DE2165299A1 - Verfahren zum Einschließen von Blasendomänen aus Film und Unterlage - Google Patents

Description

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Augurte-Vlktorla-Straß· 88 Dr.-Ιπα. HANS RUSCHKE Pienzenauer Straße2

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Dipl.-Ing. HEINZ AGULAR

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North American Rockwell Corporation, El Segundo, California,

V. St.

Verfahren zum Einschließen von Blasendomänen aus J¹HiIi und Unterlage

Die Erfindung bezieht sich auf Blasendomänen und betrifft im spezielleren ein Verfahren zur Steuerung des Vorhandenseins von Blasendomänen nahe der Kante eines magnetischen Films aus einer Struktur aus Film und Unterlage.

Magnetische Blasendomänen in einer Schicht aus magnetischem Material, wie z. B. Xttriumorthogerrit, sind bekannt und werden in der USA-Patentschrift 3 46o 116 beschrieben. Magnetische Blasendomänen in zusammengesetzten Strukturen mit einem dünnen Film aus einem einkrisballinen Eisengranat und einer Oxidunter-

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lage werden in der deutschen Patentanmeldung P 2o 63 211.5 beschrieben. Das Bewegen von Blasendoinänen in Kanälen oder Streifen aus diesen magnetischen Filmen wird in der deutschen Patentanmeldung P 21 34- 14-8.0'beschrieben. Auf diese Anmeldungen wird hier Bezug genommen.

Filme, die für eine Blasendomanenanwendung geeignet sind, werden in bequemer '//eise nach dem chemischen Dampfabscheidungsverfahren hergestellt, das in der deutschen Patentanmeldung P 2o 28 082.4-, angemeldet am 8. Juni 197o, beschrieben ist.

Es ist davon auszugehen, daß die Eigenschaften des magnetischen Films und die Größe des Koerzitivkraft (biasfield) derart sind, k daß beständige Blasendomänen existieren. Wenn Filme dieses

gebildet werden, ist im allgemeinen der äußere Rand oder die Filmkante eine empfindliehe Stelle für die Bildung unerwünschter Kristallflächen, fehlorientierter Abscheidungen, dickerer Abscheidungen und anderer Merkmale, die zur Domänenkernbildung und als Domänenfestlegungspunkte dienen. Wenn die Filme an der Filmkante dicker sind, neigen die Blasendomänen dazu, zu der Filmkante hinzuziehen oder an der Filmkante zu verbleiben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Einschließen von Blasendomänen in Strukturen aus Film * und Unterlage in einem vorbestimmten Bereich zur Verfugung zu Ψ stellen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Verfahren gelöst, bei dem der magnetische Film einer aus magnetischem Film und Unterlage zusammengesetzten Struktur mit einem Ätzmittel geätzt und so eine neu gebildete Filmkante geschaffen wird. Die in einer solchen Struktur aus Film und Unterlage gebildeten Blasendomänen neigen dazu, von der neu gebildeten Kante abgestoßen zu werden.

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung sind aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den Zeichnungen ersichtlich. Die Zeichnungen geben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

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wieder, und zwar stellt

die Figur 1 eine Querschnittansicht eines bestimmten Teils einer zusammengesetzten Struktur aus magnetischem Film und "Unterlage mit darin enthaltenen Blasendomänen,

die Figur 2 eine Querschnittansicht eines geätzten Exemplars der in der Figur 1 dargestellten Struktur,

die Figur 3 eine Querschnittansicht eines zweiten geätzten Exemplars der in der Figur 1 dargestellten Struktur und

die Figur 4- eine Querschnittansicht eines dritten geätzten Exemplars der in der Figur 1 dargestellten Struktur dar.

Wie in der Figur 1 veranschaulicht ist, wird eine einkristalline Unterlage 10 einer chemischen DampfabScheidungsverfahrensstufe unterworfen, um einen dünnen Film aus magnetischem Blasendomänenmaterial 12 auszubilden. Die Abscheidungsstufe wird nach der deutschen Patentanmeldung P 2o 28 082.4- ausgeführt. Auf diese Anmeldung wird hier Bezug genommen.

Die Unterlage 1o ist ein einkristalliner Granat mit einer Zusammensetzung J-zQj-O^p, worin der J-Bestandteil der Plattenzusammensetzung wenigstens ein Element der aus Cer, Praseodym, Neody, Promethium, Samarium, .Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Lanthan, Yttrium, Calcium und Wismut bestehenden Gruppe ist und der Q-Bestandteil der Plattenzusammensetzung wenigstens ein Element der aus Indium, Gallium, Scandium, Titan, Vanadin, Chrom, Mangan, Rhodium, Zirkonium, Hafnium, Niob, Tantal, Aluminium, Phosphor, Arsen und Antimon besthenden Gruppe ist.

Beispiele für Unterlagematerialien sind Y_{n /JC}-, Gd_{0 cc}-, Ga₁-Cv₁₀ ^D^0,65^Gd2,35^Ga5°12 ^und S^Ga₅ ⁰12*

Der Film aus dem Blasendomänenmaterial ist ein einkristalliner Granatfilm mit einer Zusammensetzung «LzOt-O , worin der J-Bestandteil der Filmzusammensetzung wenigstens ein Element

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der aus Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Lanthan und Xttrium bestehenden Gruppe enthält und der Q-Bestandteil der Filmzusammensetzung der aus Eisen, Eisen und Aluminium, Eisen und Gallium, Eisen und Indium, Eisen und Scandium, Eisen und Titan, Eisen und Vanadin, Eisen und Chrom und Eisen und Mangan bestehenden Gruppe entnommen ist.

