JPH05101640A - 磁気記憶素子 - Google Patents
磁気記憶素子Info
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- JPH05101640A JPH05101640A JP3256387A JP25638791A JPH05101640A JP H05101640 A JPH05101640 A JP H05101640A JP 3256387 A JP3256387 A JP 3256387A JP 25638791 A JP25638791 A JP 25638791A JP H05101640 A JPH05101640 A JP H05101640A
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- Japan
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- bloch
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Links
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- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 垂直ブロッホライン対を情報担体とする磁気
記憶素子において、情報蓄積ループとなるストライプド
メインの形成のための外部磁界印加条件を単純化する。 【構成】 垂直ブロッホライン対を蓄積するストライプ
ドメインを固定する溝４の先端部を楕円形状にした。 【効果】 上記ストライプドメイン形成時に複数のドメ
インを同時に伸長させることができ、多数本のストライ
プドメインを容易に配列できた。
記憶素子において、情報蓄積ループとなるストライプド
メインの形成のための外部磁界印加条件を単純化する。 【構成】 垂直ブロッホライン対を蓄積するストライプ
ドメインを固定する溝４の先端部を楕円形状にした。 【効果】 上記ストライプドメイン形成時に複数のドメ
インを同時に伸長させることができ、多数本のストライ
プドメインを容易に配列できた。
Description
【０００１】
【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。
磁気記憶素子に関する。
【０００２】
【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ペー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プへ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上の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。
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ペー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プへ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上の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。
【０００３】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。
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。
【０００４】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もってい
くことである（特願昭６０−０７９６５８）。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対駆動用の
パルス磁界に対して、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。
メイン磁壁を溝掘り部境界膜厚段差部の外側にもってい
くことである（特願昭６０−０７９６５８）。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対駆動用の
パルス磁界に対して、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。
【０００５】図５（ａ）、（ｂ）にその構造の主要部を
示している。基板２上にドメイン保持層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を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・トランザクション・
オン・マグネティクス（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇ
ｎ．，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はくり抜き部エッ
ジ、６はガード用ドメイン保持層くり抜き部、１０はバ
イアス磁界、１６はドメイン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。
示している。基板２上にドメイン保持層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を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・トランザクション・
オン・マグネティクス（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．Ｍａｇ
ｎ．，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はくり抜き部エッ
ジ、６はガード用ドメイン保持層くり抜き部、１０はバ
イアス磁界、１６はドメイン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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この構造では
溝のない領域２６と溝で挟まれた領域２３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の
大きさにかなりの違いがあり、領域２３では領域２６に
比べバイアス磁界をもっと低くしないとドメインが伸長
