Brevet FR2677482A1 — publié le 19921211

La présente invention concerne les mémoires numériques utililisant des éléments magnétiques de mémorisation et plus particulièrement le dispositif d'emmagasinage de l'information pour une mémoire à bulles magnétiques. L'invention peut être utilisée dans les mémoires, en robotique, dans les machines-outils à commande numérique, en aérospatiale, dans les dispositifs de télécommunication et les ordinateurs personnels. Il existe un dispositif d'emmagasinage de l'information pour une mémoire à bulles magnétiques (SU, A 4162537) qui comporte un support non magnétique sur lequel est disposée une couche magnétique à un seul axe d'aimantation facile, dont l'axe de faible aimantation est perpendiculaire à la surface. Sur la couche magnétique à un seul axe d'aimantation, il y a un registre de stockage de l'information, un élément de lecture de bulles magnétiques et un dispositif de nucléation des bulles magnétiques se présentant sous la forme de couches conductrices isolées contenant une structure de déplacement des bulles magnétiques sous la forme d'orifices dans les couches conductrices. Chaque couche est branchée à sa source de courant et tout le dispositif d'emmagasinage est placé dans un champ de décalage. Lorsque du courant circule dans les couches conductrices, les bords des orifices de la structure de déplacement des bulles magnétiques deviennent les sièges de champs magnétiques qui assurent le déplacement des bulles magnétiques, autrement dit des champs de déplacement. Là où les champs magnétiques locaux s'opposent au champ magnétique de décalage, dans la couche magnétique à un seul axe d'aimantation, se forment des zones qui attirent les bulles magnétiques, c'est-à-dire qu'il apparat des pièges magnétostatiques. Lors de la circulation d'un courant alternatif dans les couches, ces pièges magnétostatiques se déplacent le long des orifices, entraînant les bulles magnétiques. Pour obtenir une profondeur des pièges magnétostatiques assurant un déplacement stable des bulles magnétiques, il faut faire circuler un courant assez important. Il existe également un dispositif d'emmagasinage de l'information pour une mémoire à bulles magnétiques (JP A 60-42550) qui comporte un support non magnétique sur lequel sont disposés une couche magnétique à un seul axe d'aimantation facile, dont l'axe de faible aimantation est perpendiculaire à la surface, et un circuit magnétique. Dans ce cas, sur la couche magnétique à un seul axe d'aimantation facile sont couplés magnétiquement un registre de stockage de l'information, un élément de lecture des bulles magnétiques et un dispositif de nucléation des bulles magnétiques se présentant sous la forme de couches conductrices isolées avec une structure de déplacement des bulles magnétiques sous la forme d'orifices dans les couches conductrices. Chaque couche conductrice est branchée à sa source de courant. Le circuit magnétique est un film en permalloy qui recouvre la structure de déplacement des bulles magnétiques. Un tel revêtement permet d'augmenter la valeur du champ de déplacement parce que la reluctance de ce matériau est faible, ce qui permet de réduire d'une façon efficace la longueur de la ligne de force magnétique. Lorsqu'un revêtement de permalloy est placé sur la couche conductrice au-dessus de la structure de déplacement des bulles magnétiques, des courbures apparaissent dans ce revêtement aux endroits des orifices de la couche conductrice. Les endroits des courbures deviennent le siège d'une composante normale du champ magnétique dans le circuit magnétique qui perturbe le fonctionnement du dispositif. Afin d'éviter ce phénomène, il faut aplanir la surface à revêtir de permalloy ce que l'on obtient par remplissage des orifices dans la couche conductrice au moyen d'un diélectrique spécial. Cette technologie est assez compliquée. Outre cela, pour la fabrication d'un dispositif d'emmagasinage de l'information que l'on connaît, il faut réaliser une opération de suppression des bulles magnétiques "dures" dans la couche à aimantation uniaxiale ce qui se fait à l'aide d'une technologie d'implantation ionique. Par suite de l'implantation ionique sur la surface de la couche à aimantation uniaxiale apparaît une couche magnétique à anisotropie magnétique planaire qui affaiblit le champ de déplacement. Cela complique la structure et la technologie