JPS62192088A - ハイブリツド技術の磁気バブルメモリ - 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】 本発明はハイブリッド技術の磁気バブルメモリに関し、
エリ詳細には、磁気バブルが堆積されたパターンを有す
る領域から非注入領域に伝搬されることができる接合に
関するものでああ。

以後かかる接合はパーマロイ注入接合を表わしている、
ＰＩまたはＰＩＪｉ台と略称される。

磁気バブルメモ１７　［おいて磁気バブルは、非磁性単
結晶ガーネツＩ−Ｖｃ工って支持された磁性ガーネット
からなるフィルムのごとき、単結晶磁性層内に収容され
る。バブルは単結晶磁性層の残部の磁化と反対の磁化を
有する略円筒伏絶縁磁性区域の形を取る。磁気バブルは
磁性層の平面に対して垂直な連続磁界Ｈの印加によって
安定していａｌ る。実際に、磁界は永久磁石に工って咋られ、永久磁石
はかくしてバブルメモリ内に収容される情報の不揮発性
を保証する。

バブルはａ上層の表面と平行な方向における連続回転界
ＨＴの印加に工って移辿される。バブルはいわゆる伝搬
パターンのまわりで移動する。

かかるパターンは円板、菱形、三角形、Ｔ形等の形を取
りそして磁性層を被僅する絶縁層上に堆積される鉄およ
びニッケルを基礎とした材料から作られるか、またはこ
の工つなパターンの形状が画成されろことができるマス
クＶＣ工って、磁性層の上方部分における注入に工って
得られることができる。後者の場合に、イオン注入はモ
チーフのまわりに単に実行されるので、かかるパターン
は非注入パターンと呼ばれる。云にパターンは一般に互
いに隣接し、それらの形状のため、２つの隣接パターン
はそれらの間に２つのキャビティまたは中空部を制限す
る。

かかるパターンに沿うバブルの運動は一般に平面磁界Ｈ
Ｔの回転周期の１／３に等しい存続時間だけ行なわれ、
バブルはサイクルの残部中２つの隣接するパターン間に
画成されたキャビティ内で不動のままである。キャビテ
ィはいわゆる安定位置を形成する。この方法において２
値情報「１」がバブルの存在によって示されかつ２１直
情報「０」がバブルの不存圧によって示されるシフトレ
ジスタが発生される。

これらの伝搬パターンに加えて、導電体が書込み、情報
記録、非破壊読取り、レジスタからレジスタへの転送お
工び消去のバブルメモＩＪ　ｌｆｉ能を生ずる工うに使
用されねばならない。

第１図は公知の磁気バブルメモリの構造を略示する。こ
の構造は情報記憶に使用されるマイナループとして知ら
れるループ構体からなり、これらのループは互いに平行
でかつ磁性材料の容易な磁化の軸線〒〒２に沿って配置
される。谷マイナルーブは交換ゲート４□、・参・、４
ｎによって一端で磁気バブル発生′ａ８からなるメジャ
曹込みループ６に接続される。メジャ書込みループ６は
マイナループの細線に対して垂直な軸線に沿って整列さ
れ、各交換ゲートはマイナループへの情報の遵込みを許
容する。

各マイナループはまた複製ゲート１０□、壽拳番、１０
ｎＫよってメジャ曹込みループ６と平行なメジャ読取り
ループ１２１Ｃ接続される。このメジャ１洸取りループ
１２は読取り手段を形成する検出器１４ＶＣおいて終端
する。

ハイブリッド技術の磁気バブルメモリは堆積パターンか
らなる２つの領域１６．１８および非注入パターンから
なる領域２０からなる。バブルメモリのすべての要素は
、その各々が６つの領域にわたって延在するマイナルー
ブ金除いて、領域１６および１８内にのみ収容される。

