DE69206034T2

DE69206034T2 - Korrosionsschutz von FeMn mittels Ionenimplantierung.

Info

Publication number: DE69206034T2
Application number: DE69206034T
Authority: DE
Inventors: Gerald Simon Frankel; Igor Y Khandros; Peter Bitrus Madakson
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1991-04-26
Filing date: 1992-04-11
Publication date: 1996-06-20
Anticipated expiration: 2012-04-12
Also published as: EP0510468B1; EP0510468A3; JPH05135947A; US5192618A; DE69206034D1; EP0510468A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung von Dünnfilmen aus Eisenmangan (FeMn), sowohl im Hinblick auf die Korrosions- als auch die Verschleißfestigkeit, und im einzelnen auf die Bildung von ein oder mehreren Schutzschichten aus Nitriden, Karbiden und Oxiden.
Magnetische Dünnfilme werden größtenteils in der Speichertechnologie eingesetzt. Unter den tausenden von magnetischen Werkstoffen, die auf ihre mögliche Eignung untersucht wurden, haben sich nur relativ wenige als technologisch bedeutsam erwiesen Zu den magnetischen Werkstoffen, deren Eignung für Speichereinrichtungen, Schaltelemente zur Manipulation logischer Schaltungen, Dünnfilm-Aufzeichnungsköpfe, thermomagnetisches Schreiben, etc. bis heute geprüft wird, zählen Eisen- Nickel-Legierungen, Kobalt-Nickel, Kobalt-Phosphor, Kupfer- Nickel-Eisen, Eisenoxide, Chromoxide und verschiedene Ferrite.
Dünnfilme werden gewöhnlich direkt auf einem Substrat abgeschieden. Die Abscheidetechniken reichen von der Hochtemperatur-Flüssigphasenepitaxie, die zum Beispiel bei der Herstellung von Granatfilmen verwendet wird, über Elektroplattieren bis hin zu Aufdampfen und Sputtern. Einsatzbereiche sind zum Beispiel die Magnetblasentechnologie, magnetoresistive Sensoren, Dünnfilmköpfe und Auf zeichnungsträger.
In der U.S. Patentschrift Nr. 4,103,315 werden Dünnfilme aus FeMn mit einer Zusammensetzung von etwa 50-50 beschrieben, die als Austausch-Vormagnetisierungsschicht in einem magnetoresistiven (MR) Sensor verwendet werden, um die erratischen und sprunghaften Veränderungen in der Sensitivität und der Linearität zu reduzieren, die auftreten, wenn sich die Domänenkonfiguration verändert, das heißt, der sogenannte Barkhausen-Effekt.
Die Verwendung von FeMn wird unter anderem erschwert durch die Empfindlichkeit dieses Werkstoffs gegenüber Verschleiß und Korrosion. Das Material wird sowohl im Verlauf der Dünnfilm-Herstellungsprozesse als auch im Einsatz des magnetischen Aufzeichnungssystems einer korrosiven Atmosphäre ausgesetzt. Die Struktur eines MR Sensors ist so beschaffen, daß ein Querschnitt eines mehrschichtigen Dünnfilmstapels, Luftpolsteroberfläche (ABS) genannt, freiliegt. Von diesen Schichten ist FeMn am korrosionsempfindlichsten. In Verbindung mit einem ungünstigen Flächenverhältnis führt dies zu einem starken galvanischen Angreifen der FeMn-Schicht, wenn die ABS einer korrosiven Atmosphäre ausgesetzt wird.
Neben der Korrosion, die beim Läppen durch Freilegen der ABS auftritt, ist die Korrosion, die während und nach einem reaktiven Ionenätzverfahren (RIE), das zur Festlegung der Schienen auf der Gleitkopf-ABS eingesetzt wird, auftreten kann, von speziellem Interesse. Da das RIE-Verfahren nach dem Läppen stattfindet und die Umgebung sehr korrosiv ist, wird die freigelegte FeMn-Schicht sehr leicht angegriffen. Ein weiteres Problem ist die Zuverlässigkeit des Geräts, das im Verlauf seiner Lebensdauer im Bereich der Dateispeicher einer korrosiven Atmosphäre ausgesetzt wird. Es ist daher von Interesse, ein Mittel zu finden, mit dem die Korrosions- und Verschleißfestigkeit von FeMn-Filmen erhöht werden kann.
