DE2028589B2 - Verfahren zur Aufbringung eines ani sotropen magnetischen Hauptfilms auf ein dickes, grobkörniges, elektrisch leit fähiges Substrat - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbringung eines anisotropen magnetischen Hauptfilms auf ein dickes, grobkörniges, elektrisch leitfähiges Substrat durch Aufbringen einer glättenden Nickel-Phosphor-Schicht auf das Substrat und nachfolgende Überschichtung mit dem anisotropen magnetischen Hauptfilm.

Dünne magnetische Filme werden in vielen Arten von Speichern, beispielsweise in Filmspeichern mit geschlossenem oder offenem Magnetfluß oder Magnetdrahtspeichern verwendet. Wird ein dünner magnetischer Film elektrolytisch auf dicke, grobkörnige, elektrisch leitende Substrate aufgebracht, so erfüllt er nicht die an ihn zu stellenden Anforderungen, da bei Filmdicken von 1000 A oder weniger eine sehr große Dispersion der leichten Achse der Magnetisierung auftritt. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß zwischen den Kristallen des Metallsubstrats und den auf das Substrat aufgebrachten Atomen eine starke Wechselwirkung stattfindet. In diesem Zusammenhang spielt die Kriotallanisotropie eine gewisse Rolle. Ferner ist es bekannt, daß eine mikroskopische Rauhigkeit von Substraten im allgemeinen die Bildung der Dispersion der leichten Achse der Magnetisierung verursacht. Da es sehr schwierig ist, eine mikroskopisch glatte Oberfläche auf einem »metallurgisch präparierten« Metall zu erzeugen, ist die Aufbringung dünner magnetischer Filme mit guten Eigenschaften auf derartigen Oberflächen nicht zufriedenstellend möglich gewesen.

Um bei bekannten Speichern dünne magnetische Filme auf ein Substrat der genannten Art aufzubringen, die den Anforderungen für schnelle, große Magnetspeicher genügen, sind Zwischenschichten aus verschiedenen Materialien vorgesehen worden. Die dabei erzielten Ergebnisse sind aber auch noch nicht zufriedenstellend, da derartige Sandwich-Strukturen eine an sich vorteilhafte Photoätzung in einem einzigen Ätzschritt nur schwer möglich machen. Das Material für die Zwischenschicht soll dabei folgende Eigenschaften besitzen: Es miß leitend sein, mit einem Ätzmittel photoätzbar sein, das zu keiner wesentlichen Unterätzung des magnetischen Films führt, und es muß ausreichend feinkörnig sein, so daß auf die durch dieses Material gebildete Zwischenschicht ein magnetischer Film mit geringer Dispersion der leichten Achse der Magnetisierung aufgebracht werden kann.

Es ist" bereits aus der USA.-Patentschrift 3 393 982 ίο bekannt, als Zwischenschicht der genannten Art eine nichtmagnetische Nickel-Phosphor-Schicht vorzusehen, welche für das als Substrat verwendete Material als mikroskopische Glättungsschicht wirkt. Bei derartigen nichtmagnetischen Nickel-Phosphor-Schichten ist aber der Phosphorgehalt so hoch (wenigstens 8%), daß eine Atzung it üblichen Ätzmitteln sclv.vierig ist.

Es ist zwar η glich, die Atzbarkeit durch Verringerung des Phosphorgehalts (kleiner 8",.) zu verbessern. Bei derartigen Konzentrationen des Phosphorgehalts werden aber bekanntlich Nickel Phosphor-Schichten magnetisch. Damit besäße dann die glättende Zwischenschicht bei Schichtdicken von 200 bis 1200 A. wie sie in der USA.-Patentschrift 3 393 982 angegeben werden, einen direkten magnetischen Einiluß auf den auf ie aufzubringenden magnetischen Hauptfilm.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der in Rede stehenden Art anzugeben, mit dem glättende Nickel-PhosphorSchichten herstellbar sind, die einerseits leicht ätzbar sind und deren direkter magnetischer Einfluß auf den auf sie aufgebrachten magnetischen Hauptfilm ausgeschaltet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß

a) der glättende Film aus einem feinkörnigen magnetischen Material, bestehend aus 99,5 bis 92% Nickel und 0,5 bis 8% Phosphor, in einer Dicke

von 50 bis 200 A auf das Substrat aufgebracht wird und

b) der anisotrope magnetische Hauptfilm auf den glättenden Film elektrolytisch aufgebracht wird, wobei

c) der Hauptfilm in einer Dicke aufgebracht wird, die wenigstens dem Dreifachen der Dicke des glättenden ^ilmes entspricht.

Beim Verfahren gemäß der Erfindung werden die Vorte'Ie der leichten Atzbarkeit und der Ausschaltung des direkten magnetischen Einflusses auf den magnetischen Hauptfilm also einerseits durch Wahl eines bestimmten Phosphorgehalts und andererseits einer bestimmten Dicke der Nickel-Phosphor-Schicht erreicht. Es hat sich nämlich gezeigt, daß auch die Dicke dieser Schicht eine kritische Größe ist. Unterschreitet sie den Wert von 50 A, so geht die Glättungswirkung verloren. Oberhalb von etwa 200 A beginnt die Wirkung dieser Schicht ebenfalls wieder schlechter zu werden. Um den.direkten magnetischen Einfluß der glättenden Nickel-Phosphor-Schicht auf den auf sie aufgebrachten magnetischen Hauptfilm auszuschalten, soll ihre Dicke nicht größer als ein Drittel der Dicke des magnetischen Hauptfilms sein. Da viele Speicher dünne magnetische Filme von beispielsweise 400 A besitzen, ist für die Dicke der Nickel-Phosphor-Schicht der untere Wert von 40 A bevorzugt, da dann der direkte magnetische Einfluß auf den magnetischen Hauptfilm ausgeschaltet ist.