de fabrication du dispositif d'emmagasinage de l'information. La présente invention a pour but de créer un dispositif d'emmagasinage de l'information pour une mémoire à bulles magnétiques tel qu'il permettrait, par suppression des courbures du circuit magnétique, de prévenir l'apparition dans le circuit magnétique de composantes normales indésirables du champ magnétique agissant sur les bulles magnétiques dans la couches à aimantation uniaxiale et perturbant le fonctionnement du dispositif d'emmagasinage de l'information, et d'assurer la simplification de la structure et de la technologie de fabrication du dispositif d'emmagasinage de l'information. Le problème est résolu par le fait que, dans un dispositif d'emmagasinage de l'information pour une mémoire à bulles magnétiques qui comporte un support non magnétique sur lequel sont disposés une couche à aimantation uniaxiale, dont l'axe de faible aimantation est perpendiculaire à la surface, et un circuit magnétique réalisé sous la forme d'un film à anisotropie magnétique planaire, alors que sur la couche à aimantation uniaxiale, il y a un registre de stockage de l'information et, couplés à ce dernier, un élément de lecture des bulles magnétiques et un dispositif de nucléation des bulles magnétiques sous la forme de couches conductrices isolées, chacune étant branchée à sa source de courant, selon l'invention, le circuit magnétique est placé entre le support non magnétique et la couche à aimantation uniaxiale. Il est utile de réaliser le circuit magnétique en un film ferrite-grenat dont la composition (Y, La, Gd)3(FeGa)5 12 est adaptée au matériau du support non magnétique en période de réseau cristallin. L'invention permet de créer des mémoires très rapides, de faible encombrement, d'une fabrication simple et dont la consommation de puissance est réduite. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels - la figure 1 montre une vue d'ensemble du dispositif d'emmagasinage de l'information pour une mémoire à bulles magnétiques selon l'invention ; et - la figure 2 montre le fragment A de la figure 1, en coupe longitudinale à échelle agrandie, conformément à l'invention. Le dispositif d'emmagasinage de l'information pour une mémoire à bulles magnétiques selon l'invention comprend, comme on peut le voir à la figure 1, un registre 1 de stockage de l'information, un élément 2 de lecture des bulles magnétiques, un dispositif 3 de nucléation des bulles magnétiques, un support non magnétique 4 sur lequel est placé un circuit magnétique 5 qui a la forme d'un film à anisotropie magnétique planaire. Dans la version décrite, le circuit magnétique 5 est réalisé en un film de grenat dont la composition (Y, La, Gd)3(FeGa)5 012 est adaptée au matériau du support non magnétique 4 en période de réseau cristallin. L'épaisseur h du circuit magnétique 5 est à peu près égale à 0,1 pin. Le dispositif d'emmagasinage de l'information pour une mémoire à bulles magnétiques comporte une couche 6 à aimantation uniaxiale, à bulles magnétiques, dont l'axe de faible aimantation est perpendiculaire à la surface de cette dernière, et une couche diélectrique 7. Sur la couche magnétique monoaxiale 6, il y a le registre de stockage de l'information 1, l'élément de lecture 2 et le dispositif de nucléation de bulles magnétiques 3 sous la forme de couches isolées : une couche conductrice 8, une couche diélectrique 9 et une couche conductrice 10. Le dispositif d'emmagasinage de l'information est placé dans un champ magnétique permanent de décalage H (la source du champ permanent de décalage n'est pas montrée sur la figure). Sur les premiers côtés des couches conductrices 8, 10 sont branchées des sources de courant alternatif 11, 12, respectivement. Les autres côtés de ces couches sont branchés à un bus 13 de potentiel zéro. Dans les couches conductrices 8 et 10 est réalisée une structure de déplacement des bulles magnétiques, ayant par exemple la forme d'orifices successifs 14 et 15 le long desquels se déplacent les bulles magnétiques, comme on peut le voir à la figure 2. Le fonctionnement du dispositif d'emmagasinage de l'information pour une mémoire à bulles magnétiques 16 est basé sur leur interaction avec les champs magnétiques locaux apparaissant aux bords des orifices 14, 15 dans les couches conductrices 8, 10 lorsque des courants I2 y circulent. Là où ces champs magnétiques locaux s'opposent