それゆえ各マイナループは櫨々の領域の横たわる云ｗｉ
路間の接合を形成する４つの接合、ＩＰＪ−Ｅ、ＰＩＪ
−ＪＰＩＪ−Ｄお工びＩＰ、Ｔ−Ｄからなる。

本発明は堆積パターンによって画成された伝搬路から非
注入パターンＶｃ工って画成された伝搬路に磁気バブル
を通過させることができる接合、第１図の接合ＰＩＪ−
Ｅお！びＰｌ、Ｔ−ＤＫ関スル。

かかる接合はヒタチにエリ１９８２年１２月３日に出願
されたヨーロッパ特許出願第Ｎ２−０８１２１５号によ
り詳細に記載されている。第２図お工び第３図はそれぞ
れこの引用例の教示によるＰＩ−２お工びＰＩ−Ｄ接合
を示す。

各図において、第１伝搬路は一連の堆積パターン２２．
２４および２６Ｖｃよって画成され、第２伝搬路は注入
領域３０と非注入領域５２との間の境界２８Ｖｃよって
画成される。２つの伝搬路は一般に平行な方向および堆
積パターン２６ＶＣおけるオーバラップを有する。

接合は２つの伝搬路間のオーバラップ領域３４によって
画成される。これｈｍ磁気バブル直径の面においてかな
りの長さを有し、この長さは実質上堆積パターン２６の
長さに等しい。

第２図および第３図に示した接合はまた、注入領域と非
注入領域との間の境界を生ずるように屈曲される堆積パ
ターン２６の特別な形状および第２伝搬路の開始の直前
ＩＣある境界２８の部分３６の特別な方向によって特徴
づけられる。かかる部分５６は第１および第２伝搬路の
軸線に対して垂直な方向を有する。

講２図および第３図に示した接合の第１変形例はヒタチ
に１９８５年６月２５日に付与されたアメリカ合衆国特
許第４．５２５．８０８号に開示されている。この引用
例の目的は、第１伝搬路から第２伝搬路への磁気バブル
の通過のため磁界Ｈ上にａｌ 良好な位相マージンを得るように、注入および非注入領
域間の境界の部分３６の方向を変更することにある。

他の変形例はまた、１９８４年９月に発行され７’ｊ　
Ｉ　ｇ　ｇ　２・トランザクションズ−オン・マグネテ
ィクス、第ＭＡＧ２０巻、第５号のエヌ・コダマ等ＶＣ
よる論文「ハイブリッドバブルデバイスにおけるイオン
注入およびパーマロイ伝搬路間の接合特性」に記載され
ている。これは磁性材料の容易な磁化軸１線に沿う境界
部分３６の方向付けお工びかなりの容積の堆積パターン
２６の使用を示唆している。

ＰＩ接接合他の改良は、１９８４年９月に発行されたＩ
ＥＥＥ・トランザクションズ・オン争マグネティクス、
第ＭＡＧ２０巻、第５号のエム争オーハシ等による論文
「ハイブリッドバブルメモリデバイスにおける２μｍ周
期のマイナループの設計」に開示されている。この論文
においてはその方向が伝搬路の配列の軸線に対して画面
である接合が勧められている。

それゆえ、明らかなごとく、従来においては、堆積パタ
ーンによって画成される伝搬路から注入領域と非注入領
域との間の境界によって画成される伝搬路へ磁気バブル
が転送されることができる接合は、堆積パターンの大き
さ程度の、かなりの長さにわたる堆積パターンと前記境
界との間のオーバラップによって発生される。また留意
されることは、接合が２つの伝搬路のオーバラップ領域
が磁気バブル用の安定位置を形成しない工すに磁性材料
の容易な磁化軸線に関連して方向付けられる。

留意されるべきことは、技術的観点から、かなりの長さ
にわたる伝搬路のこのオーバラップは、イオン注入に使
用されるマスクと堆積パターンのエングレーピングとの
間の僅かな並進または回転のずれがオーバラップ領域を
変形（例えば一定な幅でない）するので、技術レベル間
の型台の問題が生起するということであり、そしてこれ
は磁気バブルが第１伝搬路から第２伝搬路に通過すると
き磁界マージンＨｐｏよに損害金もたらすかも知れない
。