3 4

Allgemein ist der magnetische Hauptfilm ein fein- Die Nickel-Phosphor-Schicht kann beispielsweise

körniger Film mit Dicken von 400 bis 4000 A. wobei nach einem Verfahren aufgebracht werden, wie es bei

unter »feinkörnig« Korngrößen verstanden werden. Sulfat- und Sulfamatbädern bekannt ist. In. der fol-

die höchstens gleich der Domänenwanddicke sind. genden Tabelle 1 wird die Zusammensetzung eines

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge- 5 Nickel-Sulfat-Chloridbades angegeben, mit dessen

stellten magnetischen Hauptfilme besitzen eine ausge- Hilfe die Nickel-Phosphor-Schicht aufgebracht wer-

prägte Anisotropie sowie eine geringe Dispersion der den kann.

leichten Achse der Magnetisierung, so daß sie die an Tabelle 1 sie zu stellenden Anforderungen für schnelle Speicher

erfüllen. Gleichzeitig ist dabei eine Verbesserung der io NiSO₁ · 2 H₂O 200 g/l

Ätzmöglichkeiten gegeben. NaCl 10 g/l

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren NaBO_s 15 g/l

im einzelnen erläutert. NaH₂ ■ PO₂ · H₂O 3 g/l

Ausgangspunkt ist ein dickes, grobkörniges, elek- Saccharin 8 g/l

trisch "leitendes Substrat, das seinerseits auf einen 15 Natriumlaurylsulfat lg/1

nichtleitenden Träger, beispielsweise aus GIa, oder _{Das Beschichten erfolgt bei} Stromdichten von

Polyester aufgebracht sein kann. Das Substrat wird -,^ ^j₅ ?00 mA/cm²

zunächst poliert und dann/in ein Bad eingebracht das " _Die jabeWe 2 zeigt em Sulfamatbad, das in der die Komponenten fur die Nickel-Phosphor-Schicht _{leichen Weise wie das ßad der Tabe}„_{e χ verwendet} enthält. Nach dem Aufbringen dieser glättend wirken- 20 ° , L-_ann den Schicht wird auf dieser der magnetische Hauptfilm gemäß üblicher Verfahren auf elektrolytischem Tabelle 2

Wege aufgebracht. Das erfindungsgemäße Verfahren _NJ.. _{{zugesetzt als Su}lfamat) 50 g/l

eignet sich auch zur Herstellung von Sannwich-Struk- NaCl 15 ε/1

türen, bei denen glättende magnetische Schichten, 25 NaBO 15 g/l

magnetische Hauptfilme und leitende Schichten ab- Saccharin 5 E¹I

wechselnd aufeinander folgen. Derartige Sandwich- Natriumlaurylsulfat''.''.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'.'. 1 g/l

Struktur:·;) sind im erfindungsgemäßen Sinne insbe- ^^H · PO, · H,0 3 g/l

sondere leicht ät.'bar, so daß eine Vielzahl von Speicher- ^{2 2} "

strukturen auf einem einzigen Substrat h-rstellbar sind. 30 Wie vorstehend erwähnt, muß die Schicht wenig-• Hinsichtlich des Ätzens erg.ot sich dabei der be- stens 0,5% Phosphor enthalten, wobei der Phosphorsondere Vorteil, daß keini sehr starken Ätzmittel gehalt bis zu 8% betragen kann. Es wurde gefunden, verwendet weiden müssen und uaß nach dem Ätzen daß die gewünschte glättende Wirkung nicht erzielt höchstens eine geringe Menge an Nickelphosphid zu- wird, falls die Schicht weniger als 0,5% Phosphor entrückbleibt. 35 hält, so daß der magnetische Hauptfilm nicht die ge-

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine wünschten Eigenschaften aufweist. Liegt andererseits

feinkörnige magnetische Nickel-Phosphor-Schicht mit der Phosphorgehalt oberhalb 8%, dann kann vom

einem Anteil von 0,5 bis 8% Phosphoi vorgesehen. magnetischen Standpunkt aus gesehen ein hochquali-

Das Bad zum Aufbringen der Nickel-Phosphor-Schicht tativer Film hergestellt werden, der jedoch schwer

wird aus einer Lösung gebildet, die Nickelionen und 40 ätzbar ist. Daher darf die Schicht nicht mehr als 8%

Phosphor-Verbindungen, beispielsweise Hypophosphit- Phosphor enthalten, damit man zu den gewünschten

ionen enthält. Ergebnissen kommt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Aufbringung eines anisotropen magnet >chen Hauptfilms auf ein dickes, grobkörniges, elektrisch leitfähiges Substrat durch Aufbringen einer glättenden Nickel-Phosphor-Schicht auf das Substrat und nachfolgende Überschichtung mit dem anisotropen magnetischen Hauptfilm, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der glättende Film aus einem feinkörnigen magnetischen Material, bestehend aus 99.5 bis~92"„ Nickel und 0.5 bis 8°,, Phosphor, in einer Dicke von 50 bis 200 A auf das Substrat aufgebracht wird und

b) der anisotrope magnetische Hauptfilm auf den glättenden Film elektrolytisch aufgebracht wird, wobei

c) der Hauptfilm in einer Dicke aufgebracht wird, die wenigstens dem Dreifachen der Dicke des glättenden Filmes entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die glättende Nickel-Phoiphor-Schicht elektrolytisch aus einer Badlösung aufgebracht wird, die Sulfate oder Sulfamate enthält.