Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPS636949B2 - - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPS636949B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS636949B2
JPS636949B2 JP55061421A JP6142180A JPS636949B2 JP S636949 B2 JPS636949 B2 JP S636949B2 JP 55061421 A JP55061421 A JP 55061421A JP 6142180 A JP6142180 A JP 6142180A JP S636949 B2 JPS636949 B2 JP S636949B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bubble
layer
plane
ions
pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP55061421A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS56159890A (en
Inventor
Susumu Asata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP6142180A priority Critical patent/JPS56159890A/en
Publication of JPS56159890A publication Critical patent/JPS56159890A/en
Publication of JPS636949B2 publication Critical patent/JPS636949B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C19/00Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers
    • G11C19/02Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements
    • G11C19/08Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure
    • G11C19/0808Digital stores in which the information is moved stepwise, e.g. shift registers using magnetic elements using thin films in plane structure using magnetic domain propagation

Landscapes

  • Thin Magnetic Films (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はバブル磁区素子に関する。従来、バブ
ル磁区素子はバブル保持層上にバブル転送パター
ンとしては軟磁性体を周期的に配列し面内回転磁
場によつてバブルを転送させる方式が周知であ
る。即ち、転送パターンは1ビツトに対し、複数
あるいは単一の軟磁性体片とギヤツプからなる周
期的要素をもち、面内磁場の1回転あたり1ビツ
トずつバブル転送を行なう。また、バブル磁区素
子の高密度化を進める目的で米国特許第3828829
の方式に従つて転送パターン間にギヤツプのない
コンテイギユアス・デイスク(Contiguous
Disk)素子も最近開発されている。この素子に
おいても転送パターンは1ビツトに対し一定の周
期的要素をもち、面内磁場1回転あたり1ビツト
づつバブルが転送される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a bubble magnetic domain element. Conventionally, it is well known that a bubble magnetic domain element has a method in which soft magnetic materials are periodically arranged as a bubble transfer pattern on a bubble retaining layer and bubbles are transferred by an in-plane rotating magnetic field. That is, the transfer pattern has a periodic element consisting of a plurality or a single piece of soft magnetic material and a gap for one bit, and bubble transfer is performed for one bit per rotation of the in-plane magnetic field. In addition, for the purpose of increasing the density of bubble magnetic domain elements, US Patent No. 3828829
Contiguous disks with no gaps between transfer patterns are created according to the method of
Disk) elements have also been recently developed. In this element as well, the transfer pattern has a constant periodic element for one bit, and one bubble is transferred per rotation of the in-plane magnetic field.

これらのバブル磁区素子においてパターン周期
は、バブル径が一定の場合、バブル間相互作用が
あるため、無暗に小さく出来ない。通常、パター
ン周期はバブル径の約4倍が適当とされている。
従つて、従来のバブル磁区素子において一定の距
離離れた転送路バブルアクセス部分までバブルを
転送するのに要するアクセス時間は、面内回転磁
場周期とパターン周期が与えられれば、面内磁場
1回転あたり1ビツトしか進まない限り、短かく
することができなかつた。また、強いてバブル速
度を早くし、アクセス時間を短かくするには、パ
ターン周期をバブル径の4倍より大きくすればよ
いが、素子のバブル密度が減少する欠点が、従来
のバブル磁区素子にあつた。
In these bubble magnetic domain elements, the pattern period cannot be reduced arbitrarily if the bubble diameter is constant because of interaction between bubbles. Normally, the appropriate pattern period is about four times the bubble diameter.
Therefore, in a conventional bubble magnetic domain element, the access time required to transfer a bubble to the bubble access portion of the transfer path a certain distance away is approximately It could not be made shorter as long as it advanced by only one bit. In addition, in order to force the bubble speed to be faster and to shorten the access time, the pattern period can be made larger than four times the bubble diameter, but the drawback of reducing the bubble density of the device is that it is similar to the conventional bubble magnetic domain device. Ta.

