JPS61190776A - 磁気バブルメモリデバイスのゲ−ト構造 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子計算装置あるいはその端末機等の記憶装置
として用いられる磁気バブルメモリデバイス、特にその
ゲート構造に関する。

〔従来の技術〕

磁気バブルメモリデバイスは磁気バブルが磁界により一
軸異方性を有する磁性薄膜内を自由に動かすことができ
ることを利用したものであって、第６図に示す如く、磁
性ガーネット等の薄膜にパーマロイ薄膜又はイオン注入
法によって形成されたバブル転送路をもつ素子１と、バ
ブルを転送路に沿って駆動するための回転磁界を発生す
る直交した２個のコイル２及び３と、バブルを安定に保
持するためのバイアス磁界発生用の磁石４及び５とシー
ルドケース６等により構成されている。

このような磁気バブルメモリデバイスにおいてバブル転
送路の作成方法としてパーマロイ薄膜による方法とイオ
ン注入法とがあるが前者の場合にはそのホトリソグラフ
ィの寸法精度に限度があり、記憶密度を９大きくできな
いという欠点がある。イオン注入法によれば極小のパタ
ーンが作成でき記憶密度を高くすることができる。しか
し、その反面、メジャーマイナー構成の転送路全体をイ
オン注入法で作成すると、そのトランスファ、レプリケ
ート等のファンクションゲートの動作マージンがパーマ
ロイバブルデバイスの場合よりも小さくなるという欠点
がある。そこでバブル転送路をイオン注入法で形成した
イオン注入バブルデバイスと、ゲー）１をパーマロイで
形成したパーマロイバブルデバイスとを合成した混成型
バブルデバイスが開発されている。

第７図はイオン注入バブルデバイスとパーマロイバブル
デバイスとを合成したバブルデバイスの従来のレプリケ
ートゲートを示す図であり、ａは平面図、ｂは断面図を
それぞれ示す。同図において、７はピカクスパーマロイ
パターン、８．８′は棒状パーマロイパターン、９，９
′はハーフディスクパーマロイパターン、１０はマイナ
ーループ、１１はコンダクタパターン、１２は磁気バブ
ル結晶、１３はイオン注入領域、１４及び１５はスペー
サをそれぞれ示している。

このレプリケートゲートは磁気バブル結晶１２にイオン
注入法によって、非イオン注入領域のマイナーループ１
０が形成され、その上にスペーサ１４を介してＵ字状の
コンダクタパターン１１が形成され、さらにその上にス
ペーサ１５を介してパーマロイパターン？、　　８．　
８’、　　９．　９’で構成されるメジャーラインが形
成されており、ピカクスバーマロイパターン７はマイナ
ーループ１０のカスブ１０ａと対向し、コンダクタパタ
ーン１１は両者を結んだ線上に配置されている。

このような従来のレプリケートゲートではその動作時に
バブルをストレッチする電流と、バブルを切断する電流
の両極性のパルスが必要であり、このため周辺回路が複
雑化するという欠点があった。

そこで本願出願人はこのような欠点を解消すべく、先に
、単極性のパルス電流で駆動されるレプリケートゲート
を有する磁気バブルメモリデバイスを提案したく特開昭
５９−１６２６８３号）。

それによればそのレプリケート・トランスファゲートに
は、メジャーラインのゲート用パーマロイパターンから
マイナーループのカスブへ到り、そこでヘアピンループ
を形成して折り返し、再びゲート用パターンに戻り、さ
らにゲート用パターン内で折り返して形成されたつづら
折れ形のコンダクタパターンが設けられている。

第８図は上記特開昭５９−１６２６８３号に開示された
磁気バブルメモリデバイスを示し、（ａ）はそのレプリ
ケート・トランスファゲートの平面図、（ｂ）は結晶の
磁化容易軸方向及び駆動磁界の回転方向を示す図である
。同図において、２０はイオン注入領域、２１はマイナ
ーループ、２２はピカクスパーマロイパターン、２３は
コンダクタパターン、２４はパーマロイのハーフディス
クパターンによるメジャーライン、Ｈｌｌは駆動磁界を
それぞれ示す。

磁気バブル結晶のイオン注入領域２０にマイナループ２
１が形成され、非イオン注入領域にメジャーラインの一
部を構成するピカクスパーマロイパターン２２及びメジ
ャーライン２４が形成され、さらにマイナーループ２１
とピカクスパターン２２との間にレプリケート・トラン
スファゲートとなるコンダクタパターン２３が設けられ
ている。このコンダクタパターンはピカクスパターン２
２の頂部の中心より外れた位置からマイ；戸に一プ２１
のカスプ２１ａに到り、ここでヘアピンループを形成し
て折り返し、再びピカクスパターン２２へ戻り、さらに
ビカクスバクーンの頂部のほぼ中央にヘアピンループを
形成するように折り返して、いわゆるつづら折り状に形
成される。

