DE3632611A1

DE3632611A1 - Verfahren zum herstellen eines weichmagnetischen films aus permalloy

Info

Publication number: DE3632611A1
Application number: DE19863632611
Authority: DE
Inventors: Ryoji Minakata; Toru Kira; Mitsuhiko Yoshikawa
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1986-09-12
Filing date: 1986-09-25
Publication date: 1988-04-07
Also published as: GB2194965A; GB2194965B; GB8621939D0; US4699702A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel len eines weichmagnetischen Films aus Permalloy für die Ver wendung als Magnetkern eines Dünnfilmmagnetkopfs o.dgl., und zwar betrifft die vorliegende Erfindung insbesondere eine Technik zum Herstellen eines weichmagnetischen Films aus Permalloy in einer Inertgasatmosphäre mittels des Mehr- bzw. Vielelektrodenkathodenzerstäubungsverfahrens.

Nach dem Stande der Technik wird ein weichmagnetischer Film aus Permalloy für den magnetischen Kern eines Dünnfilmmagnet kopfs verwendet, welcher seinerseits als magnetisches Auf zeichnungs-/Wiedergabemittel bzw. als eine magnetische Aufzeich nungs- und/oder Wiedergabeeinrichtung, insbesondere als ein magnetischer Aufzeichnungs- und/oder Wiedergabekopf, auf dem Audiogebiet, dem Videogebiet und auf dem Gebiet anderer ma gnetischer Datenverarbeitung verwendet wird. Generell wurde bisher ein Permalloyfilm durch Elektroplattieren hergestellt.

Jedoch kam mit der Entwicklung von Halbleitertechniken in den vergangenen Jahren das Kathodenzerstäubungsverfahren in die positive Diskussion als Mittel zum Herstellen von Filmen. Während das Plattierungsverfahren eine elektrisch leitfähige Grund- bzw. Basisschicht für das Plattieren erfordert, sowie die Verwendung eines Mittels zur Abschwächung der Spannung in dem Film, werden durch das Kathodenzerstäubungsverfahren kompakte Filme gebildet, ohne daß diese vorerwähnten Mittel erforderlich sind. Weiterhin wird durch das Kathodenzerstäu bungsverfahren ein Film von hoher Reinheit gebildet, der frei von dem obigen Mittel oder von sonstigen Zusätzen ist, und zwar wird dieser Film auf einer Grund- bzw. Basisschicht gebildet, für die eine breite Vielfalt an Materialien ver wendbar ist.

Üblicherweise wird das Hochfrequenzdiodenkathodenzerstäu bungsverfahren zur Bildung von Filmen angewandt. Bei diesem Verfahren wird die Eingangsleistung für die Einstellung des elektrischen Zustands bzw. der elektrischen Bedingungen so kon trolliert bzw. gesteuert oder geregelt, so daß die Target spannung und der Targetstrom für die Kathodenzerstäubung nicht unabhängig voneinander kontrolliert, insbesondere ge steuert oder geregelt, werden können. Andererseits ist es bereits bekannt, daß dann, wenn Permalloyfilme unter Argon druck oder einem entsprechenden Inertgasdruck mittels des Kathodenzerstäubungsverfahrens gebildet werden, die magneti schen Eigenschaften des Films mit hoher Empfindlichkeit ent sprechend den Bedingungen, wie beispielsweise entsprechend dem Argongasdruck und der Targetspannung, welche für die Ka thodenzerstäubung eingestellt worden sind, variieren. Infol gedessen ergeben sich bei dem Hochfrequenzdiodenkathodenzer stäubungsverfahren Schwierigkeiten, wenn man Permalloyfilme von spezifizierten ausgezeichneten magnetischen Eigenschaf ten mit guter Reproduzierbarkeit herstellen will.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, wurde bereits ein Mehr- bzw. Vielelektrodenkathodenzerstäubungsverfahren vor geschlagen, bei dem die Targetspannung und der Targetstrom unabhängig kontrollierbar bzw. steuerbar sind. Permalloyfil me, die hervorragende magnetische Eigenschaften und einaxia le Anisotropie haben, können mittels dieses Verfahrens mit guter Reproduzierbarkeit hergestellt werden, indem der Druck des Inertgases und die Einstellung der Targetspannung auf einen Wert, der unterhalb der Schwellenspannung liegt, bei welcher die Koerzitivkraft des Permalloyfilms abrupt zu nimmt, gesteuert bzw. geregelt wird.

