Brevet FR2587823A1 — publié le 19870327

DISPOSITIF DE MEMOIRE A BULLES MAGNETIQUES La présente invention concerne un dispositif de mémoire à bulles magnétiques et en particulier un dispositif de mémoire à bulles magnétiques du type hybride utilisant à la fois des pistes de propagation à ions implantés et des pistes de propagation en permalloy, dans lequel les pistes de propagation à ions implantés se prêtent à une réduction des dimensions du dispositif. Un dispositif mémorisant des informations binaires en utilisant des bulles magnétiques ou des domaines magnétiques dans une pellicule magnétique mince (par exemple en grenat magnétique) dont l'axe d'aimantation préféré est perpendiculaire à la surface de la pellicule attire l'attention. En particulier, un dispositif de mémoire à bulles magnétiques à ions implantés décrit dans le brevet US No. 3.828. 329 offre l'avantage d'avoir des caractéristiques de fonctionnement excellentes même si la période des pistes dé propagation de bulles est réduite. Cependant, lorsque lés portions fonctionnelles du dispositif de mémoire à builes magnétiques sont formées en utilisant des pistes de propagation à ions implantés en remplacement des motifs en permalloy, les caractéristiques de certaines portions ne sont pas bonnes. Les caractéristiques des générateurs et des détecteurs formés par des pistes de propagation à ions implantés sont relativement bonnes mais les caractéristiques des portes de duplication et des portes de transfert formées par des pistes de propagation à ions implantés sont très mauvaises. Par conséquent, un dispositif de mémoire à bulles magnétiques du type hybride dans lequel de petites boucles utilisant des pistes de propagation à ions implantés sont associées à des pistes de propagation en permalloy a été proposé (JP-A-57-40791). Dans ce dispositif, les caractéristiques d'une portion fonctionnelle utilisant des pistes de propagation en permalloy sont perfectionnées en rendant la période des pistes de propagation en permalloy de 3 à 6 fois plus grande que celle des pistes de propagation à ions implantés dans la petite boucle. De plus, il a été proposé d'augmenter la densité de mémoire dans la portion de la petite boucle en construisant la portion de la petite boucle avec des pistes de propagation & ions implantés qui sont plusieurs fois repliées comme représenté sur la figure 1, car la période des pistes de propagation en permalloy est supérieure à celle des pistes de propagation à ions implantés. Dans la construction représentée sur la figure 1, chacune des petites boucles 1 est connectée à des lignes principales de lecture et d'écriture 2 et 3 par l'intermédiaire de portes de duplication et de transfert 4 et 5 qui sont réalisées avec des motifs en permalloy. Sur la figure 1l le chiffre de référence 6 représente un générateur de bulles et le chiffre 7 représente un détecteur de bulles. Une structure concrète d'une petite boucle du dispostif de mémoire à bulles de type hybride est représentée sur la figure 2. Les zones désignées par des hachures sur la figure représentent des régions à ions implantés. Comme on peut le voir d'après la figure, une portion centrale de la petite boucle est formée par une piste de propagation à ions implantés 10, tandis que les portions d'extrémités supérieure et inférieure de cette boucle (au voisinage des angles) sont formées par des pistes de propagation en pèrmalloy 11. Pour éviter la diminution de la force d'entraînement des bulles, à la limite de chaque jonction i2 entre une piste de propagation à ions implantas 10 et les pistes de propagation en permalloy 11, des bulles sont transférées à la jonction 12 par une force d'entrainement de bulles combinée du motif à ions implantés en même temps que du motif en permalloy. Dans ce but, il est nécessaire qu'une position dans laquelle existe un pôle magnétique d'attraction du fait du motif à ions implantés et une position dans laquelle existe un pôle magnétique d'attraction dû à un motif en permalloy coincident entre elles pour la phase arbitraire d'un champ tournant. Par conséquent, comme l'indique la figure 2, le motif à ions implantés 13 et le motif 14 en permalloy sont superposés. Dans ce cas, puisque la période de ce motif en permalloy est 3 à 6 fois supérieure à celle de la piste de propagation à ions implantés dans la portion centrale de la petite boucle, comme cela a été indiqué précédemment, la période de la piste de propagation à ions implantés 10 à la jonction 12 est également 3 à 6 fois supérieure à celle de la piste de propagation à ions implantés 10 dans la portion centrale de la petite boucle. Dans le passé, deux pistes 10 de propagation à ions implantés ayant des périodes