JPS5982690A - 磁気バブルトランスフア−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、磁気バブルトランスファーゲート、特に、長
手方向に間隙を隔てて形成されたループ状転送路間で磁
気バブルの転送を行な（・うる磁気バブルトランスファ
ーゲートに関する。

従来のコンベンショナル型磁気バブル素子では、パーマ
ロイパタンによりバブルの転送を行なうもので、パーマ
ロイパタンを非常に狭い間隙を介して形成しなければな
らずこの間隙の形成が微細加工上の限界となり記憶密度
の向上を妨げ℃いる。

このようなコンベンショナル型磁気バブル素子の有する
欠点を克服するために、既に米国管￥［第３８２８３２
９号明細書において磁性薄膜上に選択的にイオン注入を
施すことにより形成される非注入領域からなる転送パタ
ンに沿ってバブルの転送を行なうコンテイギユアスディ
スク型磁気バブル素子が提案されて（・る。

しかしながら、このような従来のコンテイギユアスディ
スク型研気バブル素子を用いたとしても、従来より行な
われているような単純なメジャー・マイナ一方式を採る
限りアクセスタイムを短かくすることはできずメモリと
しての性能向上は期待できｔ【い。

これに対し、上述のコンベンショナル型磁気ノくプル素
子については既に１９８１年１１月にＩＥＥＥ　　Ｔｒ
ａｎｓａｃｔｉｏｎ　ｏｎ　Ｍａｇｎｃｔｉｃｓ　１ｇ
ｇＭ人Ｇ−１７巻、第３号、第３０３８頁〜第３０４０
頁に発表された論文にお（・てオンチップ咋ヤツシュ方
式と呼（・３：れる新しい紫子栴成の歿年１ツクプル素
子が提案され、アクセスタイムの帰線に非常に有効であ
ることが示されて（・る。

第１図は上官己論文に示されて（・るオンチップキャッ
シュ方式を採用した磁気ノ）プル素子の構成を模式的に
示した模式図である。

第１図にお（・て、１は磁気）（プル発生器、２し１磁
気バブル検出器、８は磁性潮膜である。４をまキャッジ
−用マイナーループでアクセス頻度の高（・情報（バブ
ル列）が格納される。５はストレージ用マイナーループ
でアクセス頻度の低（・情報が格納される。

メジャー転送路３とキャッジ−用マイナーループ４との
間のバブルの転送は第１の磁気バブルトランスファーゲ
ート６により行なわれる。キャッシュ用マイナーループ
４とストレージ用マイナーループ５との間のバブルの転
送は第２の磁気バブルトランスファーゲート７により行
なわれる。

オンチップキャッシュ方式を採用した磁気バブル素子に
おいて、メモリ領域の有効利用とサイクルタイムの短縮
を図るためには第２の磁気バブルトランスファーゲート
として、キャッシュ用マイナーループからストレージ用
マイナーループへのバブルの転送路とストレージ用マイ
ナーループかラキャッシュ用マイナーループへのバブル
の転送とを回転磁界の１周期以内に行なうスワップ動作
が可能な磁気バブルトランスファーゲートを用いること
がぜひとも必要である。

しかしながら、コンティキーアスディスク型磁気バブル
素子にお（・てはかかるスワップ動作が可能な磁気バブ
ルトランスファーゲートはまだ提案されて（・ない。

本発明の目的は、長手方向に間隙を隔てて形成されたル
ープ状転送路間でのバブルのスワップ動作を行ｔ【わセ
ることにより、メモリ領域の有効利用とサイクルタイム
の短縮を行なうことができる磁気バブルトランスファー
ゲートを提供することにある。

本発明の磁気バブルトランスファーゲートは、磁気バブ
ルを保持し得る磁性薄膜上の長手方向に間隙部を隔てて
配列した複数個のループ状転送路と、隣接する前記ルー
プ状転送路の相互間の間隙部にパタン凹部を壱する蛇行
型形状および切込部を有する第１の帯型形状および開孔
部を有する第２の帯型形状の少なくとも１つの形状を有
し前記パターン凹部および切込部および開孔部が隣接す
る一対の前記ループ状転送路を橋絡する一対のコンダク
タバタンとを含んで構成される。

