DE1439443B2 - Verfahren zur herstellung von magnetischen speichermatrizen - Google Patents

Description

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Speicherelementen zu bedampfenden Trägerunterlage c) die Aufdampf rate und die Temperatur der Trägerüberwiegt, während die bekannte, eingangs erwähnte unterlage werden derart gewählt, daß die Einfalls-Einfallswinkelanisotropie vorwiegend bei niederen winkelanisotropie senkrecht zur Einfallsebene Temperaturen der Trägerunterlage auftritt. durch die parallel zur Einfallsebene auftretende

Ausgehend von der vorstehend aufgeführten Er- S Einfallswinkelanisotropie kompensiert wird,
kenntnis und dem aufgezeigten Untersuchungsergebnis

hinsichtlich der für das Auftreten der einen oder an- Die Forderung nach Erhöhung der Aufdampfraten deren Art der Einfallswinkelanisotropie wirksamen mit steigender Trägertemperatur hat sich dabei als not-Temperaturen liegt der vorliegenden Erfindung die wendig erwiesen, da nämlich Untersuchungen gezeigt weitere Erkenntnis zugrunde, daß es bei Auffinden io haben, daß die Trägertemperatur, wie sie zur Erzielung eines bestimmten Bereiches für die Temperatur, mit geringer Winkelabweichungen der magnetischen Vorder die Trägerunterlage aufgeheizt werden soll, möglich zugsachsen zueinander erforderlich ist, zusätzlich von sein muß, die in ihrer magnetischen Vorzugsrichtung der Aufdampfrate abhängt.

zueinander senkrecht gerichteten unterschiedlichen Dieses Verfahren schließt den Vorteil in sich ein, daß

Einfallswinkelanisotropien gegenseitig aufzuheben. Auf 15 die Streuung der Anisotropiefeldstärke ein Minimum

diese Weise ist es aber dann möglich, daß trotz der wird.

beim Bedampfungsvorgang schräg einfallenden Me- Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wurde tallatome die Richtungsabweichungen der magneti- die Trägerunterlage auf eine Temperatur von etwa sehen Vorzugsachse der einzelnen Speicherelemente 220° C aufgeheizt und aus einem Tiegel aus Titanvon dem gewünschten Wert überall, also auch am 20 carbid oder Titanborid mit einer mittleren Aufdampf-Rande der Trägerunterlage, auf ein Minimum herab- rate von etwa 50 Ä/Sek. quantitativ, d. h. durch vollgedrückt werden, das hinreichend weit unterhalb der ständiges Verdampfen der Einwaage mit Permalloy zulässigen Abweichung von der gewünschten magneti- bedampft. Bei einem Einfallswinkel von z. B. 10° sehen Vorzugsrichtung liegt. zwischen der Richtung der einfallenden Metallatome

Bei einem Verfahren zur Herstellung von magneti- 25 und der Normalen zur Trägerunterlage wurde eine sehen Speichermatrizen mit zueinander im wesentlichen maximale Neigung der magnetischen Vorzugsachsen parallelen magnetischen Vorzugsachsen der durch einzelner Speicherelemente gegen die entsprechende Aufdampfen dünner magnetischer, magnetostriktions- Längskante der Trägerunterlage von nur ±1° gefreier Ni-Fe-Schichten in einem magnetischen Gleich- messen. Winkelabweichungen gleicher Größe der feld auf einen ebenen Träger aufgebrachten Speicher- 30 magnetischen Vorzugsachsen von dem gewünschten element sieht die Erfindung zur Lösung der obenge- Wert haben sich ergeben, wenn die magnetische nannten Aufgabe die folgenden Verfahrensmerk- Schicht bei einer Trägertemperatur von 140° C mit male vor: einer mittleren Aufdampfrate von 0,5 A/Sek. auf den

. ^. „ . , , , . . . Träger aufgedampft worden ist.

a) Die Speicherelemente werden mit einer im wesent- _{35 Als Trägerunterlage f ür die zu} Speichermatrizen oder liehen konstanten Aufdampfrate auf einen auf eine _sogenannten Speicherblöcken zusammengefaßten einTemperatur zwischen 100 und 250 C erhitzten _{zdnen magnetischen} Speicherelemente haben sich da-1 rager autgedampit, _{bei Träger aus Glas> mit einer silber}. _{und darüber auf}_

b) die Aufdampfrate wird durch die Temperatur der gebrachten Siliziummonoxidschichten überzogene Trä-Trägerunterlage bestimmt und bei höherer Tempe- 40 ger aus Aluminium oder Silber als zweckmäßig erratur der Trägerunterlage erhöht, wiesen.