remarquablement différentes ont été connectées afin que les portions en retrait vues à partir de la région sans ion implanté, c'est-àdire ce que l'on appelle des points de rebroussement puissent coincider, comme représenté sur la figure 3a. Cependant, dans la structure représentée sur la figure 3a, la marge de fonctionnement de la totalité des pistes de propagation est étroite, comme représenté sur la figure 4c. Par conséquent, cette structure n'a pas été mise en pratique. La figure 4a représente une relation entre le champ tournant et le champ de polarisation pour des pistes de propagation à ions implantés constituées par une configuration de disques ayant une période de 3 lm, et la figure 4b une relation entre le champ tournant et le champ de polarisation pour des pistes de propagation & ions implantés comprenant une configuration de disques ayant une période de 10 pm. Le motif pour lequel la marge de fonctionnement du dispositif global ayant la structure indiquée sur la figure 3a est étroite est que si des bulles se propagent depuis la configuration de disques ayant une plus grande période en direction de la configuration de disques ayant une plus petite période, il se produit un phénomène par lequel les bulles qui se sont propagées vers la configuration de disques de plus petite période sont écartées par les pôles magnétqiues puissants de la configuration de disques dé période supérieure. Ce phénomène apparaît de façon remarquable lorsque la phase du champ magnétique tournant est dans la direction indiquée par les flèches sur la figure 3a. Lorsque le champ tournant possède la phase indiquée sur la figure 3a, la bulle devrait correctement se trouver dans une position indiquée en 50 sur la figure. Cependant, quand la phase du champ tournant correspond & cette phase, des pôles (+) attirant une bulie comme l'indique la figure sont produits dans la configuration de disques ayant la période la plus grande. De ce fait, dans la configuration de disques ayant la période la plus grande, la quantité importante de ces pôles d'attraction qui est dûe & la grande période donne lieu à un fonctionnement incorrect au cours duquel une bulle, qui est attirée par la configuration de disques ayant la plus petite période et qui se trouve en une position indiquée en 50, en est écartée et saute & une position indiquée en 51. La situation décrite ci- dessus est identique pour le cas ou la forme des pistes de propagation à ions implantés & la limite de la région à ions implantés n'est pas du type & disques mais du type à carrés comme représenté sur la figure 3b. Pour empêcher un tel fonctionnement incorrect, il a été proposé une structuré dans laquelle la période de la piste de propagation à ions implantés est progressivement augmentée avec une distance accrue entre la portion centrale de la petite boucle et la jonction 12 connectant la portion dé piste de propagation à ions implantés ayant la plus grande période et la portion de piste de propagation à ions implantés ayant la plus petite période, comme indiqué dans la zone 15 de la figure 2. Comme on peut nettement le voir d'après la figure 2, dans le dispositif ayant une telle structure, la portion centrale d'une petite boucle possède une densité de bits supérieure puisque trois configurations contiguës de disques sont obtenues en pliant la petite boucle. Cependant, il n'est pas possible de plier la petite boucle dans sa portion 15 o la période est progressivement accrue. Ceci est dû au fait que la période de la petite boucle dans cette portion 15 est supérieure à celle de la portion centrale. Par conséquent, la densité de bits de la portion de petite boucle 15 dans une direction perpendiculaire à la direction de propagation de bulles est le tiers de celle de la portion centrale de la petite boucle. Dans la direction de propagation de bulles également, la densité des bits de la portion de petite boucle 15 est inférieure à celle de la portion centrale de la petite boucle. Actuellement, la densité de mémoire dans un dispositif de mémoire à bulles magnétiques augmente très rapidement. Cependant, il existe un problème du fait que la portion dans laquelle la période est augmentée constitue une zone inutilisable d'une puce, ce qui empêche donc la réalisation d'une forte densité de mémoire sur le dispositif. Un objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif de mémoire à bulles magnétiques de type hydride avec une petite-zone de dispositif en réduisant une zone inutile dans une région allant de la jonction entre la piste de propagation à ions implantés et la piste de propagation en permalloy à une portion dans laquelle la période dé la petite boucle est constante. La raison pour laqueile dans