JPH01294292A - ブロツホラインメモリ素子 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は固体磁性メモリに係り、特に大容量ファイルメ
モリに好適なブロツホラインメモリ素子に関する。

〔従来の技術〕

従来のブロツホラインメモリ素子における記憶部の模式
図を第２図に示す、記憶部は並列に配置されたストライ
プ磁区２（図ではその内の１本を示す）と、ストライプ
磁区２を固定する溝パターン８およびビットパターン７
より構成される。溝パターン８は基板９上に設けられた
磁性ガーネット膜６を堀って形成されている。ストライ
プ磁区２を固定する手段としては他に磁性膜パターンを
用いる方法、磁歪を用いる方法等が考えられている。

情報担体となるブロツホライン対４はストライプ磁区２
を囲む磁壁１中に存在し、互いに向きが異なる２本のブ
ロツホライン３から構成される。

ブロツホライン対４は第３図に示すように、対間領域１
０５の磁化方向と等しい向きの面内磁界下でエネルギが
小となる。このため、ビットパターン７からの漏えい磁
界１０４と対間領域１０５の磁化方向が一致した所にブ
ロツホライン対は安定化される。

ブロツホラインは第２図に示すＨｐ力方向磁界によって
磁壁接線方向の駆動力が与えられる。したがってＨｐ磁
界強度とビットパターン７からの漏えい界磁１０４の強
さを調整することによって、ブロツホライン対を各ビッ
トパターン下を安定位置としながら、ストライプ磁区２
を囲む磁壁中を周回させることができる。

したがってＨＰ磁界の繰り返し数とビットパターン７の
数を対応させることによってシリアルメモリを構成する
ことができる。

上記のメモリ動作を実現させるためには、ブロツホライ
ン対を安定に保持できる漏えい磁界１０４を周期的に作
る必要がある。従来技術では第２図に示すような矩形状
の磁性膜パターンからビットパターンを構成していた。

このため各ピッ１〜パターン間にはギャップを設ける必
要があった。

〔発明が解決しようとする＋１！１題〕上記従来のビッ
トパターンは互いに隣り合うビットパターン間にギャッ
プを有していた。このためビットパターンを形成するた
めには特開昭５９−９８３８４号公報に記載の光干渉法
によって得られたレジストパターンないしは光学露光法
等によって得られたレジストパターンを元に、磁性膜を
加工しなければならなかった。ビットパターン間のギャ
ップ寸法が変化すると、漏えい磁界の大きさ等が変化す
る。このため、ビットパターンの加工には高精度の技術
を必要とした。上記従来技術では光干渉法等によって０
．１μｍ周期のレジストパターンは得られるものの、磁
性膜パターンを加工する際のレジストパターンの細り等
によって再現性良く、均一なビットパターンを得ること
はできなかった。

本発明の目的は従来技術で得られたレジストパターンを
元に、パターン転写をせずに高密度の位置決めが達成で
きる新規のビットパターンを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は光干渉法等によって得られたレジストパター
ン上に高保磁力磁性膜を被着し、被着しだ高保磁力磁性
膜の容易磁化方向に対し、はぼ垂直な方向に強磁界を印
加し、着磁することによって得られる漏えい磁界変調を
ピッ１〜固定に用いることにより、達成される。

〔作用〕

第５図に示すように磁性ガーネット膜６上に周期的に膜
厚が変化したスペーサ１１を形成し、例えば高保磁力面
内磁化膜を被着する（ａ）、スペーサの膜厚を変化させ
る手段としては、光干渉法等で得られたレジストパター
ンをマスクに等方的にエツチングするか、レジストパタ
ーンそのものをスペーサとする方法が考えられる。この
後Ｈｚ力方向強磁界を与えると（ｂ）に示すように高保
磁力面内磁化膜中の磁化はＨｚｈ向の磁化成分を増加さ
せる。これによって波状に変化した磁性膜の頂部および
底部にはＮ極およびＳ極が現れるゆ被着した面内磁化膜
１０が高保磁力であるとＨｚ磁界を切った後も（ｂ）に
示す磁化状態は保存される（ｃ）。この磁化状態から明
らかなように面内磁化膜中の磁化は膜面内を向くものの
、Ｈｚ磁界成分が残るため、膜のうねりに合せて膜面内
で方向が１８０°反転する。