In den U.S. Patentschriften Nr. 4,242,710, 4,618,542 und 4,755,897 werden Mittel zum Abscheiden magnetischer Legierungen beschrieben, die auf eine massive Legierung hinauslaufen. Bei einer massiven Legierung bleiben die Gesamteigenschaften des Materials nicht erhalten.
Ein ganz anderer Prozeß als das massive Legieren ist das Oberflächenlegieren oder die Oberflächenveränderung. Beim oberflächenlegieren ist es möglich, nur die Oberflächeneigenschaften eines Materials zu verändern, so daß die Gesamteigenschaften erhalten bleiben. Zu den verschiedenen Oberflächeneigenschaften von Werkstoffen, die von der Zusammensetzung der Oberfläche beeinflußt werden, zählen unter anderem Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit, Abriebfestigkeit und Härte. Die Ionenimplantierung ist eine bewährte Methode zur Oberflächenlegierung
Die Ionenimplantierung ist ein Oberflächenbearbeitungsverfahren, bei dem das Aussehen der behandelten Oberfläche nicht verändert wird. Es handelt sich um einen sehr genau kontrollierbaren Prozeß, der sich auf den Bereich unmittelbar an der Oberfläche des behandelten Materials begrenzen läßt, so daß die Gesamteigenschaften unverändert bleiben. Bei der Ionenimplantierung werden generell Atome eines bestimmten Elements mit einer bestimmten Konzentration und Tiefe in einen bestimmten Feststoff injiziert, und man erhält so eine Legierung oder ein anderes Produkt, das gegenüber dem ursprünglichen Feststoff eine andere Zusammensetzung aufweist und daher andere und gelegentlich wesentlich bessere chemische und physikalische Eigenschaften besitzt. Beispielsweise können die mechanischen Oberflächeneigenschaften und die Korrosionsbeständigkeit verbessert werden, indem man die Oberflächenzusammensetzung einer Probe selektiv verändert. Siehe hierzu auch Madakson, P.B., J. Appl. Phys., 55, 3308 (1984) und Madakson, P.B., J. Mat. Sci. and Eng., 90, 205 (1987). Für die Herstellung von MR Köpfen hat ein solches Verfahren große Vorteile, da eine Korrosionsbeständigkeit ohne Verlust der magnetischen Gesamteigenschaften erreicht werden kann.
In der U.S. Patentschrift Nr. 4,772,976 wird die Implantierung von Stickstoffionen in die Oberfläche eines Dünnfilms als Mittel zur Kontrolle der magnetischen Eigenschaften beschrieben. Allein durch das Implantieren von Stickstoffionen in Eisen und Chrom werden die Verschleiß- und Korrosionsbeständigkeit nachweislich verbessert (siehe Yi, L. et al., Vacuum, Band 39, Seite 263-6 (1989) und Terashima, T. et al., Mater. Sci. and Eng., Band 90, Seite 229-36 (1987)). In anderen Beispielen für Ionenimplantierungen wurden Stickstoff-, Tantal- und Inertgasionen in Co-Cr-Mo-Legierungen implantiert (U.S. Patentschrift Nr. 4,743,308); desweiteren wurde die Doppelionenimplantierung von Bor-, Silizium- oder Arsenionen in Silizium bei der Herstellung von Bauteilen beschrieben (U.S. Patentschrift Nr. 4,764,478); die Implantierung von Hafnium- und Xenonionen zur Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit von Zirkonlegierungen (U.S. Patentschrift Nr. 4,849,082); und die Implantierung von Kombinationen aus Stickstoff-, Kohlenstoff-, Arsen- und Chromionen zur Verbesserung der Korrosions- und Verschleißfestigkeit von Zirkon und Zirkonlegierungen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Dünnfilme aus FeMn zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf die Korrosions- und Verschleißfestigkeit.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch Anwendung der in den selbständigen Ansprüchen dargelegten Merkmale.
Die vorliegende Erfindung stellt einen äußerst korrosions- und verschleißfesten FeMn-Film bereit, bestehend aus einer FeMn-Schicht und mindestens einer Schutzschicht, die aus der Gruppe, zu der Nitride, Karbide und Oxide gehören, ausgewählt und an der Oberfläche der FeMn-Schicht durch Doppelionimplantierung gebildet wird.
