JPH02304795A - 磁気バブルメモリデバイス - 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、磁気バブルメモリデバイスに係り。 特にイオン打ち込み方式による転送路を有した磁気バブ
ルメモリデバイスに関する。

【従来の技術】

磁気バブルメモリデバイスの基本構成要素である磁気バ
ブル転送路に、従来のパーマロイ薄膜パターンに替わり
、イオン打ち込み方式の転送路パターンを使用すること
により、高集積の素子を実現することが出来る。イオン
打ち込み方式の転送路は、第６図に例示したような構造
をしている。 同図において、１は、磁気バブルの媒体である磁性膜で
あり、この中に、磁気バブルＢが存在する。 この磁性膜の表面に、Ｈ、”、　Ｈｅ”、　Ｎｅ＋等の
イオンを選択的に打ち込むことにより、磁気バブル転送
路１０を形成する。１０の外部領域２０がイオンの打ち
込まれた打ち込み領域であり、その内部領域がイオンの
打ち込まれない非イオン打ち込み領域である。磁気バブ
ルＢは、この非イオン打ち込み領域パターン（磁気バブ
ル転送路１０）と、その周縁のイオン打ち込み領域２０
との境界に沿って転送される。つまり、外部からこの膜
に垂直な方向にバイアス磁界Ｈａを加えることで磁気バ
ブルＢを安定に存在させる。そして磁気バブルの転送は
、外部からこの膜面内で回転する回転磁界ＨＲを加える
ことで行う。回転磁界ＨＲにより、イオン打ち込み領域
２０を磁化し、磁気バブル転送路１０の境界にバブル吸
引磁極を発生することにより、バブルを磁気バブル転送
路１０の境界に沿って転送する２回転磁界ＨＲが反時計
回りに回転する場合、バブルの転送方向は、矢印Ｐ方向
であり、磁気バブル転送路１０の左右で逆方向である。 第６図中の磁気バブル転送路１０は、磁気バブルメモリ
デバイスにおいては、多数個並列に並べて形成し、情報
を記憶蓄積するマイナループｍとして利用する。実際の
デバイスでは、このマイナループｍの外に、情報の入出
力路を形成するメジャーラインＭが、マイナループｍに
直行する方向に形成される。 第６図において、更にまた、磁気バブル磁性膜１は、ガ
ーネット磁性膜からなる３軸対称の結晶軸方位を有して
おり、マイナループｍのバブル転送方向軸Ａは、結晶軸
方位の［１了２］又は［了２工］又は［２ｊ１］に一致
させるように従来から行すれてきた。 このようなイオン打ち込み方式の転送路を備えた磁気バ
ブルメモリディバイスは、既に知られており、この種の
ものとして、例えば、特開昭６０−２２６０８９を挙げ
ることが出来る。 さて、このような磁気バブルメモリディバイスの一具体
例を第５図に例示し、さらに詳述する。 この第５図は、マイナーループｍをイオン打ち込み転送
路で構成した要部平面図を模式的に示したものである。 同図において、Ｍはメジャーライン、ｍはマイナールー
プであって、記憶部を構成していることから実際には多
数のループ群を形成しているが、この図ではｍ□２ｍ２
の２ループが例示されている。ループ中に表示されてい
る矢印は、磁気バブルの転送方向を示している。マイナ
ーループｍの上下端の周囲に”工２の海Ｓｕ”と、ｎ工
２の海ｓＬ”との表示があるが、ここで言う”工２の海
”とは、イオンインプランテーシ目ン（Ｉｏｎ　Ｉ鵬ｐ
ｌａｎｔａｔｉｏｎ）つまりイオン打ち込みされた広い
領域のことを指し、そしてＳｕはループの上端側の領域
を、ＳＬはループの下端側の領域をそれぞれ指す。 第４図は、第５図のＸ部を拡大した部分拡大図で、マイ
ナーループｍ□については、その一部が図示されている
。同図において、２０はイオン打ち込み領域で、磁気バ
ブルの転送路１０を形成するメジャーラインＭ及びマイ
ナーループｍ□のパターン内を除いて、磁性膜の全面に
イオンが打ち込まれている。 実際の磁気バブルメモリディバイスにおいては、図示さ
れていないが、さらに上記メジャーラインＭとマイナー
ループｍとの間に、これら両者間に情報の入出力を伝達
する機能を有するゲートが設けられている。

【発明が解決しようとする課題】

さて、このようなイオン打ち込み方式の転送路を備えた
磁気バブルメモリデバイスを実用化するには、磁気バブ
ルＢをイオン打ち込み転送路１０に沿って、安定に転送
できるイオン打ち込み転送路を実現する必要がある。こ
のため、従来、イオン打ち込みのプロセス条件、例えば
、イオン打ち込みの量、加速電圧、イオンの種類、安定
化ベーク温度等、その他、転送路パターンの形状を各種
変えることによる最適化の検討等がなされてきた。 この結果、第５図のバブル転送路である隣接するマイナ
ーループｍ工２ｍ２の両端部Ｑ、、Ｑ、部以外の部分外
ついては比較的安定した転送特性が得られている。しか
し、マイナーループの上下端周辺にある”工２の海Ｓｕ
”と、″工２の海ＳＬ′″に接近しているＱ、、　Ｑ、
７ｉ１ｉｊ部が局所的に転送特性が大幅に悪くなり、例
えばマイナーループｍ２の磁気バブルが、マイナールー
プｍ□に飛び移るというような誤動作が起り、実用化に
必要な十分に安定した転送特性が得られていないという
問題があった。 従って、本発明の目的は、かかる従来の問題点を解決す
ることにあり、上記の局所的に転送特性を悪くしている
Ｑ□、Ｑ２両部の転送特性を改善し、安定した転送特性
の得られる改良された転送路を備えた磁気バブルメモリ
デバイスを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

上記本発明の目的を達成する手段として、本発明におい
ては、転送路特性を改良するため、面内回転磁界印加時
に生ずる上記工２の海″からの磁化による転送路への悪
影響を低減する手段を導入した点に特徴がある。 即ち、上記本発明の目的は、 （１）、情報記憶部を構成するマイナーループと、情報
の入出力部を構成するメジャーラインと、前記マイナー
ループとメジャーラインとの間に設けられた磁気バブル
のゲート部とを備えると共に、少なくとも前記マイナー
ループをイオン打ち込み方式による磁気バブル転送路で
構成してなる磁気バブルメモリデバイスにおいて、前記
転送路ループの端部に形成されたイオン打ち込み領域の
海の部分に、磁気バブル転送時の回転磁界により生じ、
かつ前記転送路ループに作用する磁化の影響を妨げる制
御手段を設け、前記海の部分から前記転送路ループへの
磁化の影響力を低減してなる磁気バブルメモリデバイス
により、達成される。そして、好ましくは、 （２）、上記制御手段として、上記イオン打ち込み領域
の海の中に、転送路を構成しない非イオン打ち込み部を
設けることにより、また、（３）、上記制御手段として
、上記イオン打ち込み領域の海の中に、イオン打ち込み
層を除去した領域を形成することにより、また。 （４）、上記制御手段として、上記イオン打ち込み領域
の海の中に、軟磁性体薄膜パターンを形成することによ
り、さらに好ましくは、 （５）、上記（２）、（３）もしくは（４）記載の磁気
バブルメモリデバイスに、磁気バブル磁性膜の結晶軸方
位と上記転送路ループのバブル転送方向軸との間に交差
角θを持たせて成る磁気バブルメモリデバイスにより、
さらにまた好ましくは、（６）、上記交差角θを２〜１
５＠とした磁気バブルメモリデバイスにより、達成され
る。 また、本発明においては、上記（２）、（３）、（４）
の少なくとも二つを組み合わせることも有効である。