しない欠点があることがわかった。溝掘り部を含む領域
でドメインが伸長するまでバイアス磁界を下げると、溝
掘り部領域のうちのいずれか一箇所を伸びて、バブル発
生器１９があると反対側、つまり、ドメイン結合用の導
体パタン２０がある領域全面に迷図状ドメインができて
しまう。このため、今伸びたドメインに遅れて溝掘り部
領域２３を伸びてきたドメインは迷図状ドメインに邪魔
されてドメイン接合用の導体パタン２０の下を横切ると
ころまで伸び出せない。そのためドメインを接合するこ
とはできず、結果として、溝４を囲む磁壁を形成できな
い欠点があった。
溝のない領域２６と溝で挟まれた領域２３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の
大きさにかなりの違いがあり、領域２３では領域２６に
比べバイアス磁界をもっと低くしないとドメインが伸長
しない欠点があることがわかった。溝掘り部を含む領域
でドメインが伸長するまでバイアス磁界を下げると、溝
掘り部領域のうちのいずれか一箇所を伸びて、バブル発
生器１９があると反対側、つまり、ドメイン結合用の導
体パタン２０がある領域全面に迷図状ドメインができて
しまう。このため、今伸びたドメインに遅れて溝掘り部
領域２３を伸びてきたドメインは迷図状ドメインに邪魔
されてドメイン接合用の導体パタン２０の下を横切ると
ころまで伸び出せない。そのためドメインを接合するこ
とはできず、結果として、溝４を囲む磁壁を形成できな
い欠点があった。
【０００７】上述のように従来の磁気記憶素子は多数本
のドメインを安定性よく配列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、ドメインを安定
性よく配列するための外部磁界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。
のドメインを安定性よく配列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、ドメインを安定
性よく配列するための外部磁界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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】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わたってストライ
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、該溝の先端部が該溝の長手方向と平行な長軸を持つ
半楕円形状であることを特徴とする磁気記憶素子であ
る。
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わたってストライ
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、該溝の先端部が該溝の長手方向と平行な長軸を持つ
半楕円形状であることを特徴とする磁気記憶素子であ
る。
【０００９】
【作用】ストライプドメイン保持層に設ける溝の先端部
を半楕円形状にすることにより、溝のない領域で発生し
たドメインが溝のある領域に伸長する際、ドメインの進
行する向きに変化する実効的なバイアス磁界の変化分を
緩くすることができた。ドメインは溝のない領域から溝
のある領域へとスムーズに伸長し、目的とする溝を囲む
ドメインを形成しやすくなった。
を半楕円形状にすることにより、溝のない領域で発生し
たドメインが溝のある領域に伸長する際、ドメインの進
行する向きに変化する実効的なバイアス磁界の変化分を
緩くすることができた。ドメインは溝のない領域から溝
のある領域へとスムーズに伸長し、目的とする溝を囲む
ドメインを形成しやすくなった。
【００１０】
【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。
マイナループ部の構成を説明する。
【００１１】図１は本実施例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
たい領域に溝の先端部を半楕円形状にした溝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、エッジ１２とノッチ１
３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、図４（ａ）、（ｂ）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
・読み出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。
る。ストライプドメイン保持層１上のドメインを保持し
たい領域に溝の先端部を半楕円形状にした溝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、エッジ１２とノッチ１
３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、図４（ａ）、（ｂ）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
・読み出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。
【００１２】Ｇｄ3 Ｇａ5 Ｏ1 2 （１１１）基板上に５
μｍバブル材料（ＹＳｍＬｕＣａ）3 （ＦｅＧｅ）5 Ｏ
1 2 ガーネット膜を２μｍの厚さＬＰＥ成長した。この
膜のストライプドメイン幅は５μｍである。図１の構造
に、溝を掘りたい部分にＨｅ+ などのイオンを選択的に
注入した後、リン酸を使い、エッチングして溝を形成し
た。溝の幅は、中央部で２μｍであった。また、できた
溝の深さは２．１μｍであった。その上に、ＳｉＯ2 ス
ペーサ０．５μｍを介して、所定の位置にドメイン発生
器を配置した。
μｍバブル材料（ＹＳｍＬｕＣａ）3 （ＦｅＧｅ）5 Ｏ
1 2 ガーネット膜を２μｍの厚さＬＰＥ成長した。この
膜のストライプドメイン幅は５μｍである。図１の構造
に、溝を掘りたい部分にＨｅ+ などのイオンを選択的に
注入した後、リン酸を使い、エッチングして溝を形成し
た。溝の幅は、中央部で２μｍであった。また、できた
溝の深さは２．１μｍであった。その上に、ＳｉＯ2 ス
ペーサ０．５μｍを介して、所定の位置にドメイン発生
器を配置した。
【００１３】図２（ａ）、（ｂ）から図４（ａ）、
（ｂ）までを使ってストライプドメイン安定化の動作を
説明する。まず、ストライプドメイン保持層の磁化をバ