Die vorliegende Erfindung stellt weiter im einzelnen ein Verfahren zur Verbesserung der Korrosions- und Verschleißfestigkeit eines FeMn-Films durch eine Oberflächenbehandlung bereit, welche die sequentielle Doppelionimplantierung zweier reaktiver Elemente umfaßt, die anschließend einer Wärmebehandlung unterzogen werden, um mindestens eine Schutzschicht auf der FeMn-Schicht zu bilden, wobei die Schutzschicht aus der Gruppe, zu der Nitride, Karbide und Oxide gehören, ausgewählt wird. Zu den reaktiven Elementen, die im Doppelion-Verfahren implantiert werden können, um die Nitrid-, Karbid- und/oder Oxid-Schutzschichten zu bilden, zählen Chrom und Stickstoff, Titan und Stickstoff, Silizium und Stickstoff, Silizium und Kohlenstoff, Chrom und Kohlenstoff, Titan und Kohlenstoff sowie Aluminium und Sauerstoff.
Die Erfindung soll nachfolgend ausführlich und unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben werden; es zeigt:
Figs. 1 - 6 schematische Darstellungen der Schritte zur Bildung der Schutzschicht(en) der FeMn-Filme der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 die potentiodynamische Polarisationskurve, die in N&sub2;-gesättigtem 0,1 N Na&sub2;SO&sub4; bei einem FeMn-Film der vorliegenden Erfindung gemessen wurde, in den 10¹&sup6; Cr-Ionen/cm² und 10¹&sup7; N-Ionen/cm² implantiert wurden.
Fig. 8 die potentiodynamischen Polarisationskurven verschiedener FeMn-Filme, wobei die Kurven G und H verbesserte FeMn- Filme der vorliegenden Erfindung in entgastem 0,1 N Na&sub2;SO&sub4; darstellen.
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines MR Dünnfilm- Sensors mit einer verbesserten korrosions- und verschleißfesten FeMn-Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Korrosions- und Verschleißfestigkeit von FeMn-Dünnfilmen drastisch erhöht werden, indem Ionen reaktiver Elemente implantiert werden, die bei einer nachfolgenden Wärmebehandlung darauf eine Schutzschicht bilden können, wobei die genannte Schutzschicht aus der Gruppe, zu der Nitride, Karbide und Oxide gehören, ausgewählt wird.
Welche reaktiven Elemente in die FeMn-Schicht im Doppelion- Verfahren implantiert werden, hängt davon ab, welche primäre Schutzschicht auf dem Film gebildet werden soll. Beispiele für mögliche reaktive Elemente und die daraus entstehenden Schutzschichten: Chrom und Stickstoff zur Bildung einer Chromnitridschicht, Titan und Stickstoff zur Bildung einer Titannitridschicht, Silizium und Stickstoff zur Bildung einer Siliziumnitridschicht, Silizium und Kohlenstoff zur Bildung einer Siliziumkarbidschicht, Chrom und Kohlenstoff zur Bildung einer Chromkarbidschicht, Titan und Kohlenstoff zur Bildung einer Titankarbidschicht und Aluminium und Sauerstoff zur Bildung einer Aluminiumoxidschicht. Bevorzugt wird die Kombination aus Chrom und Stickstoff, bei der eine Chromnitridschicht als primäre Schutzschicht entsteht.
Es ist möglich, daß sich im Verlauf des Wärmebehandlungsprozesses zusätzlich zu der ersten Schutzschicht eine zweite Schutzschicht bildet. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Wärmebehandlungsschritt in Luft ausgeführt. Bei Anwesenheit von Sauerstoff bildet sich zusätzlich zu der primären Schutzschicht eine Oxidschicht. Wenn beispielsweise zur Bildung der primären Chromnitrid-Schutzschicht Chrom und Stickstoff implantiert werden, kann sich oben auf der genannten Primärschicht auch eine zweite Schutzschicht aus Chromoxid bilden. Wie nachfolgend noch beschrieben wird, befinden sich die Cr-Ionen näher an der Oberfläche als die N-Ionen, und alle überschüssigen Cr-Ionen, die nicht mit den tiefer implantierten N-Ionen reagieren, reagieren dann mit dem Sauerstoff und bilden die zweite Oxidschicht.
