JPH071634B2 - 磁気記憶素子 - Google Patents

磁気記憶素子

Info

Publication number
JPH071634B2
JPH071634B2 JP61140551A JP14055186A JPH071634B2 JP H071634 B2 JPH071634 B2 JP H071634B2 JP 61140551 A JP61140551 A JP 61140551A JP 14055186 A JP14055186 A JP 14055186A JP H071634 B2 JPH071634 B2 JP H071634B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vbl
film
domain
pair
bloch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP61140551A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS62298084A (ja
Inventor
靖治 檜高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP61140551A priority Critical patent/JPH071634B2/ja
Publication of JPS62298084A publication Critical patent/JPS62298084A/ja
Publication of JPH071634B2 publication Critical patent/JPH071634B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

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) 高密度固体磁気記憶素子を目指すものとして従来から磁
気バブル素子が開発されてきた。しかし、現在使用され
ているガーネット材料では、到達可能な最小バブル径が
0.3μmといわれている。したがって、0.3μm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。
このようなバルブ保持層の特性に基く高密度化限界を大
幅に改善し、かつ、情報読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固体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2個からなるブロッホライン対(以
下、VBL対と称する。)を記憶単位として用いる素子が
発明された(特願昭57-182346)。
本素子においてもっとも重要な部分の一つは情報をVBL
対の形でストライプドメイン磁壁内に安定化し、かつ、
必要に応じて該VBL対をブロッホ磁壁内で転送すること
である。
VBL対安定保持法については、特願昭8065826に、マイナ
ーループを構成するストライプドメイン周辺のブロッホ
磁壁に沿って、膜面内の磁気異方性の向きを局所的に変
化させることにより、ストライプドメイン磁壁に沿っ
て、VBL対が安定に存在する位置とそうでない位置を作
りつけられることが示されている。
(発明が解決しようとする問題点) 特願昭58-065826に述べられている膜面内の磁気異方性
の向きを局所的に変化させる具体的な方法は1)膜への
選択的イオン注入による格子歪に基づく逆磁歪効果を利
用するかまたは、2)内部応力が大きい材料を用いてス
トライプドメイン保持膜表面にパターンを形成し、膜に
応力分布を与え、それに基く逆磁歪効果を利用するアイ
・イー・イー・イー・トランザクション・オン・マグネ
ティクス(IEEE Transaction on Magnetics)Vol,MAG-2
0,No.5pp1135〜1137(1984)などである。1)では膜表
面層部においてのみ、膜面内磁気異方性の向きを制御し
ている。この膜面内磁気異方性の局所変化は磁壁の移動
速度をほとんど変えず、単にVBL対の難易だけを制御す
る方法である。したがって、膜厚方向に亘って均一に面
内磁気異方性が制御されていれば問題ないが、その一部
だけ面内磁気異方性が変えてあり、かつ、イオン注入し
た表面層としていない層との境界が明瞭であると、与え
られた磁壁移動速度に対して発生するジャイロ力は一定
であるから、VBL対の移動の難易に依存して、必然的にV
BL対の移動の様子は膜厚方向に沿って不均一になる。そ
の結果、場合によってはVBLが膜厚の中間部で分断され
てしまい、VBL対の消滅に至ることがある。これは素子
の信頼性の上から大きな問題になる、この障害を取除く
ためには、膜厚方向に均一にイオン注入することが望ま
しいが、イオン注入法の本質的特性またはイオン注入装
置の性能などのため、かなり難しい。2)の方法は1)
の方法に比べて、膜面内磁気異方性の膜厚方向変化はゆ
るやかであり、(1)に比べてVBL対の移動時の不安定
化の確率は小さいが、傾向としてはイオン注入と同じで
ある。
本発明の目的はこのような従来の問題点を除去したVBL
対安定保持法を施したストライプドメイン磁壁を有して
いる超高密度記録素子を提供することにある。
(問題を解決するための手段) すなわち、本発明は情報読出し手段、情報書込み手段お
よび情報蓄積手段を有し、かつ、膜面に垂直な方向を磁
化容易方向とする強磁性体(フェリ磁性体膜を含む膜に
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