このように構成されたレプリケート・トランスファゲー
トの動作を簡単に説明するに、このゲートを駆動するパ
ルス電流波形は例えば第９図に示す如きパルスＩとパル
ス■の同極性の２つのパルスで構成され、パルス■はペ
デスタル付きパルスである。第１０図（ａ）〜（ｆ）は
動作説明図であり、（ａ′）〜（ｆ′）は（ａ）〜（ｆ
）に対応する回転駆動磁界の方向を示す。

第１０図において、まず（ａ）、　（ａ　’　）の如く
駆動磁界が一９０″の方向のとき、バブルはマイナール
ープ２１のカスプ２１ａに来るが、このときコンダクタ
パターン２３にパルス■を流すとバブル２５はヘアピン
状のコンダクタパターン内に引き伸ばされビカクスパタ
ーン２２の右肩に達する。

そこでノ＜ｔｙス■がＯＦＦとなると（ｂ）、（ｂ′）
図の如くバブル２５はピカクスパターン２２の右肩部に
吸引される。次いで（ｃ）、　（ｃ　’　）図の如く駆
動磁界ががＯ″の方向のとなるとバブル２５はピカクス
パターン２２の頂部に伸長される０次に駆動磁界が（ｄ
′）図の如き位置となると、（ｄ）図の如くコンダクタ
パターン２３にパルス■が流れることにより、バブルは
ピカクスパターン２２の中央に位！するコンダクタパタ
ーンのヘアピンループにより切断され２５′及び２５＃
となる６次いで駆動磁界の進行によりバブル２５′は（
ｅ）図の如くビカクスパターン２２上を移動し、さらに
パルス■がＯＦＦとなると（ｆ）図の如くバブル２５′
はメジャーライン２４へ転送され、バブル２５“はマイ
ナーループ２１のカスプ２１ａに戻る。このときマイナ
ーループ２１のカスプ２１ａは吸引であり、ピカクスパ
ターン２２の肩部は反撥であるためマイナーループ２１
へのバブルの返還は円滑に行なわれる。このようにして
レプリケート動作は完了する。

尚、トランスファ動作の場合には（ｃ）　、　（ｄ）に
おけるバブルの引き伸ばし、分割が行われず、（ｂ）に
おけるバブル２５はバブル２５′の軌跡に沿って転送さ
れる。

以上の如くして駆動磁界を制御することにより１個のゲ
ートでトランスファ動作とレプリケート動作とを達成す
ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに上述の如きレプリケート・トランスファゲート
においてはバブルの転送はマイナーループからメジャー
ループに向かうトランスファアウトしか行えず、従って
メジャーループからマイナループに転送するトランスフ
ァインは行えず、従ってトランスファイン用のゲートを
別個に設けなければならなかった。更にまた、トランス
ファイン動作を行うためにはマイ枦光−プ内の所定の位
置のバブルを予じめ消去する必要があるが従来はバブル
消去用のアナイアレータも同様に別個に設ける必要があ
り、ゲートの数が多くならざるを得なかった。

本発明の解決すべき課題は、上述の如き点に鑑み、如何
にしてトランスファイン、トランスファアウト動作、ア
ナイアレート動作、及びレプリケート動作を単一のゲー
トで実行できるようにするかということにある。

トランスファ動作を行うためにはアナイアレート動作を
可能にすることが前提であり、従って本発明の第１の目
的はアナイアレート動作を行い得るレプリケート・トラ
ンスファゲートを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するために本発明によればマイナール
ープとメジャーループのゲート部とにまたがって延びる
磁気バブル引き伸し用コンダクタパターンにはゲート動
作を行うマイＹ飛−ブのカスプの近傍に磁気バブル消去
用の凹所が形成されている。

