DE1292991B

DE1292991B - Verfahren zur Herstellung einer duennen magnetisierbaren Schicht auf einer besonders glatten metallischen Grundplatte durch Vakuumaufdampfen, Kathodenzerstaeubung oder elektrolytische Abscheidung

Info

Publication number: DE1292991B
Application number: DES83584A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Alfred; Kneissl; Politycki; Dr Rer Nat Richard
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1963-02-04
Filing date: 1963-02-04
Publication date: 1969-04-17

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- ten, der erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch lung dünner magnetisierbarer Schichten. Derartige die Verwendung einer metallischen Grundplatte, die Schichten werden beispielsweise als Speicherelemente vorzugsweise in an sich bekannter Weise durch elekzur Speicherung elektrischer Daten oder als Magneti- trolytische Abscheidung des Materials der Grundkum für parametrische Verstärker, das sind Steuer- 5 platte auf der extrem glatten Oberfläche einer Unterbare Reaktanzen, verwendet. Voraussetzung für die lage aus Glas oder Kunststoff und anschließender Anwendbarkeit derartiger magnetisierbarer Schichten Ablösung von dieser Unterlage hergestellt ist und auf (z. B. als Speicher) ist ihre Ansteuerbarkeit mit klei- deren glatter Oberfläche die dünne magnetisierbare nen Feldstärken (kleine Koerzitivkraft) sowie eine Schicht aufgebracht wird.

einheitliche magnetische Anisotropie. Beide Voraus- io Vor dem Aufbringen der Kupferschicht wird die Setzungen lassen sich erfüllen, wenn die Schichten in Glas- bzw. Kunststoffoberfläche zunächst sorgfältig einem Magnetfeld auf extrem glatten Unterlagen nie- gereinigt. Diese Reinigung erfolgt bei einer Glasdergeschlagen werden. platte z. B. durch Behandlung mit Chromschwefel-

Zunächst wurden als Träger für dünne magneti- säure und Abspülen mit destilliertem Wasser unter sierbare Schichten Metallunterlagen verwendet. Diese 15 Anwendung von Ultraschall. Danach wird die Oberdienten gleichzeitig als Rückleitung für die Abfrage- fläche der Unterlage chemisch metallisiert, z. B. verimpulse. Für ein Verfahren zur Herstellung einer silbert oder vergoldet. Das Kupfer wird dann elektroderartigen magnetisierbaren Schicht aus der Gas- lytisch abgeschieden und auf beispielsweise 0,1 bis phase wurde die Oberflächenrauhigkeit der Metall- 1 mm verstärkt. Die Kupferschicht wird danach zuunterlage durch mechanisches Polieren herabgesetzt. 20 sammen mit dem Silber oder Gold von der Unter-Es hatte sich aber gezeigt, daß die Oberfläche der lage abgehoben.

Metallunterlage auch bei sorgfältigster mechanischer Auf diese Weise hergestellte Metallgrundplatten

Bearbeitung, z. B. durch elektrolytisches Polieren besitzen einen extremen Hochglanz. Ihre Mikronoch eine Rauhigkeit von noch etwa 500 bis 1000 A rauhigkeit hängt nur von der Güte der verwendeten aufweist. Eine derartige Rauhigkeit der Unterlage 25 Glas- bzw. Kunststoffplatte ab. Da Glasoberflächen für dünne magnetisierbare Schichten, deren Dicken mit einer Mikrorauhigkeit von 100 A und darunter beispielsweise in der Größenordnung dieser Rauhig- hergestellt werden können, ist es mit Hilfe des erflnkeitswerte liegen, ist aber höchst unerwünscht. Die dungsgemäßen Verfahrens möglich, Metallober-Schichten werden nämlich beim Auftragen auf solche flächen gleicher Werte herzustellen. Ein weiterer Metallunterlagen derart uneben ausgebildet, daß die 30 großer Vorteil gegenüber dem bekannten Verfahren Bewegung der Domänenwände im Magnetikum be- zur Herstellung glatter Metalloberflächen liegt darin, hindert wird. Die Schichten wurden in bekannter daß die Oberfläche völlig frei von Fett, Poliermittel Weise ζ. B. durch Kathodenzerstäubung, Vakuum- und sonstigen Verunreinigungen ist. Es erübrigt sich aufdampfen oder elektrolytisch aufgetragen. daher, zusätzlich umständliche Reinigungsverfahren

Die Entwicklung auf diesem Gebiet ging dahin, 35 vor der Abscheidung der magnetisierbaren Schichten Glas- oder Kunststoffplättchen wegen ihrer glatten vorzunehmen.

