憶媒体層の両主面に形成されるストライプ
状パターンは直交するものでなくともよい。またパター
ンの幅はすべて同じでなくともよい。
Note that the striped patterns formed on both main surfaces of the magnetic storage medium layer do not have to be orthogonal. Furthermore, the widths of the patterns do not all have to be the same.

また、超伝導体及び磁気抵抗効果素子が形成された磁気
記憶媒体部分と必要な周辺回路部分は超低温の環境に設
置される。
Furthermore, the magnetic storage medium portion in which the superconductor and magnetoresistive element are formed and the necessary peripheral circuit portion are placed in an extremely low temperature environment.

本実施例の多層固体磁気メモリー素子の一層を第2図(
再生系)、第2図(記録系)の様に形成し、これらを3
層に貼り合わせた構造を有する多層固体磁気メモリーを
作製した。基板13の上にストライプ幅0.5μmの第
3のストライプ状超伝導体(NbCN)8をスパッタ法
による成膜とイオンミリング法によるパターンエツチン
グにより形成し、第3のストライプ状超伝導体8の上l
こ絶縁層に(siot)をスパッタ法により形成し、絶
縁層(Sin2)の表面の段差解消をイオンミリング法
を用いたエッチバック法により行ない、表面を平坦にし
た後、絶縁層12(Sing)の上に、ストライプ状超
伝導体8に直交するストライプ幅0.5μmのストライ
プ状磁気抵抗効果素子7(NiFe)をスパッタ法によ
る成膜とイオンミリング法によるエツチングにより形成
し、ストライプ状磁気抵抗効果素子の上を含む全面に絶
縁層6(SiOz)をスパッタ法により形成し、さらに
段差解消を行なった後、絶縁層6の上fこ全面に一様に
磁気記録媒体5(CoPt)をスパッタ法により形成し
、磁気記憶媒体5の上に絶縁層(Sin2)をスパッタ
法により形成し該絶縁層4の上にストライプ@0.5μ
mの第2のストライプ状超伝導体1 (NbCN)’を
スパッタ法による成膜とイオンミリング法tこよるエツ
チングlこより形成し、第2のストライプ状超伝導体l
を含む全面lこ絶縁層3をスパッタ法により形成し、絶
縁層3の上に、第2のストライプ状超伝導体と直交する
様にストライプ@0.5μmの第1のストライプ状超伝
導体2(NbCN)をスパッタ法による成膜とイオンミ
リング法によるエツチングにより形成した。この様に形
成した固体磁気メモリ素子を3個接続層(120,12
1)により3層構造に接着し、配線を施こした。この様
に形成した超伝導体部分を42゜K程度(液体ヘリウム
)の極低温状態において動作させた。
One layer of the multilayer solid-state magnetic memory element of this example is shown in Figure 2 (
(playback system), as shown in Figure 2 (recording system), and these are 3
A multilayer solid-state magnetic memory with a structure in which layers are bonded together was fabricated. A third striped superconductor (NbCN) 8 with a stripe width of 0.5 μm is formed on the substrate 13 by sputtering and pattern etching using ion milling. top l
(siot) is formed on this insulating layer by sputtering, and after removing the step difference on the surface of the insulating layer (Sin2) by an etch-back method using ion milling to make the surface flat, the insulating layer 12 (Sing) is formed. A striped magnetoresistive element 7 (NiFe) with a stripe width of 0.5 μm orthogonal to the striped superconductor 8 is formed thereon by sputtering and etching by ion milling to produce a striped magnetoresistive effect. After forming an insulating layer 6 (SiOz) on the entire surface including the top of the element by sputtering and removing the level difference, a magnetic recording medium 5 (CoPt) is uniformly formed on the entire surface of the insulating layer 6 by sputtering. An insulating layer (Sin2) is formed on the magnetic storage medium 5 by sputtering, and a stripe @0.5μ is formed on the insulating layer 4.
A second striped superconductor 1 (NbCN)' of m is formed by sputtering and etching by ion milling.
A first striped superconductor 2 of 0.5 μm is formed on the insulating layer 3 so as to be perpendicular to the second striped superconductor. (NbCN) was formed by sputtering and etching by ion milling. Three connection layers (120, 12
1), a three-layer structure was bonded and wiring was applied. The superconductor portion thus formed was operated at an extremely low temperature of about 42°K (liquid helium).