Bevorzugte Filmmaterialien sind Eisengranate, wie z. B. QO^₂ un d Tb

Die zusammengesetzte Struktur aus Eisengranatfilm und Substrat weist einen Film mit einer bestimmten Magnetostriktionskonstanten und eine bestimmte Differenz zwischen den Gitterkonstanten des Films und der Unterlage auf. Dieses Erfordernis wird im einzelnen in drei schwebenden deutschen Patentanmeldungen (Aktenzeichen *........) erörtert, auf die

hier Bezug genommen wird.

Der Filmteil 12, der in der Figur 1 dargestellt ist, enthält Blasendomänen 14-, die in im wesentlichen gleichmäßigen Abständen voneinander und von der Kante des ursprünglich aufgewachsenen Films vorhanden sind. Diese Blasendomänen sind durch Anwendung eines geeigneten Magnetfeldes gebildet worden. Entlang der Kante 11 des ursprünglich aufgewachsenen Films stellen die Domänen Schlangenkurven dar und werden an der Kante festgehalten. Diese Blasendomänen haben im allgemeinen, wie z. B. in substituierten Eisengranaten, eine Größe von etwa 0,00064 cm und sind in einem Abstand voneinander angeordnet, der etwa das Dreifache des Blasendomänendurchmessers ausmacht.

Obwohl Granate die bevorzugten Materialien für die Unterlage und den Film sind, können andere Oxidmaterialien für die Unterlage benutzt werden, und zwar insbesondere wenn der Film aus einem Orthoferritmaterial besteht.

in der Figur 1 dargestellte zusammengesetzte Struktur aus Film und Unterlage wird dann einer Ätzung unter Anwendung photo-

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litographisclie Ätztechniken der in der Halbleiterindustrie im allgemeinen benutzten Art unter Verwendung eines Ätzmittels, wie z. B. Phosphorsäure, unterworfen, wobei die in der Figur 2 dargestellten Kanten 24 und 26 gebildet werden. Z. B. wird der Filmteil 22 mit einer dünnen Schicht aus Siliciumdioxid zwischen den Kanten 24- und 26 abgedeckt. Phospho^rsäure greift den Filmteil 22 zwischen den Kanten 24 und 26 nicht an, während die Filmteile 12 (nicht dargestellt) auf der nicht abgedeckten Seite der Kanten 24 und 26 durch die Säure gelöst werden.

Obwohl das chemische Ätzen eine bevorzugte Verfahrensweise zur Bildung neuer Kanten ist, können andere Methoden, wie z. B. Zerstäubungsätzung, Bearbeitung mit Laserstrahlen und dergl., angewendet werden.

Wie in der Figur 2 dargestellt ist, befinden sich die Blasendomänen 28 in dem inneren Filmteil 22. Die Blasendomänen 28 werden von den Kanten 24 und 26 abgestoßen. Die in Schlangenkurvenform vorliegenden Domänen 23 bleiben an den Gitterfehlordnungen entlang der ungeätzten Kante 21 hängen, doch sind weder in Schlangenkurven vorliegende Domänen noch Blasendomänen an den geätzten Kanten 24 und 26 vorhanden. Die Gitterfehlordnungen entlang der ungeätzten Kante 21 dienen als potentielle Stellen für unerwünschte Kernbildung oder Blasendomänenerζ eugung.

In der Figur 3 ist der Film so geätzt, daß ein relativ schmaler Filmstreifen 32 auf der Unterlage 3o mit Kanten 34· und 36 ausgebildet worden ist. Eine einzige Linie aus Blasendomänen 38 ist in Abständen in der Mitte des Streifens 32 und entfernt von den Kanten 34 und 36 angeordnet.

In der Figur 4 hat der Film die Form einer Scheibe. Der Film ist unter Ausbildung einer Scheibe 42 auf der Unterlage 4o geätzt worden. Blasendomänen 44 sind in der Mitte der Scheibe 42 un d entfernt von der Scheibenkante 46 angeordnet. Wie in den Figuren 2, 3 und 4 gezeigt ist, neigen die Blasendomänen in den geätzten Filmen dazu, in einem Abstand entfernt von der geätzten Kante des Films aufzutreten. Dieser Zwischenraum, d. h. der

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Abstand von der äußeren Filmkante, führt zu einer Struktur, die als solche für viele besondere Anwendungen von Geräten, in denen Blasendomänen eine Rolle spielen, geeignet sind.

Obwohl mehrere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, ist davon auszugehen, daß gemäß der Erfindung zahlreiche andere Gebilde oder Bomänenkonstellationen durch Ätzen erhalten werden können.

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   ί 1 .J Verfahren zum Einschließen von Blasendomänen in einem magnetischen Film, dadurch gekennzeichnet, daß die ursprüngliche Kante des Films entfernt und eine glatte, gut ausgeprägte Filmkante gebildet wird, von der die Blasendomänen abgestoßen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ursprüngliche Kante durch Ätzen entfernt wird.

   3» Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Film mit Phosphorsäure geätzt wird.

   4-. Verfahren nach Anspruch 3j dadurch gekennzeichnet, daß der FiIn nach der Zerstäubungstechnik geätzt wird.

   5·Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ursprüngliche Kante durch Bearbeiten mit Laserstrahlen entfernt wird.

   II 66VDr. Ve /Ic

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