Es ist außerdem vorgeschlagen worden, die magnetischen Eigen schaften und die kristalline Struktur bzw. die Kristallstruk tur des Permalloyfilms, der gebildet wird, durch Anlegen ei ner negativen Vorspannung an das Substrat während der Katho denzerstäubung zu verändern. Es wird diesbezüglich hingewie sen auf C.S. Cargill III, S.R. Herd, W.E. Krull und K.Y. Ahn "Structure-Sensitive Magnetic Properties of R.F. Sputtered Ni-Fe Films" (Strukturempfindliche magnetische Eigenschaften von durch Hochfrequenzkathodenzerstäubung aufgebrachten Ni- Fe-Filmen), IEEE Trans. Magn. Bd. MAG-15, Nr. 6, Seite 1821 bis 1823, Nov. 1979; Y. Hoshi, M. Kojima, M. Naoe und S. Yamanaka "Preparation of Permalloy Films by Using Targets Facing Type of High Rate and Low Temperature Sputtering Method" (Herstellung von Permalloyfilmen durch Verwendung des Kathodenzerstäubungsverfahrens mit hoher Rate und nied riger Temperatur vom Targetbelagtyp), Trans. IECE Japan, Bd. J 65-C, Nr. 10, Seite 783 bis 790, Okt. 1982 (in Japa nisch).

In den konventionellen Verfahren zur Herstellung von Permal loyfilmen, unter Einschluß der oben beschriebenen konventio nellen Verfahren, wird der Film auf einem flachen Substrat gebildet. Wenn jedoch der Permalloyfilm aktuell als magneti scher Kern eines Dünnfilmmagnetkopfs o.dgl. verwendet werden soll, wird der Magnetkern aus dem Permalloyfilm, wie bei 5 in Fig. 1 dargestellt ist, unter Verwendung eines magneti schen Substrats 1 aus Ni-Zn-Ferrit, Mn-Zn-Ferrit o.dgl. oder eines mit Permalloy oder Sendust beschichteten nichtmagneti schen Substrats hergestellt, nachdem eine isolierende Schicht 2 aus SiO₂ o.dgl. über bzw. auf dem Substrat ausgebildet, eine Leiterwicklung oder -windung aus Cu, Al o.dgl. auf der Schicht 2 vorgesehen und weiter eine zweite isolierende Schicht 4 aus SiO₂ o.dgl. über bzw. auf dem Leiter 3 vorge sehen worden ist. Demgemäß ist die Grund- bzw. Basisschicht, über bzw. auf welcher der Permalloyfilm ausgebildet wird, nicht planar bzw. nicht eben, sondern sie ist eine unebene, zerklüftete, durchfurchte, rauhe o.dgl. Oberfläche, die ab gestufte Teile hat. Zum Beispiel wird der Permalloyfilm auch über bzw. auf Neigungen, Schrägen o.dgl. ausgebildet, wie sie bei a und b in Fig. 1 dargestellt sind. Es ist an sich bekannt, daß dann, wenn der Permalloyfilm über bzw. auf solchen Nei gungen, Schrägen o.dgl. durch Vakuumverdampfen oder Kathoden zerstäubung ausgebildet wird, durch das schräge Auftreffen der abzulagernden Teilchen auf dem Substrat die magnetischen Eigenschaften des Permalloyfilms beeinträchtigt werden. Das hat das Problem zur Folge, daß der magnetische Kern, der den magnetischen Kreis des Magnetkopfs bildet, lokal einen erhöh ten magnetischen Widerstand hat, welcher die Leistungsfähig keit bzw. den Wirkungsgrad des Magnetkopfs vermindert.

Kurz zusammengefaßt besteht die Erfindung in folgendem:
Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung, das im Hinblick auf die vorstehenden Probleme erreicht worden ist, ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines neuartigen und brauchba ren weichmagnetischen Films aus Permalloy mit hervorragenden magnetischen Eigenschaften und mit guter Reproduzierbarkeit selbst auf einem unebenen, zerklüfteten, durchfurchten, rau hen o.dgl. Substrat, das abgestufte Neigungs- bzw. Schräg teile hat, zur Verfügung zu stellen.