本発明にとくに、技術レベルの欠陥のあ口整合によるこ
れらの問題全回避すること全目途とする。

本発明の他の目的は８ｇ１伝搬路から第２云毀路への磁
気バブルの横断のためにかなりの磁界マージンを得るこ
とにある。

これらの目的は、その表面が磁気バブルの表面の大きさ
程度からなる堆積パターンと注入パターンとの間のオー
バラップの形に作られる接合によつて達成される。正し
く転送されるべき磁気バブルのために、この場合にオー
バラップ領域は磁気パブ用の安定位置を形成しなければ
ならない。本発明ＶＣよって提案される接合の構造はそ
れゆえ公知の接合の構潰とは完全に異なる。

工り正確には、本発明は、メモリの磁気材料の容易な磁
化軸線に沿って整列されかつ磁気バブル用の第１伝搬路
全形成する一連の堆積パターンお工び前記軸線に沿って
整列されかつ注入領域と非注入領域との間の境界に沿っ
て第２伝殻路を画成する一連の非注入パターンからなり
、接合がかかる伝搬路間で第１伝搬路から第２伝搬路へ
磁気バブルを通過させることができる工うになされ、か
かゐ接合が伝搬路間のオーバラップによって画成される
ものにおいて、オーバラップ領域が磁気バブルの寸法の
太き程度の表面を有しかつ各伝搬路について磁気バブル
用安定位置全形成するハイブリッド技術の磁気バブルメ
モリに関する。

好１しくけ、オーバラップ領域の各側部上の注入および
非注入領域１＋、Ｊの境界は各々メモリの磁気材料の容
易な磁化軸線と平行である。

杆部＠には、オーバラップ領域と第２伝搬路上の第１の
安定位置間の距離は非注入パターンの寸法の半分に少な
くとも等しい。

好ましくは、第１伝搬路の最終の堆積パターン４かなり
の容積を有しかつその下降部分のオーバラップ領域にお
いて１点で終端する。

本発明の特徴および利点は、添付図面を参照して以下の
例示的かつ非限定的な記載からより明瞭に得られる。

本発明によるＰＩ−Ｅ接合はまず＠４図を参照して説明
される。第４図は堆積パターン５６および最後の要素を
形成する堆積パターン６８を示すが一連の堆積パターン
の１つまたは最後の素子は磁気バブルの第１伝搬路を画
成する。また、第４図は、注入領域４０お工び非注入領
域４２間に境界４６を形成するその局部が磁気バブル用
＠２伝搬路を画成する注入領域４０を示す。２つの伝搬
路はメモリの磁性材料の容易な磁化軸線１１２と平行な
、同一全体方向を有する。

接合自体は最終の堆積パターン３８の一端と注入領域４
０との間のオーバラップ４４によって形成される。本発
明によれば、オーバラップ表面は磁気バブルの寸法ｆｃ
Ｊ質上等しく、そしてこのＬうなオーバラップ部分は２
つの伝搬路の各々についての安定位置である。

磁気バブルが第１伝搬路から第２伝搬路へ正しく転送さ
れることができる工うに、バブルはまず非注入領域と注
入領域との間の境界を横断しなければならない。かかる
横断はかなりの容積の堆積パターン３８Ｖｒ−よって公
知の方法において容易になされる。

磁気バブルは次いで堆積パターンから抜は出るために第
２云Ｆｊ路に強力に引き付けられねばならない。これは
本発明の好適な実施例においてはオーバラップ領域４４
における尖った形状にエリその下降部分において堆積パ
ターンを弱くすることに工９なされる。

第４図に示すように、オーバラップ位置において、第２
伝搬路上のバブルの安定性は、その縁部４８．５０がメ
モリの磁性材料の２つの容易な磁化軸Ｉｆｉｊ２１１お
よび〒２了と平行である注入中空部によって極めて有効
に発生される。

