JPS6059667B2 - 磁気バブル装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気バブル装置に関するものであり、更に詳し
くは、磁気バブルチップの改良に関する。

半導体集積回路技術をはじめとする、電子技術の著しい
発展に支えられて、電子計算機は急速に小型化し高速度
化されている。

またその信頼度も回路素子のソリッドステート化によつ
て著しく向上している。さらに電子計算機の利用が進む
につれて記憶装置の記憶容量も年々増加の一途をたどつ
ており、記憶に要する単価の低減とアクセス時間の短縮
が強く要望されている。大容量の情報を確実に記憶保持
するためには、信頼度の高い不揮発性の大容量メモリ装
置が必要であるが、揮発性の半導体メモリをもつて実現
することは不可能であり、又不揮発性ながらも、磁気テ
ープ装置、磁気ディスク装置などは、可動部分を有する
という致命的な欠陥を有しており、これも信頼度の面で
ニーズに適合したメモリ装置と言い難い。

以上のような技術的背景に鑑みて発明されたのが磁気バ
ブルである。

一軸磁気異方性を有するガーネットまたは、オルソフェ
ライト等の磁性薄板面に垂直に適当な大きさのバイアス
磁界を印加すると、円筒状磁区所謂磁気バブルが発生す
る。

この磁気バブル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、不揮発性であること。

全固体素子であること。大容量化が可能であること。比
較的高速であること等の理由から、これらの特性を生カ
ルた分野において、その実用化が急速に進められている
。この磁気バブル利用装置においては、磁気バブルの発
生、転送、分割、拡大、検出、消去等の各種機能が必要
とされる。

さらにはまた磁気バブルを磁性薄板内において安定に存
在させるための、バイアス磁界印加手段、磁気バブルを
磁性薄板内において、磁性薄板上に形成された磁性体パ
ターンの基に移動させるための回転磁界印加手段を必要
とする。第１図に磁気バブル利用装置に使用される磁気
バブルチップの代表的な構成例を示す。

図示された構成は所謂メジヤーマイナーループ構成と称
されるもので、図中１はメジャーループ、２はマイナー
ループ、３は検出器、４は発生器、５は複製器、６は消
滅器、７はトランスファゲートを夫々示している。

尚図において実線は磁気バブル磁性薄板上に形成された
パーマロイパターンによる磁気バブル転送路、破線は同
じく薄板上に形成された金等からなる導体パターンであ
る。動作は次のようにして行なわれる。先す書込むべき
情報に応じて発生器４を構成する導体パターンのループ
内にバイアス磁界を実効的に弱める方向に電流を供給し
て、該ループ内に磁気バブルを発生させる。

発生した磁気バブルは、磁性薄板の面内方向において回
転する駆動磁界により、メジャーループ１上を転送され
各マイナーループ２の対向する位置に１情報分（例えば
１ワード分）整列される。このときトランスファゲート
７を構成する導体パターンに電流を供給して、メジャー
ループ１上の磁気バブル群を各マイナーループ２内へ送
り込む。各マイナーループ２内へ送り込まれた磁気バブ
ルは駆動磁界により、マイナーループ２内を巡回しはじ
め、情報の格納が終了する。次に情報の読出しは、読出
すべき各マイナーループ２内へ磁気バブル群が、トラン
スファゲート７に対向する位置に到来した時点で導体パ
ターンに通電してメジャーループ１上へ転送する。

メジャーループ上に転送された磁気バブル列は駆動磁界
により、順次転送されて複製器５に至る。複製器５では
到来する磁気バブルを２個に分割し、１個をパーマロイ
パターンにそつて検出器３へ、他の１個をメジャールー
プ１を介して再び、マイナーループへ送り出す。検出器
３は順次到来する磁気バブルを検出効率を上げるために
拡大し、例えばこれが到来したことによる磁気抵抗素子
の磁気抵抗変化を電圧の変化として読出す。尚読出した
後、その情報を消去し、新たな別の情報を書込む場合は
、分割後の磁気バブルをメジャーループ上の消滅器６に
よつて消去するとともに、新たな別の情報を発生器４に
より書込む。第２図は第１図に示す磁気バブルチップを
収容するパッケージの構成図である。

図において８は磁気バブルチップ、９はチップ塔載プレ
ーン、１０は駆動磁界発生用ＸＹコイル、１１はフェラ
イトヨーク、１２はバイアス磁界印加用薄板マグネット
、１３はシールドケースである。駆動磁界発生用ＸＹコ
イルには第３図ａに示す如き９０界位相のずれた三角波
電流が各コイルに印加されて、同図ｂに示すような方形
の回転磁界軌跡を得る。この三角波電流による駆動の特
徴は、駆動回路が簡単なこと、部品点数が少ないこと、
駆動電圧が低くて重いこと、集積化が容易なこと等、正
弦波電流による駆動に比べ種々の長所を備えている。本
発明は上述の磁気バブル装置の、特に磁気バブルチップ
の改良に関するものである。磁気バブルチップは上述の
ように発生器、転送路、トランスファゲート、分割器、
複製器、ストレッチャー、検出器、消去器等、種々の機
能パターンを具えて構成される。