Demgemäß wird mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines weichmagnetischen Films aus Permalloy auf einem unebenen zerklüfteten, durchfurchten, rauhen o.dgl. Substrat in einer Inertgasatmosphäre mittels eines Mehr- bzw. Vielelektrodenkathodenzerstäubungsverfahrens zur Verfügung gestellt, bei dem die Targetspannung und der Tar getstrom unabhängig kontrollierbar, insbesondere steuer- oder regelbar, sind, wobei der Permalloyfilm in folgender Weise hergestellt wird:

a) Einstellen des Inertgasdrucks und der Targetspannung auf Werte, die unterhalb der kritischen Werte liegen, bei denen die Koerzitivkraft des Permalloyfilms abrupt zu nimmt, wenn der Film auf einem flachen Substrat gebildet wird, und
b) Anlegen einer negativen Vorspannung an das unebene, zer klüftete, durchfurchte, rauhe o.dgl. Substrat während der Filmbildung, wobei diese negative Vorspannung nicht niedriger gewählt ist, als ein spezifischer Wert, der durch einen bzw. den Neigungswinkel bestimmt ist, wel cher durch einen abgestuften Teil in bzw. auf dem unebe nen, zerklüfteten, durchfurchten, rauhen o.dgl. Substrat gebildet ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können Permalloyfilme, die hervorragende magnetische Eigenschaften haben, bei guter Re produzierbarkeit hergestellt werden, indem man die Target spannung und den Inertgasdruck für die Kathodenzerstäubung so kontrolliert, insbesondere steuert oder regelt, daß sie innerhalb spezifizierter Bereiche liegen, und indem man wei ter eine spezifizierte negative Vorspannung an das Substrat anlegt. Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist für die Massenproduktion geeignet, da die Kathodenzerstäu bungsbedingungen ohne das Erfordernis hoher Genauigkeit kon trollierbar, insbesondere steuer- und/oder regelbar, sind.

Die Erfindung sei nachstehend unter Bezugnahme auf die Figu ren der Zeichnung anhand einiger, besonders bevorzugter Aus führungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläu tert; es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung, welche die Struktur eines Dünnfilmmagnetkopfs zeigt, bei dem die vor liegende Erfindung beispielsweise angewandt wird;

Fig. 2 eine schematische Darstellung, und zwar im wesentli chen ein Blockschaltbild, einer Kathodenzerstäu bungseinrichtung, die in den Beispielen zur Durch führung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird;

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Einrichtung der Fig. 2;

Fig. 4 eine Kurvendarstellung, welche die Beziehung zwi schen der Koerzitivkraft Hc von Permalloyfilmen und der Targetspannung veranschaulicht und welche in einem der Beispiele zur Bestimmung der Targetspan nung verwendet wird;

Fig. 5 eine Kurvendarstellung, die die Beziehung zwischen der Koerzitivkraft Hc von Permalloyfilmen und dem Druck eines Inertgases veranschaulicht, und welche in entsprechender Weise für die Bestimmung des In ertgasdruckes verwendet wird bzw. wurde;

Fig. 6 eine schematische Darstellung, welche die Struktur von unebenen Substraten zeigt, wie sie in den Bei spielen verwendet worden sind;

Fig. 7 eine Kurvendarstellung, welche die Beziehung zwi schen der Substratvorspannung und der Koerzitiv kraft von Permalloyfilmen veranschaulicht, wie sie in einem der Beispiele bestimmt worden ist; und

Fig. 8A, B, C und D Kurvendarstellungen, welche die Hysteresecharakteristika von Permalloyfilmen bei verschiedenen Substratvorspannungen zeigen, wie sie in den anderen Beispielen bestimmt worden sind.

Es sei nun eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung in näheren Einzelheiten beschrieben:

Die Kathodenzerstäubungsverfahren, die für die vorliegende Erfindung brauchbar sind und in denen die Targetspannung (mit Target wird hier, wie üblich, die Aufprallfläche bzw. -elektrode bezeichnet) und der Targetstrom unabhängig vonein ander steuer- oder regelbar sind, umfassen beispielsweise das Gleichstromtriodenkathodenzerstäubungsverfahren und das Gleichstromtretodenkathodenzerstäubungsverfahren. Obwohl Argongas generell als das Inertgas für die Kathodenzerstäu bung verwendet wird, sind auch andere Inertgase, wie bei spielsweise Neongas, verwendbar.

Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß Ni-Fe-Zweielement- Permalloy typisch für die Permalloys ist, die als Kathoden zerstäubungstarget verwendbar sind. Es sind jedoch auch Mehr- bzw. Vielelementpermalloytargets verwendbar, die Mo, Ti, Cr, V oder Nb zusätzlich zu Ni und Fe enthalten, sowie zusammengesetzte Targets, welche solche Targets umfassen bzw. enthalten.

Der Inertgasdruck und die Targetspannung beeinflussen in ho hem Maße die Koerzitivkraft Hc des Permalloyfilms, der aus gebildet werden soll bzw. wird. Gemäß der vorliegenden Er findung wird sowohl der Inertgasdruck als auch die Target spannung auf einen Wert geregelt oder gesteuert, der unter halb des kritischen Werts liegt, bei dem die Koerzitivkraft des Permalloys abrupt zunimmt, wenn der Film auf einem fla chen Substrat bzw. einer flachen Unterlage ausgebildet wird. Der kritische Wert, der von der aktuell verwendeten Katho denzerstäubungseinrichtung abhängt, wird mit Bezug auf die Kurve der magnetische Charakteristika bzw. Kenndaten be stimmt, welche durch Messung für die spezielle Einrichtung erstellt wird, wie in einem weiter unten gegebenen Beispiel veranschaulicht werden wird. Aufgrund dieses Gesichtspunkts beträgt die Targetspannung gewöhnlich bis zu 500 V, vorzugs weise 200 bis 400 V, während der Inertgasdruck bis zu 6 mTorr, vorzugsweise 2 bis 4 mTorr beträgt.

Es ist bekannt, daß die magnetischen Charakteristika bzw. Kenndaten des Permalloyfilms nicht von dem Targetstrom ab hängen, wenn die Targetspannung und der Argongasdruck für die Kathodenzerstäubung so eingestellt werden, daß sie unter halb der kritischen Werte auf den betreffenden Kurven der magnetischen Charakteristika bzw. Kenndaten liegen. Demgemäß kann die Eingangsleistung erhöht werden, um eine höhere Filmbildungsrate bzw. -geschwindigkeit durch Erhöhung des Targetstroms bei einer Einstellung einer niedrigen Target spannung zu erzielen.

Die negative Vorspannung, die gemäß der vorliegenden Erfin dung an das unebene Substrat (der Begriff soll insbesondere die Begriffe Untergrund, Schichtträger, Substrat u.dgl. um fassen) angelegt wird, wird auf ein Niveau eingestellt, das nicht niedriger als ein spezifischer Wert ist, welcher durch den Neigungswinkel einer Schräge auf dem Substrat bestimmt wird. Die Bezeichnung "spezifischer Wert" bezieht sich auf die niedrigste angelegte Spannung, bei welcher der erhaltene Permalloyfilm einen angenähert bestimmten niedrigen Wert der Koerzitivkraft aufweist. Wenn keine Vorspannung angelegt wird, hat der auf dem unebenen Substrat ausgebildete Perm alloyfilm eine überaus größere Koerzitivkraft Hc als der Film, der auf einem flachen Substrat gebildet ist. Es wurde jedoch bei den Untersuchungen, die im Rahmen der vorliegen den Erfindung durchgeführt worden sind, gefunden, daß die Koerzitivkraft Hc bei einem Zunehmen der Substratvorspannung allmählich abnimmt und einen konstanten Wert erreicht, wenn die Spannung einen gewissen Wert übersteigt, wobei die auf diese Weise erzielte Koerzitivkraft Hc fast mit derjenigen eines Permalloyfilms vergleichbar ist, der auf einem flachen Substrat ausgebildet worden ist, das keine Schräge hat. Es wurde außerdem im Rahmen der vorliegenden Erfindung gefunden, daß ein solcher spezifischer Wert, obwohl er mit den Katho denzerstäubungsbedingungen variiert, von dem Neigungswinkel der Schräge auf dem unebenen Substrat abhängt. Zum Beispiel liegt der spezifische Wert gewöhnlich in dem Bereich von 60 bis 100 V, wenn der Neigungswinkel 40 bis 50° beträgt, und der spezifische Wert nimmt in entsprechender Relation zu einem Zu nehmen oder Abnehmen des Neigungswinkels zu oder ab. Daher kann der spezifische Wert, d.h. die niedrigste negative Vor spannung, für verschiedene unebene Substrate, die unter schiedliche Neigungswinkel haben, gemäß der Abhängigkeit der Negativvorspannung-Koerzitivkraftkenndaten von dem Neigungs winkel, die bei vorbestimmten Kathodenzerstäubungsbedingun gen festgestellt worden ist, bestimmt werden.

