JPS5829192A - 磁気バブルメモリのレプリケ−トゲ−ト - 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】 本発明はイオン注入またはＹＩＧによるバブル駆動層を
有する磁気バブルメモリ素子のレプリケートゲートの改
喪に関する＠ 磁気パズルメモリ素子を利用して情報の蓄積・論理演算
等を行なう磁気バブル利用装置は、不揮発性、高記憶密
度及び低消費電力等積々の特徴をもち、さらには機械的
要素を全く含まない固体素子であることから非常に高い
信頼性を有している。

このような磁気バブルメモリ装置にも最近の情報量の増
加、装置の小屋化要求などくよｐ記憶密度の増加が求め
られている。ところが従来の磁気バブルメモリに用いら
れる素子は、バブルの転送パターンが磁性薄膜上に蒸着
したパーマロイを写真食刻によ多形成されているため、
その寸法精度が可視光による露光の精度に制限され、パ
ターンを小さくして記憶密度を増加することが困難にな
って来ている・このため最近、イオン注入法またはＹＩ
Ｇ（イツトリウム鉄ガーネット）薄膜による転送パター
ンの形成法が開発されている。代表としてイオン注入法
について説明すると、第１図の平面図および第２図の断
面図に示す如くガドリニウム！ガリウム・ガーネット（
ＧＧＧ）基板ｌの上にバブル用結晶となる磁性ガーネッ
トの薄膜２を液相エピタキシャル成長させて形成し、こ
のａ性薄膜２に対しパターン３以外の部分４に水素、ネ
オン、ヘリウム等のイオンを注入してパターン３を形成
する。このようにパターン３を形成した素子は、イオン
が注入された部分４の磁化容易軸方向が矢印ａの如く面
内方向と一致し、パターン部分３の磁化容易軸方向は矢
印すの如くもとのままの面内方向と喬直である。従りて
バブル５は回転磁界によりてパターン３０周縁に沿って
矢印Ｃの如く転送される。そしてこのパターン３は円形
や四角形を連接した形状であシ、従来のパーマロイパタ
ーンの如くギャップを必要としない丸め寸法精度が緩く
とも棗く、従ってパターンが小さくでき高密度化が実現
される・このような磁気バブルメモリ素子のメジャー・
ｉイナー構成の場合、そのレプリケートゲートには第３
図に示す如き構造のものが用いられている。図について
説明すると符号６はメジャーライン、７はマイナールー
プ、８はメジャーラインとコンダクタパターンにまたが
るヘアピン状のコンダクタパターン、９はバブル切断用
のコンダクタパターン又は消減磁界の低い溝である。そ
してこのレプリケートゲートの作用は、バブルがマイナ
ールーズの先端４部に来たときコンダクタパターン８に
電流を流してバブルを伸長させ、その後バブルをコラッ
プスする方向くコンダクタパターン９に電流を流せばバ
ブルは２個に分かれ、一方はメジャー２イン６に、他方
はマイナーループ７に吸着される。またコンダクタパタ
ーン９の代りに溝である場合にはコンダクタパターンに
よシバプルを引き伸した後、電流を止めればパズルは溝
によって分断される。

とのよう表レプリケートゲートにおいてコンダクタパタ
ーン９を有する場合には他のコンダクタパターン８と０
２層構造とな）その製造工程が複雑となる。またコンダ
クタパターンの代シに溝である場合にはエツチング又は
イオンミーリング等の加工を要し、コンダクタパターン
と同様にその製造工程が複雑となる。また形状的にブロ
ック化する事ができない様なレプリケートゲートを用い
たバブルメモリは菖４図に示す如き構成をなし、！イナ
ーループ７−１〜７−１からの情報列を一旦メ４、ジャ
ーライン６にトランスファアウトして時系列において！
列に情報をレープリケードゲート１０によｐレプリケー
トし、一方の情報列を検出器ｌｌＫよ〉検出し、他方の
情報列をマイナーループ、７−８〜７４に戻すととくよ
り不揮発性を実現していえ。従って従来パーマロイパタ
ーンを用いたバブルメモリのブロックレプリケート方式
に比して読み出し時間が長くな〉、また停電時には先頭
位置の情報が消えるので再起動時にはそれを調べる操作
を必要とするなどの不利な点がありた。本実明線これら
の問題を解決するために案出されたものである。

このため本実！ｊｉにおいては、８気バブル用結晶基板
上にイオン注入によるバブル駆動層、あるいはＷＩＱ等
の面内異方性を有するバブル駆動層を、　形成した磁気
バブルメモリ素子のレプリケート・トランスファゲート
において、メジャー、マイナー間Ｋまたがりてバブルを
伸長し保持するための電流印加用コンダクタパターンと
、メジャー、マイナー間に伸長したパズルを切断するパ
ターｙとを具備し、レプリケートゲート及びトランスフ
ァゲートの両機能を有せしめたことを特徴とするもので
ある。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施例につき詳細に
説明する。

第５図に実施例を示す０図において符号１２はメジャー
ライン、１３はマイナーループ、１４はＵ字状に形成さ
れたバブル引き伸し用コンダクタパターン、１５はシェ
ブロン形にイオン注入を行なわなかったバブル切断用の
パターンである。そして本実施例はマイナーループ１３
の先端Ａ部とメジャーライン１２のカスプＢとを対向さ
せ、この２点を結ぶ線に沿りてコンダクタパターン１４
を配置し、メジャーライン１２とマイナーループ１３と
の中間付近にパターン１５を形成したものである。この
パターン１５の役割は第６図に示すようにダイヤモンド
型の非インプラパターン１６を形成させ、これに面内磁
界を同図のように印加したとき、パターン１６の上方に
バブルを吸引するチャージドウオールが発生したとする
と、下方にはバブルを反撥切断する方向のチャージドウ
オールが発生することを利用している・従りて菖５図に
示すようＫＡ及びＢ部が吸引の回転磁界の位相の時パタ
ーン１５の鳶及び９部には反撥のチャージドウオールが
発生しバブルを切断する役割を果たす、なおコンダクタ
パターン１４のマイナーループ１３０先端に近い部分に
はマイナーループ１３のパターンに沿りて２方向の切夛
込み１４ｍ及び１４ｂが形成されているが、これは位相
マージンを広くとるためのものである。