Oberfläche als Unterlagen für die dünnen, z.B. An Hand der F i g. 1 bis 4 ist die Erfindung bei-

500 A dicken, magnetisierbaren Schichten zu verwen- spielsweise näher erläutert.

den. Die Rückführung der Steuer- und Leseleitungen In F i g. 1 ist eine ebene, ausreichend stabile Un-

erfolgte auf der von der magnetisierbaren Schicht ab- 40 terlage 1 aus Glas dargestellt, auf der sich eine etwa gekehrten Rückseite der Plättchen, also in relativ 0,2 μ dicke Silberschicht 2 und eine 100 μ starke großem Abstand von den Speicherflecken. Beim Kupferschicht 3 befindet. Die glatte Oberfläche der speichermäßigen Betrieb mußte dann mit großer Ver- Unterlage 1 wurde vor dem galvanischen Auftragen Stärkung gearbeitet werden, und die Störspannungen der Kupferschicht 3 mit Silber 2 elektrisch leitfähig in der Leseleitung waren entsprechend hoch. 45 gemacht. Der Elektrolyt für die Abscheidung des

Zur Verringerung des Abstandes zwischen den Kupfers besteht z. B. aus 7,5 g/l Schwefelsäure, Speicherflecken und der Rückleitung und damit zur 240 g/l CuSO₄ · 5H₂O, 2 g/l Phenolsulfonsäure sowie Erhöhung des bei Ansteuerung eines Speicherfleckes handelsüblichem Netzmittel. Temperatur 40° C und in der Rückleitung induzierten Signals wurde gemäß Elektrodenabstand 7 cm. Dabei verhält sich die Löder weiteren Entwicklung die Rückleitung und die 5° sung mäßig sauer.

magnetisierbare Schicht übereinander auf ein und Bei Beginn der Verkupferung wird mit niedrigerer

derselben Seite der Glas- oder Kunststoffplatte auf- Stromdichte gearbeitet, um ein »Verbrennen« der gebracht. Da die Oberfläche der Rückleitung auf Silberschicht an den Kontaktflächen zu vermeiden. Grund ihrer Aufbringung nicht besonders glatt ist, Scheidet man 30 Minuten lang mit einer Stromdichte wurde zur Verringerung ihrer Oberflächenrauhigkeit 55 von 3 A/dm² und eine Stunde mit 20 A/dm² ab, so schließlich eine zusätzlich aufgebrachte Siliziummon- erhält man eine Schichtdicke von etwa 200 μ.
oxid- bzw. Siliziumdioxidschicht verwendet. Dieses Gemäß F i g. 2 wird die Kupferschicht 3 von der

Entwicklungsergebnis wurde als geradezu optimale Unterlage 1 abgehoben. Entsprechend der geringen Lösung angesehen und angewendet. Rauhigkeit der Glaskörperoberfläche la ist auch die

Aufgabe der Erfindung ist es, eine dünne magneti- 60 Oberfläche 2 a der Silberschicht 2 auf der Kupfersierbare Schicht auf einer extrem glatten, aber elek- schicht 3 extrem glatt,
trisch leitfähigen Unterlage herzustellen. Damit sich die Metallschicht beim Abnehmen von

Zur Lösung dieser Aufgabe wurde ein gegenüber der Glasplatte nicht verbiegt, können — falls notder bisherigen Entwicklungsrichtung anderer Weg wendig — folgende zwei Methoden angewendet zur Herstellung einer dünnen magnetisierbaren 65 werden.

Schicht durch Vakuumaufdampf en, Kathodenzerstäu- Nach der einen Methode läßt man die Kupfer-

bung oder elektrolytische Abscheidung auf einer schicht nur etwa 100 bis 200 μ dick werden und klebt Grundplatte mit extrem glatter Oberfläche beschrit- eine etwa 1 mm dicke Kunststoffolie vor dem Abneh-

men auf die Kupferschicht. Die Größe der Kunststoffplatte wird etwas kleiner als die der Glasplatte gewählt, weil sich am Rand der Kupferschicht Randknospen bilden, die nach dem Abnehmen abzuschneiden sind. Bei Bedarf einer massiven Kupferplatte sorgt man gemäß der zweiten Methode dafür, daß die Glasplatte am Rand nur dünn, z.B. 50μ dick, verkupfert wird. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die versilberte Glasplatte zuerst ohne einen Rahmen verkupfert wird. Hat die Kupferschicht eine Dicke von 50 μ erreicht, so wird die Verkupferung unterbrochen, die Platte in einen Rahmen eingespannt, der eine Blende zur Abdeckung der Ränder der Glasplatte enthält, und anschließend die Kupferschicht entsprechend der gewünschten Schichtdicke verstärkt. Die dünnen Kupferränder können leicht abgeschnitten und die Metallplatte kann von der Glasplatte leicht abgehoben werden.