本発明の目的は1ビツトに対し一定の周期的要
素からなる連続パターンを有し、面内回転磁場で
もつてバブル転送を行なうバブル磁区素子におい
てバブル保持層上にパターンを形成後、面内磁化
層を成長することによりバブル密度を減少するこ
となく面内磁場1回転あたり2ビツトのバブル転
送がなされることを特徴とするバブル磁区素子を
提供することにある。
The object of the present invention is to form a pattern on a bubble retaining layer in a bubble magnetic domain element which has a continuous pattern consisting of constant periodic elements for one bit and performs bubble transfer using an in-plane rotating magnetic field. An object of the present invention is to provide a bubble magnetic domain element characterized in that, by growing a bubble, two bits of bubble transfer can be performed per rotation of an in-plane magnetic field without reducing the bubble density.

本発明によれば、基板単結晶面上に飽和磁化
Msのバブル保持層を持ち、その上に形成された
周期的転送パターンを介して面内磁場回転により
バブルの転送がなされるバブル磁区素子において
前記周期的転送パターンは前記バブル保持層のエ
ツチングにより、そのパターン形状が前記バブル
保持層に残る様に形成され、そのエツチング深さ
が前記バブル保持層の残りの膜厚hの0.1倍以上
0.5倍以下で、かつ、前記バブル保持層の上に厚
さt飽和磁化Mの面内磁化層がtM/hMsが0.5以
上12以下を満たすように形成されていることによ
り面内磁場1回転あたり2ビツトのバブル転送が
なされることを特徴とするバブル磁区素子が得ら
れる。
According to the present invention, saturation magnetization is achieved on the single crystal surface of the substrate.
In a bubble magnetic domain element having a bubble retention layer of Ms, and in which bubbles are transferred by in-plane magnetic field rotation via a periodic transfer pattern formed thereon, the periodic transfer pattern is formed by etching the bubble retention layer. The pattern shape is formed so as to remain in the bubble retaining layer, and the etching depth is 0.1 times or more the remaining film thickness h of the bubble retaining layer.
0.5 times or less, and an in-plane magnetization layer with a thickness t and saturation magnetization M is formed on the bubble retaining layer so that tM/hMs satisfies 0.5 or more and 12 or less. A bubble magnetic domain element characterized by 2-bit bubble transfer is obtained.

以下、本発明について図面を参照して詳細に説
明する。本発明のバブル磁区素子のバブル転送方
向と垂直な膜断面の構造を第1図Cに示す。ま
た、、その形成の工程の説明を第1図a,bに示
す。第1図aにおいて基板単結晶面11上にバブ
ル保持層12を成長し、エツチング制御層13を
介してレジストでマスクパターン14を形成し試
料とする。この試料を第1図bの様に面内で回転
しつつイオンビームを、この試料の法線方向から
一定の角度15だけ傾けた方向から照射してエツ
チングを行なうことによりバブル保持層12に一
定のエツチング深さ16と境界に一定のテーパ角
17をもつパターン形状を残す様に加工する。エ
ツチング深さ16はバブル保持層の残りの厚さ1
8の0.1から0.5倍、テーパ角は10゜から90゜になる
よう選ぶ。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. The structure of the film cross section perpendicular to the bubble transfer direction of the bubble magnetic domain element of the present invention is shown in FIG. 1C. Further, an explanation of the formation process is shown in FIGS. 1a and 1b. In FIG. 1a, a bubble retaining layer 12 is grown on a single crystal surface 11 of a substrate, and a mask pattern 14 is formed with a resist through an etching control layer 13 to be used as a sample. This sample is rotated within the plane as shown in FIG. It is processed so as to leave a pattern shape having an etching depth 16 and a constant taper angle 17 at the boundary. The etching depth 16 is the remaining thickness of the bubble retaining layer 1
Select a taper angle of 0.1 to 0.5 times 8 and a taper angle of 10° to 90°.

ここでエツチング制御層13、レジスト14の
材料、厚さ及びイオンビーム入射角15等のイオ
ンエツチング条件によるエツチング深さ16とテ
ーパ角17の制御方法は、特願昭53−89558号
(特開昭55−16459号公報)の「テーパエツチング
方法」に述べられている。
Here, a method of controlling the etching depth 16 and taper angle 17 by ion etching conditions such as the material and thickness of the etching control layer 13 and the resist 14 and the ion beam incident angle 15 is described in Japanese Patent Application No. 53-89558 55-16459), ``Taper etching method.''

第1図bの試料に対しレジスト14とエツチン
グ制御層13の除去後、一定厚さ19の面内磁化
層20をバブル保持層12の表面に形成する。
After removing the resist 14 and the etching control layer 13 from the sample shown in FIG.

