JPS586579A - バブル磁区素子 - 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】 本実−はバブル磁区（以下単にバブルき称す）素子に関
する０ 従来、バブル素子にはバブル保持層の上に軟碓性体パタ
ーンを互いに間隙を設けて藺内鼻昇回転によりバブルを
転送Ｓ−する方式が採用されて命た◎しかし、前記のパ
ターン関−はバブル＊＊゛の低下、バブルの高適度転送
に対する障害、そしてパターン微細加工の限界という点
て好ましくない。

これに対し、イオン注入により形成された無量−のパタ
ーンを用いてバブルを転！！専せる素子が米−特許第ｓ
、ａｘｓ、ｓｔｍ号に提示され、最近急速くその一発が
進められて會た・この素子は最初その転送パターンが円
を連らねた彫状てあったことから、その後化−発された
パターンのものも含めてコンティギ義アス、ディスク（
以下ＣＤと称す）素子と言われている・ 第１Ｉｍは従来のＣＤ素子の膜構成を示す。１１は単結
晶基板、１２はバブル保持層、１３はイオン注入領域、
１４はパターンてマスクされた非イオン注入領域、１５
はパターン境界、１６はバブルをあられす。ｌＢと１４
をｙ＃威するには先ず―電離化１７をもった磁化層（ド
ライブ層）を成長する。このドライブ層がバブル保持層
１意と同一である場合（単層膜方式）と刷である場合（
二重層方式）があるｏｌｉｉ［ｌｉ荷腹の磁歪定数λ°
１１．は負に選び、この垂直磁化膜にイオン注入するこ
とで格子を１１１１１８せ、磁歪作用によりイオン注入
部の磁化を垂直から倒す＠このときイオン注入領域ては
ｊ１４１１１ｉ１１１１ｍ気バブル金議（ＩＣＭＢ−４
，１１１８０年、東京、ペーパー５−Ｓ）で来春れてい
る様に、イオン注入圧縮歪のパターン境界での緩和機＠
により磁化をパターン境界に沿わせることが出乗る・こ
のパターン境界に沿う磁化１８の交点に磁荷−ＸＩ、２
・ＣＣｋａｒｇｅｄ　　Ｗａｌｌ　）が形成される。

従来のＣＤ素子のバブル駆動力は面内碓昇Ｈｔ印加によ
り生じる正の確荷壁１ｓＩＣより与えられる・従ってこ
の婁荷壁が―くなったり、発生て会ないと會バブルの転
送エラーにつながる・従来のＣＤ素子のバブル転送路に
参ける転送モードと転送エラーの例をＪＩｓｌａに示す
。ｊＩ３閣（ωの１ｌｒ）轟−ズのト愈バブルはパター
ンに沿うで鼻荷壁と七もに転送される◎ｊＩ３ＷＩＡ伽
）、（ｃ）のＨｒ　フ轟−ズのと会、バブルを運んだ磁
荷壁は一旦一滅し、バブルはパターンのくぼみ（カスプ
）にとどまる・そののちｔｍｓｍｔａ＞のｋｉｔフ島−
ズのと会鼻荷壁が生成されバブルが転送されるｏしかし
、従来のＣＤ素子てはバブルの浮遊磁界（８ｔｒｓｙ　
ｆｉ＠ｌｄ）のため鼻荷壁が生成されないエラーが、磁
荷壁の弱い低Ｏｒ領域のバブル・儀の大奮い低バイアス
磁界側てしばしば見られる。

