JPS6252396B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は磁気抵抗検出器、さらに詳細には、単
一磁壁ドメインを検出する磁気抵抗検出器に関す
る。

面内回転磁界により磁性体の層内を動く単一磁
壁を持つ磁気ドメイン（バブル）を検出する検出
器は、従来からも数多く知られている。このよう
な検出器の最も一般的なものは、磁気バブル装置
内に用いられるパーマロイ材の磁気抵抗特性によ
るものである。この場合、先づ、磁気バブルを拡
大し、その後、これを磁気抵抗素子と磁気的に結
合させて、この素子の抵抗変化を検出するように
成している。バブルを拡大するか、又は複数のバ
ブルを用いるということは、素子内に十分な抵抗
変化を起して、検出の信頼性を増すものである。
このように拡大したバブル又は複数のバブルを利
用する検出器の例は、米国特許第3781832号及び
第3858189号に開示されている。

良く用いられている検出器の１つには、検出す
る前に先づバブルを拡大するために、シエブロン
素子等のトランスフア（伝播）素子を複数行用い
ているものがある。この場合、バブルは、拡大さ
れてから磁気抵抗特性を持つパーマロイ材で作ら
れ、連結されたシエブロン素子へ伝播される。こ
の種の検出器は、シエブロン素子の形状の改良と
ともに、米国特許第4019177号に開示されてい
る。

磁気バブルメモリにおいては、２つの独立した
バブル流を単一の流れ乃至列に合流させてから検
出するのが一般的である。各流れ内のバブルは、
他方の流れの中のバブルとは離間し又位相もずれ
ているため、前記のように合流させても各流れ内
のデータに関して相互干渉を起すことはない。こ
のようにして、単一の流れのデータは拡大器と、
検出段となる連結シエブロン素子とを有する検出
器に送られる。この種の検出器では、連結シエブ
ロンの付加的な行を持つていることも良くあり、
これを“ダミー”検出器として用いている。この
ダミー検出器は電気的に検出段に結合しており、
ノイズの除去、たとえば面内回転磁界の影響を除
くようになつている。検出段とダミー段の２つの
端子は、チツプ外のセンサに接続しており、この
センサは検出段とダミー段とともにブリツジ回路
を形成する一対の外部抵抗を有している。

前述した検出器の１つの利点は、２つの独立し
た（合流した）データ流内のデータを検出するの
に、たつた２つの端子（パツケージ・ピン）しか
要しないことである。しかしながら、この検出器
の欠点としては、（合流後）バブルが相互に近接
して検出器を通過することである。すなわちバブ
ルが互いに近接すると検出器における検出の信頼
性が低下してしまうのである。

以上の説明から明らかなように、本発明は、２
つの独立したバブル流内のデータを２つの端子で
検出することができ、従つてメモリパツケージに
はたつた２つのピンしか必要としない磁気抵抗検
出装置を提供するもので、又従来の検出手法とは
異なり、検出に先立つてバブルを合流させないよ
うにし、バブルが近接することによる問題を解消
するものである。

本発明は、磁界の変化に応じて単一磁壁のドメ
インが動く材料層を有する磁気装置に用いられる
磁気抵抗検出器である。拡大器手段は単一磁壁の
ドメインを受け、公知方法でこれを拡大するよう
になつている。そして、この拡大器からのバブル
は、磁界変化の影響下で先づ第１の磁気抵抗素子
（検出器）を通過する。この素子は拡大された磁
気ドメインが存在することを検出するのに用いら
れる。次いで、バブルは第２の磁気抵抗素子を通
過し、ここでも再びその存在を検出される。検出
器は、第３の磁気抵抗素子を有し、これを基準抵
抗として用いている。第１、第２、第３素子は、
各々同じ形状をし、第１、第２の素子の両方でな
くどちらか一方は、第３素子に接続している。第
３素子に対して第１、第２素子のどちらを接続す
るか選択することにより、離間した磁気ドメイン
が検出される時間の位相を固定することができ
る。このようにしてから各々異なる時間期間中に
磁気ドメインを検出する２つの検出器は、共通の
ブリツジに接続してもよい。