Claims (1)

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Eine wesentliche Voraussetzung für die Verwendbarkeit der Speichermatrizen ist, daß die dünnen

Patentanspruch: magnetischen Schichten einachsiger Vorzugsrichtung

der Magnetisierung nicht nur für sich eine geringe

Verfahren zur Herstellung von magnetischen 5 Streuung der Vorzugsrichtung aufweisen, sondern daß Speichermatrizen mit zueinander im wesentlichen auch die magnetischen Vorzugsrichtungen der einparallelen magnetischen Vorzugsachsen der durch zelnen Speicherelemente untereinander gleich, d. h. Aufdampfen dünner magnetischer, magnetostrik- parallel, gerichtet sind.

tionsfreier Ni-Fe-Schichten in einem magnetischen Diese Forderung wird verständlich, wenn man be-

Gleichfeld auf einen ebenen Träger aufgebrachten io rücksichtigt, daß alle üblicherweise auf die einzelnen Speicherelemente, gekennzeichnet durch Speicherelemente aufgedampften Schreib- und Lesefolgende Verfahrensmerkmale: leitungen u. dgl. parallel bzw. senkrecht zu den magne-

a) Die Speicherelemente werden mit einer im tischen Vorzugsachsen der einzelnen Speicherelemente wesentlichen konstanten Aufdampfrate auf verlaufen sollen, was bei einer größeren Richtungseinen auf eine Temperatur zwischen 100 und ^1S Abweichung der einzelnen magnetischen Vorzugs-250⁰C erhitzten Träger aufgedampft, ^{achsen von der} R^htung der Schreib- und Leseleitun-

gen nur mangelhaft erfüllt ist.

b) die Aufdampfrate wird durch die Temperatur z_ur Erfüllung der Forderung nach nur geringer der Trägerunterlage bestimmt und bei höherer Winkelabweichung der magnetischen Vorzugsrichtung Temperatur der Trägerunterlage erhöht, ₂₀ der einzelnen Speicherelemente voneinander hat man

c) die Aufdampfrate und die Temperatur der bereits die differenziertesten Verfahren entwickelt und Trägerunterlage werden derart gewählt, daß z· B. die Matrizen durch Aufdampfen der dünnen die Einfallswinkelanisotropie senkrecht zur magnetischen Schichten in einem homogenen Magnet-Einfallsebene durch die parallel zur Einfalls- ^Iel^d hergestellt. Insbesondere bei nicht zu großen geoebene auftretende Einfallswinkelanisotropie ²5 metrischen Abmessungen der als gemeinsamer Träger kompensiert wird. ^Iur die einzelnen magnetischen Speicherelemente dienenden Unterlagen konnten durch diese Verfahren Speicherelemente hergestellt werden, deren magneti-

sehe Vorzugsachsen nur geringe Winkelabweichungen

30 von der gewünschten, vorzugsweise parallel zur einen Längskante der Trägerplatte liegenden Richtung auf-