Gemäß F i g. 3 dient die Silberseite der abgehobenen Kupferschicht 3 als Grundplatte für die magnetisierbaren Schichten 4. Diese Schichten aus beispielsweise Permalloy, das ist eine Nickel-Eisen-Legierung mit etwa 81% Nickel und 19Vo Eisen, sind z.B. aufgedampft oder elektrolytisch niedergeschlagen.

In der F i g. 4 ist ein Ausschnitt aus einer magnetischen Speichermatrix dargestellt. Auf der versilberten (2) Grundplatte 3, die gleichzeitig als Rückleitung für einige oder sämtliche der Leitungszüge 6, 7 dient, sind magnetisierbare Schichten 4 aufgedampft. Außerdem werden die Grundplatte 3 sowie die magnetisierbaren Schichten 4 von Isolierschichten 5 bedeckt. Zusätzlich sind die Leitungsbahnen 6, 7 — durch Isolierschichten 5 gegenseitig voneinander getrennt — derart über die magnetisierbaren Schichten geführt, daß sie sich über diesen orthogonal überdecken. Ein derartiger in F i g. 4 angegebener Aufbau mit Ausnahme der Versilberung 2 ist an sich bereits bekannt. Neu und erfinderisch ist die Art des Herstellungsverfahrens der metallischen Grundplatte 3, die auf der Seite la außerordentlich glatt ausgebildet ist. Dadurch erhalten die dünnen magnetisierbaren Schichten eine genügend geringe Rauhigkeit, so daß die Domänenwandwanderung bzw. die kohärenten Drehprozesse beim Speichern und Abfragen der magnetisierbaren Schichten kaum behindert werden.

Die Isolierschichten bestehen beispielsweise aus Siliziumoxyd. Sie können ebenfalls durch Aufdampfen hergestellt werden. Die magnetisierbaren Schichten 4 können auch durch zuerst vollständiges Überziehen der metallischen Grundplatte 3 auf elektrolytischem Weg mit einer Permalloyschicht und anschließender Abätzung der nicht erwünschten Teile dieser Permalloyschicht hergestellt werden.

Sodann werden unter Anwendung des Fotoätzverfahrens die nicht erwünschten Permalloyschichten anodisch mit z. B. 0,4 V in saurer Lösung, insbesondere Salzsäure, unter Zusatz von Zitronensäure abgeätzt. Der die erwünschte Permalloyschichtteile 4 bedeckende handelsübliche Fotolack wird anschließend beispielsweise mit Trichloräthylen abgewaschen. Dieses Verfahren ist den bisher bekannten Abätzverfahren von Permalloyschichten weit überlegen. Die Kupfer- bzw. Silberunterlage wird bei der erfindungsgemäßen Abätzung nicht angegriffen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer dünnen magnetisierbaren Schicht durch Vakuumaufdampfen, Kathodenzerstäubung oder elektrolytische Abscheidung auf einer Grundplatte mit extrem glatter Oberfläche, gekennzeichnet durch die Verwendung einer metallischen Grundplatte, die vorzugsweise in an sich bekannter Weise durch elektrische Abscheidung des Materials der Grundplatte auf der extrem glatten Oberfläche einer Unterlage aus Glas oder Kunststoff und anschließender Ablösung von dieser Unterlage hergestellt worden ist und auf deren glatter Oberfläche die dünne magnetisierbare Schicht aufgebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Material der metallischen Grundplatte Kupfer auf die vorher elektrisch leitfähig gemachte glatte Unterlage elektrolytisch abgeschieden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage durch chemische Versilberung, Vergoldung oder Verkupferung elektrisch leitfähig gemacht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Schicht elektrolytisch aus einem Bad niedergeschlagen wird, das in bekannter Weise Inhibitoren in Form von organischen Verbindungen, insbesondere Thioharnstoff, enthält.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolytische Abscheidung der magnetisierbaren Schicht zur magnetischen Ausrichtung der Schicht in einem Magnetfeld vorgenommen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen