JPH03147592A - 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
。

（従来の技術と発明が解決しようとする課題）高密度固
体磁気記憶素子を目脂して、磁気バブル素子の開発が各
所で盛んに行われている。しかし、現在使用されている
ガーネット材料では、到達可能な最少バブル径は０．３
ｐｍといわれている。したがって、０．３ＸＸｍ径以下
のバブルを保持するバブル材料はガーネット材料以外に
求めなければならない。これは容易ではなく、ここがバ
ブル高密度化の限界であるとさえ考えられている。

このようなバブル保持層の特性に基づく高密度化限界を
大幅に改善し、かつ情報読み出し時間は従来の素子と同
程度に保つことができる超高密度磁気記憶素子として膜
面垂直方向を磁化容易方向とする軟磁性強磁性体（フェ
リ磁性体を含む）膜に形成されるストライプドメインの
境界を形成するブロッホ磁壁の中に静的に安定に存在す
る垂直ブロッホライン（以下単にブロッホラインと称す
る）２個からなるブロッホライン対を記憶単位として用
いる素子が発明された（特願昭５７−１８２３４６）。

本素子において、情報の入力及び出力をブロッホライン
の直接書き込みあるいは読み出しで行なうことは現在の
技術では困難であり、そのため、磁気バブル素子におい
て技術上確立している磁気バブル（以下ではバブルと称
する）の発生、転送および検出技術を用いてデータ人力
をバブルをバブル発生器で発生させることにより行ない
、該バブルをバブル転送路上を転送させ変換ゲートにお
いてブロッホラインに変換する。また読み出し時はブロ
ッホラインを変換ゲートにおいてバブルに変換した後、
バブルをバブル転送路上を転送させ、バブル検出器で読
み出す構成になっている。

本記憶素子では通常、アクセス時間を低減するため、第
４図のようなメジャーｌマイナー構成と呼ばれる素子構
成が採られる。即ち、第１の転送路であるメジャーライ
ン１２の端に設けられたバブル発生器１３により次々と
書き込まれたバブルによるデータ列はメジャーライン転
送路上を転送し、次いで該メジャーライン１２に対し直
角に位置し、多数本のブロッホラインを転送させる第２
の転送路であるマイナーループ１４と呼ばれる転送路へ
データを移動するため、各マイナーループ端に設けられ
た変換ゲート１５でバブルからブロッホラインにデータ
が並列的に変換される。読み出し時はマイナーループ端
の変換ゲート部に位置したブロッホラインは変換ゲート
でバブルに変換される。変換されたバブルは、メジャー
ライン上を転送し、メジャーライン端のバブル検出器１
６で検出され、データ出力される。

このメジャーラインとマイナーループ間の変換ゲートで
はメジャーラインからマイナーループへとバブルによる
データをブロッホラインへと変換する時、およびマイナ
ーループのブロッホラインによるデータをメジャーライ
ンのバブルによるデータへと変換する時マイナーループ
であるストライブドメインの端を伸長させた後、該スト
ライプドメイン端を切断することによりメジャーライン
上にバブルを発生させる。

従来マイナーループであるストライブドメイン端の切断
動作時、切断されたバブルが切断時の磁壁運動の影響で
大きくいどうし、メジャーライン上から該変換ゲートと
は反対側に逸脱したり、バブルのビット位置が不安定に
なる問題があった。

本発明の目的はこのような従来の問題点を除去したもの
で、変換ゲートのゲート動作時、メジャーライン上にバ
ブル安定に位置させることができ、素子動作特性の良好
な磁気記憶素子を提供するにある。

（問題点を解決するための手段） 即ち本発明は情報読み出し手段、情報書込み手段及び情
報蓄積手段を有し、かつ、膜面に垂直な方向を磁化容易
方向とする軟磁性の強磁性体（フェリ磁性体を含む）膜
に、磁気バブルを駆動する第１の転送路と、相隣る２つ
の垂直ブロッホラインからなる垂直ブロッホライン対を
駆動する第２の転送路と第１の転送路と第２の転送路を
繋ぐゲートとを有する磁気記憶素子に関して、該第１の
転送路上に磁気バブルを保持する機構を備えている。該
第１の転送路上の磁気バブルを保持する具体的な機構と
して、電流を印加することにより発生する磁界により該
磁気バブルをほじするための導体を設けたこと、あるい
は、該ゲートに接続されている該第１の転送路境界上で
あって該ゲートと反対側に、該軟磁性の強磁性体膜の段
差を設けたこと、あるいは、該ゲートに接続されている
該第１の転送路境界上であって、該ゲートと反対側に、
該軟磁性の強磁性体膜中にあらかじめ磁気バブルあるい
はストライプドメインを発生させておくことなどが考え
られる。

即ち、本発明はメジャーラインとマイナーループ間での
情報変換動作の際、変換ゲートにおいてマイナーループ
端を切断する動作により切断されたバブルが該変換ゲー
トに接したメジャーライン転送路上のバブルが位置すべ
きビット位置に安定に位置するための手段を具備した磁
気記憶素子を提供するものである。