Wenn das unebene Substrat Schrägen von zwei oder mehr unter schiedlichen Neigungswinkeln hat, kann die negative Vorspan nung basierend auf dem größten Neigungswinkel kontrolliert, gesteuert oder geregelt werden.

Beispiel 1 (A) Die Einrichtung

Ni-Fe-Filme wurden unter Verwendung einer Gleichstromtrioden kathodenzerstäubungskanone hergestellt, die ein Paar Magnete zum Begrenzen bzw. Einschließen des Plasmas hat. Die verwen dete Triodenkathodenzerstäubungseinrichtung ist in den Fig. 2 und 3 veranschaulicht, die folgendes zeigen: eine Sub stratvorspannungsbaueinheit 10, einen Substrathalter 11, ein unebenes Substrat 12, ein Target 13, eine Anode 14, einen Glühfaden 15, eine Targetbaueinheit 16, insbesondere eine Targetspannungs- bzw. -stromversorgungsbaueinheit, eine Plasmaentladungsbaueinheit 17, insbesondere eine Plasmaent ladungsspannungs- bzw. -stromversorgungsbaueinheit, eine Zündbaueinheit 18, insbesondere eine Zündspannungserzeu gungsbaueinheit, eine Glühfadenbaueinheit 19, insbesondere eine Glühfadenstromversorgungsbaueinheit, Magnete 20 und ei nen Gaseinlaß 24.

Die Zusammensetzung des Targets war 81Ni-19Fe (Gew.-%), die nahezu Null-magnetostriktiv war. Die durch Kathodenzerstäu bung aufgebrachten Ni-Fe-Filme hatten nahezu die gleiche Zu sammensetzung wie das Target.

(B) Bestimmung des Inertgasdrucks und der Targetspannung

Die Abhängigkeit der magnetischen Eigenschaften von Ni-Fe- Filmen von den Kathodenzerstäubungsbedingungen wurde unter Verwendung von flachen Glassubstraten (Corning #0211) stu diert. Es wurden Permalloyfilme (1 µm) in einer Atmosphäre aus Argongas, das als ein Inertgas diente, hergestellt, und diese Filme wurden bezüglich ihrer magnetischen Eigenschaf ten überprüft, wobei gefunden wurde, daß die Koerzitivkraft Hc in hohem Maße mit der Targetspannung variierte.

Die Fig. 4 zeigt Magnetkenndatenkurven l 1, l 2 und l 3, die bei einem Argongasdruck von 2,5 mTorr bzw. 6,0 mTorr bzw. 9,5 mTorr erhalten wurden. Die Kurven l 1 und l 2 lassen deut liche Schwellencharakteristika erkennen, wenn die Targetspan nung zunimmt; die Koerzitivkraft Hc nimmt abrupt zu, wenn die Spannung einen Schwellenwert überschreitet. Die Kurve l 3 zeigt höhere Koerzitivkraftwerte Hc als die Kurven l 1 und l 2. Wenn der Permalloyfilm eine niedrigere Koerzitivkraft Hc hat, dann weist er bessere magnetische Eigenschaften auf, so daß die Targetspannung auf einen Wert einzustellen ist, der un ter dem Schwellenwert liegt (etwa 300 V zum Beispiel bei der Kurve l 2), welcher von dem Argongasdruck abhängt. Wenn die Targetspannung unter dem Schwellenwert liegt, bleibt die Ko erzitivkraft Hc bei variierenden Targetspannungen im Falle eines flachen Substrats nahezu unverändert. Die dann erhal tenen Permalloyfilme sind bestimmt in ihren magnetischen Ei genschaften bzw. haben definitive magnetische Eigenschaften.