なお、それぞれのストライプ状超伝導体及びストライプ
状磁気抵抗効果素子7のストライプ間距離は0.5μm
とし、厚さtを0.5μm(ストライプ状超伝導体)及
び0.05μm(ストライブ状磁 。
Note that the distance between the stripes of each striped superconductor and striped magnetoresistive element 7 is 0.5 μm.
The thickness t is 0.5 μm (stripe superconductor) and 0.05 μm (stripe magnet).

気抵抗効果素子)とし、ストライプの長さtを1インチ
として形成した。
The stripe was formed with a stripe length t of 1 inch.

本実施例において1ビツトは1μ7FIX1μmの大き
さとなり、面密度としては6.45XlO’ビット平方
インチが実現された。さらに、ストライプ幅を小さくす
れば、平方インチ当りの容量は増大する。また前記のビ
ットの大きさ1μ7FIX1μmの場合、1層の固体磁
気メモリー素子に25インチ角の基板を用いれば、3枚
の基板で3層構造を実現し、約3ギカバイト(GB)の
容量のメモリーが可能となる。
In this embodiment, one bit has a size of 1μ7FIX1μm, and an areal density of 6.45XlO' bits square inch was achieved. Furthermore, reducing the stripe width increases the capacity per square inch. Furthermore, in the case of the aforementioned bit size of 1μ7FIX1μm, if a 25-inch square substrate is used for a single-layer solid-state magnetic memory element, a three-layer structure can be realized with three substrates, and the memory capacity will be approximately 3 gigabytes (GB). becomes possible.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上に説明したようlこ本発明は、従来の磁気ディスク
装置の回転機構及びディスク・ヘッド系に要求される機
械的耐久性等が除去され、かつ大容量(1,5X10’
ビット/平万インチ、以上)の不揮発性固体磁気ファイ
ルメモリーを得ることが出来た。
As explained above, the present invention eliminates the mechanical durability required for the rotation mechanism and disk head system of conventional magnetic disk drives, and has a large capacity (1.5 x 10').
We were able to obtain a non-volatile solid-state magnetic file memory with a capacity of bits per million inches or more.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例および周辺回路を含む模式的
斜視図、第2図は第1図のメモリー素子の一部分を示す
模式的斜視図、第3図、纂4図は明する素子の部分斜視
図、磁化特性図およびベクトル図、第6図は磁気記憶媒
体の磁化状態を示す部分斜視図、第7図(a) 、 (
b) 、 (c)は第1図の再生時の動作を説明する素
子の部分斜視図、磁化特性図およびベクトル図、第8図
(a)、(b)は本実施例の動作を説明する磁化特性図
および、出力波形図である。 1・・・・・・第2のストライプ状超伝導体、2・・・
・・・第1のストライプ状超伝導体、8・・・・・・第
3のストライプ状超伝導体、3.4,6,12.13・
・・・・・絶縁層、5・・・・・・磁気記憶媒体、7・
・・・・・ストライプ状磁気抵抗効果素子、9・・・・
・・抵抗、11・・・・・・基板、14・・・・・・C
PU及びインターフェース、46・・・・・・第1のX
軸アドレスレジスタ、18・・・・・・glのy軸アド
レスレジスタ、44・・・・・・glのX軸アドレスデ
コーダ、19・・・・・・第1のymアドレスデコーダ
、45・・・・・・データ用フリップフnツブ、47〜
52・・・−・・アンドゲート、16.17,30,3
1゜33・・・・・・電流源、20〜29・−・・・・
第1のスイッチ群、32.34.39−=40・・・・
・・第2のスイッチ群、36・・・・・・第2のy軸ア
ドレスレジスタ(再生用)、42・・・・・・第2のX
軸アドレスレジスタ、35・・・・・・第2のy軸アド
レスデコーダ、41・・・・・・第2のX細アドレスデ
コーダ、43・・・・・・再生回路系、100,101
,102・・・・・・固体磁気メモリー素子、120,
121・・・・・・接着層、130・・・・・・バッフ
ァレジスタ。 代理人 弁理士   内 原   晋 条3図 粥4図 A如11子 多乙圀 子2図
FIG. 1 is a schematic perspective view including an embodiment of the present invention and a peripheral circuit, FIG. 2 is a schematic perspective view showing a part of the memory device shown in FIG. 1, and FIGS. FIG. 6 is a partial perspective view showing the magnetization state of the magnetic storage medium, FIG. 7(a), (
b) and (c) are partial perspective views, magnetization characteristic diagrams, and vector diagrams of the element that explain the operation during reproduction in Figure 1, and Figures 8 (a) and (b) explain the operation of this embodiment. They are a magnetization characteristic diagram and an output waveform diagram. 1... Second striped superconductor, 2...
...First striped superconductor, 8...Third striped superconductor, 3.4, 6, 12.13.
...Insulating layer, 5...Magnetic storage medium, 7.
...Stripe magnetoresistive element, 9...
...Resistance, 11...Substrate, 14...C
PU and interface, 46...first X
Axis address register, 18... gl y-axis address register, 44... gl x-axis address decoder, 19... first ym address decoder, 45... ...Flipf n tube for data, 47~
52...--and gate, 16.17,30,3
1゜33...Current source, 20~29...
First switch group, 32.34.39-=40...
...Second switch group, 36...Second y-axis address register (for playback), 42...Second X
Axis address register, 35... Second y-axis address decoder, 41... Second X fine address decoder, 43... Reproduction circuit system, 100, 101
,102...Solid magnetic memory element, 120,
121...Adhesive layer, 130...Buffer register. Agent Patent Attorney Uchihara Shinjo 3 figures kayu 4 figures Ayo 11 children Tao Kuniko 2 figures

