JPS6326480B2

JPS6326480B2 -

Info

Publication number: JPS6326480B2
Application number: JP56058382A
Authority: JP
Inventors: Boshura Riado Mokutaa; Maruku Fuederi Jan; Juu Ubeeru; Moodei Danieru
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1980-04-18
Filing date: 1981-04-17
Publication date: 1988-05-30
Also published as: FR2480983B1; FR2480983A1; EP0038754B1; JPS56163580A; DE3166785D1; EP0038754A1; US4443867A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は磁気バブルメモリに関する。この磁気
バブルメモリはバブルと言う互いに分離した磁区
の形に物質化された２進情報、つまりビツト、の
記憶装置に適用可能である。これら磁区はこれら
を形成している層を構成している磁気材料の残り
の磁化とは反対の磁化を有する。

各バルルは外力によつて移動することができ、
磁気層の平面内のどの方向に沿つても自由に運動
を起こすことができる。磁気層は磁気ガーネツト
であり、この層の平面に垂直な直流磁界を印加す
ることによつて前記層にバブルが形成される。こ
の磁界は実際上は永久磁石によつて作り出され、
メモリにはいつたデータはこれによつて確実に不
揮発となる。

バブルを形成する磁気ガーネツト層は一般に非
磁性単結晶ガーネツトによつて支持される。

回転磁界を印加することによつてバブルを移動
することは公知であり、この磁界の働きはバー、
シエブロンまたは半円盤の形を有するパーマロイ
の薄膜またはパターンのようなものの上に極性を
作り出すことである。この結果、２進信号がバブ
ルの存在「１」または非存在「０」によつて表わ
されるシフトレジスタが得られる。これらパーマ
ロイ薄膜に加えて、バブルメモリのチツプ上で書
込み、データ記録、非破壊読出し、レジスタ間の
転送および消去の各機能を行なうために導電体を
使用することが必要であることが知られている。
消去はバブルの全体的な、または選択的な破壊に
よつてビツトごとに行われる。この消去は記録に
許される最大値を越える値まで直流磁界を増大す
ることによつて非常に簡単に実現される。

磁気ガーネツト層内のバブルを移動するために
は現在二つの方法が使用され、それによつてバブ
ルは導流または磁界によつて移動することができ
る。

最も知られている磁気バブルメモリの種類を以
下に説明する。

一個のループ状のレジスタによつて構成された
メモリは直列構成メモリと言うことができ、この
内部には一個の非常に長いループ状のシフトレジ
スタがある。このレジスタには一個の呼出しステ
ーシヨンが設けられていて、一度にただ一個のビ
ツトだけを呼出すことができる。この形式のメモ
リは非常に単純であるが、アクセス・タイム
（access time）が非常に長く、又、ランダム・
アクセス（random access）が不可能である。こ
の種のメモリは絶対的に完壁に製造する必要があ
る。どんな欠陥があつてもメモリ内にはいつてい
るデータを表わすバブルのチエーンまたはストリ
ングのしや断を引き起すことがある。

マイナー・メイジヤー・レジスタ構造を有する
メモリは「マイナー・レジスタ」と言う記録ルー
プ系統を有し、データを記録することを可能とす
る。「メイジヤー・レジスタ」と言う別のループ
は呼出しステーシヨンより成る。マイナー・レジ
スタは互いに縦方向に並置され、メイジヤー・レ
ジスタは横向きとなつている。マイナー・レジス
タに含まれている磁気バブルは転送ゲートを介し
てメイジヤー・レジスタに転送することができ
る。このゲートはメモリの構造と製造をより複雑
にしている。さらに、磁気バブルは呼出しステー
シヨンに到達する前にメイジヤー・レジスタの全
長を通り、それからマイナー・レジスタまで同じ
経路をたどることがあるので、アクセス・タイム
は長い。また、マイナー・レジスタとメイジヤ
ー・レジスタの間のバブルの伝搬の同期上の制限
によつてアイナー・レジスタの移動は単方向性と
なる。

縦に配置された一連のシフトレジスタつまりマ
イナー・レジスタと横に配置されたメイジヤー・
レジスタより成るバブルメモリにおいてはメイジ
ヤー・レジスタは呼出し外わくといい、マイナ
ー・レジスタに組込まれている。マイナー・レジ
スタは従つて呼出し外わくに少なくとも２ビツト
加わる。この場合、呼出し外わくは隣接のバブル
に悪影響を与えることがある。従つて、この呼出
し外わくにバブルの移動に必要な磁界こう配を作
り出すことによつて、問題の記憶部分内の隣接す
るバブルが弱くなることがある。

Ｔ字、シニブロンまたは半円盤のような形のパ
ーマロイ薄膜によつて構成されたマイナー・レジ
スタを一般に使用する後者の二つの種類のメモリ
においては、バブルをあるマイナー・レジスタか
ら別のマイナー・レジスタに確実に転送すること
は不可能である。半円盤薄膜の場合、メイジヤ
ー・レジスタに沿つた磁気ポテンシヤルの分布は
均一でなく、前記メイジヤー・レジスタに沿つた
バブルの転送中に磁界が不連続となり、バブルが
弱くなる。

最後に、専門家達はしばしばマイナー・レジス
タとメイジヤー・レジスタの間にただ一個の呼出
し点を作ることが重要であると考えて来たが、こ
れまでこの条件を実現するメモリを製造すること
は不可能であつた。

本発明は、マイナー・レジスタとメイジヤー・
レジスタのバブルの循環に異なる手段を用いるこ
とによつてこの条件を実現することを可能とす
る。

本発明の目的は前述の欠点を回避することであ
り、具体的には、各シフトレジスタの端と呼出し
外わくの間に一個の接触点を形成する結果として
縦向きのマイナー・レジスタに含まれているデー
タを横向きの呼出し外わくにビツトごとに伝送す
ることができるバブルメモリを提供することであ
る。このメモリはまたシフトレジスタと呼出し外
わくの長さの制限を取り払うことを可能とする。
このメモリはまた、一回のシフトによつて同一の
シフトレジスタの二つの相次ぐアドレスを迅速に
アクセスすることを可能とする。最後に、本発明
に基づくメモリは、公知のメモリでかなりの熱放
散を生じていた高い抵抗の呼出しゲートを用いる
必要がない。本発明はまた、半円盤、Ｔ字薄膜ま
たはシエブロン薄膜を用いることなく、プレーナ
技術によつてメモリを作ることを可能とする。そ
れは、シフトレジスタと呼出し外わくの間にゲー
トを設けることがもはや不必要となるからであ
る。また、バブルを呼出し外わくまで転送するパ
ルスと、前記バブルをシフトレジスタまで移動す
る回転磁界の間の位相のずれを考慮する必要がな
い。

本発明は、一連の縦方向を向いたシフトレジス
タ、このシフトレジスタの記憶点によつて構成さ
れていて呼出し用外わくと言う少なくとも一個の
横向きレジスタ、および回転磁界を加えることに
よつて前記レジスタ内のバブルを移動する手段よ
り成り、前記縦方向を向いたシフトレジスタは磁
気ガーネツト層内のイオン注入によつて形成され
た薄膜により構成され、横向きの前記呼出し用外
わくは前記シフトレジスタの各呼出し端に一個の
呼出し点を有する磁気バブルメモリに関する。

本発明の他の特徴に従うと、呼出し用外わくは
電流による呼出し手段を有する。

本発明の他の特徴に従うと、電流による前記呼
出し手段が前記レジスタの呼出し端近くの磁気ガ
ーネツト層に重ねられた二枚の導電性シートより
成り、該シートは互いに絶縁されていると共に前
記磁気ガーネツトから絶縁され、前記シートには
これらシートの少なくとも一枚が前記レジスタの
呼出し端の近くに開口を有するように配置された
開口が形成され、前記シートの他の開口はこのよ
うにして前記レジスタに接続されたバブルを呼出
しステーシヨンまたは直列の他のレジスタに転送
するように配置されている。

本発明の他の特徴に従うと、前記呼出し用外わ
くがイオン注入によつて形成された呼出し用薄膜
より成り、電流による前記呼出し手段はレジスタ
の呼出し端の近くの磁気ガーネツト層に重ねられ
た導電性シートにより構成され、該シートは前記
磁気ガーネツト層から絶縁され、前記シートには
一部がそれぞれレジスタの呼出し端と接するよう
に配置された開口が形成され、他の開口はバブル
を呼出しステーシヨンまたは直列の他のレジスタ
に転送するように呼出し用薄膜と共働する。