さらに、本発明の＠気バブルトランスファーゲートは、
前記ループ状転送路のそれぞれが磁性薄膜に選択的にイ
オン注入されたパタ／により形成されて構成される。

すなわち、本発明の磁気バブルトランスファーゲートは
、磁気バブルを保持し得る磁性薄膜上に複数個のループ
状転送路を長手方向に間隙を隔てて配列した磁気バブル
素子におい゛Ｃ，蕨接１−るループ状転送路間の間隙部
に、蛇行型、切り込みを有する実質的に生型、開孔を有
する笑ａ的に生型等の形状をした第１及び第２のコンダ
クタバタンを該コンダクタバタンの蛇行の四部、切り込
み、開孔等力鳴゛イ接１−る２つのループ状転送路を橋
絡するように設けて構成される。

さらに、本発明の磁気バブルトランスファーゲートは、
前記ルーフ状転送路か磁性尚膜に選択的にイオン注入さ
れたバタンにより形成されて構成される。

次に、本発明の実施例につ（・て、図面を参照して説明
する。

第２図は本発明の第１の実施例を示す正面図で、以下に
本発明の原理を詳細に説明する。

第２図において、９はバイアス鉛、昇方向を表わし、１
０は第１図に示すキャッシュ用マイナーループ４に対応
する第１のループ状転送路、１１は第１図に示すストレ
ージ用マイナーループ５に対応する第２のループ状転送
路、１２は第１のコンダクタバタン、１３は第２のコン
ダクタバタンである。

第１のループ状転送路１０上のバブル位ｖ２３を経て転
送されてきたバブルがバブル位ｆ５’ｊ　２４に来たと
き、回転磁界を４１回転磁界方向１８に向いで（・る。

この位相から第１のコンダクタバタン１２に電流パルス
を電流パルス印加力向１４に印加すると、第１のコンダ
クタバタンのバタン四部１６に磁界分布の谷がｆ’ｒｋ
”−されバブルけこのバタン四部１６に沿ってストライ
プ状に伸びる。型温パルスを印加位相範囲３１に渡って
印加し続ければ、この間にストライプ状に伸びたバブル
はバタン四部１６に保持される。電流パルスが切れると
磁界分布の谷が消失し、ストライプ状のバブルはもとの
円形の状態に縮もうとする。このとき回転磁界は回転磁
界方向１９を向（・ているためバブル位置２５にバブル
を引きつけるチャージドウオールが形成されており、ス
トライプ状のバブルはバブル位置２５に向かって縮む。

以後このバブルは回転磁界によるチャージドウオールの
移動に伴ないバブル位ｗ２６を経て第２のループ状転送
路１１上を転送する。

一方、第２のループ状転送路１１上のバブル位［２７を
経て転送されてきたバブルは、回転磁界が回転磁界方向
２０を向くときバブル位置、２８にきて（・る。

したがって、この位相から、第２のコンダクタバタン１
３に電流パルス印加力向１５に電流パルスな印加位相範
囲３２に渡って印加すればバブル位置２４かもバブル位
置２５へのバブルの転送の場合と同様にしてバブルをバ
ブル位置２８からバブル位置２９へ転送することができ
る。

電流パルスが切れたとき回転磁界は回転磁界方向２１を
向いており、バブル位ｗ２９にバブルを引きつけるチャ
ージドウオールが形成されている。

以後このバブルは回転磁界によるチャージドウオールの
移動に伴な（・バブル位置３０を経て第１のループ状転
送路上を転送する。

以上のような本発明の原理によれば長手方向に間隙を隔
てて形成された第１のループ状転送路と第２のループ状
転送路との間におけるバブルのスワップ動作が可能な磁
気バブルトランスファーゲートを実現することができる
。

