190770. lajstromszámú szabadalom • Mágneses buboréktároló
3 190770 1 A találmány tárgya mágárieses buboréktároló. Ilyen tárolókat alkalmaznak a digitális számítógépek memóriájában. A mágneses buboréktárolók jól ismerlek az irodalomból. Az ilyen buborék tárolóknak az a lényege, hogy nem a tároló anyaga mozog valamilyen mechanikus mozgatás segítségével, egy vagy több fix kiolvasófej előtt, mint pl. a mágneslemez, illetve szalagtárolók esetében, hanem az anyag belsejében mágneses buborékok formájában jelen levő információ mozog a kiolvasás helyéhez képest. A buborékok létezéséhez a buborékhordozó lapkára merőleges tér ún. előfeszítő tér szükséges. A buborékhordozó anyagban levő buborékok mozgatásának egyik módja az, hogy mágneses anyagból ábrákat helyezünk el a hordozóhoz közel fekvő síkban, annak felületére. Az ábrákat fotolitográfia segítségével alakítjuk ki. A továbbiakban ezeket az ábrákat mozgatóstruktúráknak, alapelemeit pedig mozgató elemeknek nevezzük. Ezen struktúrák leggyakrabban permalloyból állnak, de lehetnek ionimplantált csatornák, bemélyedések, stb. A síkban forgó mágneses tér az egymás után következő mozgató elemeket időlegesen mágnesezi úgy, hogy rajtuk haladó pólusok jönnek létre, s ezek segítségével a buborékok is haladó mozgást végeznek. A mozgatásnak ezt a módját térhozzáférésű, vagy más néven field-access mozgatásnak, az ilyen elven működő tárolót pedig field-access buboréktárolónak nevezik. Azt az előfeszítő mágneses tér tartományt, amelyben az eszköz működik, működési tartománynak vagy marginnak nevezik. Gyakran a mozgató elemeket zárt hurokba helyezik, hogy az információt recirkuláltatni lehessen. Ilyen buborékmemória szervezést ismertet a 3 618 054 lajstromszámű amerikai szabadalmi leírás. Ebben az esetben az analógia a mágneslemez tárolókkal mégínkább szembetűnő. A jelenleg használatos permalloy mozgató elemek közül T-I, Y-I, Y-Y és X-X alakúak a legelterjedtebbek. A mozgatóstruktúrák további fejlődése során az aszimmetrikus chevron mozgatóelemek szintén alkalmazást nyertek. A 4 007 447 lajstromszámú amerikai szabadalmi leírás aszimmetrikus chevron mozgatóelemekből felépített réses mozgatóstruktúrát ismertet. Ezekben a mozgatóstruktúrákban a korábban alkalmazott szimmetrikus chevron mozgató elemek megvastagításával és egyik szárának felhasításával nagyon jó működési tartományt értek el. A megvastagítás szerepe elsősorban a kedvezőbb startstop tulajdonság elérése volt. A fenti mozgatóstruktúrák közös vonása az, hogy az egyes mozgató elemek között rés helyezkedik el. Az ilyen résekkel tagolt, permalloy mozgatóstruktúráknak számos hátránya van. A buborék alakja a résen való áthaladás közben jelentősen torzul és ez a tény jelentős működési tartomány csökkenéshez vezet, továbbá a buborékok mozgás közben rendszerint megállnak ezeknél a réseknél, ami súlyos megbízhatósági problémákat c koz. Mindezeken felül a buborékokra viszonylag nagy energiával kell hatni, hogy a réseken áthaladjanak, és ez nagyobb amplitúdójú forgó mágneses tér igénnyel jár együtt. További komoly hátrányuk, hogy a mozgató elemek közötti rések végső soron a tárolási sűrűséget is megszabják, mivel a fot ^litográfiával megvalósítandó legkisebb méretű részlet éppen a rés. Végezetül a rések kialakításánál csak kis tűrések engedhetők ii eg, ami a fotolitográfiában komoly nehézséget okoz. Az eddigi permalloy mozgatóslruktűrákkal kapcsolatban egy további nehézség lép fel éppen a fotolitográfia során. A résekkel tagolt mozgató elemek ugyanis nem kívánt lift-off-ja, azaz eltűnése figyelhető ineg. Ez a nehézség abból fakad, hogy a résekkel elválasztott mozgató elemek felületén csak egy viszonylag kis helyen tapad fel a lakk, s így az előhívás, illetve a kémiai maratás uTán a legkisebb erő is könnyen eltávolíthatja. Ez a jelenség súlyos kihozatali problémákat okoz. A réses mozgatóstruktúrák sok-sok hibájának kiküszöbölésére az irodalomban néhány résnélküli mozgatóslruklúrát javasolnak. így pl. a 3 516 077 lajstromszámű amerikai szabadalmi leírás a buborékhordozó kristálylapka mindkét oldalára elhelyezett, egymással érintkező, lágy mágneses tárcsákat jav ásol. Ez a mozgatási módszer azonban a korszerű buborékanyagok, gránátrétegek esetében nem használható, mert a mozgatóstruktúra csak az egyik oldalra helyezhető el, a másik oldal a szubsztrát miatt nem hozzáférhető. A 3 518 613 és a 4 021 790 sz. amerikai szabadalmi leírások permalloyból készült, oik-cakk alakú résnélküli mozgató elemeket ismertetnek. Ezek a mozgató elemek speciális, a mozgató elemek síkjában oszcilláló terekben működhetnek, de a buborék mozgásának irányít, kizárólag a tér oszcillálási iránya szabja meg. Ezekkel a mozgatóstruktúrákkal tehát a buborékok egyirányú mozgatása megvalósítható, de zárt hurkokban történő buborékcirkuláció nem érhető el. Mindezen okok miatt a korszerű főhurok - mellék hurok szervezésű huhorékl.árolókhan nem alkalmazhatók. A 1 027 297 sz. amerikai szabadalmi leírás T-I elemek összekapcsolásával nyert mozgatóstruktúrát mutat be. Ez a mozgatóstruktúra nagy helyigénye miatt kedvezőtlen. Az előbbiekben ismertetett mozgató elemei; közös hátrányai, hogy rossz működési tartományt mutatnak, ha egyáltalán működnek, és csak kb. hasonló tárolási sűrűség érhető el velük, mint a réses mozgalóstruktúr ík kai. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