【作用】

イオン打ち込み転送路は、力学的応力歪により形成され
るマグネチック・ストリクション（磁歪）効果を利用し
たものである。そして、本発明のイオン打ち込みの海の
領域に設けた１回転磁界により生じる転送路ループに作
用する磁化の影響を妨げる制御手段により、この領域か
ら転送路に及ぼす磁化作用の影響を低減し安定な転送特
性を維持することができる。この転送路ループに作用す
る磁化の影響を妨げる具体的手段としては、前述の通り
基本的には（２）、（３）、（４）、（５）の４通りが
あり、いずれにおいても同様な作用効果を有する。した
がって１本発明においては、これらの手法を少なくとも
２通り組み合わせることも可能である。

【実施例】

以下、図面により本発明の一実施例を説明する。 実施例１゜ 第１図は１本発明の一実施例となる転送路端部周辺の要
部平面を示した説明図である。この何では、本発明の制
御手段として、工２の海の部分に非イオン打ち込み部分
１０’　を形成したものである。 図において、破線で囲んだ領域がイオン打ち込み領域の
工２の海Ｓｕ（この例では上端の領域を示している）で
あり、この領域内に非イオン打ち込み部分１０’　を形
成し、工２の海の部分の面積を実質的に大幅に縮小し、
この海の領域から転送路１０（マイナーループｍを構成
する）に対する磁化の影響を大幅に低減している。つま
り、第５図をも引用して説明すると、このマイナールー
プｍは、ｍｌに該当し、０１部の特性、具体的にはバイ
アス磁界マージンを大幅に拡大でき、安定な転送特性を
実現することができた。また、Ｑ工部以外の安定動作領
域においても、従来のバイアス磁界マージンのロスが２
５〜３０％あったものが、殆ど無視できる程度にまで改
善された。なお、この非イオン打ち込み部分１０′のパ
ターンは、この例では矩形としたが、実質的に転送路を
形成しない形状のものであればいずれのものでもよい。 この例で重要なのは　＋２の海の部分のイオン打ち込み
面積を実質的に大幅に縮小し、転送路に及ぼす磁化の影
響を極力小さくすることである。ただし、転送路１０の
ように数珠玉形状の磁気バブルの転送能力を有するよう
なパターンは、逆効果となるので好ましくない。 また、本発明においては、破線で囲んだイオン打ち込み
領域（Ｉ２の海）全体を非イオン打ち込み領域とするこ
ともできる。　さらにまた、この非イオン打ち込みパタ
ーン１０′の替わりに、このパターン１０′を例えばエ
ツチングにより除去してもよく、また、破線で囲んだイ
オン打ち込み領域（工２の海）全体を同様にエツチング
除去してもよい。 実施例２゜ 第２図本発明の他の一実施例となる転送路端部周辺の要
部平面を示した説明図である。この例では、本発明の制
御手段として、工２の海の部分に軟磁性薄膜パターン３
０．３０’　を導入した例を示している。通常このパタ
ーンは例えばバブル検出器を形成する磁性薄膜パターン
と同層に、同一プロセスで一括して形成できる。このパ
ターンとして、パーマロイ薄膜が用いられる。このパタ
ーン３０が発生する磁界を利用することにより、工２の
海Ｓｕの磁化による転送路１ｏに及ぼす影響を緩和する
ことができる。　さらに、薄膜パターン３０′は、前記
第５図をも引用して説明すると。 バブル転送特性が悪くなった０１部でのバブル転送を補
助するためのパターンである。なお、本実施例の軟磁性
薄膜パターン３ｏの形状は、転送路のバブルの転送方向
軸に対して傾斜したストライプ形状のものであるが、こ
のパターン３０が発生する磁界を利用することにより　
ｒ２の海Ｓｕの磁化による転送路１ｏに及ぼす影響を緩
和することができるものであれば、その形状にはこだわ
らない。したがって、このストライプ形状の替りに。 工２の海の部分全体を１枚の軟磁性薄膜パターンで覆っ
てもよい。また、図示はしていないが、実際のデバイス
形成においては、この軟磁性薄膜パターンは、その下地
膜として５ｉｎ２やポリイミドのごとき非磁性絶縁薄膜
からなるスペーサを介して形成される。本実施例の転送
特性としては、前記実施例１より若干劣るがＱ工＋０２
部の安定な転送特性が得られた。 実施例３゜ 第３図は、本発明による他の実施例の一例を示した転送
路端部周辺の要部平面の説明図で、前記実施例１．２に
おいてはバブル転送路の転送方向軸Ａと、バブル磁性膜
の結晶軸方向［１１２コ又は［１２１］又は［２Ｘｉ］
との交差角θは、従来どうりθ＝０″であったが、本実
施例では、θ＝２〜１５”の交差角を持たせて構成した
。このように、前記実施例１．２に、このような交差角
を持たせることにより、さらに工２の海からの悪影響を
低減することができた。 また、本発明においては、上記実施例１．２に示した制
御手段を組み合わせて実施することも可能であることは
言うまでもない。

