DE2647946C3

DE2647946C3 - Verfahren zum Herstellen einer magnetischen Blasendomänenanordnung

Info

Publication number: DE2647946C3
Application number: DE2647946A
Authority: DE
Inventors: Richard Michael Willow Grove Pa. Josephs (V.St.A.)
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1975-10-30
Filing date: 1976-10-22
Publication date: 1979-03-15
Also published as: JPS5254997A; NL7611858A; DE2647946A1; JPS5525487B2; US4013803A; DE2647946B2; GB1516776A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer magnetischen Blasendomänenanordnung, bei dem auf einem Substrat übereinanderliegend eine amorphe Blasendomänenschicht, eine isolierende Zwischenschicht, ein weichmagnetisches Muster und ein elektrisch leitendes Muster aufgebracht werden.

Aus der Zeitschrift »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Vol. 18,No. 4, Sept. 1975, S. 1276, ist eine Blasendomänenanordnung bekanntgeworden, bei der zur Verringerung eines anzulegenden magnetischen Feldes eine amorphe Blasendomänenschicht zwischen zwei amorphen magnetischen Schichten angeordnet ist. Diese Anordnung aus drei Schichten ist auf einem Substrat aufgebracht.

Aus der Zeitschrift »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Vol. 18, No. 3, August 1975, S. 940 bis 941, ist ein Verfahren zum Herstellen einer magnetischen Blasendomänenanordnung bekanntgeworden, bei dem auf einem Substrat übereinanderliegend folgende Schichten aufgebracht werden.

1. Eine die Blasendomäne enthaltende erste amorphe Schicht,

2. eine isolierende Zwischenschicht aus SiO,,

3. ein weichmagnetisches Muster aus einer zweiten amorphen Schicht,

4. ein elektrisch leitendes Muster.
Üblicherweise werden amorphe Blasendomänen-

schichten, ebenso wie die bekannten kristallinen Granatschichten bei relativ hoher Temperatur auf einem nichtmagnetischen Substrat abgeschieden. Darauf wird eine isolierende Zwischenschicht und sodann eine weichmagnetische Schicht aus einer Ni-Fe-Legierung aufgebracht, und zwar bei einer Temperatur, die zwar niedriger als beim Aufbringen der Blasendo-

j mänenschicht, aber immer noch hoch -ist.

Wenn das vorstehende Verfahren jauf amorphe Blasendomänenschichten angewendet wird, treten verschiedene Probleme auf. Im Unterschied zu kristallinen Granatschichten müssen amorphe Schichten

to bei relativ niedriger Temperatur abgeschieden werden. Daher müssen auch die auf das Abscheiden der amorphen Schicht folgenden Verfahrensschritte bei niedrigen Temperaturen durchgeführt werden, um die amorphe Schicht am Kristallisieren zu hindern. Dies

Ii führt zu mehreren unerwünschten Effekten in der weichmagnetischen Schicht, da diese dann zu einer geringen Adhäsion und hohen Koerzitivfeldstärke neigt. Ein Versuch zum Vermeiden dieser Probleme bestand in der Verwendung von Ni-Fe-Laminaten.

Diese Mehrschichtstruktur ist aber viel komplizierter herzustellen, siehe »Electron-Beam Fabrication of High Densitiy Amorphous Devices«, IEEE Trans. MAG-H (1975), Seiten 1142 bis 1144.

Aufgabe der Erfindung ist es, das bekannte Verfah-

~> ren zum Herstellen einer magnetischen Blasendomänenanordnung derart zu verbessern, daß sowohl die gewünschten magnetischen Eigenschaften der amorphen Blasendomänenschicht als auch die der Ni-Fe-Steuerschaltung erzielt werden.

(i Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schichten bzw. Muster auf dem Substrat in der folgenden Reihenfolge hergestellt werden:

a) das weichmagnetische Muster,

b) das elektrisch leitende Muster,

-, c) die isolierende Zwischenschicht,
d) die amorphe Blasendomänenschicht.
Bei dem Verfahren zum Herstellen einer magnetischen Blasendomänenanordnung nach der Erfindung können also hochwertige weichmagnetische Schichten « für Steuerschaltungen und Magnetwiderstände ohne Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften der amorphen Blasendomänenschicht aufgetragen werden.

Hierbei werden verschiedene Metallisier- und π Quarzschichten zuerst auf ein Substrat bei Temperaturen aufgebracht, die hoch genug sind, um Schichten der gewünschten Qualität zu liefern. An diesem Punkt der Herstellung können gemäß einer vorteilhaften Abänderung des Verfahrens fehlerhafte Einheiten κι verworfen werden, während die Endstufe, die in der Niedrigtemperaturabscheidungder amorphen Schicht besteht, auf einwandfreien Einheiten ausgeführt wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu cntneh-■-,-, men.

Im folgenden wird das Verfahren nach der Erfindung anhand der Figuren ausführlicher erläutert.

Fig. 1 veranschaulicht das bekannte Verfahren zum Herstellen einer magnetichen Blascndomänenho anordnung mit amorphen Schichten;

Fig. 2 veranschaulicht das Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung.