Die Fig. 5 ist ein Kenndaten- bzw. Charakteristikadiagramm, das die Relation zwischen dem Argongasdruck und der Koerzi tivkraft Hc zeigt, die festgestellt wurde, wenn die Target spannung für die Kathodenzerstäubung auf 300 V eingestellt war. Die Koerzitivkraft Hc des Permalloyfilms variiert be merkenswert, wenn der Argongasdruck einen Schwellenwert über schreitet. Um zufriedenstellende magnetische Eigenschaften zu erhalten, ist es daher wünschenswert, den Argongasdruck für die Kathodenzerstäubung so einzustellen, daß er unter 6,5 mTorr liegt, da die Magnetcharakteristika bzw. -kennda tenkurve scharf ansteigt, wenn der Gasdruck diesen Schwellen wert überschreitet. Selbst wenn der Argongasdruck innerhalb dieses Bereichs variiert, sind die erhaltenen Permalloyfilme in der Koerzitivkraft Hc bestimmt bzw. definitiv.

Es wurden Permalloyfilme auf unebenen Substraten gebildet, wobei basierend auf den obigen Ergebnissen der Argongasdruck auf 2,5 mTorr und die Targetspannung auf 300 V eingestellt wurden.

(C) Unebenes Substrat

Das unebene Substrat hatte viele Nuten, Rillen, Riefen o.dgl. mit einer Periode von 30 µm (l) und mit einer geneigten Seitenwand von etwa 45° (α) wie in Fig. 6 gezeigt. Bei 21 ist in der Zeichnung eine SiO₂-Schicht dargestellt, bei 22 ist ein Ätzstopper, insbesondere eine Ätzstoppschicht, dar gestellt, und 23 ist das Glassubstrat. Dieses Substrat wurde durch ein konventionelles Ablagerungs- und Ätzverfahren aus gebildet. Der Ätzstopper bzw. die Ätzsperrschicht 22 und die SiO₂-Schicht (etwa 2 µm dick) wurden aufeinanderfolgend auf dem flachen Glassubstrat (Corning #0211) gebildet. Die SiO₂- Schicht wurde dann durch einen RIE-Prozeß neigungsgeätzt, und zwar unter Verwendung eines Photowiderstandsmaterials für die Maskierung (RIE bedeutet Reaktivionenätzung insbe sondere unter Verwendung von CF₄ und O₂ Gas).

Das Substrat wurde während der Kathodenzerstäubung wasserge kühlt. Die Filmdicke war etwa 1 µm. Die magnetischen Eigen schaften des Ni-Fe-Films wurden mittels eines Wechselstrom- B-H-Schleifentracers bei 500 Hz gemessen. Die Struktur des Ni-Fe-Films wurde mittels Abtastelektronenmikroskopie-Beob achtung und Röntgen- bzw. Gammastrahldiffraktions- bzw. -beugungsmessung untersucht.

(D) Bestimmung der negativen Vorspannung

Die Fig. 7 zeigt die magnetischen Eigenschaften des Permal loyfilms, der auf dem unebenen Substrat bei der gleichen Targetspannung und dem gleichen Argongasdruck, wie im obigen Abschnitt C angegeben, gebildet worden ist. Genauer gesagt zeigt das Diagramm Änderungen der Koerzitivkraft Hc des Permalloyfilms, die sich ergeben, wenn der Permalloyfilm durch variierende negative Vorspannungen an dem Substrat auf letzterem ausgebildet worden ist. Bei einer Vorspannung von null Volt, welche dem konventionellen Kathodenzerstäubungs verfahren entspricht, ist die Koerzitivkraft Hc überaus grö ßer als diejenige eines Permalloyfilms, der auf einem fla chen Substrat, das keine Schräge hat, gebildet worden ist. Jedoch nimmt die Koerzitivkraft Hc allmählich ab, wenn die Substratvorspannung zunimmt, und die Koerzitivkraft Hc er reicht einen konstanten Wert, wenn die Spannung einen gewis sen Wert (spezifischen Wert) oder einen höheren Wert hat. Die auf diese Weise erhaltene Koerzitivkraft Hc ist ver gleichbar mit derjenigen des Permalloys bzw. eines Permalloy films auf einem flachen Substrat.