、Ｗ２伝搬路上のオーバラップ位ＲＶｃ続く第１注入中
空部５２０安定性は堆積パターン３８の点によって弱く
されることができる。幾つかの＠合にかかる点の影響は
同様に接合４４と中空部５２との間の磁気バブルの消滅
に至るかも知れない。これを回避するために、堆積パタ
ーン３８の点の端部と第２伝搬路上の第１安定位置との
間の距離ｄは実際に考慮すべきである。本発明によれば
、この距離は少なくともλ／２に等しく、この場合λは
第２伝搬路を画成する各非注入パターンの大きさである
。

λ／４図は堆積パターンによって画成される伝搬路から
注入領域と非注入領域との間の境界によって画成された
伝搬路に磁気バブルが通過することができる本発明によ
るＰＩ−Ｅ汲＠を示す。燭台は磁気メモリの交換ゲー）
Ｅ（第１図参照）　ＶＣ隣接するマイナルーブ上に廣た
わる。同一性質の接台は復製ゲートに隣接するマイナル
ープ上に作られる。第１図にＰＩ−ＯＫよって示される
この接合は第５図に詳細に示されている。

第５図において第４図の要素と同様な要素は同一符号を
有している。第１伝搬路は堆積パターン、最終堆積パタ
ーン３６によって画成されるが１つおよび最終堆積パタ
ーン３８が図面に示されている。第２伝搬路は注入領域
４０と非注入領域４２との間の境界４６によって画成さ
れる。２つの伝搬路ば、王としてメモリの磁性材料の容
易な磁化軸１線〒〒２と平行な、同一全体方向を有する
。

本発明によれば、２つの伝搬路間のオーバラップは磁気
バブルの表面に実質上等しい表面４４上ＩＣ作られ、か
かるオーバラップ位置は２つの伝搬路の各々の安定位置
である。

第４図におけるように、第１伝搬路の最終堆積パターン
３８は非注入領域と注入領域との間の境界を横断するよ
うに磁気バブルを助けるためにかなりの容積を有し、か
かるパターンは、堆積パターンの影響を弱めるために、
かつしたがってオーバラップ位置から第２伝搬路への磁
気バブルの転送を容易にするためにその下降位Ｈ）７（
の点において終端する。

第４図に示した接合におけるように、オーバラップ領域
４４での第２伝搬路の安定性は、その縁部４８．５０が
メモリの磁性材料の容易な磁化軸根子１２および２了了
と平行である非注入中空部によって発生される。

最後に、ｔ４４図に示した接＠におけるように、堆積パ
ターン３８の点はオーバラップ領域４４に続く第２伝搬
路上の第１注入中空部５２の安定性を弱めるようになさ
れることができる。この問題はオーバラップ領域４４と
第２伝搬路上の第１中空ＩｆＩ５５２との間の距離ｄを
少なくともλ／２に等しく固定することによって回避さ
れることができる。

この場合にλは第２伝搬路を画成する各非注入パターン
の大きさである。

その特別な実施例が第４図お工び＠５図全参照して説明
された本発明ＩＣよるｐｒ型接合は磁気バブルの大きさ
程度からなる２つの伝搬路間のオーバラップ表面からな
る。これは種々の技術レベル間の整合許容値が従来の接
合におけるよりも良好であるので、技術的観点から非常
に有利である。

従来の接合においてはオーバラップは、正しい整＠によ
りオーバラップ領域が１μｍ（磁気バブルの大きさ）程
度の直径を有する場＠に、技術レベル間の不十分な整合
の場合におけるとと同様に、このようなオーバラップ領
域が一般に０．５〜１．５μｍの間にあるので、かなり
の距離にわたって作られ、そしてこれは許容されること
ができかつ磁気バブルの横断のだめの磁界マージンＨに
実ｏｌ 室上影響を及ぼさない。

