JPH0223588A - 磁気記憶素子 - 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） 本発明は不揮発性の超高密度固体磁気記憶素子に関する
。

（従来の技術） この磁気記憶素子は情報読み出し手段と情報書き込み手
段と情報蓄積手段を備え、膜面に垂直方向を磁化容易方
向とする強磁性体（フェリ磁性体膜を含む）に存在する
ストライプドメインの周囲のブロッホ磁壁の中に作った
相隣り合う垂直ブロッホライン（以下、ＶＢＬと称する
）を対としてブロッホ磁壁内で保持、転送する手段を有
する。例えば、素子構成をメイジャ・マイナループ構成
とする場合、メイジャラインでは、バブルを情報担体と
し、マイナループはストライプドメインで構成Ｌ、その
周囲のブロッホ磁壁内に存在するＶＢＬ対を情報担体と
する。全体の情報の流れを示すと、まずバブル発生器で
書き込まれた情報（バブルの有無の例）は書き込みメイ
ジャラインを移動する。メイジャライン上に１ペ一ジ分
の情報が書き込まれると、それをマイナループへ記憶さ
せるため、バブルの有無で示されたメイジャライン上の
情報をマイナルーブヘＶＢＬ対の形でトランスファする
。したがって、書き込みトランスファゲートはバブルの
有無をＶＢＬ対の有無に変換する機能を持っている。マ
イナルーブはＶＢＬ対を保持できるブロッホ磁壁で構成
している。また、マイナループはそれを構成するストラ
イブドメイン磁壁土のＶＢＬ対を必要に応じて読み出し
トランスファゲートへ移動させる機能をもっている。マ
イナループから読み出しメイジャラインへの情報トラン
スファはＶＢＬ対からバブルへの変換を伴う。変換され
たバブルの有無の列をバブル検出器で読み取る。このよ
うに、マイナループをバブル材料に存在するストライプ
ドメインンで構成し、マイナループ上での情報担体とし
てバブルの代わりに、ＶＢＬ対を用いることにより、バ
ブル素子に比べて、約二桁の記憶密度の向上を達成でき
る。

この素子において、最も重要な部分の一つは情報書き込
み部および情報読み出し部である。この書き込みｌ読み
出しゲート（以下、Ｒ／Ｗゲートという）の構成の一例
は、アイ、イー、イー・イー・トランザクションズ・オ
ン・マグネティクス（ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ。

Ｍａｇｎ、　）Ｖｏｌ、　ＭＡＧ−２２，Ｎｏ、　５．
　（１９８６）　ｐｐ、　７８４−７８９に示されてい
る。ＶＢＬ対の書き込み時は、ストライプドメイン先端
にあるダミーのＶＢＬを側壁に移動させ、ドメイン先端
を切断する。ＶＢＬ対の読み出し時は、ストライプドメ
イン先端に局所的面内磁界をかけ、先端のダミーのＶＢ
Ｌを移動させ、ビットとしてのＶＢＬ対の有無をドメイ
ン先端の切断のしやすさに換えて読み出す。このように
、ＲＪＷゲート動作は、マイナループの切断動作を伴う
ことから、ＶＢＬ対を蓄積しているマイナループの中央
部でのＲ／Ｗ動作は難しい。したがって、実際上のデバ
イスでは、書き込み、読み出し動作を行おうとするスト
ライプドメイン（マイナ・ループ）先端を引き伸ばし、
＆Ｗゲート領域に導入する必要がある。

特開昭６２−２３３８４４では、基板２上にドメイン保
持層１、スペーサ３を配置し、メイジャライン１８を設
け、多数本のストライプ磁区を配置し、＆Ｗアゲート作
の際にストライブ磁区をまっすぐに伸ばすべく溝４．６
．１６を配置した（第４図（ａ）、（ｂ））。ところが
この構造では、マイナループを保持する溝掘り部４とＲ
／Ｗゲート領域１７に設けたガイド用ドメイン保持層１
のくり抜き部１６（ガイド溝１６）にはさまれた領域２
６と、ガイド溝１６どうしではさまれた領域２７とでバ
ブルドメインがストライプドメインに変化するバイアス
磁界に違いがある。領域２７では、領域２６より、バイ
アス磁界をもっと低くしないと溝４に固定されたドメイ
ンヘッドが伸長しない欠点がある。ドメインがガイド溝
１６の領域２７を伸長するまでバイアス磁界を下げると
先に伸びだしたドメインがまっすぐに伸びず、領域２６
を横に伸びてしまう。このため他のドメインが領域２７
へ伸長することを妨げられ、正常な読み出し、書き込み
動作ができない欠点があった。５はくり抜き部エツジ、
１０はバイアス磁界を示す。

（本発明が解決しようとする課題） 上述の素子では、磁気ドメイン磁壁（マイナルーブ）に
保持されたＶＢＬ対の読み出し、もしくは書き込み動作
を安定性よく行うには問題であった。本発明はこれらの
欠点を取り除き、マイナループのＶＢＬ対の読みだし、
もしくは書き込みをするための外部印加磁界条件を単純
化できるように１−だ超高密度固体磁気記憶素子を提供
することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は膜面に垂直方向を磁化容易方向とする強磁性体
膜に存在するストライプドメイン境界のブロッホ磁壁中
に作った相隣り合う２本のＶＢＬからなるＶＢＬ対を記
憶担体として用いる磁気記憶素子において、前記ストラ
イプドメインを安定化したい領域に亘って選択的に保持
層を削って溝（第１の溝）を作り、溝を中心にしてその
周囲にドメイン磁壁を安定化させ、該溝の一方の先端部
領域と対向する領域に該第１の溝の長手方向に沿って相
隣合う第１の溝の中間に相当する位置に該第１の溝形成
領域とは分離して補助用の溝（第２の溝）を設け、該第
２の溝幅を小さくすることで、目的とする第１の溝に固
定されたストライプドメイン磁壁に存在するＶＢＬ対の
読み出し、もしくは書き込み動作を安定性よく行うこと
ができる。

（実施例） 以下、構成の詳細な説明をする。

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明におけるストライプドメ
イン保持層のマイナループ部の主要部の構成である。基
板２上のストライプドメイン保持層１のドメインを保持
したい領域に溝４（第１の溝）を、また前記ドメイン（
マイナループ）を引き伸ばして、ＶＢＬ対を読み出しも
しくは書き込みする領域１７にこの溝４と分離した領域
を挾んで溝１６（第２の溝）を形成する。

これは例えば、ストライプドメイン保持層の溝掘り部に
相当する領域に選択的にＨ２＋などのイオンを注入した
後、ホットリン酸でエツチングすることによって得られ
る。

第２図（ａ）、（ｂ）および第３図（ａ）、（ｂ）に示
すように、局所磁界を発生１−で溝４の周囲にストライ
プドメイン１４を安定化する。ドメイン１４の周囲磁壁
１５にＶＢＬ対を書き込み、もしくは磁壁１５からＶＢ
Ｌ対を読み出すために、バイアス磁界１０を減少させ、
Ｒ／Ｗゲート領域１７の中にまっすぐに伸長する。従来
例では、ドメイン１４を確実にまっすぐ伸ばすことがで
きず、横に油がってしまう可能性が高つかだが、本方法
では、ドメイン１４を確実にまっすぐ伸ばすことができ
る。伸びたドメイン１４のヘッドはλＷアゲート域１７
の定められた位置で、導体電流磁界によって止める。こ
の後、ドメイン１４の先端を切断することによってＶＢ
Ｌ対の読み出し、書き込み動作を行う。また、この溝１
６は周囲のポテンシャルウェルを浅くし、溝４に一旦安
定化されたドメイン先端部の任意の伸び出しを防止する
。メイジャライン１８のポテンシャルウェルは導体電流
磁界によって論ゲート動作時のみ、かさ上げすることで
十分である。

Ｇｂ３Ｇａ５０１□（１１１）基板上に４１１ｍバブル
材料（ＹＳｍＬｕＣａ）３（ＦｅＧｅ）５０１□ガーネ
ツト膜を２ｐｍの厚さＬＰＥ成長１−な。第１図の構造
に溝（溝４の幅３１１ｍ、溝１６の幅２ｐｍ、配置周期
１２μｍ）を掘りたい部分に選択的にイオン注入をした
後、リン酸を使い、エツチングして形成した。できた溝
の深さは２゜１１１ｍであった。その上に、ＳｉＯ２ス
ペーサ０．５ｐｍを介して、第２図＜ａ）、（ｂ）に示
す溝掘り部４を取り囲む閉磁壁を持つドメイン１４を形
成し、上述の方法によって、ドメイン磁壁１５に対して
ＶＢＬ対の書き込み、読み出し動作を確実に行えた。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明によればＶＢＬ対の読み出し
、書き込み動作を安定性よく行える。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明におけるドメイン保持す
るための主要構造の例を示す図、第２図（ａ）、（ｂ）
は本発明におけるドメインが保持された状態を示す図、
第３図（ａ）、（ｂ）は、本発明によりドメインからＶ
ＢＬ対を読み出し、もしくは書き込みをするためにドメ
インヘッドをλＷアゲート域に導き入れた状態を示す図
である。第４図（ａ）、（ｂ）は従来の磁気記憶素子の
動作を示す図である。 図において、１．ドメイン保持層、２．基板、３．スペ
ーサ、４．ドメイン保持層くり抜き部（第１の溝）、５
゜くり抜き部エツジ、６．ガード用ドメイン保持層くり
抜き部（第３の溝）、１０．バイアス磁界、１４．中抜
きドメイン、１５．ドメイン外周磁壁、１６．ドメイン
１４の伸び出し防止およびドメインのゲート部へのガイ
ド用溝（第２の溝）、１７．ブロッホライン対とバブル
との間の変換ゲート、１８．メイジャライン、２６゜溝
４と溝１６にはさまれた領域、２７．溝１６どうしでは
さまれた領域である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 情報読み出し手段、情報書き込み手段および情報蓄積手
   段を有し、かつ膜面に垂直方向を磁化容易方向とする強
   磁性体（フェリ磁性体を含む）膜に存在するストライプ
   ドメインの境界のブロッホ磁壁中に作った相隣る２本の
   垂直ブロッホラインからなる対をブロッホ磁壁内で保持
   転送する手段を有する磁気記憶素子において、ストライ
   プドメインを配置すべき領域に亘ってストライプドメイ
   ン保持層に第１の溝が設けられ、第１の溝の一方の先端
   部領域と対向する領域に該第１の溝の長手方向に沿って
   相隣る該第１の溝の中間に相当する位置に第２の溝を配
   置し、前記第１の溝、第２の溝を配置した領域の周辺部
   に第３の溝を配置し、該第２の溝の幅は、第１の溝の幅
   より小さいことを特徴とする磁気記憶素子。