面内回転磁界の影響下で単一磁壁のドメイン
（バブル）が移動する材料層を含む磁気装置にお
いて用いる改良された磁気抵抗検出装置が示され
ている。下に述べるように好ましい実施例におい
て本検出装置を適用できるものとして、
California，Santa Clara所在のIntel Magnetics
Inc.販売の１メガビツト磁気バブルメモリが挙げ
られる。このメモリは、1979年４月26日
Electronics出版の“Megabit Bubble―Memory
Chip Gets Support from LSI Family”の第105
頁に述べられている。このメモリの他の特徴につ
いては、本出願人による1979年４月２日出願の米
国特許出願第25848号、及び1979年４月６日出願
の米国特許第27669号に述べられている。

通常、好ましい実施例においては、メモリはガ
ーネツト基板、特にガドリウムガリウムガーネツ
ト（Gd₃Ga₅O₁₂）で作られていて、このオイン注
入磁気ガーネツト（エピタキシヤル層）は磁気記
憶層用の基板として用いられている。バブルは面
内回転磁界により周知の方法でこの層中を移動す
る。そしてアルミニウム合金導体が記憶層上に形
成されたシリコン酸化物層上に作られる。また磁
気抵抗特性を有する材料から成るパーマロイパタ
ーンが導体をカバーする第２シリコン酸化物層上
に作られる。磁気層をバイアスするための氷久磁
界と面内回転磁界とは周知のように用いられる。

以下、図面に基づいて本発明について説明す
る。

第１図は、パーマロイ層から成る単一検出器を
示している。この検出器は、伝播素子、特にシエ
ブロンから成る入力１０を有している。検出器に
伝播されるバブルは先づ拡大器乃至引伸器１２に
より拡大される。周知のように、拡大器１２は複
数行のシエブロン素子から成つている。この行は
通常先細りの外形をしており、バブルは短い行か
ら長い行へ移動して拡大される。後述の好ましい
実施例における拡大器１２は、第１図に実際に示
されたものより多くの行のシエブロン素子を含ん
でいる。

第１図の検出器は、２つの検出素子１４，１５
を含んでいる。これら素子は、各々相互連結した
シエブロン素子から成つている。これら検出素子
の一端はパツド２４に接続している。素子１４の
他端はパツド２２に接続し、素子１５の他端はパ
ツド２３に接続している。従つて入力１０の拡大
器に入つたバブルは拡大され、その後素子１４に
伝播され、次いで素子１５に伝播される。

トラツプ１８は素子１５からの拡大されたバブ
ルを受けるように配置されている。このトラツプ
は、検出器の他のシエブロン素子とは逆配置のシ
エブロン素子２０の行の片側に形成されている。
素子２０の行は、バブルを逆方向に押しやり、よ
つてトラツプ内にバブルをとどめる。トラツプの
縁部のまわりにはガードが配置されているが図面
ではこれらは省略されて完全な検出器としては図
示されていない。

実際には検出器は“ダミー検出素子”１６を有
していることがある。素子１６は相互連結したシ
エブロン素子の行から成り、ダミー検出器素子は
素子１４，１５と同じ形状及び寸法を有してい
る。素子１６を素子１４又は１５に接続すると、
素子１６は、ノイズを除去しかつブリツジ回路の
基準抵抗となる。ダミー素子１６の端部はパツド
２５，２６に接続している。

本発明の実施例を示した第２図では、第１図の
検出器を一対用いている。各検出器は離間したバ
ブルの独立した流れ乃至列を受ける。第２図にお
いて、第１図の検出器は検出器ａ、検出器ｂとし
て一対示されている。第１図のパツド２２，２
３，２４，２５，２６は第２図においても同様の
参照番号が付されているが、検出器ａ又は検出器
ｂに関するパツドの関係を示すため前記番号に
“ａ”又は“ｂ”を付している。各検出器の入力
は、第２図に示すように１０ａ及び１０ｂとして
示されている。