本発明において面内磁化層20としては、イツ
トリウム、鉄、ガーネツト単結晶あるいは、イツ
トリウム・イオンの1部または全部をカルシウ
ム・イオン、ストロンチウム・イオン及び希土類
イオンの少なくとも1種類のイオンで置換し、ま
た鉄イオンの一部をガリウム・イオン、アルミニ
ウム・イオン、ゲルマニウム・イオン、シリコ
ン・イオンなどの非磁性イオンで置換したイツト
リム鉄ガーネツト単結晶ないしは非品質の軟磁性
体物質であつてもよい。また、バブル保持層12
に負の磁歪定数λ111を持つものを選べば、第1図
bの試料にイオン注入することによりバブル保持
層12の表面に形成された面内磁化層であつても
よい。
In the present invention, the in-plane magnetization layer 20 is made of yttrium, iron, or garnet single crystal, or a part or all of the yttrium ions are replaced with at least one type of ion selected from calcium ions, strontium ions, and rare earth ions. It may be an yttrium iron garnet single crystal or a non-quality soft magnetic material in which some of the iron ions are replaced with non-magnetic ions such as gallium ions, aluminum ions, germanium ions, silicon ions, etc. In addition, the bubble retaining layer 12
If a layer having a negative magnetostriction constant λ 111 is selected, it may be an in-plane magnetization layer formed on the surface of the bubble retaining layer 12 by ion implantation into the sample shown in FIG. 1b.

第1図cにおいて面内磁化層20とバブル保持
層12の飽和磁化を、それぞれMとMs18′に示
すバブル保持層の厚さをhとすると、面内磁化層
の厚さtはtM/hMsが0.5から1.2を満たす様に選
べばよい。尚、第1図cにおいてパターンは1ビ
ツトに対し一定の周期的要素からなる連続パター
ンとする。第1図cの構造をもち、前記の様な性
質をもつ試料に対し、バイアス磁場Hzを試料垂直
にかけ、面内回転磁場Hrをかけると、バイアス
磁場Hzがバブルランアウト磁場とバブルコラツプ
ス磁場の間の領域のうち、高バイアス側の領域
で、面内磁場1回転あたり、2ビツトのバブル転
送が得られる。パターン形状は米国特許第
4070658号の円を連らねた数珠珠状のもの(コン
テイギユアス・デイスク)でよい。又は、菱形を
連らねたものや、長方形を斜めにして連らねたも
のでよいが、円若しくは菱形の先端を丸めたもの
を連らねたコンテイギユアス・デイスクがよくマ
ージンがとれる。第2図にバイアス磁場を膜垂直
上向きにかけて面内磁場の回転とともにバブルが
転送される場合の面内磁場方向を含む膜断面を示
す。
In Fig. 1c, the saturation magnetization of the in-plane magnetization layer 20 and the bubble retention layer 12 are M and Ms18', respectively.If the thickness of the bubble retention layer is h, then the thickness t of the in-plane magnetization layer is tM/hMs. It should be selected so that it satisfies 0.5 to 1.2. In FIG. 1c, the pattern is a continuous pattern consisting of constant periodic elements for one bit. When a bias magnetic field Hz is applied perpendicular to the sample and an in-plane rotating magnetic field Hr is applied to a sample having the structure shown in Figure 1c and the properties described above, the bias magnetic field Hz is between the bubble runout magnetic field and the bubble collapse magnetic field. In the region on the high bias side, bubble transfer of 2 bits is obtained per rotation of the in-plane magnetic field. The pattern shape is based on US Patent No.
A rosary shaped like a string of circles (contiguous disc) numbered 4070658 will suffice. Alternatively, a contiguous disc made of a series of diamond shapes or diagonal rectangles may be used, but a continuous disc made of circles or diamond shapes with rounded ends will provide a good margin. FIG. 2 shows a cross section of the film including the direction of the in-plane magnetic field when a bias magnetic field is applied perpendicularly upward to the film and bubbles are transferred as the in-plane magnetic field rotates.