本発明は、前記の従来のＣＤ転送路ての礁荷壁生成エラ
ーが少なく、かつ謙荷壁と共存て会る磁極駆動機構をも
ちバブル駆動力の大会いＣＤ素子を提供することをｌｉ
［：するＯ 本実−によれば、バブル保持層のｌＩ！頁のうち、ＣＤ
パターンの外側はイオン注入による函内畿化層となって
詔り、仁の菖内碑化層に生じる畿荷電によりバブルが前
記Ｃｐパターンに沿って転送専れるＣＤ素子に禽いて、
前記パターン境界の内側領域の一軸異方性磁界を負にす
ることを特徴とするバブル素子が得られる・ 第２＠は、本発明の一実施例の概略図であるＯ膜構成は
嬉ｉｌｌとほぼ同じであるＯ但し、従来のＣＤ＊子では
パターン境界ＩＳの内側領域のｍ−異方性＠ｌｌ１Ｍｋ
が正であるが、本実−てはパターン内側のパターン境界
に沿った領域２１の一軸異方性磁界Ｈｋを負にするＣと
で磁化の倒れた領域をパターン境界内側に形成している
ことが特徴である０ 第２図の膜構造を形成するにはｔｓＳ図の複式図の様に
パターン境界でのイオン注入ひずみの緩和機構を用いる
のが簡単である。縞５ｍはパターン境界１５の外側のイ
オン注入ひずみがパターン境界の内外の領域５１〜Ｊｓ
３で緩和されることを示す膜断画ｌ１１？ある０このと
舎弟５図下側のグラフの様にドライブ層の−＠異方性磁
界１４にはイオン注入前の値Ｈｋ・からイオン注入後の
値Ｈｋ’にパターン境＃Ｐ″ｅ襞化する◎ 従来のＣＤ＊子ては、１ｉｔｓ図破線５４の様にパター
ン境界の内側領域のＨｋを正にし、パターン内側の磁化
が倒れない構造のものがよいとされてきた◎すなわち、
バブルはパターン境界の外側をパターンに沿って運動す
る橡につくられて会たＯこれに対し、本実−では、第１
ｍ１１１＊ｓｓの橡にパターン境界の内側領域のＨｋを
負にしパター４界の内側に磁化の倒れた領域を形成した
Ｏすなわち、バブルがパターン境界の内側をも運動でき
る橡にする仁とて、従来のＣＤ素子に比べ次の様な利点
が生じることが本発明の実施例から明らかになった。

先ず、本発明のＣＤ素子に画内磁昇を印加すると、従来
のＣＤ素子と一様に鼻荷＄１１１１が生成されるｏｌＫ
ｋパターン墳昇の内側領域ｚＩＥ＊＠が−ｓｇれ畿荷壁
と同フーーズで共存で会る。すなわち、バブル駆動力が
増加妄れる利点が生じるＯまた、第４図−〜（・）の＠
にバブル転送の途中にかいて、正の磁ｌｌ１ｒＩｌｌｌ
ｉｌがカスプで一旦消滅した後（１１４図ら）、（Ｃ）
）、再び婁荷壁が発生するＨｒフ、−ズ（第４図（ｔＩ
）のと会バブルが／櫂ターン境界内の１ｌｌｌｉ１に引
合つけられ、１１ｗ１１の発生領域からバブル位置がず
れるため、１４プルの浮遊磁界の影醤が夕な（徴荷−が
発生しゃすむ１１１点が生じるＯ以下、実施例により本
実−を妄らｒ：ＩＩＰＩＩＡに説明するＯ 実施例１゜ 基＠１１は０４ｓＧａｓＯｔｓ（１１１）早艙晶を用い
バブル保持層１２は４πＭｍが約フＯＯガウス４Ｉ牲長
が約０．１ミクロン、厚さが約０１ミクロンの（Ｙ８ｓ
ｅＬｍＢｉＣａ）Ｂ　　（ＦｅＧｅ）１０１１ガーネν
トを１１＠エピタキシヤル（ＬＰＩ）法で成長した。

