Brevet FR2549996A1 — publié le 19850201

La présente invention concerne d'une manière générale les dispositifs à bulles magnétiques, et plus particulièrement les dispositifs du type comprenant 5 des pistes de propagation des bulles magnétiques, pistes qui sont formées par implantation ionique, ces dispositifs bénéficiant d'une large marge de fonctionnement, ainsi que d'un fonctionnement stabilisé. Parmi les pistes de propagation de bulles 10 magnétiques formées par implantation ionique, on connaît, en particulier, les pistes de propagation à motifs ondulés telles que décrites dans "Bell Syst tech J ", Vol. 59, p 229 ( 1980). Comme le montre schématiquement la Fig. 15 1, un dispositif à bulles magnétiques est constitué d'une manière générale par plusieurs boucles secondaires 2 permettant de mettre de l'information en mémoire et une ligne principale ou boucle principale permettant de lire et d'écrire l'information On utilise comme éléments de jonction entre ces boucles secondaires 2 et la ligne principale ( ou boucle principale) divers éléments 4 tels qu'une porte de transfert, une porte d'échange et un réplicateur Les boucles secondaires 2 sont constituées par des pistes de propagation de bulles et elles occupent la 25 plus grande partie de la surface du dispositif à bulles magnétiques La ligne principale (ou boucle principale) est constituée par des pistes de propagation de bulles 10 et 12, un générateur de bulles 6 et un détecteur 8. Les boucles secondaires 2 sont reliées à la ligne princi30 pale (ou boucle principale) par l'intermédiaire des élé= ments 4 tels que la porte de transfert, la porte d'échange ou le réplicateur Bien que l'on n'ait représenté sur la fig 1 que deux boucles secondaires, il va sans dire qu'en pratique le dispositif à bulles magnétiques présen35 te un grand nombre de boucles secondaires. La fig 2 illustre la configuration ou motif des pistes de propagation qui constituent la boucle secondaire Sur cette fig 2,le chiffre de référence 14 indique une région dans laquelle une couche de magnétisation plane est formée sur la surface d'un matériau pour bulles magnétiques par implantation ionique, 16 indi5 quant une région dans laquelle une telle couche de magnétisation plane est absente, ou en variante, une telle couche est prévue avec une épaisseur moindre que celle suivant laquelle la région 14 est formée, 18 indiquant enfin une bulle magnétique Les pistes de propagation 10 représentées sont destinées à constituer les boucles secondaires avec une période ou pas P de 8,m On a constaté qu'il apparaît un problème lorsque l'on doit réaliser la boucle secondaire à l'aide de pistes de propagation à configuration ondulée,avec un pas de 4 m ou moins Plus 15 précisément, lorsque l'on forme des pistes de propagation avec une taille de cellule de 4 m x 41 m, un problème apparait, résidant dans le fait qu'une légère variation de l'amplitude W qui peut étreproduite dans le motif, entraînerait une variation importante de la marge de fonc20 tionnement du dispositif à bulles Ceci peut s'expliquer par le fait que, en raison de l'intervalle réduit existant entre les pistes de propagation, un fonctionnement erroné apparaît sous l'effet d'un transfert involontaire de la bulle vers la piste voisine. C'est pourquoi la présente invention a pour but de fournir un dispositif à bulles magnétiques du type comprenant des pistes de propagation de bulles de forme ondulée, réalisées par implantation ionique, ce dispositif devant offrir une large marge de fonctionne30 ment qui ne soit que rarement soumise à des variations. L'invention s'appuie sur la découverte du fait que la marge d'un champ magnétique de polarisation (que l'on appelera plus simplement champ de polarisation) dépend de la distance existante entre les rangées 35 des pistes de propagation Plus précisément, lorsqu'on choisit la dimension ou amplitude W égale à 4 *m dans le motif de pistes représenté par la fig 2, la marge s'avère être de 7 % si la distance d est 4 h, ainsi que le montre la fig 3 D'autre part, cette marge s'accroît à 13 % pour une distance d de l Ow 9 m Ceci signifie que l'on peut accroître la marge de manière correspondante en augmen5 tant d Toutefois, on ne peut pas accroître cette marge indéfiniment, car elle est limitée à une valeur de saturation En conséquence, on peut assurer un fonctionnement stable en choississant pour la distance d une valeur suffissament grande pour que la marge prenne la valeur de 10 saturation D'une manière générale, on détermine la valeur (W + d) à l'aide de facteurs géométriques des autres éléments Conformément à l'invention, on propose d'accroître la distance d en diminuant de façon correspondante la largeur W pour une valeur constante donnée (W + d), de 15 manière à réaliser, pour les pistes de propagation,une structure qui bénéficie de la marge de fonctionnement qui se trouve ainsi accrue de façon correspondante, et bénéficie également d'une variation réduite de cette marge. A cet égard, il convient de remarquer que l'on peut dé20 terminer la valeur de la somme de W et de d si l'on se donne la taille de la cellule, étant donné qu'une limite est imposée à la taille de la boucle secondaire et de la ligne principale En d'autres termes, la valeur de W + d est approximativement deux fois plus grande que la lon25 gueur d'un côté de la cellule En outre, la relation