Fig. 1 erläutert im Detail die Herstellungsstufen, die beim bekannten Stand der Technik für übliche _M ßluscndomäncnanordnungcn angewendet werden. Dieses Verfahren ist mit Abwandlungen auch bei der bekannten Herstellung von amorphen Blasendomänenschichten angewendet worden. Die Verfahrens-

stufen für eine übliche Blasendomänenanordnung sind folgende:

Es wird ein nichtmagnetisches Substrat aus Gd₃Ga₅O₁₂ (Gadolinium-Gallium-Granat) erhalten, auf das durch Flüssigphasen-Epitaxietechnik eine magnetische Blasendomänengranatschicht beispielsweise der Formel Y₂₃₈ La₁₁₀₉ Eu₀^₃ Fe₃₉ Ga₁, O₁₂ (Yttrium-Lanthan-Europium-Eisen-Gallium-Granat) abgeschieden wird. Diese magnetische Granatschicht wird bei einer Temperatur von etwa 950° C abgeschieden. Danach wird eine SiO₂- (Quarz-) zwischenschicht auf der Granatschicht aufgebracht, wonach die weichmagnetische Schicht durch Aufdampfen einer Ni-Fe-Legierung bei einer Temperatur von etwa 325 bis 350° C aufgebracht wird. Aus der weichmagnetischen Schicht wird mit Hilfe eines Fotoätzverfahrens ein T-förmsges Muster herausgeätzt. Danach wird eine Au- oder Al- 4% Cu-Schicht durch Aufdampfen auf dem T-Muster aufgebracht. Aus der Al-Cu-Schicht wird danach ebenfalls ein Muster gebildet, um die verschiedenen Leitungselemente he. zustellen, die beim Betrieb der Speichereinrichtung erforderlich sind.

Wenn man das vorstehende Verfahren auf die Herstellung von amorphen Schichten anwendet, stellt man fest, daß die auf das Abscheiden der Blasendomänenschicht, das etwa bei Raumtemperatur vorgenommen wird, folgenden Verfahrensschritte bei niedriger Temperatur vorgenommen werden müssen, damit die amorphe Blasendomänenschicht nicht kristallisiert. Wenn jedoch die Ni-Fc-Schicht nicht bei einer Temperatur von etwa 325° C, sondern bei der mit Rücksicht auf die amorphe Blasendomänenschicht erforderlichen niedrigen Temperatur aufgedampft wird, so kann sie eine schlechte Adhäsion, eine hohe Koerzitivfeldstärke und einen geringen Magnetwiderstand zeigen. Es handelt sich um unerwünschte Merkmale der Ni-Fe-Steuer- und Magnctwidcrstandsclcmcntc.

Diese Probleme werden durch das Verfahren zum Herstellen einer magnetischen Blasendomänenanordnung gemäß Fig. 2 gemindert oder vermieden.

Bei dem Verfahren mit der in Fig. 2 dargestellten Reihenfolge der Verfahrensschritte wird ein nichtkristallines Substrat, wie Glas oder Quarz, oder auch kristallines Silizium verwendet. Die verschiedenen Metallisierungsschichten unter Einschluß von Ni-Fe und Au oder Al-Cu werden danach nacheinander bei genügend hohen Temperaturen aufgebracht. Wie beim bekannten Verfahren wird Ni-Fe bei etwa 325° C abgeschieden. Damit ist auf dem Substrat ein weichmagnetisches Muster und anschließend ein elektrisch leitendes Muster aufgebracht.

An diesem Punkt des Herstellungsverfahrens erfolgt ein Prüfvorgang. Die Einheiten, die nicht befriedigen, können verworfen werden. Dieses Verfahren bietet eine wirtschaftliche Herstellung gegenüber den bekannten Verfahren, da nach dem bekannten Stand der Technik Ni-Fe- und Au- oder Al-Cu-Schichten aufgedampft werden, nachdem die amorphe Schicht aufgetragen wurde. Wenn aber bei einer solchen BIasendomäneneinrichtung ein Defekt der Metallisierungsschichten (d. h. Ni-Fe, Au oder Al-Cu) vorliegt, muß die gesamte Bläscheneinheit verworfen werden. Beim Verfahren gemäß Fig. 2 muß das Verfahren jedoch nicht'fortgesetzt werden, wenn die Metallisierungsschichten, d. h. das weichmagnetische Muster und das elektrisch leitende Muster nicht befriedigen.

Wenn die Metallisierung in befriedigender Weise auf dem Quarz- oder SiO₂-Substrat vorgenommen worden ist, wird eine isolierende Zwischenschicht, die z. B. aus Quarz besteht, auf ihr aufgebracht. Die letzte Stufe besteht in der Niedertemperaturbildung der amorphen Blasendomänenschicht. Die Bildung der amorphen Blasendomänenschicht bei niedriger Temperatur wird bei einer Abscheidungstemperatur im Bereich von -25 bis +25° C durchgeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer magnetischen Blasendomänenanordnung, bei dem auf einem Substrat übereinanderliegend eine amorphe Blasendomänenschicht, eine isolierende Zwischenschicht, ein weichmagnetisches Muster und ein elektrisch leitendes Muster aufgebracht werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten bzw. Muster auf dem Substrat in der folgenden Reihenfolge hergestellt werden:

a) das weichmagnetische Muster,

b) das elektrisch leitende Muster,

c) die isolierende Zwischenschicht,

d) die amorphe Blasendomänenschicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das weichmagnetische Muster bei einer Temperatur im Bereich von 325 bis 350° C aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die amorphe Blasendomänenschicht auf der isolierenden Zwischenschicht bei einer Temperatur im Bereich von —25 bis + 25° C aufgebracht wird.

4. Abänderung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Aufbringen des elektrisch leitenden Musters ein Prüfvorgang folgt, und daß beim Feststellen von Mangeln im weichmagnetischen oder im elektrisch leitenden Muster die Anordnung vor dem Aufbringen der weiteren Schichten verworfen wird.