第３図は、本発明の第２の実施例を示す正面図で、第１
のコンダクタバタン１２と第２のコンダクタバタン１３
とを電気的絶縁層４０を介して対面させて形成したもの
である。

矢印３１は第１のコンダクタバタン１２に電流パルス印
加力向１４に印加する第１の電流パルスの印加位相範囲
、矢印３２は第２のコンダクタバタン１３に電流パルス
印加力向１５に印加する第２の電流パルスの印加位相範
囲である。

第３図に示す実施例においても第２図を用いて説明した
原理にもとすき、第１のループ状転送路１０上のバブル
位置２４かも第２のループ状転送路１１上のバブル位置
２５へのバブルの転送と第２のループ状転送路１１上の
バブル位置２８から第１のループ状転送路１０上のパズ
ル位置２９へのバブルの転送とを回転磁界の１周期以内
に行なうことができる。

第４図は、本発明の第３の実施例を示す正面図で、互い
に対向する第１のループ状転送路１０のコーナにコーナ
ー凸起部４１を設け、第２のループ状転送路１１のコー
ナーにコーナー凸起部４２を設けたものである。

第５図は、本発明の第４の実施例を示す正面図で、第２
のループ状転送路１１と対向する第１のループ状転送路
１０のコーナーにコーナー凸起部４１．４２を設けると
ともに、第２のループ状転送路１１に屈曲部４９を持た
せたものである。

第５図に示す実施例にお（・て、第１のコンダクタバタ
ン１２のパタン凹部１６は第１のループ状転送路１０の
カスプ部４７と第２のループ状転送路のカスブ部４８を
橋絡し、第２のコンダクタパタン１３のバタン凹部１７
は第１のループ状転送路１０のティップ部４５と第２の
ループ状転送路１１のティップ部４６を橋絡している。

このため、第１のループ状転送路１０から第２のループ
状転送路１１へのバブルの転送と第２のループ状転送路
１１から第１のループ状転送路１０へのバブルの転送と
を同時に行なうことができる。

なお、印加位相範囲３１．３２は各々第１のコンダクタ
バタン１２および第２のコンダクタパタン１３に印加す
る電流パルスの印加位相範囲を示したものである。また
、回転磁界方向４３．４４は各々、前記電流パルス印加
時ならびに停止時における回転磁界の方向を示すもので
ある。

第６図は、本発明の第５の実施例を示す正面図で、切り
込みを有する実質的に生型の詰１のコンダクタパタン１
２と第２のコンダクタパタン１３とを電気的絶縁層４０
を介して対面させて形成したものである。

ここで、切Ｚ込部５０，５１は各々第１のコンダクタパ
タン１２ならびに第２のコンダクタパタン１３に設けた
切り込みである。

生型コンダクタバクンに設けた切り込みと蛇行型コンダ
クタバタンに設けたパタン凹部はバブルの転送に対し同
等の働きをする。

したがって第６図に示す実施例によっても、第２図を用
いて説明した原理にもとづきバブルのスワップ動作を行
なうことができる。

第７図は、本発明の第６の実施例を示す正面図で、開孔
を有する実質的に生型の第１のコンダクタパタン１２と
第２のコンダクタパタン１３とを電気的絶縁層４０を介
して対面させて形成したものである。

ここで、開孔部５２．５３は各々第１のコンダクタパタ
ン１２ならびに第２のコンダクタパタン１３に設けた開
孔である。

第１のコンダクタパタン１２に電流パルスを電流パルス
印加力向１４に印加すると開孔部５２の近傍の電流分布
の乱れにより誘起された磁界分布によってバブル位Ｒ２
４のバブルはバブル位置２５へ向かう駆動力を受はパズ
ル位ｆｌｔ２５へ転送される。パズル位置２５は前記磁
界分布の谷となっているため、電流パルスが印加されて
いる間、バブルはこのバブル位置に捕捉される。ずなわ
ち、コンダクタパタンの開孔部はバブルの転送に関し、
蛇行型コンダクタバタンのバタン四部と同様の働きをす
る。