suivant laquelle W + d = 8 D ( D représentant le diamètre des bulles) s'avère être valable Le diamètre de bulle D est d'environ P/4, P représentant la période ou pas de la piste de forme ondulée Afin d'éviter une réduction 30 de la marge du champ de polarisation due à l'influence magnétique exercée sur la bulle disposée en un emplacement donné sous l'effet d'une autre bulle présente au voisinage de la première, le diamètre de bulle D ne devrait pas dépasser P/4 D'autre part, il conviendrait de choisir ce diamètre de bulle D à une valeur aussi grande que possible afin d'assurer l'obtention d'une caractéristique améliorée pour la propagation des bulles Afin de remplir simultanément les deux conditions précitées, il est souhaitable que le diamètre de bulle D soit choisi approximativement égal à P/4. Comme le montre la fig 2, la largeur t 5 de la région 16 sans implantation ionique,(c'est-à-dire de la région dans laquelle il n'est pas implanté d'ions) est approximativement égale au diamètre de bulle D, et donc à P/4. D'autres caractéristiques et avantages 10 de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, à titre d'exemples non limitatifs et en regard des dessins annexés sur lesquels: la Fig 1 est une vue représentant la disposition générale d'un dispositif à bulles magnétiques comprenant 15 des boucles secondaires et des lignes principales; la Fig 2 représente une vue en plan des pistes de propagation des bulles formées par implantation ionique; la Fig 3 représente une vue illustrant une courbe caractéristique des pistes de propagation représentées sur 20 la Fig 2; la Fig 4 représente une vue de dessus d'une piste de propagation à implantation ionique à motif ondulé, présentant un pas périodique de 41 > m; la Fig 5 représente une vue illustrant la courbe ca25 ractéristique de la piste de propagation de la Fig 4; la Fig 6 représente une vue en plan d'une piste de propagation à implantation ionique à motif ondulé présentant un pas de 3/um; la Fig 7 représente une vue illustrant la courbe ca30 ractéristique de cette piste de la Fig 6; la Fig 8 représente une vue en plan illustrant la jonction existant dans un dispositif à bulles hybride entre la piste à implantation ionique et une piste permalloy; la Fig 9 est une vue illustrant la courbe caractéristique de la piste de propagation à implantation ionique et de la jonction entre cette piste et une piste de permalloy; la Fig 10 représente une vue en plan d'une piste à implantation ionique à motif triangulaire ondulé. Dans la description qui suit, l'invention sera décrite en se référant à un mode de réalisation don5 né à titre d'exemple et représenté par la Fig 4 sur laquelle les mêmes chiffres de référence indiquent les mêmes éléments que ceux représentés sur la Fig 2 Comme le montre cette fig 4,il est prévu des rangés constituées par des pistes de propagation de bulles à motif ondulé 10 présentant chacune un pas périodique de 4 j Rm suivant la direction de propagation des bulles, airsi qu'uns distance ininter-rangées de 0,8 jm Dans ce dispositif à bulles, en mesure la marge du champ de polarisation en faisant varier l'amplitude W du motif bndulé sans implantation ionique. 15 Les résultats de ces mesures sont portés sur la Fig 5. Ainsi que l'on peut le voir, lorsque l'amplitude W dépasse 3 Am, la marge du champ de polarisation subit une variation notable en fonction de W Toutefois, dans le domaine des W plus petits que 3 *m, la marge est saturée à 13 % 20 et demeure constante indépendamment de la variation de l'amplitude W On constatera sur la Fig 5 que l'on peut obtenir une marge de champ magnétique supérieure à 10 %, valeur que l'on adopte de préférence dans la pratique pour la propagation des bulles, si l'on choisit une am25 plitude W qui ne soit pas supérieure à 3,5 (c'est-à-dire 7 du pas périodique P mesuré suivant là direction de propagation des bulles Toutefois, dans le domaine o 3 W varie légèrement en raison des tolérances de fabrication, même si l'on donne à W une valeur constante au niveau de la conception Dans le domaine o W Ainsi que décrit précédemment, il est souhaitable que la largeur t de la région sans implantation ionique soit approximativement égale à P/4 Etant donné que la valeur minimum de la largeur est une valeur t qui est égale à environ P/4, ainsi qu'indiqué plus haut, la valeur minimum de l'amplitude W est donc d'environ P/4. Ce qui précède permet d'établir que la condition 1 4 =P= 4 propagation des bulles qui soit plus stable Ainsi qu'indi-. 15 dé plus haut, dans le domaine de W plus petits que 3 t, la marge se trouve saturée à 13 % et elle re subit aucune varia, tion qu'elles que soient les variations de l'amplitude W En d'autres termes, on peut assurer un fonctionnement stable lorsque la valeur W est plus petite que 3 du pas 20 périodique P mesuré suivant la direction de propagation des bulles. La fig 6 représente un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel les mêmes chiffres de référence représentent des éléments analogues à ceux illustrés sur la Fig 2, les explications correspondantes pouvant être par conséquent être omises Comme le montre cette Fig 6, on réalise un réseau de rangées constitué par des pistes de propagation de bulles à motif ondulé présentant chacune un pas de 3,&m suivant la direction 30 de propagation des bulles, le pas des rangées étant