その上にドライブ層１３として４πＭｍが約６００ガウ
ス、厚さが約龜４ミクロン、−軸異方性磁界Ｈｋ・が約
ＳＯＯエールステッド（０・）、　曽晶異方性エネルギ
ーＫｌが約−４０００エルグ／−１磁盃定徴λ０．が−
４，２Ｘ　１ｏ４の（Ｇｄ８ｍテ５ｅａ）ｓ（ＦｅＧｓ
）＠Ｏｕｔ　ガーネツトをＬＰＩ法で成長した・イオン
注入マスクはＩＩＩマスク（電子ビーム描画マスク）を
用い、＠ｔｏｏｏオングストロームのスペーサ上に約１
ｏｏｏオングストロームのム１で形成した０ イオン注入は１６０に＠Ｖ　５ｘｌＯ”Ｈｅ”／−の条
件で行ない、パターン境界から十分離れたイオン注入領
域の一軸異方性ｌｌ界Ｈｋｉを６−ＺＳＯ・ニールステ
シト七したＯすなわち、このと会ＩＨｋ　ｌ　ｊｔＨｋ
より十分大会く、従つて第ｓｌＩからも、Ｈｋ（Ｏの領
域かパターン境界に存在することが予ｔｉｉｓれるＯ実
際、磁性流体を用いることにより、磁荷壁の出来るパタ
ーン境界の内側に函内磁化の磁区が観察６れる。

次に本実施例Ｅｔｄいて、４ミクロン周期ＣＤパターン
ループでバブルを準静的化転送したときのマージンを＃
１６図に示す。４）２１ビツトの平行な３本のループの
中央ループで１個のバブルにつき測定した。転送ループ
は磁化容晶軸と平行ないわゆるグツド・ループである０
嬉６閣のｍ−に良好な転送マージンが得られた０ 実施例λ 実施例１．とほば同し膜構成と膜４１１性をもち、成長
後の一軸異方性磁界Ｈｋ’が約１８０６　　エールスｆ
　ｖ　Ｆノｌｌｌ＄ＣＦｌ　ｅ　＜　１００に＠Ｖ　３
Ｘ１（１”　Ｈ１＋１５Ｊ　（Ｄ条件でイオン注入を行
ない、イオン注入領域の一軸異方ｔｌｌ＃ＨＩＥ’を約
−１４００エールステツドとした・すなわち、ｎｔｈ’
ｌはＨｋ’より小さく、第ｓＩｌよりわかる様にｌｌｋ
＜Ｏの領域はパターン境界の外側化存在している◎１Ｉ
ｌ１１１．１ｌａＩ１体による観察でもパターン境界内
側には磁化が大会く倒れた領域は見られなかった。

この場合、バブルは孤立円のまわりで良好に転送６れる
が、４５ｍ１４期転送゛路では第７図７１の雛阜静的転
送マージンが狭い結果が得られた０これは、ひずみは実
施例１と同じで、磁荷壁も形威喜れているが、第ｍ＠の
様に磁荷壁の発生エラーが生じているためである０ これＥＮし、同じ献科ｊｃ　ｉ　４０　Ｋ　＠　Ｖ　３
Ｘ　１０　”Ｈ＠’／ｄを追加イオン注入し、イオン注
入部の一軸異方＊ａ界１１に’を−２２００エールステ
ッドと　その大きさをＨｋ’の値より大会（した場合第
γ＠’！２の様に転送路の準静的バブル転送マージンが
広がった。イオン注入ひ、ずみの増加により１ｌｉｒｌ
ｌｉが強まると同時に％第４１１の様にパターン境界の
内側に１１ｋ（０の領域がわずかに形成されていること
が磁性流体を用い−ｍされた０ この４１１に、、イオン注入ひずみを増加した場合は碑
荷電の駆動力が増重する効果と、本実−のパターン境界
内側の磁化の効果は分離て奮ないことが多い・しかし、
次の実施例の橡に、試料温度を増加した場合、鼻荷壁は
温度増加とともＥｌｌまり、パターン境界内側の硫化の
倒れの効果は温度増加とともに増加するので、両者の効
果は分離しゃすい＠実−１実施例２の２種−のイオン注
入試料は６０〜７０℃てパープル転送マージンが劣化す
るＯまた、麿温でλ１０．が−（！　−３）　Ｘ　１Ｇ
”’の従来のＣＤ素子も温度を増加するとバブル転送マ
ージンは劣化する０ 実施例１ 実施例１．と岡じ試料について、試料温度を９０℃に設
定した場合、ドライブ層の４ＫＭｍは＠ＳＳＯガウス、
Ｋ、異方性エネルギーは−ｚｏｏｏエルグ７５Ｍ。