aux champs de décalage, il se forme des zones qui attirent les bulles magnétiques, autrement dit des pièges magnétostatiques. Lors de la circulation du courant alternatif I1, I2, par les couches conductrices 8, 10, les pièges magnétostatiques se déplacent régulièrement le long des bords des orifices 14 et 15 en entraînant les bulles magnétiques. La valeur du champ de déplacement est directement proportionnelle au courant I1 ou I2 qui circule dans la couche conductrice 8 ou 10, comme on peut le voir à la figure 2, dans l'espace entre les orifices 14 et 15 et est inversement proportionnelle à la longueur de la ligne magnétique de force HI qui entoure la bulle magnétique 16. La présence du circuit magnétique 5 permet de réduire la ligne de force magnétique HI qui entoure la bulle magnétique 16 et d'augmenter ainsi la valeur du champ de déplacement au courant donné I1, I2, dans la structure de déplacement des bulles magnétiques (ou de diminuer le courant à la même valeur du champ de déplacement des bulles magnétiques). Le dispositif d'emmagasinage de l'information selon l'invention emploie, en tant que film constituant le circuit magnétique 5, un film monocristallin à base de grenat fer-yttrium à anisotropie magnétique planaire, qui est placé entre le support 4 et la couche à aimantation uniaxiale 6. Grâce au fait que le circuit magnétique 5 est placé sur un support plan 4, il n'y a aucune courbure du circuit magnétique 5, ce qui exclut l'apparition, dans ce dernier, de composantes normales indésirables du champ magnétique agissant sur les bulles magnétiques 16 dans la couche à aimantation uniaxiale 6 et perturbant le fonctionnement du dispositif d'emmagasinage de l'information. Le circuit magnétique 5 prévu entre le support 4 et la couche à aimantation uniaxiale 6 assure la suppression des bulles magnétiques "dures" dans la couche 6. Donc l'opération de l'implantation ionique n'est plus nécesaire. Par suite, il apparaît un effet supplémentaire d'accroissement du champ de déplacement à cause de l'absence de la couche à aimantation planaire implantée ioniquement entre la couche à aimantation uniaxiale 6 avec les bulles magnétiques et la couche conductrice 8. Lors de la circulation du courant alternatif I1, I2 par les couches conductrices 8, 10, les pièges magnétostatiques se déplacent régulièrement le long des bords des orifices 14, 15, entraînant les bulles magnétiques 16. Comme les bulles 16 sont placées entre les couches conductrices 8, 10 et le circuit magnétique 5, la ligne de force magnétique HI (figure 2) produite par le courant I1 passe sur une partie de la voie t 1 par le circuit magnétique 5 de faible reluctance, ce qui la réduit d'une façon efficace et augmente respectivement le champ de déplacement agissant sur les bulles magnétiques 16. Comme le circuit magnétique 5 est réalisé en un film de grenat adapté au matériau du support non magnétique 4 en période de réseau cristallin, sa fabrication peut être réunie, pendant l'épitaxie en phase liquide, à la fabrication de la couche à aimantation uniaxiale. Cela exclut l'opération de planarisation de la couche conductrice 10 ainsi que l'opération d'implantation ionique. Donc, la structure du dispositif d'emmagasinage de l'information et la technologie de sa fabrication en sont simplifiées. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'emmagasinage de l'information pour une mémoire à bulles magnétiques, du type comportant un support non magnétique, une couche à aimantation uniaxiale, dont l'axe de faible aimantation est perpendiculaire à la surface, et un circuit magnétique réalisé sous la forme d'un film à anisotropie magnétique planaire alors que sur la couche à aimantation uniaxiale, il y a un registre de stockage de l'information qui y est couplé et un élément de lecture et un dispositif de nucléation des bulles magnétiques sous la forme de couches conductrices isolées, comportant une structure de déplacement des bulles magnétiques dont chacune est branchée sur sa propre source de courant, caractérisé en ce que le circuit magnétique (5) est placé entre le support non magnétique (4) et la couche à aimantation uniaxiale (6). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit magnétique (5) est réalisé en un film de grenat ayant pour composition (Y, La, Gd)3(FeGa) 5012 adaptée au matériau du support non magnétique (4) en période de réseau cristallin.