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wiesen und damit ihrem Verwendungszweck als

von magnetischen Speichermatrizen mit Speicher- Speicherelemente durchaus Genüge leisteten,

elementen, die durch Aufdampfen dünner magneti- Es hat sich aber gezeigt, daß die Herstellung einer

scher, magnetostriktionsfreier Ni-Fe-Schichten in einem 35 Speichermatrix mit einer Vielzahl von einzelnen ma-

magnetischen Gleichfeld auf einen ebenen Träger auf- gnetischen Speicherelementen, was die Verwendung

gebracht sind. einer Trägerunterlage großer geometrischer Abmessun-

Dünne magnetische Schichten sind bereits Gegen- gen erfordert, nicht mehr wirtschaftlich durchführbar stand zahlreicher Veröffentlichungen. So weist bei- ist, ohne daß die auf die Trägerunterlage aufgedampfspielsweise eine in ETZ-A, Bd. 81, H. 25, Dezember 4° ten Metallatome zumindest auf die Randzonen der 1960, S. 913 bis 920, erschienene Abhandlung von Trägerfläche schräg auftreffen. Hierdurch entsteht Proebster in allgemeinster Weise auf die Eignung jedoch die an sich bekannte Einfallswinkelanisotropie, dünner magnetischer Schichten als Speicherelemente welche die Vorzugsachse der Magnetisierungsrichtung hin. Der in »Journal of Appl. Physics«, Vol. 33, Nr. 3, gegen deren gewünschte Richtung verdrehen kann.
März 1962, S. 949 bis 954, veröffentlichte Aufsatz be- 45 Die vorliegende Erfindung hat sich daher die Auffaßt sich mit der Abhängigkeit der Fasertextur und der gäbe gestellt, ein Verfahren zu schaffen, bei dem die magnetischen Anisotropie aufgedampfter Eisenschich- durch Aufdampfen dünner magnetischer, magnetoten von der Schichtdicke, wobei die untersuchten striktionsf reier Ni-Fe-Schichten in einem magnetischen Schichten bei Trägertemperaturen von 75 bzw. 200⁰C Gleichfeld auf eine Trägerunterlage aufgebrachten in Schichtdicken von 350 Ä bzw. 1000 Ä und mit Auf- 50 magnetischen Speichermatrizen auch bei größeren Abdampfraten von 20 bis 60 Ä/Sek. aufgedampft wurden. messungen der Trägerunterlage nur geringfügige Win-Die Verbesserung der Eigenschaften von Ni-Fe-Schich- kelabweichungen der magnetischen Vorzugsachse der ten durch SiO-Unterlagen ist Gegenstand des in »Jour- einzelnen Speicherelemente zueinander aufweisen.
nal of Appl. Physics«, Vol. 33, Nr. 6, Juni 1962, S. 2026 Die Lösung dieser Aufgabe geht dabei von der Erbis 2030, erschienenen Aufsatzes von Bertelsen. 55 kenntnis aus, daß neben der vorerwähnten bekannten

Das Ergebnis einer weiteren Untersuchung, die sich Einfallswinkelanisotropie, welche eine magnetische mit der Frage befaßt, wieviele Gasmoleküle während Vorzugsrichtung senkrecht zur Einfallsebene erzeugt, des Aufdampfens gleichzeitig mit den Metallatomen noch eine zweite Einfallswinkelanisotropie auftritt, auf einen Träger auftreffen, ist in »Journal of Appl. welche parallel zur Einfallsebene gerichtet ist. Diese Physics«, Vol. 33, Nr. 1, Januar 1962, S. 193 bis 196, 60 letztgenannte Art der Einfallswinkelanisotropie konnte enthalten. Im Rahmen dieser Untersuchungen wurden bislang nur dann ermittelt werden, wenn der durch die Aufdampfraten von 0,8 bis 1,0 Ä/Sek. gewählt. Der Normale zur Trägerebene und die Richtung des einAufsatz von B 1 ο i s in »Journal of Appl. Physics«, fallenden Metallatoms gebildete Einfallswinkel größer Vol. 26, Nr. 8, August 1955, S. 975 bis 980, besagt, daß als 70° war. Weitergehende Untersuchungen dieses der Ordnungszustand von aufgedampften magnetischen 65 Phänomens haben dabei wiederum gezeigt, daß diese Schichten durch Anpassung der Aufdampfrate an die letztere Art der Einfallswinkelanisotropie auch bei Trägertemperatur beeinflußt werden kann. Als mini- kleineren Einfallswinkeln vorhanden ist und bei höhemale Trägertemperatur wird 300⁰C angegeben. ren Temperaturen der mit den einzelnen magnetischen