つくった相隣る2つの垂直なブロッホラインからなる垂
直ブロッホライン対を記憶情報単位として用い、かつ、
該垂直ブロッホライン対をブロッホ磁壁内で転送する手
段を有する素子において、該ストライプドメイン保持層
表面にもう一種類の強磁性体膜(フェリ磁性体膜を含
む)を直接つけ、ストライプドメイン磁壁に沿って2つ
の膜厚を局所的に変化させていることを特徴とする磁気
記憶素子を提示する。
(作用) 本発明は上述の構成をとることにより、ストライプドメ
イン磁壁に沿って情報単位であるVBL対を安定して保持
し、また転送できることを示した。以下、本発明の原理
を詳細に説明する。第3図に示すように、ストライプド
メイン保持層1の表面に該強磁性体と比べてダンピング
定数が異なる強磁性体膜2をコートする。強磁性体のダ
ンピング定数は例えば飯田修一他編による磁気工学講座
4、「磁気バブル」(丸善、昭和52年10月刊)の第94頁
に記載されているように、強磁性共鳴の吸収曲線の半値
幅と共鳴周波数から求められる値で、強磁性体中の磁化
の運動に対する制動効果に関係した量である。飯田修一
他編による磁気工学講座4、「磁気バブル」(丸善、昭
和52年10月刊)の第57頁に示されているように、ダンピ
ング定数と磁壁の移動度は反比例の関係にあり、両磁性
体のダンピング定数が異なっていると、磁壁移動度μw
が異なる。したがって、パルスバイアス磁界を加えて磁
壁を移動させたとき、磁壁中のVBLに働くジャイロ力が
ストライプドメイン保持層とコート層とで異なるため、
ストライプドメイン保持層とコート層との境界に交換相
互作用エネルギーが貯えられる。このため、VBLはその
状態を避けようとする。そこで、コート層の膜厚をスト
ライプドメイン磁壁に沿って局所的に変化させると、VB
L対はコート層膜厚が小さいところに安定化される。第
1図は本発明におけるストライプドメイン磁壁部におけ
る膜厚の変化の与え方を示している。ストライプドメイ
ン3の両側の磁壁(ブロッホ磁壁)中のVBL対6は膜厚
が薄い部分に安定化される。これはVBLが周囲のブロッ
ホ磁壁に比べてエネルギー密度が高いため、VBL自体の
占有容積が小さいところ(膜厚が小さいところ)に安定
化されやすいためである。このVBL対6はストライプド
メインを形成する強磁性体膜の膜面に垂直な方向に加え
られたパルスバイア磁界の膜面に垂直な方向に加えられ
たパルスバイアス磁界により生じるジャイロ力によっ
て、ブロッホ磁壁中を移動することができる。
本発明におけるVBL対安定化法においてはVBL対を保持し
ている層には何も加工していない。単にコート層の存在
によってVBLにコート層との相互作用を与えている。従
来の方法ではVBLのエネルギー密度を磁壁に沿って局所
的に変化させている。この変化を与えるため、具体的は
はイオン注入等を利用する。これらの方法では、膜厚方
向に特性の不均一を生じることを避けられない。したが
って、VBLの移動速度が膜厚方向に沿って不均一にな
り、VBLが分断されたりする。本発明ではこのような従
来法の欠点を取除くことができる。
第2図を用いてその原理を説明する。第2図(a)は第
1図の一部をストライプドメイン磁壁を含む平面でカッ
トした断面を表わしている。VBL対6膜厚が薄い領域に
安定化されている。このVBL対を転送するめ、膜面に垂
直方向にパルスバイアス磁界を加えて、それによって生
じるジャイロ力を利用する。ジャイロ力の大きさをどの
ように評価するかについて述べる。第2図(b)にはVB
LのエネルギーEVBLのx方向依存を第2図(a)に対応
して定性的に示している。EVBLが最低のところに安定化
されているVBLはその隣のEVBLが最大になる山を乗り越
えてとなりの谷へ移動する。したがって、VBL対に働く
ジャイロ力はエネルギーの谷と山との間のEVBLの変化の
勾配の最大値に比べて大きくする必要がある。
本発明の長所はVBL対駆動時にVBL対が安定化されている
位置のポテンシャルウェルの底と隣の安定位置との間に
ある、いわゆるビット障壁の山項との相対的差を変化さ
せることができることである。これはコート層のμwが
ストライプドメイン保持層と異なるため、与えられた磁
壁駆動磁界に対してVBL部に働くジャイロ力にストライ
プドメイン保持層とコート層とで大きな差ができ、ダイ
ナミックに交換力が高まるため、VBL対はその位置を避
けるようになる。その後、磁壁のダイナミックな駆動が
収まると、再び、コート層の薄い位置がVBL対にとって
ポテンシャルウェルがもっとも深くなる。VBL対はそこ
に安定化される。
次にコート層の膜厚変化のさせ方について述べる。第2
図(a)の破線は膜厚変化領域を非常に狭くした場合を
示している。これに対応してVBLのエネルギーEVBLのx
方向依存も第2図(b)に破線で示すように変わってく
る。この場合、エネルギーが低いところに安定化された
VBL対をとなりの谷まで移動させるのに必要なジャイロ
力は実線の場合に比べて非常に大きくなり、実際上、制
御しにくくなる。したがって、実線で示した波形構造が
実用上使いやすい。
この方法では膜厚変化に伴うVBLのエネルギー変化がVBL
のエネルギー密度の変化を伴わないため、VBL対のジャ
イロに対する応答がイオン注入法のときのように膜厚方
向に亘って不連続的に変化するといったことが生じな
い。したがって、転送中にビット間障壁を乗り越えると
きVBLが膜厚の中間部で分断されるといった不安定性の
生じる確率を非常に低く抑えられ、安定したVBL対転送
が得られる。
以下実施例を使って発明の内容を具体的に示す。
