Запоминающая матрица

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК П С 11 С 11 1 ЕТЕНИЯПИСАН 30 СКОМУ С ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Московский ордена Ленинаи Ордена Октябрьской Революцииэнергетический институт(54)(57) ЗАПОМИНИОЩАЯ МАТРИЦА, содержащая немагнитное основание,иа котором расположены ферромагниная пленка, два слоя. металлическиуправляющих шин, изолированных,от ферромагнитной пленки и друг,ЯОА от друга в местах перекрытия слоями диэлектрика, ферромагнитные шины запоминающего слоя, изолированные от металлических управляющихшин слоем диэлектрика и гальванически связанные с ферромагнитной пленкой, о т л и ч а ю щ а я с я тем,что, с целью увеличения плотностизаписи информации и снижения потребляемой запоминающей матрицей мощности, металлические управляющие шины ип). второго слоя выполнены в виде меандра со скосами у основания и вершиной под углом 45 О, а ферромагнитныешины запоминающего слоя расположены ортогонально металлическим управляющим шинам обоих слоев в местахих перекрытия.Целью изобретения является увели" чение плотности записи информации и снижение потребляемой запоминающей матрицей мощности.Поставленная цель достигается тем, что в запоминающей матрице, содержащей немагнитное основание, на котором расположены Ферромагнитная пленка, два слоя металлических управляющих шин, изолированных от ферромагнитной пленки и друг от друга в местах перекрытия слоями диэлектрика, ферромагнитные шины запоминающего слоя, изолированные от металлических управляющих шин слоем диэлектрика и гальванически связанные с Ферромагнитной пленкой, металлические управляющие шины второго слоя выпол-иены в виде меандра со скосамиоснования и вершиной под углом 45 а ферромагнитные шины запоминающего ,слоя расположены ортогонально металлическим управляющим шинам обоих сло/ ев в местах их перекрытия.На Фиг,1 изображена конструкция предлагаемой запоминающей матрицы; йа фиг.2 - разрез А-.А на фиг.1.Запоминающая матрица содержитнемагнитиое основание 1, на котором расположена ферромагнитная пленка 2 из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, например из пермаллоевого сплава, содержащего 80 никеля и 20 железа. На ней расположены металлические управляющие шины 3 и 4, которые изблирбваны при помощи диэлектрика 5, например двуокиси кремния, В местах перекрытия управляющих шин нанесены Ферромагнитные шины запоминающего слоя б, выполненные из того же материала, что и пленка 2.Таким образом, конструкция предлагаемой матрицы обеспечивает наличие в ней замкнутых магнитопленочных запоминающих элементов.. Запоминающая матрица работает следующим образом.В исходном состоянии при отсутствии обращения к запоминакщим элеменИзобретение относится к вычисли-.тельной технике и может быть использовано при построении запоминающихустройств с произвольной выборкой информации,Известна запоминающая матрица, содержащая диэлектрическое основание,два слоя медных управляющих шин, слойвытравленных из пермаллоя замкнутыхзапоминающих элементов, имеющихформу кольцевого сердечника, слои 10диэлектрика, изолирующие шины другот друга и от запоминающих элементов. Управляющие шины пронизываютзапоминающие элементы, причем контакт между слоями проводников осуществляется за счет металлизации отверстий, выполненных в слоях диэлектрика и находящихся внутри запоминающих элементов 1,Недостатком этой матрицы являетсямалая плотность записи информации,обусловленная большими размерамизапоминающих элементов внешнийдиаметр равен 0,58 мм, внутренний 0,43 мм), вызванными необходимостьюналичия по крайней мере двух управляющих шин, пронизывающих запоминающие элементы, и отверстий для нихвнутри запоминающих элементов, а также низким коэффициентом заполненияплощади основания из-за кольцевойформы запоминающих элементов. Крометого, из-за большого внутреннего.диаметра запоминающего элементауправляющие токи для его перемагничивания велики. 35Наиболее близким по техническойсущности к изобретению являетсязапоминающая матрица с замкнутымимагнитопленочными запоминающими элементами, содержащая немагнитное основание с нанесенной на его поверхность Ферромагнитной пленкой например, из пермаллоя), систему двухслоев ортогонально расположенныхметаллических управляющих шин, в местах пересечения которых нанесен запоминающий слой в виде ферромагнитных шин под углом 45 к направлениямоуправляющих шин. В местах перекрытияуправляющие шины и ферромагнитныешины запоминающего слоя изолируютсядруг от друга слоями диэлектрика,Магнитный поток замыкается через шину запоминающего слоя и нанесеннуюна немагнитное основание ферромагнит;ную пленку. Выборка необходимого запоминающего элемента осуществляетсяс помощью управляющих шин по принципу совпадения токов 2 .