各検出器では、２つの検出器素子のうちの１つ
だけ、たとえば第１図の素子１４又は１５を用い
ている。第２図に示すように検出器が１対ある場
合、１つの素子、たとえば素子１４が検出のため
に一方の検出器において用いられ、かつ他方の素
子、たとえば素子１５が第２の検出器において用
いられる。このように、第２図において、検出器
ａは素子１５ａを用い、一方検出器ｂは素子１４
ｂを用いている。（各検出器の他の検出器素子は
検出には用いないが、この検出へバブルを伝播す
る働きがある。） 各検出器の検出器素子は、各ダミー検出器素子
とともにブリツジ回路に接続されている。第２図
の等価回路を第３図に示している。接着パツド２
３ａと２５ａ間、２４ａと２５ｂ間、２６ａと２
２ｂ間、２４ｂと２６ｂ間の相互接続はリード線
により行なつている。パツド２３ａ／２５ａに正
電位を、パツド２４ｂ／２６ｂにアース電位を与
えている。これらの相互接続はパツド間にリード
線を接着することにより行なつている。このよう
にリード線とパツドを用いているが、このメモリ
のパツケージのピンと接続する必要はないことに
注目されたい。しかしながら、パツド２４ａと２
２ｂとはピンに接続しているので、これらパツド
からの信号は外部検出増幅器に接続される。この
検出増幅器３０は、磁気抵抗素子の抵抗変化を検
出するのに用いられる普通の検出増幅器でよい。

検出増幅器３０の出力信号は、各独立したバブ
ル流に対してそれら独立したチヤンネルのデータ
に関し同一の極性となり、これらチヤンネルはこ
の増幅器の出力において多重化されている。ブリ
ツジ回路は、各チヤンネルに対してブリツジの平
衡点を境に上及び下に変化する信号を出力する。
しかしながら、これら信号は検出増幅器３０の異
なる入力に供給されるので、この増幅器の出力は
パルス列となる。

検出器に用いるブリツジ回路は、十分にノイズ
を除去しながら最大出力信号を生ずる。４つの抵
抗の抵抗値は全部等しいことに注目すべきであ
る。

この種のメモリにおいて、バブルはループ内に
記憶される。１ループ内に全てバイナリ１となつ
ていると仮定すると、磁気バブルはループ内の全
てのシエブロン素子に記憶されている。これらル
ープからのバブルは検出器に通じる独立通路上に
おいて複製される。この記憶されたデータの２つ
の独立した流れは、第２図の検出器へ、詳細には
入力１０ａ及び１０ｂに接続されている。これら
２つの独立した流れの中のバブルは、検出器に通
じる通路を伝播する時には、互いに離間してい
る。

これら流れのデータは全部バイナリ１で、バブ
ルは検出器に通じるシエブロン素子の１つおきに
配され、拡大器でも１つおきの行に配置されると
仮定する。面内回転磁界の第１回転において、バ
ブルは検出器ｂの検出器素子１４ｂと検出器ａの
第１検出器素子とにシフトされる。バブルは検出
器ｂ（検出器増幅器３０において）により検出さ
れるが、検出器ａの第１検出器素子は“フローテ
イング”しているので、検出は行なわれない。面
内回転磁界の第２回転において、検出器ｂの先に
述べたバブルは検出器ｂの第２検出器素子に伝播
される。するとこの素子がフローテイングになる
ので検出は行なわれない。一方、素子１４ａにお
いて、第１検出器素子からのバブルは、第２検出
器素子１５ａへ移動して、そこでバブルは検出さ
れる。このように、バブルの２つの独立した流れ
は検出器ａ，ｂにより検出される。

前記検出装置において検出器ａ，ｂは等いもの
である。このようにすると、前記１メガビツトメ
モリにおいて２つの検出器に、又は対にして４つ
の検出器に同じマスクが用い得る。重要なこと
は、２つの独立した流れからのデータを外部から
検出するのに接点２４ａ，２４ｂにより示された
２つだけのピンで良いことである。従来の検出と
は異なり、流れ中のバブルは合流されず、従つて
バブルが検出器を通り抜ける時隣接バブルはすぐ
隣りの行とはならない。前述したように、検出器
内のバブルが互いに近接すると、従来のように検
出器の信頼性を減じてしまう。