面内磁場の向きがパターンの中心から外側向き
のとき、第2図aの様にバブル23は、パターン
境界の内側寄りを面内磁場の向きがパターン中心
向きのとき、第2図bの様にバブルはパターン境
界の外側寄りを動く。即ち、面内磁化層のパター
ン境界の内側の部分21及び外側の部分221に
おいて第2図a,bの様な磁荷が面内磁場になり
誘起されると考えられる。実際、バブルが円形を
連らねたパターンに沿つて進むときの面内磁場
Hrの向きとバブル位置を第3図aからfに示す。
When the direction of the in-plane magnetic field is outward from the center of the pattern, the bubble 23 moves toward the inside of the pattern boundary, as shown in FIG. 2b, when the direction of the in-plane magnetic field is toward the center of the pattern, as shown in FIG. 2a. The bubble moves outside the pattern boundary. That is, it is considered that magnetic charges as shown in FIGS. 2a and 2b become an in-plane magnetic field and are induced in the inner part 21 and outer part 221 of the pattern boundary of the in-plane magnetized layer. In fact, when a bubble moves along a circular pattern, the in-plane magnetic field
The direction of Hr and the bubble position are shown in Figure 3a to f.

第3図中のプラスとマイナスの符号は、面内磁
化層において面内磁場により誘起されると考えら
れる磁荷を模式的に表わす。
The plus and minus signs in FIG. 3 schematically represent magnetic charges thought to be induced by the in-plane magnetic field in the in-plane magnetization layer.

以下、本発明について実施例をもつて更に詳し
く説明する。
Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例 1 第1図において基板単結晶11として
Gd3Ga5O12を用い、その(111)面に
(YSmLuCa)3(FeGe)5O12ガーネツトからなる特
性長lが0.2ミクロンのバブル保持層を2.2ミクロ
ン液相エピタキシヤル成長させた。さらにこの試
料にエツチング制御層として約8000ÅのSiO2
をスパツタ蒸着し、その上に厚さ1.9ミクロンの
レジストマスクを形成した。この試料を回転しな
がら試料法線から20゜傾けた方向からイオンビー
ムを約15分照射し、バブル保持層を5300Åエツチ
ングした。SiO2のエツチング速度は毎分約360Å
であり、一方レジストとバブル保持層のエツチン
グ速度は毎分それぞれ約260Åと240Åであつたの
で、バブル保持層のパターン境界壁のテーパ角約
45゜のほぼ第1図bの膜が得られた。この試料か
らレジストを除去し、更にSiO2層をフツ酸で完
全に除去した後、面内磁化層としてイツトリウム
鉄、ガーネツト(YIG)単結晶膜を約4000Åの厚
さに気相エピタキシヤル法で成長した。YIG単結
晶膜は第1図cとほぼ同じく一様に成長し、膜に
垂直な異方性を殆んど持たないので、本発明の目
的にかなつた面内磁化層となりうる。本実施例の
場合、バブル保持層の4πMsは約400ガウス、膜厚
hは1.7ミクロン、YIGの4πMは約1750ガウスで
あるのでYIGの厚さtに対しtM/hMsは約1.0で
ある。又、エツチング深さはhの約0.3倍にあた
る。
Example 1 As the substrate single crystal 11 in FIG.
Using Gd 3 Ga 5 O 12 , a 2.2 micron bubble retaining layer made of (YSmLuCa) 3 (FeGe) 5 O 12 garnet and having a characteristic length l of 0.2 microns was grown on its (111) plane by liquid phase epitaxial growth. Furthermore, a SiO2 layer of about 8000 Å was sputter-deposited on this sample as an etching control layer, and a resist mask with a thickness of 1.9 microns was formed on it. The sample was rotated and irradiated with an ion beam for about 15 minutes from a direction tilted 20 degrees from the normal line of the sample, etching the bubble retention layer by 5300 Å. The etching rate of SiO 2 is approximately 360 Å per minute.
On the other hand, since the etching rates of the resist and bubble retention layer were approximately 260 Å and 240 Å per minute, respectively, the taper angle of the pattern boundary wall of the bubble retention layer was approximately
A film having an angle of 45° approximately as shown in FIG. 1b was obtained. After removing the resist from this sample and completely removing the SiO 2 layer with hydrofluoric acid, a yttrium iron garnet (YIG) single crystal film was deposited to a thickness of approximately 4000 Å as an in-plane magnetization layer using a vapor phase epitaxial method. grown. Since the YIG single crystal film grows almost uniformly as shown in FIG. 1c and has almost no anisotropy perpendicular to the film, it can serve as an in-plane magnetization layer that meets the purpose of the present invention. In the case of this embodiment, the bubble retaining layer has a 4πMs of about 400 Gauss, a film thickness h of 1.7 microns, and a YIG 4πM of about 1750 Gauss, so tM/hMs is about 1.0 with respect to the YIG thickness t. Also, the etching depth is approximately 0.3 times h.

本実施例の膜において8.5ミクロン周期円形コ
ンテイギユアス・デイスクパターンでのバブル単
純転送マージンを第4図に示す。第4図の実線に
囲まれた領域でバブルは面内磁場1回転あたり2
ビツトづつ転送される。面内磁場Hrが零のとき
パターンのそばでのバブル・コラツプス磁場は、
229エルステツド(Oe)、ラン・アウト磁場は、
約200エルステツドで、ともにHr10エルステツド
増加に対し、約2−3エルステツド減少する。即
ち、2ビツト転送のマージン領域はバブル在存領
域の、やや高バイアル側領域において生じる。第
4図の転送マージンは、結晶の<112>軸に垂直
なループのものであるが、<112>軸に平衡なルー
プの場合、低バイアス側でマージンにばらつきが
見られる以外は、ほぼ第4図と同じものが得られ
る。
FIG. 4 shows the bubble simple transfer margin in a circular continuous disk pattern with a period of 8.5 microns in the film of this example. In the area surrounded by the solid line in Figure 4, the bubble is 2 times per rotation of the in-plane magnetic field.
Transferred bit by bit. When the in-plane magnetic field Hr is zero, the bubble collapse magnetic field near the pattern is
229 Oe, the run-out magnetic field is
About 200 oersteds, both increase by 10 oersteds and decrease by about 2-3 oersteds. That is, the margin area for 2-bit transfer occurs in a slightly higher vial side area of the bubble existing area. The transfer margin in Figure 4 is for a loop perpendicular to the <112> axis of the crystal, but in the case of a loop balanced on the <112> axis, the transfer margin is almost the same, except for variations in the margin on the low bias side. The same result as in Figure 4 is obtained.

一辺8ミクロンの正方形を頂点どうし重ね合せ
ながら連らねた6ミクロン周期パターンでも、面
内磁場1回転あたり2ビツトのバブル転送マージ
ンが、わずかながら得られたが、円形コンテイギ
ユアス・パターンでマージンが一番広く、また、
広い温度範囲でも安定であつた。
Even with a 6-micron periodic pattern in which squares of 8 microns on a side are connected with their vertices superimposed, a bubble transfer margin of 2 bits per rotation of the in-plane magnetic field was obtained, although the margin was even higher with a circular continuous pattern. widest, also
It was stable over a wide temperature range.

実施例 2 実施例1と同じ構成でYIGの厚さtだけが2000
Å、即ち、tM/hMsが約0.5の試料において実施
例1と同様に面内磁場1回転あたり2ビツトのバ
ブル転送が得られた。マージンは実施例1に比べ
やや狭いものが得られた。なお、光が増しtM/
hMsが約1.5になるとマージンが狭くなる現象が
見られた。
Example 2 Same configuration as Example 1, only YIG thickness t is 2000
As in Example 1, bubble transfer of 2 bits per rotation of the in-plane magnetic field was obtained in a sample with a tM/hMs of about 0.5. The margin was slightly narrower than in Example 1. In addition, the light increases tM/
A phenomenon in which the margin became narrower was observed when hMs reached approximately 1.5.

実施例 3 実施例1とほぼ同じであるが、イオンエツチン
グにおいて垂直入射で、従つて、第1図bの角度
17は90である所のみが、異なる試料でも、、
やはり面内磁場1回転あたり2ビツトのバブル転
送が得られた。バイアスマージンのマージン中心
値に対する割合、即ち、マージン率は、実施例1
とほぼ同じか、やや小さい程度であつた。
Example 3 Almost the same as Example 1, except that the ion etching was performed at normal incidence, so the angle 17 in FIG.
As expected, bubble transfer of 2 bits per rotation of the in-plane magnetic field was obtained. The ratio of the bias margin to the margin center value, that is, the margin rate, is as shown in Example 1.
It was about the same or slightly smaller.

実施例 4 実施例3と同じ構成であるが、エツチング深さ
だけが、残りのバブル保持層の膜層hの0.1倍と
0.45倍の試料のいずれにおいても面内磁場1回転
あたり2ビツトのバブル転送が得られた。
Example 4 Same configuration as Example 3, but only the etching depth was 0.1 times the film layer h of the remaining bubble retaining layer.
Bubble transfer of 2 bits per revolution of the in-plane magnetic field was obtained for all samples with a magnification of 0.45.

マージン率は、いずれも実施例3よりやや小さ
かつた。尚、エツチング深さが膜厚hの0.1倍に
満たないときは、バブルがパターン境界に束縛さ
れにくく、一方、エツチング深さが膜厚hの0.6
倍以上では、パターン内にバブルが入りこんで、
正常なバブル転送が得られなかつた。
The margin rates were all slightly smaller than in Example 3. Note that when the etching depth is less than 0.1 times the film thickness h, bubbles are less likely to be bound to the pattern boundaries;
At double or higher, bubbles enter the pattern,
Normal bubble transfer could not be obtained.

実施例 5 実施例3のYIGに代わるものとして4πMが約
610ガウスの(YCa)3(FeGe)5O12ガーネツト膜を
液相エピタキシヤル成長し、厚さtが1.0ミクロ
ン即ちtM/hMsが0.6の試料においては、バブル
保持膜のHcが高かつたため、実施例3に比べ、
かなり小さなマージンであつたが、2ビツト転送
が見られた。
Example 5 As an alternative to YIG in Example 3, 4πM is approximately
In a sample in which a (YCa) 3 (FeGe) 5 O 12 garnet film of 610 Gauss was grown by liquid phase epitaxial growth and the thickness t was 1.0 μm, that is, tM/hMs was 0.6, the Hc of the bubble-retaining film was high. Compared to Example 3,
Although the margin was quite small, 2-bit transfer was observed.

実施例 6 実施例1においてYIGを成長する代わりにバブ
ル保持層表面にヘリウムイオン(He+)を
120keVの加速電圧で3×1015/cm2の注入量で注
入することにより面内磁化層を形成した。この場
合、面内磁化層の実効的な厚さtはFMRのデー
タ等により約0.6ミクロンと推定される。従つて、
バブル保持層の厚さhは約1.1ミクロン即ち、こ
の試料のtM/hMsは約0.5強、エツチング深さは
hの約0.5倍にあたる。本実施例においても、面
内磁場1回転あたり2ビツトのバブル転送が得ら
れた。
Example 6 Instead of growing YIG in Example 1, helium ions (He + ) were added to the surface of the bubble retention layer.
An in-plane magnetization layer was formed by implanting at an implantation dose of 3×10 15 /cm 2 at an accelerating voltage of 120 keV. In this case, the effective thickness t of the in-plane magnetization layer is estimated to be about 0.6 microns based on FMR data and the like. Therefore,
The thickness h of the bubble retaining layer is about 1.1 microns, that is, the tM/hMs of this sample is a little over 0.5, and the etching depth is about 0.5 times h. In this example as well, bubble transfer of 2 bits per rotation of the in-plane magnetic field was obtained.

以上の実施例においては、面内磁化層として単
結晶膜を用いが、非晶質強磁性体膜を用いても本
発明の効果が得られることが容易に類推される。
In the above embodiments, a single crystal film is used as the in-plane magnetization layer, but it can be easily inferred that the effects of the present invention can be obtained even if an amorphous ferromagnetic film is used.