Die oben beschriebene zweite Oxidschicht kann vermieden werden, indem man den Wärmebehandlungsschritt in einer sauerstoffreien, das heißt, einer reduzierenden Atmosphäre ausführt, zum Beispiel in Formgas. Die Anwesenheit einer bestimmten Menge Sauerstoff ist unvermeidlich; damit die Bildung einer Oxidschicht verhindert wird, sollte daher ein Überschuß an N-Ionen implantiert werden, damit das Chrom mit den Stickstoffionen und nicht mit dem eventuell vorhandenen Sauerstoff reagiert.
Wie in Figur 1 gezeigt wird, beginnt die Bildung der gewünschten Schutzschicht mit einem magnetischen Dünnfilm 1, der aus einer Schicht des Dünnfilmmaterials 2 besteht, wobei es sich in der vorliegenden Erfindung bei der genannten Schicht 2 um eine FeMn-Schicht handelt, die auf einem Substrat 3 abgeschieden wird.
Der Ausgangsschritt bei der Bildung der gewünschten Schutzschicht ist die Ionenimplantierung eines ersten reaktiven Elements 4, wie in Figur 2 gezeigt wird. Element 4 ist das reaktive Element, das am tiefsten in die Oberfläche des FeMn- Films eindringt. Das Element 4 wird aus der Gruppe, zu der Stickstoff, Kohlenstoff und Sauerstoff gehören, ausgewählt. Es gibt zahlreiche Arten von Ionenimplantierungsvorrichtungen; für die praktische Ausführung der Erfindung ist es unerheblich, welche Art von Ionenimplantierer verwendet wird.
Nach der Implantierung des ersten reaktiven Elements 4 in die FeMn-Schicht 2 wird in entsprechender Weise ein zweites reaktives Element 5 in die FeMn-Schicht 2 implantiert, wie in Figur 3 gezeigt wird. Das Element 5 ist das reaktive Element, das weniger tief in die Oberfläche des FeMn-Films eindringt, das heißt, es liegt am nächsten an der Oberfläche. Das Element 5 wird aus der Gruppe, zu der Chrom, Titan, Silizium und Aluminium gehören, ausgewählt.
Nachdem die beiden reaktiven Elemente 4 und 5, wie in Figur 4 gezeigt, implantiert wurden, wird der Film 1 einem Wärmebehandlungsverfahren unterzogen, in dem die beiden reaktiven Elemente 4 und 5 durch Reaktion die primäre Schutzschicht 6 bilden, wie in Figur 5 gezeigt wird. Die Schicht 6 wird dadurch entweder aus einem Nitrid, einem Karbid oder einem Oxid gebildet. Wie bereits besprochen, kann sich, wenn der Wärmebehandlungsschritt in Anwesenheit von Sauerstoff ausgeführt wird, auch eine Oxidschicht 7 bilden, wie in Figur 6 gezeigt wird. Die Oxidschicht 7 ist ein Oxid des Elements 5. Das Wärmebehandlungsverfahren sorgt darüber hinaus gegenüber dem früheren Implantierungsschritt für eine gewisse Entspannung, das heißt, die Beschädigung der Oberfläche durch die Ionenimplantierung wird ausgeglichen.
In den frühen Untersuchungen zur Korrosion entdeckte man, daß die Korrosion keine rein chemische Reaktion ist, sondern ein elektrochemischer Prozeß. Im elektrochemischen Korrosionstest gibt es zwei Möglichkeiten: Kontrolle des Stroms (das heißt, der Korrosionsrate) und Messung des entstehenden Potentials, oder Kontrolle des Potentials (das heißt, der Oxidationskraft) und Messung des entstehenden Stroms. In beiden Fällen wird das Potential einer Elektrode in einem leitenden Medium durch den Stromfluß in der elektrolytischen Zelle verändert. Diese Veränderung des Potentials von einem reversiblen oder beharrenden Wert durch den Strom nennt man Polarisation. Die in den Figuren 7 und 8 gezeigten schematischen Kurven sind Polarisationskurven. Die Bezeichnung "potentiodynamisch" bezeichnet einfach die Tatsache, daß die Polarisation nicht schrittweise, sondern kontinuierlich erfolgt.