次Ｋｊ１７図を用いて本実施例のレプリケート動作を説
明する。先ず（ａ）図の如く回転磁界１１ＩＲが矢印１
７０方向にありて、バブル１Ｂがマ４ｆ−ループの先端
に近づいたとき、コンダクタパター：／１４にパルス電
流を流す。これによりバブルは（ｂ）図の如く引き伸ば
されてメジャーライン１２のカスプに達する。次いで（
ｅ）図の如く回転磁界が矢印１８０方向に来たときコン
ダクタパターン１４の電流をＯＦＦする。しかるときは
メジャーライン１２のカスプ及びマイナーループ１３の
先端は吸引、パターン１５の上下は反撥のチャージドウ
オールが発生し、バブルは１８ｍ、１８ｂに分断され（
ｄ）図の如くメジャーライン１２０カスツとマイナール
ープ１３の先端とにそれぞれ吸引される・このようにし
てマイナーループ１３のバブルはメジャーライン１２に
レプリケートされる。

また本実施例はトランスファゲートとしても用いること
ができる。第８図を用いて本実施例のトランスファアウ
ト動作を説明する。まず（ａ）図の如く回転磁界ＨＲが
矢印１９の方向にありて、バブル２０がマイナーループ
の先端に近づいたとき、コンダクタパターン１４に流す
電流をＯＮとする。

これによシバプルは（ｂ）図の如く引き伸ばされてメジ
ャーツイン１２のカブスに達する。この状態を（＠）図
を経て（ｄ）図の如く回転磁界が矢印２１の方向く来た
ときに電流をＯＦＦとする。しかるときはメジャーツイ
ン１２のカスプにのみ吸引のチャージドウオールが発生
し、（・）図の如くバブル２０はメジャーフィン１２の
カスプに吸引される。このようＫしてマイナールーズの
バブルはメジャーラインにトランスファされるのである
。

籐９図は本実施例の動作マージンを示、したもので横軸
に駆動＄界を、縦軸にバイアス磁界をとシ、曲線ム、ム
′（実線）によシレプリヶート動作を、自６ｍ、ｍ’（
点ｌｌ）にょシトランス７アアウト動作を示した。

Ｈ２Ｏ図は本実施例を連接してプルツク盤のレプリケー
ト／トランスファゲートを構成したもの、であり、その
形成は容易である。

第１１図は他の実施例を示したもので篤５図に示した実
施例と異なるととろけコンダクタパターン１４の！イナ
ーループ１３の先端に沿りて形成した切シ込み１４ｂを
一方向のみとしたものである。なお本実施例の動作及び
効果は前実施例と同様である。

以上説明した如く本発明のレプリケート・トランス７ア
ゲートはバブル切断用のコンダクタパターンあるいは溝
を必要とせず、バブル切断用のパターンはメジャーマイ
ナールーズのパターン作成と同時に形成することができ
るので製造工程は従来に比して著しく簡単となる。また
本発明は容易にブロックリプリケートゲートを構成する
こともできるのでアクセスが早く、制御の容易表高密度
バブルメそりの実現を達成するととができる。

【図面の簡単な説明】

！ＩＥ１図はイオン注入法により形成される磁気パズル
メモリ素子の平面図１１１Ｅ２図は菖１図の１−■線に
おける断面図、纂３図はイオン注入法によシ形成された
磁気バブルメモリ素子のレプリケートゲートの平面図、
第４図はイオン注入法を用いたメジャーマイナー構成の
一例の説明図、第５図は本発明にかかる実施例のレプリ
ケート・トランスファゲートの平面図、籐６図はそのバ
ブル切断用パターンの動作原理を説明する説明図、第７
ＷＪは本発明にかかる実施例のレプリケート・トランス
ファゲートのレプリケート動作を説明する説明図、第８
図は同じくトランスファー動作を説明する説明図、第９
図はその動作マージン特性図、第１Ｏ図は本発明にかか
る実施例のレプリケート・トランスファゲートによりブ
ロックレプリケートゲートを構成したところの平面図、
ｇｌ１図は本発明にかかる他の実施例のレプリケート・
トランスファゲートの平面図である。 １２・・・メジャーライン、１３・・・マイナールーズ
、１４・・・コンダクタパターン、１Ｋ・・・バブル切
断用パターン。 特許出願人 富士通株式会社 特許出願代理人 弁理士實木　朗 弁理士西舘和之 弁理士内田幸男 弁理士　山　口　昭　之 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｌ　磁気バブル用結晶基板上にイオン注入によるバブル
   駆動層、あるいはＹＩＧ（イツトリウム鉄ガーネット）
   等の面内異方性を有するバブル駆動層を形成した磁気バ
   ブルメモリ素子のレプリケート・トランスファゲートに
   おいて、メジャー、ｉイナー関にまたがってバブルを伸
   長し保持する丸めの電流印加用コンダクタパターンと、
   メジャー、マイナー間に伸長したバブルを切断するパタ
   ーンとを具備し、レプリケートゲート及びトランスフア
   ゲ−Ｆの両機能を有せしめたことを特徴とするレプリケ
   ート・トランスファ９ゲート・