【発明の効果】

以上詳述したとおり、本発明によれば、面内回転磁界印
加時に生ずる”工２の海″からの磁化による転送路への
悪影響を低減することができ、実用化に十分な安定した
磁気バブルの転送特性が得られるようになり、イオン打
ち込み転送路を備えた磁気バブルメモリデバイスの実用
化を可能とした。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示したもので、転送路端
部周辺の要部平面を示した説明図、第２図は、同じく本
発明の他の一実施例となる転送路端部周辺の要部平面を
示した説明図、第３図は、同じく本発明による他の実施
例の一例を示した転送路端部周辺の要部平面の説明図、
第４図は、従来の転送路端部周辺の要部平面を示した拡
大図、第５図は、同じ〈従来の転送路端部周辺の要部平
面を示した説明図、そして第６図は、従来の磁気バブル
メモリデバイスにおけるイオン打ち込み転送路の一部断
面斜視図である。 １・・・磁性膜、　１０・・・イオン打ち込み転送路（
非イオン打ち込み領域）ｔ　　１０’・・・非イオン打
ち込み領域、　２０・・・イオン打ち込み領域、　３０
゜３０’・・・軟磁性薄膜パターン、　５０・・・第２
の軟磁性薄膜パターン、　Ａ・・・転送路のバブル転送
方向軸、　　Ｂ・・・磁気バブル、　　Ｈａ・・・バイ
アス磁界。 ＨＲ・・・回転磁界、　Ｐ・・・磁気バブル転送方向　
Ｑ工＋　０２・・・隣接するマイナーループの端部。 代理人　弁理士　　　中　村　純之助 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、情報記憶部を構成するマイナーループと、情報の入
   出力部を構成するメジャーラインと、前記マイナールー
   プとメジャーラインとの間に設けられた磁気バブルのゲ
   ート部とを備えると共に、少なくとも前記マイナールー
   プをイオン打ち込み方式による磁気バブル転送路で構成
   してなる磁気バブルメモリデバイスにおいて、前記転送
   路ループの端部に形成されたイオン打ち込み領域の海の
   部分に、磁気バブル転送時の回転磁界により生じ、かつ
   前記転送路ループに作用する磁化の影響を妨げる制御手
   段を設け、前記海の部分から前記転送路ループへの磁化
   の影響力を低減してなる磁気バブルメモリデバイス。 ２、上記制御手段として、上記イオン打ち込み領域の海
   の中に、転送路を構成しない非イオン打ち込み部を設け
   て成る請求項１記載の磁気バブルメモリデバイス。 ３、上記制御手段として、上記イオン打ち込み領域の海
   の中に、イオン打ち込み層を除去した領域を形成して成
   る請求項１記載の磁気バブルメモリデバイス。 ４、上記制御手段として、上記イオン打ち込み領域の海
   の中に、軟磁性体薄膜パターンを形成して成る請求項１
   記載の磁気バブルメモリデバイス。 ５、磁気バブル磁性膜の結晶軸方位と上記転送路ループ
   のバブル転送方向軸との間に交差角θを持たせて成る請
   求項２、３もしくは４記載の磁気バブルメモリデバイス
   。 ６、上記交差角θを２〜１５°とした請求項５記載の磁
   気バブルメモリデバイス。