〔実施例〕

以下、本発明の好ましい実施例につき説明する。

第１図〜第５図は本発明の一実施例を示すもので第８図
と同一部品は同一番号で示し説明を省略する０本発明に
よればマイナーレープ２１のカスプ２１ａの近傍におい
てコンダクタパターン２３には切欠きあるいは凹所３０
が形成される。凹所３０はパターン２３のパターン幅を
局部的に狭くした部分３１を形成し、そこを通る電流密
度を高め、それにより発生する磁界を大きくするための
ものである。即ち、本発明は凹所３０の有無により第８
図のものから区別される。凹所３０はマイシルーブ２１
とオーバラップする位置にあることが必須で、かつマイ
料ループ内でのバブルの転送方向に見てカスプ２１ａよ
り上流側に位置する。図示の例ではバブル３５はマイナ
ーレープに沿って反時計回りに転送されるが、転送方向
が逆の場合（時計回り）には凹所３０もコンダクタパタ
ーン２３の反対側（右側）の２叉部に設けられる。マイ
ナーループ２１内を転送され凹所３０内にきた磁気バプ
ル３５はそこを通過する際狭幅部分３１付近で発生する
強いコラプス磁界のため消めつされる。

尚メジャーラインは書き込み、読み出し兼用となってい
る。また、図示の例ではゲートは４ビツトおきに４ブロ
ンクで１つのメモリブロックを構成している。

以下、凹所３０の作用につきアナイアレート・トランス
ファイン動作を例にとり説明する。（第２図〜第５図）
。

第２図（ｂ）に示す如く回転磁界がθ＝−１８０”の時
からパルス電流をコンダクタに流し始める。

電流■の方向はコンダクタパターンのヘアピン領域Ｓに
バブルがある場合にそのバブルがストライプとなる（引
き伸ばされる）方向である。この時メジャーループのバ
ブルはｂの位置マイナーループ内のバブルはａの位置に
おり、マイナーループ内でバブルａに隣接するバブルは
ａ′とａ″とする。やがて位相が更に９０°進みθ＝−
９０’となった時（第３図）ｂのバブルはヘアピン領域
Ｓ内で電流によってマイナーループの方向へ伸び、一方
ａにあったバブルは凹所３０にきて前述の如（電流によ
るコラプス磁界で消めつしてしまう。

この後θ＝９０’となった時（第４図）に電流■を切る
。尚、このタイミングはピカクスパターン２２の右肩部
が反発磁極となるように予じめ定められている。従って
ヘアピン領域Ｓ内のバブルはマイナ−ル内へ押しやられ
トランスファイン動作が完了する。

以上の如くしてマイナーループ内の所定のバブルａはメ
ジャーループ内のバブルｂに置換えられるのでスワップ
動作と同じ書き換え動作が実行されるたことになる。マ
イナーループ内のバブルａはいづれ捨てられるべきもの
なので消めつさせても問題はない。尚、以上のトランス
ファイン動作の駆動パルス波形はθ＝−１８０”からθ
＝９０’までの単一極性のパルスである。（第５図参照
）レプリケート動作については第１０図について説明し
た方法と全く同一の方法により実行できる。

〔発明の効果〕

以上の如く本発明によれば単一のゲートでトランスファ
イン、トランスファアウト、レプリケート、アナイアレ
ートの各動作を実行でき、従って単一のゲートでメモリ
に必要な書き換えと非破壊読み出しが可能となりデバイ
ス全体として従来よりもゲート数を半分にへらすことが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る磁気バブルメモリデバイスのゲー
ト構造を拡大して示す図解的平面図、第２図〜第４図は
本発明におけるゲート構造のトランスファイン動作の各
工程を説明する図、第５図はトランスファイン動作を実
行するための駆動パルスの波形を示す図、第６図は従来
の磁気バブルメモリデバスイを説明するための図、第７
図は従来のイオン注入バブルデバイスとパーマロイバブ
ルデバイスとを合成したバブルデバイスにおけるレプリ
ケートゲートを説明するための図、第８図は本願出願人
の先願に開示した磁気バブルメモリデバイスのレプリケ
ートゲートを説明するための図、第９図は第８図の駆動
パルスの波形を示す図、第１０図はその動作説明図。 ２０・・・イオン注入領域、２１・・・マイナーループ
、２２・・・ピカクスパーマロイパターン、２３・・・
コンダクタパターン、２４・・・メジャーライン、３０
・・・凹所。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. イオン注入転送パターンで構成したマイナーループとパ
   ーマロイ転送パターンで構成したメジャーループのゲー
   ト部とを有し、上記マイナーループとメジャーループの
   ゲート部とにまたがって延び該両者間で磁気バブルを引
   き伸ばすコンダクタパターンとを有する混成型の磁気バ
   ブルメモリデバイスにおいて、上記コンダクタパターン
   にはゲート動作を行うマイナーループのカスプの近傍に
   磁気バブル消去用の凹所が形成されていることを特徴と
   する磁気バブルメモリデバイス。