JPH04170787A

JPH04170787A - 磁気記憶素子

Info

Publication number: JPH04170787A
Application number: JP2299300A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kawahara; 川原　浩
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1990-11-05
Publication date: 1992-06-18

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
段と情報蓄積手段とを備え、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
、マイナーループはストライプドメインで構成し、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（バブルの有無の列）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、それをマイナーループへ記憶
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プヘ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。

マイナループはＶＢＬ対を保持できるブロッホ磁壁で構
成している。また、マイナループは構成するストライプ
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持っている。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。

この素子においては多数本の磁気ドメインをチップ上の
定められた位置に安定性よく配列することが重要な技術
である。

これに対する一つの方法は、ストライプドメイン磁壁を
溝掘り部境界膜厚段差部の外側に持っていくことである
（特願昭６Ｏ−０７９６５８）。この理由は溝掘り部お
よびその境界の外側を含むようにストライプドメインを
設定すると、溝掘り部境界の膜厚段差は境界外側にある
磁壁が膜厚段差部に近づくのを妨げる反磁界を生じ、磁
壁が外部から加えられるＶＢＬ対駆動駆動用ルス磁界に
対して、障害を受けず応答でき、しかも磁壁の応答を可
逆的にできるためである。これはＶＢＬ対保持用磁壁安
定化の必要条件である。他方、溝掘り部内にストライプ
ドメインを閉じ込めると、膜厚段差はそのストライプド
メインが溝掘り境界の外へ出ることを強く抑える反磁界
を生じる。このため、磁壁は外部印加磁界に対して自由
に応答して動くことができない。したがって、ストライ
プドメイン磁壁が溝掘り部境界膜厚段差部の外側にくる
ように、ストライプドメインを初期設定する必要がある
。

第３図（ａ）、　（ｂ）にその構造の主要部を示してい
る。

基板２上のドメイン保持層１のドメインを配置したい領
域の中心部４をくりぬき、それを取り囲むように閉じた
ドメイン磁壁を配置するための形成技術の例は、アイ・
イー・イー・イー件ランザクジョン・オン・マグネティ
クス（ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、　Ｍａｇｎ、、　ＭＡＧ
−２２゜７８４　（１９８６））において報告されてい
る。溝４は、長方形に半円を組み合せた形状である。こ
こで、３はスペーサ、５はくり抜き部エツジ、６はガー
ド用ドメイン保持層くり抜き部、工０はバイアス磁界、
１６はドメイン飛びだし防止およびガイド用溝、１７は
変換ゲート、１８はメイジャラインである。

しかし、この構造では、ストライプドメイン先端部の形
状が、ストライプドメイン安定化用に外部から膜面垂直
方向に加えておく静的バイアス磁界に敏感に依存して変
化した。静的バイアス磁界が所定の値に比べて低くなる
と、第４図に示すようにドメイン１４の先端部の磁壁２
９のドツグボーンのように膨らむ。

（発明が解決しようとする課題）このようなドメイン磁壁１５の形状では、ＶＢＬ対転送
の際以下にような不都合を生じた。ＶＢＬ対転送は、外
部印加駆動磁界を溝４の境界５がらの反磁界などによっ
て補正した。いわゆる、有効駆動磁界によって行なわれ
る。この外部印加駆動磁界は、ドメイン先端のビット位
置における値とそれに隣り合うビット位置での値と異な
る。さらに、ＶＢＬ転送路であるドメイン磁壁曲率の符
号が変化するので、ＶＢＬ対をドメイン先端部磁壁内で
安定させることが困難であった。

上述のように従来の磁気記憶素子はＶＢＬ対を閉磁壁内
で安定性よく転送するためには問題であった。本発明は
これらの欠点を取り除き、ＶＢＬ対を安定性よく転送す
るための外部磁界の印加条件を単純化できるようにした
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し、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溝が
設けられた磁気記憶素子において、該溝の先端部が唖鈴
状に膨らんでいることを特徴とする磁気記憶素子。

（作用）ストライプドメイン保持層に設ける溝の先端部を唖鈴状
に膨らませることによって、ストライプドメイン先端部
の磁壁形状は外部磁界に対して一定に保たれる。外部か
ら印加するＶＢＬ対駆動駆動磁界御しやすくなり、ＶＢ
Ｌ対転送条件を他の直線磁壁部の駆動条件に近づけるこ
とができるようになった。

（実施例）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
プ部の構成を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す図である。ストライプ
ドメイン保持層１上のドメインを保持したい領域に溝４
を形成する。その溝４の両端部にドメイン発生器および
局所面内磁界発生用手段８，２０を配置している。導体
８は、ドメインを制御性よく発生できる。エツジ１２と
ノツチ１３を有する形状のドメイン発生器である。さら
に、溝４の一方の先端部領域に対向する領域に溝１６を
形成することにより、第２図のように、溝４のまわりに
配置したドメイン１４の伸びだし防止と、書き込み・読
みだし動作時にドメイン１４のゲート部へ信頼性よく引
き伸ばすことができるようにした。なお、図に置いて、
１６はドメインの飛び出し防止およびガイド用溝、１７
は変換ゲート、１８はメイジャラインである。

Ｇｄ５Ｇａ５ｏ１□（１１１）基板上に５．ｕｍバブル
材料（ＹＳｍＬｕＣａ）３（ＦｅＧｅ）５０１２ガーネ
ツト膜を２岬の厚ｇ　ＬＰＥ成長した。この膜のストラ
イプドメイン幅は５μｍである。第１図の構造に、溝を
掘りたい部分にＨｅなとのイオンを選択的に注入した後
、リン酸を使い、エツチングして溝を形成した。溝の幅
は、中央部で２／ｉｍ、先端部の膨らんだ領域で３□ｍ
であった。また、できた溝の深さは２．１岬ｍであった
。その上に、５１０２スペーサ０．５μｍを介して、所
定の位置にドメイン発生器を配置して第２図（ａ）、　
（ｂ）に示す溝掘り部４を取り囲む閉磁壁１５を持つド
メイン１４を形成した。

形成されたドメインは低バイアス磁界下でも一定の形状
を保ち、転送特性が改善された。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、配置するストライプドメ
インを固定する溝の先端部領域を唖鈴状に膨らませるこ
とにより、低バイアス磁界下でもストライプドメイン形
状を一定に保つことができ、ＶＢＬ対の周回転送を安定
性よく行なえる効果がある。

【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、本発明により発生したドメインを示す図である。第３図（ａ）、　（ｂ）は、ドメイン安定化法の従来法
の例を示す図である。第４図は、第３図に示す従来法に
よって溝掘り部を取り囲んだストライプドメイン磁壁の
先端部の形状を示す図である。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
、５・・・くりぬき部エツジ、６００．ガード用ドメイ
ン保持層くり抜き部、８，２０・・・ドメイン発生用導
体パタン、１０・・・バイアス磁界、１２・・・ドメイ
ン発生用導体パタン８のエツジ、１３・・・ドメイン発
生用導体パタン８のノツチ、１４−０．中抜きドメイン
、１５・・・ドメイン外周磁壁、１６・・・ドメインの
伸びだし防止およびドメインのゲート部へのガイド用溝
、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、２９・・・溝４を取
り囲んだ磁壁１５の先端部の磁壁である。

Claims

【特許請求の範囲】

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
転送する手段を有し、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溝が設けられ
た磁気記憶素子において、該溝の先端部が唖鈴状に膨ら
んだ形状であることを特徴とする磁気記憶素子。