次に本発明の実施例を添付図面を参照して詳細
に説明する。

第１図は本発明に従う磁気バブルメモリの第一
の実施例を概略的に示すものである。このメモリ
は縦方向を向いたシフトレジスタ１と、このレジ
スタ１用の少なくとも一個の呼出し用外わく２を
有する。このメモリはまた、回転磁界を印加する
ことによつてレジスタ１内のバブルを移動する公
知の手段（図示せず）も有する。この公知の手段
は直角位相に配置され、一定周波数で回転するコ
イルによつて構成することができる。メモリが働
いていないときメモリを付勢する必要がないの
で、データを乱すことなくこの回転磁界を消去し
たり再設定したりすることができる。またこのメ
モリはシフトレジスタにバブルを作り出すことを
可能とする公知の手段（図示せず）も有する。こ
のバブルは例えば分極磁界と反対の磁界を作り出
す導体によつて必要なとき作り出される。

縦方向のレジスタ１は大体菱形の形状を有する
薄膜によつて構成されている。しかしは他の形状
も可能であり、レジスタ１は例えばGd Ｙ―
TmGalGの磁気ガーネツト層３にイオン注入す
ることによつて形成される。このイオン注入はマ
スキングと例えばHe⁺イオンの衝撃によつて行わ
れる。このイオン注入は図示の菱形の外側に行わ
れてバブルが形成され、このバブルは磁気ガーネ
ツト層４内の菱形の外側の輪郭をたどることによ
つて循環する。ガーネツト層４は記録層と言うこ
とができ、化学式Eu YTmGalGで表わされる材
料から形成することができる。例えば、イオン注
入した薄膜を含む層３の厚さは4μであり、一方、
バブルを内部に形成する層４の厚さは1μである。

公知なように、前述の二つの層は例えば化学式
Gd₃ Ga₅ O₁₂の非磁性基板によつて支持されてい
る。本発明に従うと、イオン注入によつて形成さ
れかつ縦方向に向いた各薄膜の呼出し端の各々に
は、各シフトレジスタへの呼出しはバブルごとに
発生するように、横方向の呼出し外わく２に一個
の呼出し点が形成されている。図示の実施例にお
いて、バブルは薄膜の外部を循環し、回転磁界が
丸一回転する場合、例えば位置B₀にあるバブル
は加えられる回転磁界が四分の一回転するごとに
位置B₁，B₂，B₃，B₄を順に取る。この実施例に
おいては、位置B₄を取るバブルは呼出し外わく
２によつて考慮することができる。図において、
レジスタの各々に対する呼出しはバブルごとに生
ずることが明白である。本発明に従うとこの呼出
し外わくは、後に詳細に説明する電流による呼出
し手段（図示せず）を有し、この呼出し手段は動
作中にシフトレジスタに回転磁界を印加する手段
を停止することが可能である。

本発明に従うメモリのこの第一の実施例におい
て、電流による呼出し手段は、シフトレジスタ１
への接続点近辺に配置された磁気ガーメント層３
に重ねられた二枚の磁気シート６，７より成る。
これらシートは例えば二酸化シリコンより成る層
８，９によつて互いに絶縁されていると共に磁気
ガーネツト３から絶縁されている。シート６，７
は開口１０，１１，１２，１３，１４等を有し、
これら開口は例えばシート６のような少なくとも
一枚のシートがレジスタ１の呼出し端にそれぞれ
対面している開口１０を有するように配置されて
いる。１１，１２，１３のような他の開口は、こ
のようにしてレジスタの各々に呼出されるバブル
を呼出しステーシヨン（図示せず）または直列の
縦方向のレジスタ内のレジスタ１５のような別の
レジスタに向かつて送るように配置されている。

二枚の導電性シートに開口が形成されているた
め、これらシートを二重極性電流パルスを供給す
る電源（図示せず）に接続することによつてバル
ブは移動する。これらのパルスは図においてI₁と
I₂で表わされ、順にそれぞれ振幅＋I₁，＋I₂，−I₁，
−I₂を有する。バブルが例えば位置B₄でレジスタ
の一個にはいつたとき、回転磁界が停止され、パ
ルス＋I₁が導電性シート６に加えられる。このパ
ルスは公知なように、開口１０の両側で正と負の
極性を取るので、バルブは位置B₅の正の極性に
向かつて引き付けられる。次にパルス＋I₂は、前
記導電性シートに形成された開口１１の両側に正
と負の極性が現われるように導電性シート７に加
えられる。次にバブルは位置B₆まで引き付けら
れる。次に負のパルス−I₁が導電性シート６に加
えられ、このパルスは図示のように開口１２の両
側で正と負の極性を示す。次にバブルは位置B₇
まで引き付けられる。次に正と負の極性が導電性
シート７の開口１３の両側に現われるようにパル
ス−I₂が導電性シート７に加えられる。次にバブ
ルは位置B₈に引き付けられる。位置B₄に呼出さ
れたバブルは次に、前述のパルスI₁とI₂を順に加
えることによつて呼出しステーシヨン（図示せ
ず）に向かつて矢印Ｆの方向に送ることができ
る。バブルが開口１４に対面するときにはパルス
を導電性シート６，７に加えることを停止し、そ
して再び回転磁界を加え、矢印Ｇによつて示され
ている経路に従つて所定の位置までレジスタ１５
内を順に移動することによつて前記バブルを循環
することができる。

縦のレジスタ内のバブルの移動路と呼出し外わ
く内のバブルの移動路は、各レジスタの端でのバ
ブルの安定な位置に対応する一個の共通点を有す
る。

第２図は本発明に従うバブルメモリの別の実施
例を概略的に示すものである。同一部品には第１
図と同一の参照数字を付してある。第一の実施例
におけると同様に、縦方向を向いたシフトレジス
タ１，１５等が設けられ、これらレジスタは磁気
ガーネツト層４の上に重ねられた磁気ガーネツト
層３にはイオン注入することによつて形成した薄
膜で構成され、磁気ガーネツト層４内にはバブル
が形成される。

第２図はまた前述の二つの層の支持層５を示し
ている。この第二の実施例に従うと、呼出し外わ
く２０は、開口２２，２３，２４，２５，２６等
を有する導電性シート２１によつて構成された電
流による呼出し手段を有する。この導電性シート
はイオン注入によつて形成された薄膜を含む磁気
ガーネツト層３の上に重ねられている。導電性シ
ート２１は絶縁層３０によつて層４から分離され
ている。

本発明に従うメモリのこの実施例においては、
導電性シートはイオン注入によつて磁気ガーネツ
ト層３に形成された薄膜２４，２８，２９等と関
連している。導電性シート２１に形成された２２
や２６のような一部の開口はレジスタ１，１５の
呼出し端の近くに配置され、一方、２３，２４，
２５のような他の開口は、レジスタの端に集つた
各バブルを矢印Ｆの方向に沿つて呼出しステーシ
ヨン（図示せず）に向かつて、または矢印Ｇの方
向に沿つてレジスタ１５のような別のレジスタに
向かつて転送するように、イオン注入によつて形
成された薄膜２７，２８，２９と共働する。

この実施例において、問題のバブルはレジスタ
１の端で位置B₄に集められる。呼出し外わく２
０内のバブルの移動は次のようにして起る。導電
性シート２１はこのシートに二極性電流パルスI₁
を加える電源（図示せず）に接続される。バブル
がレジスタ１の端で位置B₄に位置したとき、回
転磁界が停止される。導電性シート２１の開口２
２の両側に電流パルス＋I₁によつて正と負の極性
が現われる結果、バブルは次に開口２２まで引き
付けられる。時刻t₁において、導電性シート内の
電流はゼロでバブルは薄膜２７に面する。時刻t₂
において、負のパルス−I₁を導電性シート２１に
加えると、開口２３の両側に正と負の極性が現わ
れ、バブルは次にこれに引き付けられる。時刻t₃
にはバブルは薄膜２８に面し、時刻t₄に導電性シ
ート２１に正のパルス＋I₁を加えると開口２４の
両側に正と負の極性が現われ、そしてバブルは開
口２４に引き付けられる。

この過程は、バブルが矢印Ｆの方向に沿つて呼
出しステーシヨン（図示せず）に向かつて、また
は矢印Ｇの方向に沿つてレジスタ１５のような一
連のレジスタのうちの別のシフトレジスタに向か
つて送られるよう、全く同様に繰り返される。従
つてバブルが開口２６に到達すると、バブルが例
えばレジスタ１５内の反対方向に循環するように
回転磁界をシフトレジスタに加えることが再び可
能となる。図においてＬはレジスタを形成する注
入部分の境界である。

これまで説明したメモリは低抵抗呼出し外わく
（50オーム以下）を有し、一方、公知のバブルメ
モリにおいてはこの抵抗は約1500オームであるの
でかなりの熱放散がある。本発明に従うメモリの
制御電圧は公知のメモリより20倍低い。メモリの
大きさは同一記録容量の場合、10分の１ないし
100分の１まで減少することができる。さらに、
スループツトは公知のメモリに比較して大幅に改
善される。それは、公知のメモリのデータ伝送速
度は約200KHzであるのに対し、本発明に基づく
メモリのデータ伝送速度は2MHzであるからであ
る。最後に、転送ゲートを除去した結果として、
本発明に従うメモリにはプレーナー技術を用いる
ことができる。

