DE1764751C

DE1764751C - Method for setting the coercivity and anisotropy field strengths of the storage elements of a storage matrix separation from 1439443

Info

Publication number: DE1764751C
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Phys Wiehl Hans Eberhard Dipl Phys 8000 München Metzdorf
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Publication date: 1972-12-21

Description

Die Erfindung betrifft eine magnetische Speichermatrix, deren Speicherelemente durch Aufdampfen dünner magnetischer, magnetostriktionsfreier Ni-Fe-Schichten in einem magnetischen Gleichfeld auf einen ebenen Träger hergestellt sind und wobei zum Erhalt zueinander im wesentlichen paralleler magnetischer Vorzugsachsen die Speicherelemente mit einer im wesentlichen konstanten Aufdampfrate auf einen auf eine Temperatur zwischen 100 und 250° C erhitzten Träger aufgedampft, die Aufdampfrate durch die Temperatur der Trägerunterlage be-The invention relates to a magnetic memory matrix, their storage elements by vapor deposition of thin magnetic, magnetostriction-free Ni-Fe layers are produced in a constant magnetic field on a flat support and wherein the storage elements to obtain essentially parallel magnetic easy axes with a substantially constant evaporation rate to a temperature between 100 and 250 ° C heated carrier is evaporated, the evaporation rate is determined by the temperature of the carrier

stimmt und bei höherer Temperatur der Trägerunterlage erhöht und die Aufdampfrate und die Temperatur der Trägerunterlage derart gewählt sind, daß die Einfallswinkelanisotropie senkrecht zur Einfallsebene durch die parallel zur Einfallsebene auftretende Ein-correct and increased at a higher temperature of the carrier substrate and the vapor deposition rate and the temperature the support base are chosen such that the angle of incidence anisotropy is perpendicular to the plane of incidence due to the incidence occurring parallel to the plane of incidence

fallswinkelanisotropie kompensiert ist.if angular anisotropy is compensated.

Eine derart gefertigte magnetische Speiet-rmatrix weist auch bei größeren Abmessungen der Trägerunterlage, und zwar auch an deren Rändern, nur gcrinufügige Winkelabweichungen der magnetischenA magnetic storage matrix manufactured in this way shows only gcrinufügige even in the case of larger dimensions of the carrier base, namely also at its edges Angular deviations of the magnetic

vOr/ugsachscn der einzelnen Speicherelemente zueinander auf.Front / rear axis of the individual storage elements to each other.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren "zu schaffen, durch das die Koerzitiv- und Anisotropiefeldstarken der Speicherelemente einerThe object of the present invention is to provide a method "by which the coercive and Anisotropy field strengths of the storage elements of a

as Speichermatrix einstellbar sind, die nach dem eingangs genannten Verfahren hergestellt sind.The memory matrix can be set, which according to the initially mentioned processes are produced.

Die Speicherelemente der Speichermatrix soller, also in ihren magnetischen Vorzugsachsen zueinander im wesentlichen parallel und andererseits in ihrerThe storage elements of the storage matrix should, that is, in their preferred magnetic axes to one another essentially parallel and on the other hand in theirs

Anisotropie- und Kocrzitivfeldstärke noch frei wahlbar sein. Diese Forderungen schließen sich im allgemeinen gegenseitig aus, da nämlich die Parallelität der magnetischen Vorzugsachsen der einzelnen Speicherelemente nur dann erreicht wird, wenn beimAnisotropy and cocrcitive field strength can still be freely selected being. These requirements are generally mutually exclusive, namely the parallelism of the preferred magnetic axes of the individual storage elements is only achieved when the

Aufdampfen der dünnen magnetischen Schichten auch die Trägerunterlage auf einen bestimmten Temperaturbereich aufgeheizt und dabei die Aufdampfrate mit wachsender Trägertemperatur erhöht wird. Bei den hier geforderten Temperaturen der Träger-Vapor deposition of the thin magnetic layers also the carrier substrate to a certain temperature range heated and the evaporation rate is increased with increasing carrier temperature. At the temperatures required here for the carrier

unterlage von etwa 100 bis 250° C werden jedoch im allgemeinen nicht die gewünschten Werte für die Koerzitiv- und Anisotropiefeldstärke sowie deren Verhältnis zueinander erzielt, da nämlich bevorzugt eine kleinere Anisotropiefeldstärke und ein größeres Verhältnis der Koerzitivfeidstärke zur Anisotropiefeldstärke gefordert werden, als man sie durch Bedampfen in dem oben angegebenen Temperaturbereich erhält.below 100 to 250 ° C are generally not the desired values for the Coercive and anisotropy field strength and their relationship to one another achieved, because that is preferred a smaller anisotropy field strength and a larger ratio of the coercive field strength to the anisotropy field strength are required than they can be obtained by vapor deposition in the temperature range given above receives.

Zur Lösung di-^er Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die Speichermatrix nach Beendigung des Aufdampfens in einem parallel zu den magnetischen Vorzugsachsen der Speicherelemente gerichteten magnetischen Gleichfeld bei einer Temperatur getempert wird, die oberhalb der Temperatur der Trägerunterlage beim Aufdampfen der Matrix liegt.The invention seeks to solve this problem before that the memory matrix after the end of the vapor deposition in a parallel to the magnetic Preferred axes of the storage elements directed magnetic constant field annealed at a temperature which is above the temperature of the carrier substrate during vapor deposition of the matrix.

Wird die Speichermatrix nach Beendigung des Aufdampfens in einem senkrecht zu den magnetischen Vorzugsachsen der Speicherelemente gerichteten magnetischen Gleichfcld bei einer Temperatur getempert, die oberhalb der Temperatur der Trägerunterlage beim Aufdampfen der Matrix liegt, so lassen sich noch wesentlich kleinere Werte für die Anisotropie- und Koerzitivfeldstärken der einzelnen Speicherelemente erzielen.When the vapor deposition is complete, the memory matrix becomes perpendicular to the magnetic Preferred axes of the storage elements directed magnetic uniformity annealed at a temperature, which is above the temperature of the carrier substrate when the matrix is vapor-deposited, so leave it significantly smaller values for the anisotropy and coercive field strengths of the individual Achieve storage elements.

Die hierdurch erreichbaren Werte für die Anisotropiefddstärke gestatten die Verwendung sehr kleiner Felder zum Einschreiben bzw. Ablesen der in den einzelnen Speicherelementen zu speichernden bzw.The values for the anisotropy thickness that can be achieved in this way permit the use of very small amounts Fields for writing or reading the items to be stored or read in the individual storage elements.

abzulesenden Informationen. Untersuchungen haben dabei gezeigt, daß eine Erniedrigung der Anisotropiefeldstärke und eine Erhöhung der Koerzitivfeldstärke durch die Erhöhung der Temperatur und/oder der Temperdauer der Speichermatrix erzielbar ist. Die Anisotropiefeldstärke und das Verhältnis der Koerzitivfeldstärke zu dieser können somit durch geeignete Wahl der Temperbedingungen in weiten Grenzen variiert werden.information to be read. Investigations have shown that a decrease in the anisotropy field strength and an increase in the coercive field strength by increasing the temperature and / or the Tempering time of the memory matrix is achievable. The anisotropy field strength and the ratio of the coercive field strength this can thus be varied within wide limits by a suitable choice of the tempering conditions will.

Das Verfahren nach der Erfindung ermöglicht die Herstellung einer Speichermatrix mit in weiten Grenzen einstellbaren Werten für die Anisotropie- und Koerzitivfeldstärke der einzelnen Speicherelemente. The method according to the invention enables the production of a memory matrix within wide limits adjustable values for the anisotropy and coercive field strength of the individual storage elements.

Die Speichermatrix kann unmittelbar nach ihrer Herstellung ohne Zwischenbelüftung im gleichen Behandlungsraum oder in größerem zeitlichen Abstand nach ihrer Herstellung getempert werden. Im letzten Fall ergibt sich die Möglichkeit, einen ganzen Stapel von Matrizen oder zusammengesetzte größere Flächen gemeinsam zu tempern.Immediately after its production, the storage matrix can be used in the same treatment room without intermediate ventilation or tempered at a longer time interval after their production. In the last Case there is the possibility of a whole stack of matrices or composite larger surfaces to be annealed together.

Abschließend sei erwähnt, daß durch »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Vol. 5, Nr. 6, November 1962, S. 66, ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von großflächigen magnetischen Schichten, d. h. zur Beschichtung fortlaufend durch einen Ofen geführter bandartiger Träger, z. B. für Magnetbänder, bekannt ist, bei dem der Träger zunächst mit SiO und nachfolgend '.i einem zur Trägertransportrichtung parallel gerichteten Magnetfeld mit einer NiFe-Legierung beschichtet, anschließend bei hoher Temperatur in einem zur Trägertransportrichtung parallelgerichteten Magnetfeld getempert und endlich bei niedrigerer Temperatur durch ein senkrecht zur Trägertransportrichtung gerichtetes Magnetfeld ge-S führt wird. Für Magnetbänder und dergleichen bandförmiges Gut ist die Parallelität der Vorzugsachsen der Speicherelemente zueinander und die Einstellung ihrer Koerzitivfeldstärke- und Anisotropiefeldstärkewerte bedeutungslos. Finally, it should be mentioned that by "IBM Technical Disclosure Bulletin", Vol. 5, No. 6, November 1962, p. 66, a process for the continuous production of large-area magnetic layers, that is to say, for coating, belt-like supports continuously passed through an oven, e.g. . B. for magnetic tapes, is known in which the carrier is initially coated with SiO and then '.i a magnetic field parallel to the carrier transport direction with a NiFe alloy, then annealed at high temperature in a magnetic field parallel to the carrier transport direction and finally through at a lower temperature a magnetic field directed perpendicular to the carrier transport direction is conducted. For magnetic tapes and similar tape-shaped goods, the parallelism of the preferred axes of the storage elements to one another and the setting of their coercive field strength and anisotropy field strength values are meaningless.

xo Ein in »Journal of Applied Physics«, Vol. 2°, Nr. 3, März 1958, S. 286 und 287, veröffentlichtes Untersuchungsergebnis läßt erkennen, daß bei Feldtemperung einer 3800 A dicken, kreisförmigen bzw. quadratischen NiFe-Schicht mit 1 cm Durchmesser bzw. 1 cm Kantenlänge — abgesehen von einer bei einer Tempertemperatur von 125° C auftretenden Anomalie — mit zunehmender Tempertemperatur und Temperdauer die Anisotropiefeldstärke abnimmt und bei Tempertemperp türen von 175° C und einer Temper-xo A in "Journal of Applied Physics", Vol. 2 °, No. 3, March 1958, pp. 286 and 287, published test result shows that with field annealing a 3800 A thick, circular or square NiFe layer with a diameter of 1 cm or 1 cm edge length - apart from one anomaly that occurs at a tempering temperature of 125 ° C - The anisotropy field strength decreases with increasing annealing temperature and annealing time and at Tempering temperature doors of 175 ° C and a tempering

ao dauer von etwa 470 bis 480 Stunden wieder ansteigt. Als Trägertemperatur für das Aufdampfen der Speicherelemente der eingangs genannten Speichermatrix sind bei dem Verfahren nach der Erfindung Temperaturen bis zu 250° C angegeben, also bereitsao duration of about 470 to 480 hours increases again. As a carrier temperature for the vapor deposition Memory elements of the memory matrix mentioned at the beginning are in the method according to the invention Temperatures up to 250 ° C specified, so already

»5 Aufdampf temperaturren, die weit über den nach diesem bekannten Untersuchungsergebnis zulässigen Bereichen liegen. Zusätzlich enthält dieser Untersuchungsbericht den Hinweis, daß bei Tempertemperatur von 300° C und einer Temperdauer von nur 30 Minuten die ursprüngliche Anisotropie zerstört wird.»5 vapor deposition temperatures far above those after this one known examination results are within permissible ranges. In addition, this investigation report contains the note that at a tempering temperature of 300 ° C and a tempering time of only 30 minutes the original anisotropy is destroyed.

Claims

I 764 751 claims:

1. Procedure for setting the coercive and Anisotropy field strengths of the storage elements of a storage matrix, which are thinner through vapor deposition magnetic, magnetostriction-free NiFe layers are produced in a constant magnetic field on a flat support and wherein the storage elements to obtain essentially parallel magnetic easy axes with a substantially constant evaporation rate to a temperature between 100 and 250 ° C heated carrier evaporated, the evaporation rate through the temperature the carrier pad determined and increased at a higher temperature of the carrier pad and the The vapor deposition rate and the temperature of the carrier substrate are chosen such that the angle of incidence anisotropy perpendicular to the plane of incidence is compensated by the angle of incidence anisotropy occurring parallel to the plane of incidence, characterized in that the memory matrix after the end of the Auidamp ens in a parallel to the magnetic easy axes of the storage elements directed magnetic constant field annealed at a temperature which is above the temperature of the support substrate during vapor deposition of the matrix.

2. Method for setting the coercive and anisotropy field strengths of the storage elements eir.e ^r storage matrix, which are produced by vapor deposition of thin magnetic, magnetostriction-free NiFe layers in a constant magnetic field on a flat support and wherein the storage elements are essentially parallel magnetic axes vapor-deposited with a substantially constant vapor deposition rate on a heated to a temperature between 100 and 250 ° C support, the vapor deposition rate is determined by the temperature of the support base and increased at a higher temperature of the support base and the vapor deposition rate and the temperature of the support base are selected such that the Anisotropy of the angle of incidence perpendicular to the plane of incidence is compensated for by the anisotropy of the angle of incidence occurring parallel to the plane of incidence, characterized in that the storage matrix is perpendicular to the preferred magnetic axes after the vapor deposition has ended the storage elements directed magnetic constant field is annealed at a temperature which is above the temperature of the Tägerunterlage during the vapor deposition of the matrix.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the memory matrix is immediately after their production, tempered in the same treatment room without intermediate ventilation will.

4. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the memory matrix in larger is annealed at a time interval after its production.