したがって、第７図に示す実施例によっても第２図を用
いて説明した原理にもとづきバブルのスワップ動作を行
なうことができる。

なお、第１のループ状転送路、第２のループ状転送路、
第１のコンダクタパタンおよび第２のコンダクタパタン
の形状や第１のコンダクタパタンならびに第２のコンダ
クタパタンに印加する電流パルスの振幅、印加位相範囲
としては第２図、第３図、第４図、第５図、第６図、第
７図に示した実施例以外にもいろいろなものが考えられ
るが第２図を用いて説明したごとき原理によりバブルを
転送し得るものであればすべて本発明に含まれることは
いうまでもない。

上述した本発明の実施例ではループ状転送路が磁性薄膜
に選択的にイオン注入を施すことにより形成された磁気
バブル素子を示したが、第１のループ状転送路ならびに
第２のループ状転送路がパーマロイ等の軟磁性バタンで
形成された磁気バブル素子においても本発明を実施すれ
ば同様の効果が得られることは明白である。

本発明の磁気バブルトランスファゲートは長手方向に間
隙を隔てて形成されたループ状転送路間におけるバブル
のスワップ動作が可能な磁気バブルトランスファーゲー
トが実現できるので、メモリ領域の有効利用とサイクル
タイムの短縮を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のオンチップキャッシュ方式を採用した磁
気バブル素子の模式図、第２図は本発明の第１の実施例
を示ず正面図、第３図は本発明の第２の実施例を示す正
面図、第４図は本発明の第３の実施例を示す正面図、第
５図は本発明の第４の実施例を示す正面図、第６図は本
発明の第５の実施例を示す正面図、第７図は本発明の第
６の実施例を示す正面図である。 １・・・・・・磁気バブル発生器、２・・・・・・磁気
バブル検出器、３・・・・・・メジャー転送路、４・・
・・・・キャッシュ用マイナーループ、５・・・・・・
ストレージ用マイナーループ、６・・団・第１の磁気バ
ブルトランスファーゲート、７・・・・・・第２の磁気
バブルトランスファーゲート、８・・・・・・磁性薄膜
、９・・・・・・バイアス磁ｂ”ｆ方向、１０・・・・
・・第１のループ状転送路、１１・・・・・・第２のル
ープ状転送路、１２・・・・・・第１のコンダクタバタ
ン、１３・・・・・・第２のコンダクタバタン、１４゜
ｉ　訃−−−−・電流パルス印加方向ｓ　］　６　、　
Ｌ７はパタン凹部、１８．１９，２０，２１，４３，４
４・・・・・・回転磁界方向、２３１２４．２５，２６
，２７，２８，２９，３０・・・・・・バブル位置、３
１．３２・・・・・・印加位相範囲、４０・・・・・・
電気的絶縁育、４１，４２・・・・・・コーナー凸起部
、４５．４Ｆｌ・・・・・・ティップ部、４７，４８・
・・・・・カスプ部、４９・・・・・・屈曲部、５０，
５１・・・・・・切込部、榮１　図 第２図 ０ ７００ 第３図 ２７０＃ 第４図 第５図 ２７０’ 第６図 ２７θ０ 第７図 ２７θ６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）磁気バブルを保持し得る磁性薄膜上の長手方向に
   間隙部を隔【て配列した複数個のループ状転送路と、隣
   接する前記ループ状転送路の相互間の間隙部にパタン凹
   部を有する蛇行型形状および切込部を有する第１の帯型
   形状および開孔部を有する第２の帯型形状の少なくとも
   １つの形状を有し前記パターン凹部および切込部および
   開孔部が隣接する一対の前記ループ状転送路を橋絡する
   一対のコンダクタパタンとを含むことを特徴とする磁気
   バブルトランスファーゲート。 （２、特許請求の範囲第（１）項記載のループ状転送路
   がそれぞれ磁性薄膜に選択的にイオン注入されたパタン
   により形成されていることを特徴とする特許請求の範囲
   第（１）項記載の磁気バブルトランスファーゲート。