以上、説明したように本発明によれば、パター
ン周期が短かく、かつ従来加工精度で十分加工で
きるコンチテイギユアス・デイスク・パターンを
用い、面内磁場1回転あたり2ビツトのバブル転
送が得られ、バブル密度を十分保つたまま、アク
セス時間を半減することができ、その産業上の意
義は大きい。
As explained above, according to the present invention, bubble transfer of 2 bits per rotation of an in-plane magnetic field can be achieved by using a continuous disk pattern that has a short pattern period and can be processed with conventional processing accuracy. This makes it possible to reduce access time by half while maintaining sufficient bubble density, which is of great industrial significance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図aとbは、第1図cの膜形成の工程を説
明する図、第1図cは本発明のバブル磁区素子の
膜断面を示す。第2図a,bはバイアス磁場と面
内磁場方向を含む膜断面におけるバブルの位置を
示す断面図、第3図a〜fは、面内磁場の向きが
一回転する間にコンテイギユアス・デイスク・パ
ターンをバブルが2ビツト転送するときのバブル
位置を示す平面図。第4図は本発明の実施例1に
おけるコンテイギユアス・デイスク転送ループの
2ビツト単純転送マージンを示す図である。 ここで、11は基板、12はバブル保持層、1
3はエツチング制御層、14はレジスト・マス
ク、15はイオン注入角、16はエツチング深
さ、17はパターン境界におけるバブル保持層の
テーパ角、18はパターン外側におけるバブル保
持層膜厚、19は面内磁化層の膜厚、20は面内
磁化層、16′と18′は面内磁化層形成後のバブ
ル保持層の寸法21は面内磁化層のうちパターン
境界の内側、22はパターン境界の外側、23は
バブルをそれぞれ示す。
FIGS. 1a and 1b are diagrams for explaining the process of forming the film of FIG. 1c, and FIG. 1c shows a cross section of the film of the bubble magnetic domain element of the present invention. Figures 2a and b are cross-sectional views showing the bubble positions in the membrane cross section including the bias magnetic field and in-plane magnetic field directions, and Figures 3 a-f show the contiguous disk during one rotation of the direction of the in-plane magnetic field. FIG. 4 is a plan view showing the bubble position when the bubble transfers the pattern by 2 bits. FIG. 4 is a diagram showing the 2-bit simple transfer margin of the continuous disk transfer loop in the first embodiment of the present invention. Here, 11 is a substrate, 12 is a bubble retaining layer, 1
3 is the etching control layer, 14 is the resist mask, 15 is the ion implantation angle, 16 is the etching depth, 17 is the taper angle of the bubble retention layer at the pattern boundary, 18 is the thickness of the bubble retention layer outside the pattern, and 19 is the surface. The film thickness of the in-plane magnetization layer, 20 is the in-plane magnetization layer, 16' and 18' are the dimensions of the bubble retention layer after forming the in-plane magnetization layer, 21 is the thickness of the in-plane magnetization layer inside the pattern boundary, and 22 is the dimension of the pattern boundary. On the outside, 23 indicates a bubble, respectively.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 基板単結晶面上に飽和磁化Msのバブル保持
層を持ち、その上に形成された周期的転送パター
ンを介して面内磁場回転によりバブルの転送がな
されるバブル磁区素子において前記周期的転送パ
ターンは前記バブル保持層のエツチングよりテー
パ状の側壁を持つパターン形状が前記バブル保持
層に残る様に形成され、そのエツチング深さが前
記バブル保持層の残りの膜厚hの0.1倍以上0.5倍
以下で、かつ、前記バブル保持層の上に厚さt、
飽和磁化Mの面内磁化層が前記バブル保持層のテ
ーパ状の側壁部分で連続となるように設けられ、
かつ、tM/hMsが0.5以上1.2以下を満たす様に形
成されていることにより、面内地場1回転あたり
2ビツトのバブル転送がなされることを特徴とす
るバブル磁区素子。 2 前記面内磁化層がイツトリウム鉄ガーネツト
単結晶からなる特許請求の範囲第1項に記載のバ
ブル磁区素子。 3 前記面内磁化層のイツトリウム・イオンの一
部または全部をカルシウム・イオン、ストロンチ
ウム・イオン及び希土類イオンのうちの少なくと
も1種類のイオンで置換し、また、鉄イオンの1
部をガリウム・イオン、アルミニウム・イオン、
ゲルマニウム・イオン、シリコン・イオンなどの
非磁性イオンで置換したイツトリウム鉄ガーネツ
ト単結晶からなる特許請求の範囲第1項に記載の
バブル磁区素子。 4 前記バブル保持層の磁歪定数λ111が負であり
一定の周期的要素からなる連続パターン形状を残
す様にエツチング加工された後、その表面にイオ
ン注入を行なつて実効厚さtの面内磁化層が形成
されている特許請求の範囲第1項に記載のバブル
磁区素子。
[Claims] 1. A bubble magnetic domain element having a bubble retaining layer with saturation magnetization Ms on a substrate single crystal plane, and in which bubbles are transferred by in-plane magnetic field rotation via a periodic transfer pattern formed thereon. In the etching process, the periodic transfer pattern is formed so that a pattern with tapered sidewalls remains in the bubble holding layer, and the depth of the etching is equal to the remaining film thickness h of the bubble holding layer. 0.1 times or more and 0.5 times or less, and a thickness t on the bubble retaining layer,
an in-plane magnetization layer with a saturation magnetization M is provided so as to be continuous on a tapered side wall portion of the bubble retention layer;
A bubble magnetic domain element characterized in that, by being formed so that tM/hMs satisfies 0.5 or more and 1.2 or less, bubble transfer of 2 bits is performed per one in-plane ground rotation. 2. The bubble magnetic domain element according to claim 1, wherein the in-plane magnetization layer is made of yttrium iron garnet single crystal. 3. Part or all of the yttrium ions in the in-plane magnetization layer are replaced with at least one type of ion selected from calcium ions, strontium ions, and rare earth ions, and one of the iron ions
gallium ion, aluminum ion,
2. The bubble magnetic domain element according to claim 1, comprising a single crystal of yttrium iron garnet substituted with non-magnetic ions such as germanium ions and silicon ions. 4. After the bubble retaining layer is etched so as to leave a negative magnetostriction constant λ 111 and a continuous pattern consisting of constant periodic elements, ions are implanted into the surface to form an in-plane pattern of effective thickness t. The bubble magnetic domain element according to claim 1, wherein a magnetization layer is formed.
JP6142180A 1980-05-09 1980-05-09 Bubble magnetic domain element Granted JPS56159890A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6142180A JPS56159890A (en) 1980-05-09 1980-05-09 Bubble magnetic domain element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6142180A JPS56159890A (en) 1980-05-09 1980-05-09 Bubble magnetic domain element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS56159890A JPS56159890A (en) 1981-12-09
JPS636949B2 true JPS636949B2 (en) 1988-02-13