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 磁気記憶媒体層の一方の主面上に絶縁層を介して複数の
第2のストライプ状超伝導体が所定の間隔をおいて形成
され、これら第2のストライプ状超伝導体状および前記
磁気記憶媒体層の主面上に絶縁層を介して前記各第2の
ストライプ状超伝導体と所定の角度で交差するように複
数の第1のストライプ状超伝導体が所定の間隔をおいて
形成され前記磁気記憶媒体層の他方の主面上に絶縁層を
介して複数のストライプ状磁気抵抗効果素子が所定の間
隔で形成され、前記磁気記憶媒体層の主面上および前記
ストライプ状磁気抵抗効果素子上に絶縁層を介して複数
の第3のストライプ状超伝導体が所定の間隔で形成され
、前記第1および第2の各ストライプ状超伝導体の交差
部分と前記第3のストライプ状超伝導体および前記スト
ライプ状磁気抵抗効果素子の交差部分とが前記磁気記憶
媒体層を介して対向する位置に配置された固体磁気メモ
リー素子が、複数層積層されてなることを特徴とする多
層固体磁気メモリー素子。
A plurality of second striped superconductors are formed at predetermined intervals on one main surface of the magnetic storage medium layer with an insulating layer interposed therebetween, and these second striped superconductors and the magnetic storage A plurality of first stripe-shaped superconductors are formed at predetermined intervals on the main surface of the medium layer so as to intersect each of the second stripe-shaped superconductors at a predetermined angle via an insulating layer. A plurality of striped magnetoresistive elements are formed on the other main surface of the magnetic storage medium layer with an insulating layer interposed therebetween, and a plurality of striped magnetoresistive elements are formed on the main surface of the magnetic storage medium layer and the striped magnetoresistive elements. A plurality of third striped superconductors are formed on the top with an insulating layer interposed therebetween at predetermined intervals, and the intersection portions of the first and second striped superconductors and the third striped superconductors A multilayer solid-state magnetic memory characterized in that a plurality of solid-state magnetic memory elements are laminated in a plurality of layers, the solid-state magnetic memory elements being arranged in positions where the body and the intersection of the striped magnetoresistive elements face each other with the magnetic storage medium layer interposed therebetween. element.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61153897A (en) * 1984-12-26 1986-07-12 Nec Corp Solid-state magnetic memory element and its recording and reproducing method

Patent Citations (1)

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JPS61153897A (en) * 1984-12-26 1986-07-12 Nec Corp Solid-state magnetic memory element and its recording and reproducing method

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