de 6 Am Dans ce dispositif à bulles, on mesure la marge de champ de polarisation en faisant varier la largeur W du motif ondulé sans implantation ionique Les résultats de ces mesures sont portés sur la Fig 7 Comme on peut le 35 voir, lorsque W est plus petit que 2,25 4 m ou lorsqu'il est plus petit que 3 du pas P de la piste ondulée mesuré suivant la direction de propagation des bulles, cette marge est constante, ce qui assure un fonctionnement stable. On a pu constater que l'on devrait choisir une amplitude W qui ne soit pas supérieure à 7 du pas P pour que l'on puisse obtenir une marge de champ de polarisation qui soit utilisable en pratique et ne dépasse pas 10 %. Ainsi, grâce à la présente invention, on peut assurer un fonctionnement stable et une caractéristique améliorée non seulement sur un dispositif à bulles 10 présentant des pistes de propagation rectilignes mais également sur un dispositif à bulles hybride dans lequel on utilise une combinaison des pistes de propagation à implantation ionique et de pistes de propagation en permalloy, de la manière décrite, par exemple, dans la demande de brevet japonais publiéesous le n 40791/82. Dans un tel dispositif hybride, un fac teur essentiel est constitué par la jonction prévue entre la piste de propagation à implantation ionique et la piste en permalloy C'est avant tout la caractéristique 20 d'une jonction de transfert à travers laquelle la bulle est transférée de la piste à implantation ionique vers la piste en permalloy qui est critique étant donné que la marge admissible au niveau de cette jonction de transfert est plus petite que celles des deux pistes de propa25 gation On réalise cette jonction de transfert avec une configuration qui est représentée par la Fig 8 sur laquelle des chiffres de référence identiques représentent les mêmes éléments que ceux de la Fig 2, les explications correspondantes étant alors omises Sur cette Fig. 30 8, le chiffre de référence 20 indique une piste de propagation de bulles en permalloy La marge de champ de polarisation correspondant à cette jonction de transfert se trouve délimitée par des lignes supérieure et inférieure en trait interrompu telles que représentées par la Fig 9 35 sur laquelle une courbe constituée d'une série de cercles vides représente la marge de champ de polarisation mesurée en faisant varier l'amplitude W du motif ondulé sans implantation ionique qui présente un pas de 4 nm suivant la direction de propagation des bulles Afin d'assurer une large marge de champ de polarisation pour l'ensemble du dispositif, il est nécessaire qu'existe une large région de fonctionnement commun qui soit partagée à la fois par la marge de champ de polarisation de la jonction et celle de la piste de propagation de bulles. Si l'amplitude W n'est pas supérieure à 3,*m, cette marge commune de champ de propagation coincide avec celle 10 de la jonction et devient maximum Plus précisémment, dans un dispositif hybride, la marge de champ de polarisation pour l'ensemble du dispositif peut ne présenter une valeur convenable ( 10 %) que si l'amplitude W n'est pas supérieure à 3 du pas mesuré suivant la direction 15 de propagation des bulles. La Fig 10 illustre un motif de pistes à ondulation triangulaire On a pu constaté que l'on peut également appliquer l'invention à un dispositif magnétique comprenant ce type de pistes de propagation de bul20 les. On notera que dans la réalisation de la Fig 8, la piste de propagation de bulles magnétiques est réalisée dans un matériau magnétique doux. On notera également que dans les réali25 sations des figs 4, 6 et 8, la piste de propagation à implantation ionique 16 présente une configuration ondulée analogue à celle d'une corde. REVENDICATIONS 1 ) Dispositif à bulles magnétiques, du type comprenant des pistes ( 14) de propagation de bulles magnétiques à implantation ionique, présentant chacune une forme ondulée, des bulles magnétiques ( 18) se propageant le long de l'un et l'autre côtés de la piste de propagation, caractérisé en ce que l'amplitude W d'une région ondulée ( 16), dans laquelle une couche de magnétisation plane soit est absente, soit présente une épaisseur, 10 si elle présente, plus faible que celle des autres régions ( 14), n'est pas supérieure à 7 d'un pas (P) desdites pistes ondulées de propagation de bulles magnétiques, cette amplitude ( étant mesurée suivant la direction perpendiculaire à la direction suivant laquelle se 15 propagent les bulles ( 18). 2 ) Dispositif à bulles magnétiques suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite amplitude (W) est choisiede manière que 1 c W amplitude (W) est choisie de manière que 1 W 4 = P = 4 4 ) Dispsositif à bulles magnétiques suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite piste de propagation à implantation ionique comprend une 25 jonction entre cette piste de propagation ( 14) et une piste de propagation de bulles magnétiques ( 20) formée par un matériau magnétique doux. ) Dispositif à bulles magnétiques selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite piste de propagation à implantation ionique présente une configuration ondulée analogue à celle d'une corde. 6 ) Dispositif à bulles magnétiques selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite piste de propagation à implantation ionique présente une 35 forme à ondulations triangulaires.