この反転した磁化より生じる漏えい磁界は第４図（ａ）
のようになる。磁性ガーネット６中に周期な面内磁界変
化を作ることができる。従来技術では同図（ｂ）に示す
ように矩形状の磁性膜パターン７を膜面内方向に磁化し
、それより発生する漏えい磁界１０４をビット固定に用
いていた６本発明によって得られる漏えい磁界１０４も
従来技術と同様１周期的に面内磁界方向が変化するため
ビット固定に用いることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。基板
９上に積層したＣ　ａ　Ｇ　ｅ系磁性ガーネット膜６中
に溝パターン８を設け、その周りにストライプ磁区２を
存在させる。溝パターン８を埋めるため感光性樹脂を積
層した後、感光性樹脂の所定領域を通常のホトリソグラ
フィ法により露光現象し、凹凸の表面状態を作る。この
後、Ｃ０−２ｏ％ｐｔの高保磁力面内磁化膜をスパッタ
法により被着する。しかる後、磁性ガーネット膜面に対
し垂直方向の強磁界を与える。ここで用いたＧｏ−Ｐｔ
膜の飽和磁束密度は約７００００　ｅであったため、約
１５ＫＯｅ以上の強磁界を与える。

以上の作製工程によって得られた波状ビットパターン１
０から発生する漏えい磁界１０４は第１図に示すように
周期的に変化し、この漏えい磁界１０４によってブロツ
ホライン対４の安定位置を定めることができる。

本発明のポイントは凹凸状の表面上に磁性膜を被着した
後、所定方向に着磁したことによって得られる面内磁界
変調をビット固定に用いることにある。したがって上記
以外の例えば高保磁力垂直磁化膜１２を用いても第７図
に示すように着磁方向をＨｙ方向にすることで周期的な
面内磁界変調を作る漏えい磁界１０４を発生させること
ができる。

又、本発明では凹凸状の１換厚変化を作る必要がある。

この手段として上記実施例では通常のホトリソグラ不イ
法を用いたが、他に光干渉法、Ｘ線露光法、電子線描画
法等によっても作製が可能である。さらにスペーサとし
て上記リソグラフィ手段によって得られたレジストパタ
ーン像をそのまま用いることも可能であるが、他にＳｉ
Ｏ２゜Ｓ　１ａＮｉ、Ｓ　ｉＯＦポリイミド樹脂等のス
ペーサ層に上記レジストパターン形状を等方的なエツチ
ングで転写しても本発明は何らの支障なく実現可能であ
る。

本発明ではスペーサ層は凹凸面を有する必要がある。上
記実施例では凹凸面は波状に変化させた。

この変化は光干渉法、光学露光法で見られる光強度分布
によって容易に作ることが可能であった。

他の凹凸変化としては、例えば第６図に示すような台形
（ａ）、三角形（ｂ）の場合でも本発明によって面内磁
界変調を作ることができる。この場合上記実施例に比べ
複雑な面内磁界変調を作ることができるため、ブロツホ
ライン対の転送特性の向上や、新たな動作モードを有す
るブロツホラインメモリを構築する上で有効であった。

又、第８図に示すように凹凸面を放射状に作ることによ
って円弧状に曲がった磁壁１上におけるブロツホライン
対４の転送が可能になった。本実施例では凹凸面に合せ
て磁化反転領域が作られるため、スペーサの膜厚を磁壁
接線方向に沿って変化させると図のような磁化状態を作
ることができる。この波状ビットパターン１１から発生
する漏えい磁界は磁壁に沿って変化するため、磁壁が曲
がっている場合にも転送が可能となった。