イアス磁界１０を加えることによって溝４の周囲に安定
化するドメイン内の磁化と同じ向きに飽和させておく。
その後、ドメイン発生器８に矢印の向きの電流を与えて
その磁界によって図２に１１で示すドメインを発生す
る。この様な形状のドメインを作るためには、まず８の
上側のエッジ１２に沿ってドメインが発生するように発
生器８の形状を設計した。その後、バイアス磁界１０の
絶対値を小さくしていき、ドメインが図３（ａ）、
（ｂ）に示すように溝掘り部２３を通り越して領域２８
まで伸長する。その後、ドメイン結合導体２０に図３
（ａ）に示す矢印の向きの電流を与え、ドメイン１１は
溝掘り部の両方の端部で互いに接合させる。外部印加磁
界を零にし、さらにその向きを逆にし、１０で示す向き
にして磁界の強さを増加していく。溝掘り部を取り囲む
閉磁壁１５に囲まれたドメイン１４が形成される。この
ドメインがＶＢＬ対保持用に使われる。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。
（ｂ）までを使ってストライプドメイン安定化の動作を
説明する。まず、ストライプドメイン保持層の磁化をバ
イアス磁界１０を加えることによって溝４の周囲に安定
化するドメイン内の磁化と同じ向きに飽和させておく。
その後、ドメイン発生器８に矢印の向きの電流を与えて
その磁界によって図２に１１で示すドメインを発生す
る。この様な形状のドメインを作るためには、まず８の
上側のエッジ１２に沿ってドメインが発生するように発
生器８の形状を設計した。その後、バイアス磁界１０の
絶対値を小さくしていき、ドメインが図３（ａ）、
（ｂ）に示すように溝掘り部２３を通り越して領域２８
まで伸長する。その後、ドメイン結合導体２０に図３
（ａ）に示す矢印の向きの電流を与え、ドメイン１１は
溝掘り部の両方の端部で互いに接合させる。外部印加磁
界を零にし、さらにその向きを逆にし、１０で示す向き
にして磁界の強さを増加していく。溝掘り部を取り囲む
閉磁壁１５に囲まれたドメイン１４が形成される。この
ドメインがＶＢＬ対保持用に使われる。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。
【００１４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、多数本の
ストライプドメインを安定性よく配列できる。
ストライプドメインを安定性よく配列できる。
【図１】本発明の素子の主要部の実施例を示す図であ
る。
る。
【図２】ドメインの形成過程を示す図である。
【図３】ドメインの形成過程を示す図である。
【図４】ドメインの形成過程を示す図である。
【図５】従来のドメイン安定化法を示す図である。
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 くりぬき部エッジ ６ ガード用ドメイン保持層くり抜き部 ８、１９ ドメイン発生用導体パタン １０ バイアス磁界 １１ ドメイン １２ ドメイン発生用導体パタンのエッジ １３ ドメイン発生用導体パタンのノッチ １４ 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
部ヘのガイド用溝 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 ２０ ドメイン結合用導体 ２３ 溝により挟まれた領域 ２６ 溝で挟まれていない領域 ２８ 導体のある領域
部ヘのガイド用溝 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 ２０ ドメイン結合用導体 ２３ 溝により挟まれた領域 ２６ 溝で挟まれていない領域 ２８ 導体のある領域
Claims (1)
- 【請求項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し、ストライプドメイ
ンを配置すべき領域にわた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
部が該溝の長手方向と平行な長軸を持つ半楕円形状であ
ることを特徴とする磁気記憶素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3256387A JPH05101640A (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 磁気記憶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3256387A JPH05101640A (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 磁気記憶素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05101640A true JPH05101640A (ja) | 1993-04-23 |
Family
ID=17291975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3256387A Pending JPH05101640A (ja) | 1991-10-03 | 1991-10-03 | 磁気記憶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05101640A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8332483B2 (en) | 2003-12-15 | 2012-12-11 | International Business Machines Corporation | Apparatus, system, and method for autonomic control of grid system resources |
-
1991
- 1991-10-03 JP JP3256387A patent/JPH05101640A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8332483B2 (en) | 2003-12-15 | 2012-12-11 | International Business Machines Corporation | Apparatus, system, and method for autonomic control of grid system resources |
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