l'art antérieur une grande zone d'un dispositif de type hybride est nécessaire dans la région comprise à partir de la jonction entre la piste de propagation à ions implantés et la piste de propagation en permalloy à la portion o la période de la petite boucle est constante, est que deux configurations différentes dans une telle région sont connectées de sorte que des portions en retrait vues depuis la région sans ions implantés, c'est-àdire ce que l'on appelle des points de rebroussement, peuvent coïncider entre elles, ce qui signifie qu'il n'est pas possible de changer rapidement la dimension des deux configurations différentes, Pour supprimer cet inconvénient, selon la présente invention, les configurations ayant des périodes différentes sont disposées de telle façon que des portions en saillie vues depuis la région sans ions implantés, c'est-à-dire ce que l'on appelle les pointes, coincident entre elles. La caractéristique essentielle de la présente invention réside dans le fait que dans un dispositif de mémoire à bulles magnétiques comprenant des pistes de propagation de bulles magnétiques à ions implantés à disques contigus formés par implantation sélective d'ions dans une couche magnétique qui peut contenir des bulles magnétiques à l'intérieur, au moins l'un des disques qui fait partie des pistes de propagation de bulles à ions implantés, et dont chacun peut être circulaire ou carré, est cônfiguré en une combinaison d'arcs de cercle ayant différentes courbures ou de côtés de carrés ayant différente dimensions. L'invention va maintenant être décrite en référence au dessin annexé> dans lequel: la figure 1 est une vue illustrant la structure d'un dispositif de mémoire à bulles magnétiques de l'art antérieur ayant une structure grande ligne/petite boucle avec des petites boucles repliées; la figure 2- est une vue illustrant une petite boucle de type hybride de l'art antérieur ayant une portion dans laquelle la période est progressivement accrue; les figures 3a et 3b sont des vues illustrant deux petites boucles de type hybride de l'art antérieur au voisinage d'une portion dans laquelle la période est augmentée; les figures 4a à 4c Sont des graphes représentant les marges de fonctionnement pour différentes parties dans le cas o une portion à disques contigus ayant une plus grande période est jointe à une portion à disques contigus ayant une plus petite période en un point de rebroussement; les figures 5a et 5b sont des vues illustrant partiellement deux petites boucles de type hybride selon la présente invention, comprenant des portions dans lesquelles une portion à disques contigus ayant une plus grande période est jointe à une portion à disques contigus ayant une plus petite période dans une pointe et les figures 6a à 6c sont des graphes représentant les marges de fonctionnement pour différentes parties d'une petite boucle selon la présente invention. Un mode de réalisation de la présente invention va maintenant être expliqué en se référant à la figure 5ao Cette figure illustre une connexion entre une configuration de piste de propagation de bulles du type & disques contigus ayant une période de 10 pm et une configuration de piste de propagation de bulles du type à disque contigus ayant uné période de 3 pm. Dans une portion o ces deux pistes sont reliées, une moitié 20 d'une unité de configuration de la configuration du type à disques contigus ayant là période de 10 pm et une moitié 21 de l'unité de configuration de la configuration du type & disques contigus ayant une période de 3 pm sont contiguës entre elles de telle manière que les extrémités des deux moitiés 20 et 21 ou les pointes des unités d'une configuration imaginaire comprenant les moitiés 20 et 21 coincident respectivement entre ellesL Sur la figure 5a, lorsque le champ tournant est orienté dans une direction indiquée sur la figure, une bulle sur la configuration 22 ayant la période de 3 pm adjacente & la portion de configuration 21 se trouve dans une position indiquée par le chiffre 52. La période de la portion de configuration 21 adjacente à la configuration 22 est sensiblement égale à la période de la configuration 22. Par conséquent, contrairement au cas de la structure de l'art antérieur représentée sur la figure 3a, le pôle magnétique d'attraction produit dans la portion de configuration 21 est assez petit si bien que la bulle se trouvant dans la position 52 sur la figure 5a n'est pas écartée de la configuration 22. Par conséquent, aucune erreur ne se produit. La figure 5b représente un autre mode de réalisation de la présente invention qui possède la même structure que celle de la figure 5a sauf que la limite de la région à ions implantés pour la piste