従来技術では矩形状ビットパターンの着磁方向は常に一
方向となるため、ブロツホライン対のコーナ転送は困難
であった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、パターンギャップのない高密度ビット
パターンを得ることができるため、大容量のブロツホラ
インメモリ素子を実現できる。又。

従来技術ではレジストパターンの細り等の問題によって
素子の歩留りは最良で４０％以下であったが、本発明に
よって歩留りが８０％以上に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロツホラインメモリ
素子の記憶部の模式図、第２図は従来のブロツホライン
メモリ素子の記憶部を示す模式図。 第３図はブロツホライン対とビットパターンを示す図、
第４図は本発明および従来技術の違いを示す模式図、第
５図は第１図のブロツホラインメモリ素子の製造工程を
示す図、第６図、第７図及び第８図は本発明の他の実施
例を示す図である。 １・・・磁壁、３・・・ブロツホライン、４・・・ブロ
ツホライン対、６・・・磁性ガーネット膜、７・・・ビ
ットパターン、１０・・・波形ビットパターン、１１・
・・スペー芽　１　図 草　ＺＩ２１ 穿　３　囚 茅　５図 子　６　図 ￥　７　図 ／ａ４）しい１ｉ表丑

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、膜面に対し垂直方向を磁化容易方向とする磁性ガー
   ネット膜中に並列に配列させた複数のストライプ磁区の
   磁壁中に存在させたブロツホライン対を情報担体に用い
   るブロツホラインメモリ素子において、上記磁性ガーネ
   ット膜上にあつて、ストライプ磁区周囲の磁壁接線方向
   に沿つて膜厚が変化したスペーサ上に高保磁力の磁性膜
   を少なくとも有することを特徴とするブロツホラインメ
   モリ素子。 ２、特許請求の範囲第１項において、上記周期的に膜厚
   が変化したスペーサ上に高保磁力面内磁化膜を被着した
   後、磁性ガーネット膜の磁化容易方向に上記高保磁力面
   内磁化膜の飽和磁束密度以上の強磁界を与え、強磁界を
   切つた後に得られる高保磁力面内磁化膜からの漏えい磁
   界によつて情報担体であるブロツホライン対の安定化位
   置を定めることを特徴とするブロツホラインメモリ素子
   。 ３、特許請求の範囲第１項又は第２項において、上記膜
   厚が変化したスペーサとして電磁波および粒子線に感度
   を有する樹脂および無機膜を用いることを特徴とするブ
   ロツホラインメモリ素子。 ４、特許請求の範囲第１項において、上記スペーサの膜
   厚を変化させる手段として電磁波および粒子線に感度を
   有する樹脂および無機膜パターンの断面形状をスペーサ
   層に転写することによつて製造することを特徴とするブ
   ロツホラインメモリ索子。 ５、特許請求の範囲第１項又は第２項において、上記高
   保磁力磁性膜としてＣｏ−Ｐｔ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−Ｎ
   ｉ−Ｚｒ、Ｆｅ−Ｃ、Ｔｂ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｚｒの元素を
   少なくとも含むことを特徴とするブロツホラインメモリ
   素子。 ６、上記スペーサの膜厚をストライプ磁区周囲の磁壁接
   線方向に周期的に変化させた上に被着した高保磁力面内
   磁化膜を特許請求の範囲第２項記載の方法によつて着磁
   した後に得られる周期的な漏えい磁界変調を用いてビッ
   ト位置を定めることを特徴とするブロツホラインメモリ
   素子。 ７、特許請求の範囲第１項において、上記高保磁力磁性
   膜として少なくとも膜面に対し垂直な方向が磁化容易方
   向である高保磁力磁性膜を用い、ストライプ磁区の長手
   方向に上記高保磁力磁性膜の飽和磁束密度以上の強磁界
   を与え、強磁界を切つた後に得られる高保磁力膜からの
   漏えい界磁によつてブロツホライン対の位置決めを行う
   ことを特徴とするブロツホラインメモリ素子。