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公開番号2025009207
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-20
出願番号2023112059
出願日2023-07-07
発明の名称磁性細線デバイス
出願人日本放送協会
代理人弁理士法人磯野国際特許商標事務所
主分類H10B 61/00 20230101AFI20250110BHJP()
要約【課題】磁区の駆動におけるシフト長の安定化を図る磁性細線デバイスを提供する。
【解決手段】磁性細線デバイス1は、基板80上に配置される下地層60と、平面視において直線状に延伸する磁性細線10と、磁性細線10を磁化する記録電流が印加される記録素子40と、磁性細線10と記録素子40との間に配置される絶縁層30と、を備え、磁性細線10は、下地層60の上面に配置され、下面が第1の位置H1にある第1区間11及び第1の位置H1よりも高い第2の位置H2にある第2区間12を、第1区間11と第2区間12とを接続する接続部20を介して交互に繰り返して上下に高さを変えながら延伸し、下地層60の上面は、磁性細線10の下面の形状に沿って磁性細線10の下面の高さに形成されている。
【選択図】図2C
特許請求の範囲【請求項１】
基板上に配置される下地層と、
前記下地層の上方に配置され、平面視において直線状に延伸する磁性細線と、
前記磁性細線の上方に、平面視において前記磁性細線と交差するように配置され、前記磁性細線を磁化する記録電流が印加される記録素子と、
前記磁性細線と前記記録素子との間に配置される絶縁層と、を備え、
前記磁性細線は、前記下地層の上面に配置され、下面が第１の位置にある第１区間及び前記第１の位置よりも高い第２の位置にある第２区間を、前記第１区間と前記第２区間とを接続する接続部を介して交互に繰り返して上下に高さを変えながら延伸し、
前記下地層の上面は、前記磁性細線の下面の形状に沿って前記磁性細線の下面の高さに形成されている磁性細線デバイス。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
基板上に配置される下地層と、
前記下地層の上方に配置され、平面視において直線状に延伸する磁性細線と、
前記磁性細線の下方に、平面視において前記磁性細線と交差するように配置され、前記磁性細線を磁化する記録電流が印加される記録素子と、
前記磁性細線と前記記録素子との間に配置される絶縁層と、を備え、
前記磁性細線は、前記絶縁層の上面に配置され、下面が第１の位置にある第１区間及び前記第１の位置よりも高い第２の位置にある第２区間を、前記第１区間と前記第２区間とを接続する接続部を介して交互に繰り返して上下に高さを変えながら延伸し、
前記絶縁層の上面は、前記磁性細線の下面の形状に沿って前記磁性細線の下面の高さに形成されている磁性細線デバイス。
【請求項３】
前記磁性細線において、前記記録電流によって磁区が形成される磁区形成領域と形成された磁区を逐次移動させて保存する保存領域との境界に前記接続部の１つが位置し、
前記記録素子から前記境界までの平面視における距離は、１ビットの情報に対応する磁区の長さであるビット長の０．５倍以上２倍以下である請求項１又は請求項２に記載の磁性細線デバイス。
【請求項４】
前記接続部は、前記磁性細線の延伸方向に等間隔で配置され、
隣り合う前記接続部の間隔を１ビットの情報に対応する磁区の長さであるビット長とする請求項１又は請求項２に記載の磁性細線デバイス。
【請求項５】
前記接続部は、前記磁性細線の延伸方向に等間隔で配置され、
１つおきに並ぶ前記接続部の間隔を１ビットの情報に対応する磁区の長さであるビット長とする請求項１又は請求項２に記載の磁性細線デバイス。
【請求項６】
少なくとも一部の前記接続部は、前記磁性細線の延伸方向に等間隔で配置され、
等間隔で配置される前記接続部の間隔を１ビットの情報に対応する磁区の長さであるビット長とする請求項１又は請求項２に記載の磁性細線デバイス。
【請求項７】
前記磁性細線は、前記第１区間及び前記第２区間において同じ厚さであり、
前記第１の位置からの前記第２の位置の高さは、前記第１区間及び前記第２区間における前記磁性細線の厚さの２倍以下である請求項１又は請求項２に記載の磁性細線デバイス。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁性細線メモリの一部となる磁性細線デバイスに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
磁性細線メモリは、磁性体材料を細線状に加工した磁性細線を記録媒体とし、情報の単位となる磁区を磁性細線に形成する「記録」、形成した磁区を磁性細線中でシフトさせる「駆動」、磁区の磁化方向を検出する「再生」、という３つの動作によって、情報の読み書きをシーケンシャルに行うことができる記憶装置である。情報は、例えば上向き、下向きといった磁性細線の磁化の向きに対応する２値情報とすることができる。磁区は磁性細線における磁化方向が揃った区間である。例えば特許文献１に記載されているように、記録は電流磁界を用いて磁化方向を局所的に反転させて行い、駆動は磁性細線への電流の印加により磁壁が移動する電流磁壁移動現象を利用して行う。そして、磁性細線の一端側で記録された情報を他端側の固定された位置で再生することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２０－２７８０２号公報