以上のように、磁気抵抗バブル検出器は従来技
術の装置における多くの利点をも合わせ持つてい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いる単一検出器を示した平
面図、第２図は第１図の２つの検出器を相互接続
したブロツク図、第３図は検出増幅器に接続した
第２図の検出器の等価回路である。 １０……入力、１２…拡大器、１４，１５……
検出器素子、１６……ダミー検出素子、１８……
トラツプ、２２，２３，２４，２５，２６……パ
ツド、３０……検出増幅器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 磁界の変化に応じて単一磁壁のドメインが移
   動する材料層を有する磁気装置において、単一磁
   壁のドメインの寸法を拡大するための拡大装置
   と、前記拡大装置からの拡大ドメインの存在を検
   出しかつ磁界の変化の影響下でこの拡大ドメイン
   を伝播するための第１磁気抵抗素子と、前記第１
   素子から伝播された拡大ドメインの存在を検出す
   るための第２磁気抵抗素子と、基準抵抗値を与え
   る第３磁気抵抗素子と、前記第１及び第２素子の
   どちらかを前記第３素子に接続するための接続素
   子とから成り、前記第１、第２、第３素子は各々
   ほぼ同じ形状を有しており、第１又は第２素子の
   １方を選択して第３素子に接続することにより、
   離間した磁気ドメインが検出される間の時間位相
   を固定するようにしたことを特徴とする磁気抵抗
   検出器。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の検出器におい
   て、第２素子からのドメインを受けるように配置
   されたトラツプをさらに有することを特徴とする
   磁気抵抗検出器。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の検出器におい
   て、拡大装置と第１、第２、第３素子はシエブロ
   ン素子から成ることを特徴とする磁気抵抗検出
   器。 ４ 特許請求の範囲第３項記載の検出器におい
   て、第１、第２、第３素子はパーマロイ材から成
   ることを特徴とする磁気抵抗検出器。 ５ 磁気バブルの寸法を拡大するための拡大装置
   と、この拡大装置からの拡大バブルの存在を検出
   し回転磁界の影響下で前記拡大バブルを伝播する
   ための第１磁気抵抗素子と、前記第１素子からの
   拡大バブルの存在を検出するための第２磁気抵抗
   素子と、磁気抵抗素子の抵抗変化を検出するため
   の検出回路を各々有する第１及び第２磁気抵抗検
   出器から成り、前記検出回路は前記第１検出器の
   前記第１素子と前記第２検出器の前記第２素子と
   を接続し、バブルの２つの独立した流れは前記第
   １及び第２検出器に送られて前記検出回路により
   検出されるように成つていることを特徴とする、
   回転磁界の影響下で磁性体層中を伝播される磁気
   バブルを検出する装置。 ６ 特許請求の範囲第５項記載の装置において、
   各検出器は、各々検出回路に基準抵抗値を与える
   ための第３素子を含み、前記検出器の第１、第
   ２、第３素子はほぼ同じ形状を有していることを
   特徴とする装置。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の装置において、
   第１検出器の第１素子と第２検出器の第２素子
   と、両方の第３素子はブリツジ回路に接続してい
   ることを特徴とする装置。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の装置において、
   第１、第２、第３素子は相互連結したシエブロン
   から成ることを特徴とする装置。 ９ 磁気バブルが短い行から長い行へ移動する時
   前記バブルが拡大されるような通常先細りの形状
   を有するシエブロン素子の複数行と、前記複数の
   行からの拡大されたバブルを受けるように配置さ
   れたシエブロン素子の第１相互連結行と、前記第
   １相互連結行からの拡大されたバブルを受けるよ
   うに配置されたシエブロン素子の第２相互連結行
   と、前記第２相互連結行からのバブルを受けかつ
   包含するように配置されたトラツプとを各々有す
   る第１及び第２磁気抵抗検出器から成り、前記第
   １及び第２磁気抵抗検出器は、さらに第１検出器
   の前記第１相互連結行と第２検出器の前記第２相
   互連結行とに結合された検出回路を有し、バブル
   の第１列が前記検出器に送られかつバブルの第２
   列が前記第２検出器に送られる時２つの独立した
   列のバブルは前記検出回路により検出されること
   を特徴とする、回転磁界の影響下で磁性体層中で
   伝播されるバブルの２つの独立した列中の磁気バ
   ブルを検出するための装置。 １０ 特許請求の範囲第９項記載の装置におい
   て、各検出器はシエブロン素子の第３相互連結行
   を含み、この第３行は第１検出器の第１行と第２
   検出器の第２行とともにブリツジ回路に接続され
   ていることを特徴とする装置。