Die dargestellten Charakteristika bzw. Kennwerte zeigen, daß der spezifische Wert 60 V beträgt, und sie lassen weiter er kennen, daß Permalloyfilme, die hervorragende magnetische Eigenschaften haben, dadurch erhalten werden können, daß man an das Substrat eine negative Vorspannung anlegt, die nicht niedriger als der spezifische Wert ist.

Beispiel 2

Es wurden Permalloyfilme in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 hergestellt, jedoch mit der Abänderung, daß ein flaches Sub strat verwendet wurde, das mit einem Neigungswinkel von 40° ge schrägt war, und daß variierende negative Vorspannungen an das Substrat angelegt wurden. Die magnetischen Hysterese kennwerte bzw. die charakteristischen magnetischen Hysterese verläufe der Filme wurden bestimmt, und die Ergebnisse sind in den Fig. 8A, B, C und D aufgetragen, welche Charakte ristika der Permalloyfilme repräsentieren, die bei negativen Vorspannungen von 0 V bzw. 40 V bzw. 100 V bzw. 175 V gebil det worden sind. (Die Charakteristika in der Richtung des magnetischen Feldes sind durch a repräsentiert, und diejeni gen in der anderen Richtung durch b.) Die Diagramme lassen erkennen, daß verbesserte Eigenschaften dadurch erhalten wer den, daß man die negative Vorspannung anlegt, und sie zeigen weiter, daß hervorragende Hysteresecharakteristika bei einer Spannung von wenigstens 100 V erhalten werden.

Es sei abschließend darauf hingewiesen, daß Permalloy ins besondere Eisen-Nickel-Legierungen mit 36 bis 81% Ni von hoher magnetischer Suszeptibilität bei geringen Feldstärken und niedrigem Hystereseverlust sind.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines weichmagnetischen Films aus Permalloy auf einem unebenen, zerklüfteten, durch furchten, rauhen o.dgl. Substrat in einer Inertgasatmosphäre mittels eines Mehr- bzw. Vielelektrodenkathodenzerstäubungs verfahrens, dadurch gekennzeichnet, daß die Targetspannung und der Targetstrom unabhängig steuer- oder regelbar, insbesondere unabhängig einstellbar, sind und daß der Permalloyfilm (5) hergestellt wird durch:

a) Einstellen des Inertgasdrucks und der Targetspannung auf Werte, die unter den kritischen Werten liegen, bei denen die Koerzitivkraft (Hc) des Permalloyfilms (5) abrupt zunimmt, wenn der Film (5) auf einem flachen Substrat gebildet wird, und
b) Anlegen einer negativen Vorspannung an das unebene, zer klüftete, durchfurchte, rauhe o.dgl. Substrat (12) wäh rend der Filmbildung, wobei diese negative Vorspannung nicht niedriger als ein spezifischer Wert ist, der mit tels eines Neigungswinkels (α) bestimmt wird, welcher von einem abgestuften Teil (3, 21) in dem unebenen, zer klüfteten, durchfurchten, rauhen o.dgl. Substrat (12) gebildet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Inertgasdruck nicht höher als 6 mTorr und die Targetspannung auf nicht höher als 500 V eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß der Inertgasdruck auf 2 bis 4 mTorr und die Targetspannung auf 200 bis 400 V eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die negative Vorspannung 60 bis 100 V beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mehr- bzw. Vielelek trodenkathodenzerstäubungsverfahren ein Gleichstromtrioden kathodenzerstäubungsverfahren oder ein Gleichstromtetroden kathodenzerstäubungsverfahren ist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas Argongas ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Permalloy Ni-Fe- Zweielement-Permalloy ist oder ein Mehr- bzw. Vielelement permalloy, das durch Hinzufügen eines dritten Elements, näm lich insbesondere Mo, Ti, Cr, V oder Nb, zu Ni-Fe hergestellt ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das unebene, zerklüftete, durchfurchte, rauhe o.dgl. Substrat (12) ein magnetisches Substrat aus Ni-Fe-Ferrit oder Mn-Zn-Ferrit ist oder ein nichtmagnetisches Substrat (12), das eine Permalloy- oder Sendustschicht hat.