特開２０１４－８６６４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
磁区の駆動における移動距離であるシフト長は、磁性細線の磁気特性等のばらつきによって磁性細線間で異なり、同一磁性細線内であっても場所によって異なる場合がある。シフト長が安定しない場合、予定の回数で再生の位置に磁区を駆動させることが難しいという問題があった。
特許文献２には、一定の周期で磁性細線の幅を変化させ、幅が細いくびれの部分に磁壁を位置させる磁性細線が記載されている。しかし、一定の周期で幅を変化させるためには、磁性細線に対して高精度な微細加工が必要となり、歩留まりが低下してしまう。
【０００５】
本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、磁区の駆動におけるシフト長の安定化を図る磁性細線デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る磁性細線デバイスは、基板上に配置される下地層と、前記下地層の上方に配置され、平面視において直線状に延伸する磁性細線と、前記磁性細線の上方に、平面視において前記磁性細線と交差するように配置され、前記磁性細線を磁化する記録電流が印加される記録素子と、前記磁性細線と前記記録素子との間に配置される絶縁層と、を備え、前記磁性細線は、前記下地層の上面に配置され、下面が第１の位置にある第１区間及び前記第１の位置よりも高い第２の位置にある第２区間を、前記第１区間と前記第２区間とを接続する接続部を介して交互に繰り返して上下に高さを変えながら延伸し、前記下地層の上面は、前記磁性細線の下面の形状に沿って前記磁性細線の下面の高さに形成されている。
【０００７】
また、実施形態に係る他の磁性細線デバイスは、基板上に配置される下地層と、前記下地層の上方に配置され、平面視において直線状に延伸する磁性細線と、前記磁性細線の下方に、平面視において前記磁性細線と交差するように配置され、前記磁性細線を磁化する記録電流が印加される記録素子と、前記磁性細線と前記記録素子との間に配置される絶縁層と、を備え、前記磁性細線は、前記絶縁層の上面に配置され、下面が第１の位置にある第１区間及び前記第１の位置よりも高い第２の位置にある第２区間を、前記第１区間と前記第２区間とを接続する接続部を介して交互に繰り返して上下に高さを変えながら延伸し、前記絶縁層の上面は、前記磁性細線の下面の形状に沿って前記磁性細線の下面の高さに形成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、磁区の駆動におけるシフト長の安定化を図る磁性細線デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１実施形態に係る磁性細線デバイスの概略を例示する斜視図である。
第１実施形態に係る磁性細線デバイスの概略を例示する平面図である。
図２ＡのＩＩＢ－ＩＩＢ線における断面図である。
図２Ｂの一部を拡大して例示する断面図である。
第１実施形態の磁性細線の形成方法において、磁性細線を形成する前の下地層の上面の概略を例示する平面図である。
図３ＡのＩＩＩＢ－ＩＩＩＢ線における断面図である。
図３ＡのＩＩＩＣ－ＩＩＩＣ線における断面図である。
第１実施形態の磁性細線の形成方法において、磁性細線を形成する前の下地層の上面の概略を例示する平面図である。
図４ＡのＩＶＢ－ＩＶＢ線における断面図である。
第１変形例に係る磁性細線デバイスの概略を例示する断面図である。
第２変形例に係る磁性細線デバイスの概略を例示する断面図である。
第３変形例に係る磁性細線デバイスの概略を例示する断面図である。
第４変形例に係る磁性細線デバイスの概略を例示する断面図である。
第５変形例に係る磁性細線デバイスの概略を例示する断面図である。
第２実施形態に係る磁性細線デバイスの概略を例示する斜視図である。
第２実施形態に係る磁性細線デバイスの概略を例示する平面図である。
図９ＡのＩＸＢ－ＩＸＢ線における断面図である。
磁区の形成を観察した写真である。
磁区の駆動及び形成を観察した写真である。
磁区の駆動及び形成を観察した写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［第１実施形態］
第１実施形態に係る磁性細線デバイス１について、図１から図２Ｃを参照しながら説明する。磁性細線デバイス１は、磁性細線メモリ１００の一部となる素子群である。なお、図１は凹凸を省略し、各部材の相対的な位置関係を例示している。
磁性細線メモリ１００は、磁性細線デバイス１と、電流制御部９２と、再生処理部９４と、を備えている。そして、磁性細線デバイス１は、磁性細線１０と、絶縁層３０と、記録素子４０と、再生ヘッド５０と、下地層６０と、を備え、これらが基板８０上に形成されている。以下、磁性細線デバイス１の各構成について説明する。なお、磁性細線１０の本数は、図面では２本としているが、１本でもよく、３本以上であってもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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