−軸異方ＩＩｋｌＩＩ＃ＦＨｋＯは約ｓｓｏエールステ
ッド、ｎｈ４１１約−１７ｅｏエールステツドに変化し
たＯこの場合、パターン境界内側に磁化の倒れた領域が
十分形成ξれている０ バブルの準静的転送マージンはａＩｓｉｉｇの様ｋＩｌ
定された０試料温度９０℃付近では磁荷壁が弱まってい
るが、本実施例てはパターン境界の内側の磁化領域の寄
与により９０℃付近まて良好なバブル転送マージンが得
られる〇 以上の実施例は、ｉｌｌの材料にＨｅ＋イオン注入を行
った結果を述べたが、ＣａＧｅ系やＧａ系ガーネット等
別種の材料、及びｔイオン　Ｈｔイオン、Ｎ−イオン等
イオン種の異なる場合についても、パターン境界の内側
領域のｌ（ｋを負にすることで、　同様な効果が得られ
ることは容易に類鎗される０以上、本発明によれば、従
来のＣＤ素子化比べＣＤ転送路ての磁荷壁生成エラーの
少なく、かつバブル駆動力の大きい、素子開発上極めて
有用なＣＤ素子が得られる０

【図面の簡単な説明】

第ｉｍｌは、従来のイオン注入ＣＤ素子の概略を示す端
両斜視図、第２１１１は本発明のＣＤ＠子の概略を示す
端面斜視図、第３［は、従来のＣＤ＠子のバブル転送モ
ードの概略図、第４１１１は本発明のＣＤ素子のバブル
転送モードの概略図、第Ｓ＠は本発明のＣＤ素子のパタ
ーン境界付近の磁化の向きを示す断藺図、第６図は実施
例１のバブル転送マージン図第７図は実施例２のバブル
転送マージン図、第８図は実施例１の試料温度９０℃の
バブル転送マージン図である〇 図において１１は基板、１２はバブル保持層、１３はイ
オン注入領域、１４はパターンでマスクされた非イオン
注入領域、ｌｓはパターン境界、１６はバブル、１７は
自重鼻化、１８はイオン注入により垂直から倒れた磁化
、ＩＩＩは正の磁荷壁加は負のａｗｅ、２１は一直から
倒れた磁化をもつパターン境界の内側領域、ｎはほぼ自
重磁化をもつパターン内側領域、５０はイオン注入のマ
スクパターン、５１．５３はイオン注入ひずみの緩和の
及ぶ位置、５２はひずみ緩和により一軸異方性磁界が零
となる位置、５４と５５は従来のＣＤ素子と本発明の一
簀一例のパターン境界のＨｋ　のそれぞれの値を示すグ
ラフ、７１は実施例２の１００ＫｅＶ３ｘｌＯＨｅ　ｌ
−の条件の試料のバブル転送り一ジン、７２　ハ’ｌｉ
Ｅ　１４０　Ｋ＠Ｖ　８　Ｘ　１Ｇ”Ｈｓ”／−のイオ
ン注入を行なった試料のバブル転送マージンをあられす
〇 ７１　図 オ　４　図 才５目 才６０ Ｈｒ（θｅ） 才　７　閃

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 バブル磁区保持層＊ｉｉｉのうち、コンティギーアス、
   ディスク、パターンの外側はイオン注入によるｍ’ｎｉ
   ｉ化層となっており、この両角磁化層に生じるｍａｓｔ
   によりバブル磁区が前記コンティギ。 アス、ディスク、パターンに沿って転送されるコンティ
   ギーアス、ディスク、バブル磁区素子に怠いて、前記パ
   ターン境界の内側領域の一軸異方性ｌｌ＃を負にするこ
   とを特徴とするバブル磁区素子０