本発明はまた層３（イオン注入された薄膜を含
む層）と層４（内部にバブルが形成されている
層）が同一であるときにも実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に従う磁気バブルメモリの第一
の実施例を説明する図、第２図は本発明に従うバ
ブルメモリの別の実施例を説明する図である。１……シフトレジスタ、２……外わく、３・４
……磁気ガーネツト層、６・７……導電性シー
ト、１０・１１・１２・１３・１４……開口、１
５……レジスタ、２０……外わく、２１……導電
性シート、２２・２３・２４・２５・２６……開
口、３０……絶縁層。

Claims

【特許請求の範囲】１各々が呼出し端を有して直列に配列された縦
方向配列のシフト・レジスタ群と、該縦方向配列のシフト・レジスタ群の各呼出し
端に１個ずつ対応する呼出し点を有する少なくと
も１個の横向き配置の呼出し外枠レジスタと、上記呼出し外枠レジスタへ電流を供給すること
により、上記縦方向配列のシフト・レジスタのア
クセスを制御する呼出し手段と、回転磁界を加えることにより該縦方向配列のシ
フト・レジスタ中においてバブルの移動を引き起
こさせる手段とを具備し、上記縦方向配列のシフト・レジスタは磁気ガー
ネツト層内にイオン・インプランテーシヨンによ
つて形成された薄膜を包含し、上記呼出し手段は上記縦方向配列のシフト・レ
ジスタの呼出し端に近接した磁気ガーネツト層の
上に重ねられた２枚の導電シートを有し、該導電
シートは相互に絶縁され且つ上記磁気ガーネツト
層より絶縁されており、少なくとも一方の導電シ
ートには上記縦方向配列のシフト・レジスタ群の
呼出し端群に近接して開口するように配置された
開口群が形成され、上記導電シートの他の開口が
該縦方向配列のシフト・レジスタへアクセスされ
たバブルを途中で呼出しステーシヨン又は他の縦
方向配列のシフト・レジスタに転送することを特
徴とする磁気バブルメモリ。２前記それぞれの導電シートは、電源からの２
極性電流パルスが印加され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メモリ。３各々が呼出し端を有して直列に配列された縦
方向配列のシフト・レジスタ群と、該縦方向配列のシフト・レジスタ群の各呼出し
端に１個ずつ対応する呼出し点を有する少なくと
も１個の横向き配置の呼出し外枠レジスタと、上記呼出し外枠レジスタへ電流を供給すること
により、上記縦方向配列のシフト・レジスタのア
クセスを制御する呼出し手段と、回転磁界を加えることにより該縦方向配列のシ
フト・レジスタ中においてバブルの移動を引き起
こさせる手段とを具備し、上記縦方向配列のシフト・レジスタは磁気ガー
ネツト層内にイオン・インプランテーシヨンによ
つて形成された薄膜を包含し、上記呼出し外枠レジスタはイオン・インプラン
テーシヨンにより形成された薄膜を包含し、上記呼出し手段は上記縦方向配列のシフト・レ
ジスタの呼出し端に近接した磁気ガーネツト層の
上に重ねられた少なくとも１枚の導電シートを有
し、該導電シートは上記磁気ガーネツト層より絶
縁され且つ上記縦方向配列のシフト・レジスタ群
の呼出し端と相互に接するように開口する開口群
を有し、上記導電シートの他の開口が上記呼出し薄膜と
協働して該縦方向配列のシフト・レジスタへアク
セスされたバブルを途中で呼出しステーシヨン又
は他の縦方向配列のシフト・レジスタに転送する
ことを特徴とする磁気バブルメモリ。４前記それぞれの導電シートは、電源からの２
極性電流パルスが印加されることを特徴とする特
許請求の範囲第３項記載の磁気バブルメモリ。５回転磁界を印加するための手段を、前記呼出
し手段の動作中に停止させる手段を有することを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気バブ
ルメモリ。６回転磁界を印加するための手段を、前記呼出
し手段の動作中に停止させる手段を有することを
特徴とする特許請求の範囲第３項記載の磁気バブ
ルメモリ。