さらに、オーバラップ位置が２つの伝搬路の各々につい
ての安定位置と一致するという事実は本発明によるＰＩ
型接合に関してかなりの磁界位相マージンＨを付与する
。

ｏｌ 第６図のグラフは本発明に接合（実線）および従来の束
合（破線）Ｋついてのこのような位相マージンを示す。

磁界マージンＨｐｏｌは、回転磁界Ｈ７の強変がどの工
うであっても、従来の接合については５％を越えず、一
方位相マージンは本発明による接合については５０エル
ステツドの磁界について５チ程変からなりかつ５５工ル
ステツド以上の磁界については約１０チに達する。

【図面の簡単な説明】

第１図に従来のハイブリッド技術のバブルメモリの構造
を略示する説明図、 第２図は従来の交換ゲートにおける接合ＰＩ−Ｅを略示
する説明図、 第３図は従来の複製ゲートにおける接＠　ｐ　１−８ｔ
−略示する説明図、 簗４図は本発明にＬる接＠　ｐ　ニー　（３２を略示す
る説明図、 １５図は本発明による接＠ｐ　ニー　Ｄを略示すめ説明
図、第６図は公知の接合および本発明に＝る接＠につい
て第１伝搬路から第２伝搬路への磁気バブルの転送のた
めの分極磁界日　　上の位相マｏｌ −ジンを示すグラフである。 図中、符号３８．３６は堆積パターン、４０ｒ［：注入
領域、４２は非注入領域、４４はオーバラップ（接合）
、４６は境界である。 一パ　　、 代理人　弁理士　佐　々　木　びＪ・　隆　　七（外３
名）″

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）メモリの磁気材料の容易な磁化軸線に沿つて整列
   されかつ磁気バブル用の第１伝搬路を形成する一連の堆
   積パターンおよび前記軸線に沿つて整列されかつ注入領
   域と非注入領域との間の境界に沿つて第２伝搬路を画成
   する一連の非注入パターンからなり、接合がかかる伝搬
   路間で第１伝搬路から第２伝搬路へ磁気バブルを通過さ
   せることができるようになされ、かかる接合が前記伝搬
   路間のオーバラップによつて画成されるハイブリッド技
   術の磁気バブルメモリにおいて、前記オーバラップ領域
   が磁気バブルの寸法の大きさ程度の表面を有しかつ各伝
   搬路について磁気バブル用安定位置を形成することを特
   徴とするハイブリッド技術の磁気バブルメモリ。 （２）前記オーバラップ領域において前記第２伝搬路は
   その縁部がメモリの磁気材料の容易な磁化軸線と各々平
   行である注入中空部を有することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載のハイブリッド技術の磁気バブルメ
   モリ。 （８）前記オーバラップ領域と前記第２伝搬路上の第１
   安定位置との間の間隔は前記オーバラップ領域が前記第
   ２伝搬路を画成するパターンの各非注入パターンの寸法
   の半分に少なくとも等しいことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のバイブリッド技術の磁気バブルメモ
   リ。 （４）前記第１伝搬路の最終堆積パターンはかなりの容
   積を有しかつその下降部分の前記オーバラップ領域にお
   ける１点において終端することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のバイブリッド技術の磁気バブルメモ
   リ。 （５）前記オーバラップ領域と前記第２伝搬路上の第１
   安定位置との間の間隔は前記オーバラップ領域が前記第
   ２伝搬路を画成するパターンの各非注入パターンの寸法
   の半分に少なくとも等しいことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項に記載のハイブリッド技術の磁気バブルメモ
   リ。 （６）前記第１伝搬路の最終堆積パターンはかなりの容
   積を有しかつ前記オーバラップ領域における１点におい
   て終端することを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
   載のハイブリッド技術の磁気バブルメモリ。 （７）前記第１伝搬路の最終堆積パターンはかなりの容
   積を有しかつ前記オーバラップ領域における１点におい
   て終端することを特徴とする特許請求の範囲第５項に記
   載のハイブリッド技術の磁気バブルメモリ。