(実施例1) この波型パターンの製造法を第4図を用いて説明する。
バブル材料膜2上にポジ型フォトレジストMP1300(シプ
レージャパン社、商品名)で、巾5μm,周期10μm膜厚
1μmのパターン8を形成する(第4図a)。パターン
形成後135℃で1時間ポストベイクを行なう。するとパ
ターンは8'のような形状になる。この温度以上でベイキ
ングを行なうと、パターン巾が変動し、好ましくない。
逆に、温度が低すぎても、パターンの断面形状が矩形の
ままであるので好ましくない(第4図B)。次に分子量
17500のポリスチレンを、キシレンを溶剤として塗布す
る。10重量パーセントのスチレンを溶解した液を用い、
スピン塗布回転数3000rpmで、平坦部で約3000Åのポリ
スチレン塗膜9が得られる。塗布後の表面はゆるやかな
波形となった。波形形状の高低差は約13μmであった。
塗布工程の前後でポジ型フォトレジストパターンの変形
はなかった(第4図c)。次にイオン注入を行なう。注
入条件は厚さ1.3μmの有機膜をイオンが貫通するよう
に決めた。
ここでは130KeV/He/4.8×1015個/cm2,50KeV/He/1.7×10
15個/cm2とした。第4図(d)の10'で示すストライプ
ドメイン保持層表面にコートした層の部分にイオン注入
がなされる。コート層材料にイオン注入を行なうと、格
子歪が注入層に誘起されるため、一般に化学エッチング
耐性が変化することが知られているが、前記手順で作製
した試料を酸素プラズマにさらし、有機膜を除去した
後、90℃のリン酸に10分間浸積したところ第4図(e)
に示すように高低差0.4μmの波形形状にコート層が加
工できた。
前記のストライプドメイン保持材料はGd3Ga5O12(111)
基板にLPE成長した5μmバブル材料(YSmLuCa)(Fe
Ge)5O12膜(膜厚=3.88μm、ストライプ幅=5.0μ
m、4πMs=202Gaussの上に直接ストライプドメイン保
持層に比べて、ダンピング定数qが小さい(YEuCa)
(FeGe)5O12を液相エピタキシャル成長した。第1図に
示す波型構造とした5μm周期(マスクパターン幅3μ
mまたは2μm)、山の高さ0.4μmになるように形成
した試料について、この領域にストラプドメインを配
し、VBL対の安定性を調べ、VBL対が波型構造の谷部に安
定化されていることが確認された。また安定化されてい
るVBL対に幅10nsの矩形波状パルスバイアス磁界を加え
ていくと、振幅150e付近で、VBL対が波型構造の山を乗
り越えた。
(実施例2) 実施例1の代りにコート層としてダンピング定数αがス
トライプドメイン保持層き比べて、大きい(YSmLuCa)
(FeGe)5O12エピタキシャル膜を使い、実施例1と同
様にVBL対が波型構造の谷部に安定化されていることが
確認された。また、谷部に安定化されているVBL対に幅1
0nsecの矩形状パルスバイアス磁界を加えていくと、振
幅250e付近でVBL対が波型構造の山を乗り越えた。
(発明の効果) 本発明により、ブロッホラインメモリでもっとも重要な
要素の一つであるストライプドメイン磁壁上へのブロッ
ホライン対の安定化および磁壁に沿っての転送の安定性
を従来の方法にくらべて改善できた。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による垂直ブロッホラインの安定化保持
手段の概観図、第2図(a),(b)はそれぞれ磁壁を
含む面で切断したときの強磁性体ストライプドメイン保
持層および強磁性体コート層の断面とブロッホラインエ
ネルギーの位置依存を示す図である。第3図はストライ
プドメイン保持層の構成図、第4図は素子を形成する過
程の実施例を示す図、図において、1……ストライプド
メイン保持層、2……強磁性体コート層、3……ストラ
イプドメイン、4,4′……ストライプドメイン磁壁、5
……ストライプドメイン内の磁化、5′……ストライプ
ドメインの外の磁化、6……垂直ブロッホライン(VB
L)対、7……基板、8……ポジ型フォトレジスト、
8′……ポストベイク後のフォトレジストパターン、9
……ポリスチレン、10′……イオン注入されたフェリ磁
性体コート層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】情報読出し手段と情報書込み手段と情報蓄
    積手段を備え、膜面に垂直な方向を磁化容易方向とする
    強磁性体膜(フェリ磁性体膜を含む)に存在するストラ
    イプドメイン周辺のブロッホ磁壁の中に作った相隣る垂
    直ブロッホライン対を記憶情報単位として用いる磁気記
    憶素子において、前記強磁性体膜の表面にダンピング定
    数が該強磁性体膜と異なる強磁性体膜を直接コートし、
    かつ該コート層の膜厚がストライプドメイン保持層のブ
    ロッホ磁壁に沿って局所的に変化していることを特徴と
    する磁気記憶素子。
JP61140551A 1986-06-16 1986-06-16 磁気記憶素子 Expired - Lifetime JPH071634B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61140551A JPH071634B2 (ja) 1986-06-16 1986-06-16 磁気記憶素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP61140551A JPH071634B2 (ja) 1986-06-16 1986-06-16 磁気記憶素子