de propagation de bulles possède une forme carrée. L'objet de la présente invention peut être obtenu également par la structure indiquée sur ia figure 5b. La caractéristique de fonctionnement du dispositif de mémoire à-bulles magnétiques du présent mode de réalisation en une jonction de portion entre deux configuration & disques contigus ayant différentes périodes est identique à celle du dispositif du mode de réalisation représenté sur la figure 5a. Les figures 6a à 6c représentent les marges de focntionnement pour différentes parties de la piste de propagation de bulles & ions implantés ayant la structure de la figure 5a. Plus particulièrement, la figure 6a représente la marge de fonctionnement pour les configurations 21 et 22 ayant une période de 3 pm, la figure 6b la marge de fonctionnement pour la configuration 20 ayant une période de 10 pm, et la figure 6c la marge de fonctionnement commune pour les configurations 20, 21 et 22. Comme cela apparaît d'après la comparaison de la figure 6c avec les figures 6a et 6c, la marge de fonctionnement du trajet de propagation représenté sur la figure 5a est sensiblement en accord avec la partie qui est commune à la marge de fonctionnement de la piste de propagation ayant la période de 10 pm et à celle de la piste ayant la période de 3 pm. C'est-à-dire que la marge de fonctionnement diminue très peu du fait d'une connexion comme celle qui est représentée sur la figure 5a. Selon la présente invention, un effet de réduction de la dimension du dispositif peut être obtenu, car il est possible de réduire la surface à partir d'une portion de jonction entre ia piste de propagation de bulles & ions implantés et'la piste de propagation de bulles en permalloy à une portion o la période est constante. Par exemple, dans le cas o la période dans la portion centrale de la petite boucle est d'environ 3pm, la surface de la puce de la mémoire à bulles magnétiques selon la présente invention peut être réduite d'environ 10 % par rapport à celle d'une puce de l'art antérieur ayant la même capacité de mémoire. La réduction de la surface d'une puce conduit à une réduction de la dimension d'un boitier de mémoire à bulles magnétiques en apportant comme avantage une réduction de l'énergie électrique nécessaire à un enroulement générateur de champ tournant. il REVENDICATIONS 1. Dispositif de mémoire à bulles magnétiques comprenant des moyens de pistes de propagation de bulles magnétiques à ions implantés formés par implantation sélective d'ions dans une couche magnétique qui peut contenir à l'intérieur des bulles magnétiques, caractérisé par le fait que lesdits moyens de pistes comprenant une première configuration de propagation de bulles ayant une petite période et une seconde configuration de propagation de bulles ayant une grande période, lesdites première et seconde configurations de propagation de bulles étant connectées de façon qu'une moitié (21) d'une unité de configuration de ladite première configuration de porpagation des bulles soit contiguë à une moitié (20) de l'unité de configuration de ladite seconde configuration de propagation de bulles. 2. Dispositif de mémoire à bulles magnétiques selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacune des première et seconde configurations de propagation de bulles est en forme de disques. 3. Dispositif de mémoire à bulles magnétiques selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chacune desdites première et seconde configurations de propagation de bulles est en forme de carrés. 4. Dispositif de mémoire à bulles magnétiques caractérisé par le fait qu'il comprend une ligne principale en permalloy, et des petites boucles comprenant chacune une configuration de propagation de bulles magnétiques en permalloy et une piste de propagation de bulles magnétiques à ions implantés ayant une première configuration de propagation de bulles ayant une petite période et une seconde configuration de propagation de bulles ayant une grande période, lesdites première et seconde configurations de propagation de bulles étant connectées de façon qu'une moitié (21) de l'unité de configuration de ladite première configuration de propagation de bulles soit contiguë à une moitié (20) de l'unité de configuration de ladite seconde configuration de propagation de bulles. 5. Dispositif de mémoire à bulles magnétiques selon la revendication 4, caractérisé par le fait que chacune desdites première et seconde configurations de propagation de bulles est en forme de disques. 6. Dispositif de mémoire à bulles magnétiques selon la revendication 4, caractérisé par le fait que chacune desdites première et seconde configurations de propagation de bulles est en forme de carrés.