Family

ID=13170606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6142180A Granted JPS56159890A (en) 1980-05-09 1980-05-09 Bubble magnetic domain element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS56159890A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5715277A (en) * 1980-06-27 1982-01-26 Nec Corp Bubble magnetic domain element

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2256510B1 (en) * 1973-12-27 1977-11-04 Ibm
JPS5516463A (en) * 1978-07-21 1980-02-05 Nec Corp Bulb magnetic region element
JPS5516462A (en) * 1978-07-21 1980-02-05 Nec Corp Method of forming contiguous pattern

Also Published As

Publication number Publication date
JPS56159890A (en) 1981-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wolfe et al. Planar domains in ion‐implanted magnetic bubble garnets revealed by Ferrofluid
US4460412A (en) Method of making magnetic bubble memory device by implanting hydrogen ions and annealing
CA1068830A (en) Ion implanted bubble propagation structure
JPS636949B2 (en)
US4343038A (en) Magnetic bubble domain structure
US4556583A (en) Method of fabricating magnetic bubble memory device
US3996573A (en) Bubble propagation circuits and formation thereof
JPS6260756B2 (en)
Nelson et al. Reliable propagation of magnetic bubbles with 8 μm period ion implanted propagation patterns
US3701127A (en) Magnetic domain propagation arrangement including medium with graded magnetic properties
US4503517A (en) Magnetic bubble memory device
JPS61267313A (en) Manufacture of magnetic memory element
US4360893A (en) Magnetic devices and method of manufacture
JPS5925366B2 (en) Cylindrical domain material
JPS636950B2 (en)
JPS6244843B2 (en)
JPS63249935A (en) Production of magnetic recording body
JPS6029997A (en) Magnetic bubble transfer path
JPS5846793B2 (en) magnetic bubble element
JPS6160502B2 (en)
Wolfe et al. Propagation of magnetic bubbles on ion implanted patterns in a (100) Bi‐yttrium iron garnet film
JPH03113815A (en) Method for controlling magnetic domain structure of magnetic head
JP2798976B2 (en) Bloch line memory device
JPH01268009A (en) Formation of composite film of magnetic garnet
JPS58141492A (en) Magnetic bubble element