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS62298084A JPS62298084A (ja) 1987-12-25
JPH071634B2 true JPH071634B2 (ja) 1995-01-11

Family

ID=15271303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP61140551A Expired - Lifetime JPH071634B2 (ja) 1986-06-16 1986-06-16 磁気記憶素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH071634B2 (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS62298084A (ja) 1987-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wolfe et al. Ion implanted patterns for magnetic bubble propagation
Wolfe et al. Planar domains in ion‐implanted magnetic bubble garnets revealed by Ferrofluid
JPS5911988B2 (ja) イオン打込み方法
US4460412A (en) Method of making magnetic bubble memory device by implanting hydrogen ions and annealing
JPH071634B2 (ja) 磁気記憶素子
JPS6289295A (ja) 磁気記憶素子及びその作製方法
JPH071633B2 (ja) 磁気記憶素子
US4503517A (en) Magnetic bubble memory device
NL7907217A (nl) Magnetische beldomeinstructuur.
JPS5846793B2 (ja) 磁気バブル素子
JPS61267313A (ja) 磁気記憶素子の製造方法
JPS6260756B2 (ja)
JPH035987A (ja) ブロッホラインメモリデバイス
JPH033187A (ja) ブロッホラインメモリデバイス
JPS6160502B2 (ja)
JPH0215946B2 (ja)
JPH04305886A (ja) 磁気記憶素子およびその駆動方法
JPS5867006A (ja) 積層垂直磁化膜
JPH0546039B2 (ja)
US4360893A (en) Magnetic devices and method of manufacture
JPS6145311B2 (ja)
JPH02128391A (ja) ブロッホラインメモリデバイス
JPS61134983A (ja) イオン注入磁気バブル素子製造方法
JPS61204888A (ja) 磁気記憶素子
JPH01109587A (ja) 磁気バブルメモリ素子作製方法