Недостатком известной матрицыявляется невысокая плотность записи 60информации, что объясняется большимиразмерами запоминающих элементов,поскольку шина запоминающего слоя ислой диэлектрической изоляции наносятся под углом 45 по отношению 65 к ортогонально расположенным управ-ляющим шинам. Площадьзанимаемаязапоминающим элементом, йе может быть .менее чем 6 д , где 4 - минимальновозможный геометрический размер,определяемый литографическим процессом изготовления устройства,Кроме того, амплитуда управляющихтоков зависит от геометрических размеров запоминающего элемента, а именно от длины минимального пути 1 шпо которому замыкается магнитный поток в запоминаюшем элементе. В известном устройстве эта величина определяется значением 3 и не может бытьменьше, чем 0 щ,-3 (1 ф Т), 1043744ВНИИПИ Заказ 7347/56 Тираж 594 Подйисное Филиал ППП фПатентф г.Ужгород,ул.Проектная,4 там режим хранения) токи в управляющих шинах 3 и 4 отсутствуют,.В режиме считывания сначала подается импульс тока в шину 3. Поокончании переходного процессаустановления тока в шине 3 и затухания вызванной им индуктивной помехи подается импульс тока в шину 4,Амплитуда и полярность токов в управляющих шинах 3 и 4 выбираютсятаким образом, чтобы магнитные поля:, 10создаваемые токами в месхах перекрытия шин, складывались, а величинасуммарного поля превышала поле трогания в магнитопроводе выбранногозапоминающего элемента, но поля, 5создаваемые каждым из токов в отдельности, были бы недостаточны дляперемагничивания полувыбранных запо-.минающих элементов, находящихсяна управляющих шинах 3 и 4. При перемагничивании выбранного запоминаю-щего элемента на шинах 3 и 4 наводйт.ся ЭДС, величина которой зависит;от исходного состояния намагниченности. Съем и выделение считанногосигнала осуществляется с шины 3 .известными методами, широко исполь;,зуемыми в ЗУ на ферритовых сердечниках системы 2,5 Д/2% ., Процессперемагничивания выбранного запоминающего элемента вследствие замкнутости его магнитопровода происходит по толщине шинызапоминающегослоя 6 и ферромагнитной пленки 2 .и поэтому не влияет на состояние. намагниченности соседних запоминающих элементов.В режиме записи для занесенияв запоминающий элемент логической"1 ф в шины 3 и 4 одновременно подаются импульсы тока одинаковой амплитуды и одинаковой, но противоположно,по сравнению с режимом считывания,полярности. Для записи логического"0". подается импульс тока лишь вшины 4, если матрица многоразрядная, к не подается ни в одни изуправляющих шин при одноразряднойорганизации матрицы. Поле, создаваемое от протекания тока в шине 4,недостаточно для перемагничиваниязапоминающего элемента в состояниелогической "1" и он остается в состоянии логического "0".Уменьшение площадизанимаемойзапоминающим элементом в предлагаемом устройстве, до значения Зд позволяет увеличить плотность записиинформации не менее чем в 2 разапо сравнению с известным. Здесь также, как при оценке площади запоминающего элемента известного устройствасчитывается, что толщина шины запоминающего слоя и слоев диэлектрика зназначительно меньше о . Кроме того,уменьшение величины Вш,до значения д,т.е. в 2,4 раза по сравнению с известным устройством, дает воэможностьснизить амплитуду управляющих токови потребляемую устройством мощность.В известных широко используемыхполупроводниковых запоминающих микросхемах с произвольной выборкой и сзапоминающими элементами динамическоюго типа на ИДП-транзисторах 565 РУ 1емкостью 4 К бит площадь запоминающего элемента составляет 1300 мкм,В предлагаемой матрице площадь запоминающего элемента при минимальномгеометрическом размере 3 =5 мкм сос.тавляет 75 мкм а плотность записи6достигает 1,3 ф.10 бит/см, что значительно лучше., чем даже в одномиз наиболее прогрессивных техничес-:ких решений в области полупроводниковых запоминающих микросхем с однотранзисторными динамическими запоминающими элементами,Экономический эффект от использования изобретения определяется воэможностью изготовления запоминающих матриц большей емкости при тех же размерах кристалла и уменьшения потребляемой мощности запоминающим устройством, в состав которого входит предлагаемая запоминающая матрица с замкнутыми,магнитопленочными запоминающими элементами.1