そしてこれらの各機能パターンは夫々異なる動作マージ
ンを有しており、総合動作マージンは各動作マージンの
上限、下限によつて決定される。

第４図は従来の磁気バブル装置の動作マージン特性曲線
を示す。図において、横軸Ｈｒは駆動磁界、縦軸怖はバ
イアス磁界を示し、曲線Ａは転送路のマージン曲線を、
また曲線Ｂはストレッチャーのマージン曲線を、またＣ
はある駆動磁界のもとでの総合動作マージン幅を夫々示
している。磁気バブルチップの総合動作マージンは、例
えばその上限がストレッチャーの動作マージンにより決
定され、その下限が転送路の動作マージンにより決定さ
れる。従つて総合動作マージンは図から明らかなように
非常に狭いものになつている。

本発明の目的は、磁気バブルチップを改良することで、
磁気バブル装置の総合動作マージンを拡大し、以つて安
定な磁気バブル装置を実現することにある。

本発明の目的は少なくとも磁気バブルを発生する発生器
と磁気バブルを転送する転送路と、磁気バブルを検出す
る検出器を有してなる磁気バブルチップと、該磁気バブ
ルチップにバイアス磁界を印加するバイアス磁界発生手
段とを具備してなる磁気バブル装置において、上記磁気
バブルチップの発生器、転送路、検出器が形成された面
の反対側の面に上記バイアス磁界を局所的に変えるため
の導体パターンを形成した磁気バブル装置とすることに
よつて達成できる。

以下本発明を図面により説明する。

第５図は本発明にかかる磁気バブル装置の一実施例を示
す概念図である。

図において、１４は本発明の特徴とするバイアス磁界を
局所的に弱めるための裏面導体パターンである。その他
の番号は第１図のものをそのまま援用しているが、尚検
出部を明確に表現するために、第１図における検出器３
を導体パターンからなる検出パターン３″とパーマロイ
パターンからなるストレッチャーパターン３″に分けて
図示している。磁気バブルの動作については、従来方式
と何ら変わらないので、ここでの説明は省略する。

第１図と異なることは、検出器パターン３″、ストレッ
チャーパターン３″からなる検出部を一点鎖線で示す導
体パターン１４で包囲したことにある。すなわち本実施
例によれば、磁気バブルチップ表面の検出部を包囲する
ようにチップ裏面に、バイアス磁界を弱めるための導体
パターン１４を配置したのである。この導体パターン１
４内部に磁気バブルチップの面に垂直方向に印加された
、バイアス磁界を弱める方向の電流を供給することによ
り、ストレッチャーの動作マージン曲線を、シフトアッ
プさせたものである。第６図は、第５図に示す検出部の
拡大された実施例を示す。

尚第６図では検出部が２組あるものについて示すが、原
理は第５図に示す実施例と同様である。第６図において
、裏面導体パターン１４は破線で示す。

導体パターン１４は、磁気バブル薄膜用磁気バブル結晶
（ＧＧＧ査板）の裏面に、例えば蒸着によりパターン形
成される。第７図は本発明を適用した磁気バブルチップ
の動作マージン特性曲線を示す。

図中横軸Ｈｒは駆動磁界、縦軸Ｈｂはバイアス磁界を示
している。転送路のマージン曲線Ａは第４図示のものと
全く同様であるが、ストレッチャーのマージン曲線Ｂ″
は高バイアス側にシフトされ、その結果総合動作マージ
ン幅Ｃ″は第４図示の従来のものに比べ、明らかに拡大
されている。以上説明したように、本発明によれば従来
の磁気バブル装置に比べ、総合動作マージンの拡大され
た、従つて動作の安定な磁気バブル装置を実現すること
ができる。

また、本発明は別途バイアス磁界調整用のコイルを形成
したプリント基板等を設ける必要がないので構造が簡単
であり、しかもバブルチップの表面に形成された種々の
機能パターン（発生器、転送ろ、ストレッチャー等）の
内の必要な部分に対してのみ、その丁度裏面に導体パタ
ーンを形成し、局所的なバイアス磁界調整が簡単、確実
にできる利点がある。

尚上述の実施例では、裏面の導体パターンを検出部に適
用したものについて述べたが、勿論本発明はこれに限定
されるものではなく、例えばやはり総合動作マージンの
上限を決定している磁気バブルの転送路を変更するトラ
ンスファゲート部、更に検出器とトランスファゲート部
に配置しても有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気バブルチップの代表的な構成例を示す図、
第２図は磁気バブルチップを収容する、パッケージの構
成図、第３図は磁気バブル駆動磁界発生用電流波形およ
びその駆動磁界軌跡を示す図、第４図は従来の磁気バブ
ル装置の動作マージン特性曲線を示す図、第５図は本発
明にかかる磁気バブル装置の一実施例を示す概念図、第
６図は第５図に示す検出部の拡大された実施例を示す図
、第７図は本発明を適用した磁気バブルチップの動作マ
ージン特性曲線を示す図である。 図において、１はメジャーループ、２はマイナーループ
、３は検出器、４は発生器、５は複製器、６は消滅器、
７はトランスファゲート、１４は裏面導体パターンであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 少なくとも磁気バブルを発生する発生器、磁気バブ
   ルを転送する転送路、磁気バブルを検出する検出器を有
   してなる磁気バブルチップと、該磁気バブルチップにバ
   イアス磁界を印加するバイアス磁気発生手段とを具備し
   てなる磁気バブル装置において、上記磁気バブルチップ
   の発生器、転送路、検出器が形成された面の反対側の面
   に、上記バイアス磁界を局所的に変えるための導体パタ
   ーンを形成したことを特徴とする磁気バブル装置。