（実施例） 以下、本発明の構成例の詳細な説明をする。第１図は本
発明による磁気記憶素子の主要部の構成の一例を示した
ものである。本実施例では、組成（ＹＳｍＬｕＣａ）３
（ＦｅＧｅ）５０１□、膜厚：４．Ｑｍ、特性長二０．
６１１１ｍ、　４層Ｍｓ：１８３Ｇの磁性ガーネット膜
を用ν玉、該膜中に幅２ｐｍ、厚さ０．５ｐｍの２層の
金によるジグザグ法会パタン３によりメジャーラインの
導体を構成している。この２層の導体に９０度位相がず
れた高周波電流を印加することによりバブルを転送させ
る。変換ゲート２はマイナーループである多数本のスト
ライプドメイン５がメジャーライン転送に接する位置に
有り、ドメイン切断用の１本のヘアピン状導体１０と局
所的に面内磁界を印加するための３本の平行導体１１か
ら構成されており、これ等の２種類の導体パタンは全て
のマイナーループ５の端にわたってマイナーループ５と
直角の方向に配置されている。

変換ゲートにおいて、書き込み動作および読み出し動作
時、ドメイン切断動作を行なったとき、同時に該ループ
状導体１にバイアス磁界と同一方向の磁界が発生する無
機に電流を印加する。この磁界により切断されたバブル
は移動を拘束され所定の位置に安定に位置させることが
できる。導体に印加した電流により切断したバブルを拘
束し安定に位置させることは、メジャラインの転送用ジ
グザグ導体３によっても可能であるが、該導体３はメジ
ャライン上のバブルを転送させるための高周波電流を印
加しているために、変換ゲート動作で切断されたバブル
を拘束するために余分な電流印加期間を設けなければな
らず、メジャーラインの高周波転送を困難にする上、こ
の場合変換ゲート上のみならずメジャーライン全体にわ
たって切断したバブルを拘束するための磁界か発生する
ため、逆にメジャーライン上のバブル転送には障害とな
る効果を生んでしまう。したがって、メジャーラインの
バブル転送用と独立した導体による磁界発生用導体を変
換ゲートに接したメジャーライン上に具備させることが
変換ゲートでのバブル位置安定化のためには極めて効果
的であり、良好な動作特性を有する磁気記憶素子実現の
ためには必要である。

（実施例２） 変換ゲートにおけるストライプドメイン端の切断動作に
おいて、切断されたバブルの誤動作は主に切断されたバ
ブルがメジャーラインを通りすぎ、変換ゲートと逆側に
飛出してしまうことである。即ち、変換ゲートにおける
バブル切断動作特性の改善のためには最低限この変換ゲ
ートと逆側ヘパプルが逸脱することを抑制する必要があ
る。

実施例２はこのような検討結果から、変換ゲートのバブ
ル切断動作によって切断されたバブルがメジャーライン
を通りすぎ、変換ゲートと逆側に飛出してしまわないよ
うにバブルを保持拘束する手段を具備指せたものである
。即ち、メジャーラインの変換ゲート２に接した領域の
、変換ゲートと逆側の境界部分のガーネット膜表面に段
差６を形成することにより、変換ゲート２のドメイン切
断動作により切断されたバブル５がメジャーラインから
変換ゲートと逆側に飛出す毎を抑制している。ガーネッ
ト膜表面に形成した段差６により変換ゲート動作により
発生したバブルが制御性良くメジャーラインに位置させ
ることができる（第２図）。

（実施例３） 実施例２と同様に、変換ゲートにおけるストライプドメ
イン端の切断動作において、切断されたバブルの誤動作
は主に切断されたバブルがメジャーラインを通りすぎ、
変換ゲートと逆側に飛出してしまうことである。実施例
３では変換ゲート２のバブル切断動作によって切断され
たバブル５がメジャーラインを通りすぎ、変換ゲートと
逆に飛出してしまわないように、メジャーラインの変換
ゲート２に接した領域の、変換ゲート逆側の境界領域に
近接してバブルあるいはストライプドメイン７をあらか
じめ発生させておき、発生させたドメイン７と変換ゲー
トの切断動作により発生したバブルの静磁相互作用によ
る反発により、変換ゲート２の切断動作により切断した
バブル５がメジャーラインの変換ゲートと逆側に飛出す
のを抑制している（第３図）。

以上実施例により詳細に説明したように、本発明によっ
り、変換ゲートにより切断され発生するバブルを安定に
位置させる手段を具備した磁気記憶素子を提供すること
ができ、大容量磁気記憶素子の実用化に資すること大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図は本発明による磁気記憶素子の
実施例の主要部の構成を示す図、第４図はメジャーマイ
ナー構成の磁気記憶素子を示す図である。 図において、１・・・バブル保持のためのループ状導体
、２・・・変換ゲート、３・・・メジャーラインの転送
用２層導体、４１０．ガーネット膜、５・・・マイナー
ループ、６・・・メジャーラインの変換ゲートに接した
領域で変換ゲートと逆側境界部のガーネット膜に設けた
段差、７・・・メジャーラインの変換ゲートに接した領
域で変換ゲートと逆側境界部領域に発生させたバブルな
いしストライブドメイン、１０・・・変換ゲート２への
ヘアピン導体、１１・・・平行導体、１２・・・メジャ
ーライン、１３・・・バブル発生器、１４・・・マイナ
ーループ、１５・・・変換ゲート、１６・・・バブル検
出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）情報読み出し手段、情報書込み手段及び情報蓄積手
   段を有し、かつ、膜面に垂直な方向を磁化容易方向とす
   る軟磁性の強磁性体（フェリ磁性体を含む）膜に、情報
   担体として磁気バブルを駆動する第１の転送路と、情報
   担体として相隣る２つの垂直ブロッホラインからなる垂
   直ブロッホライン対を駆動する第２の転送路と、第１の
   転送路と第２の転送路との間で情報担体を変換する機能
   を有する変換ゲートとを有する磁気記憶素子において、
   該第１の転送路上に磁気バブルを保持する機構を備えた
   ことを特徴とする磁気記憶素子。