Die Figuren 7 und 8 zeigen die potentiodynamischen Polarisationskurven für behandeltes und unbehandeltes FeMn in N&sub2;-gesättigtem 0,1 N Na&sub2;SO&sub4;. Der bei jeder Kurve verwendete FeMn- Film war ein 1100 Å dicker Film, der auf ein Glassubstrat aufgesputtert wurde. Figur 7 zeigt die potentiodynamische Polarisationskurve eines FeMn-Films, in den Cr und N implantiert wurden, Cr mit einer Fluenz von 10¹&sup6;/cm² und N mit einer Fluenz von 10¹&sup7;/cm², beide bei einer Leistung von 50 kev. Diese relativ niedrige Leistung hat man gewählt, um die Eindringtiefe der implantierten Ionen zu begrenzen. Figur 7 erläutert, wie das Korrosionspotential der Probe sowie ihre Korrosionsrate berechnet werden.
Figur 8 zeigt die dieselbe Kurve, die in Figur 7 für den behandelten FeMn-Film gezeigt wurde (siehe Kurve H), mit den folgenden FeMn-Filmen:
Kurve A - unbehandelter FeMn-Film
Kurve B - wärmebehandelt nur in Luft
Kurve C - implantiert mit 1015 Cr-Ionen/cm²
Kurve D - implantiert mit 1015 Cr-Ionen/cm² und 1017 N-Ionen/cm²
Kurve E - implantiert mit 1016 Cr-Ionen/cm²
Kurve F - implantiert mit 1017 Cr-Ionen/cm²
Kurve G - implantiert mit 1017 Cr-Ionen/cm² und 1017 N-Ionen/cm²
Kurve H - implantiert mit 1016 Cr-Ionen/cm² und 1017 N-Ionen/cm²
Alle implantierten Proben, das heißt, FeMn-Filme, wurden anschließend 1 Stunde bei 200ºC in Luft wärmebehandelt. Das Potential wird bei einer Quecksilbersulfat-Elektrode (MSE) gemessen.
Mit Justierungsberechnungen anhand der Rutherford-Rückstreuspektroskopie (RBS) läßt sich eine Eindringtiefe von 200-300 Å für die Cr-Ionen und 500-600 Å für die N-Ionen voraussagen. Nach der Implantierung wurde die Probe in Luft eine Stunde bei 200ºC wärmebehandelt. Die Wärmebehandlung wurde zur Bildung von schützenden Oxid- und Nitridschichten durchgeführt, sowie zur Beseitigung der Implantierungsschäden.
Die Theorie der Berechnungen, die hinsichtlich dieser potentiodynamischen Polarisationskurven erstellt werden können, ist bekannt und muß an dieser Stelle nicht wiederholt werden. Hinsichtlich der Theorie der Polarisationskurven verweisen wir auf das Handbook on Corrosion Testing and Evaluation, W.H. Ailor, Ed., John Wiley & Sons, Inc., New York, 1971.
Aus Darstellungsgründen in bezug auf den Erfindungsgegenstand wird das Korrosionspotential der Probe anhand des Kurventeils gemessen, der in dem Diagramm am weitesten links liegt. Das Korrosionspotential (y) der Probe beträgt daher in Figur 7 -0,78 v. Zur Vereinfachung wird die Korrosionsrate (x) durch Extrapolieren sowohl der anodischen als auch der kathodischen Bereiche zur Kurve (a beziehungsweise b) zum Korrosionspotential gemessen (siehe gestrichelte Linien in Figur 7). In Figur 7 beträgt daher die Dichte des Korrosionsstroms etwa 0,08 µA/cm².
Wenn wir nun die Figur 8 betrachten, sind die Vorteile der vorliegenden Erfindung deutlich zu sehen. Die Polarisationskurven G und H sind die Kurven, die der Lehre der vorliegenden Erfindung folgen, das heißt, sie stellen den FeMn-Film dar, der einer Oberflächenbehandlung gemäß dem oben beschriebenen Verfahren unterzogen wurde. Die Polarisationskurven A bis F stellen verschiedene andere Beispiele dar, die nicht der vorliegenden Erfindung entsprechen.
Ein kurzer Überblick über die Polarisationskurven der Figur 8 zeigt, daß das Korrosionspotential der Kurven G und H Hunderte von mV höher ist, als das Korrosionspotential der Kurven A bis F. Je höher das Korrosionspotential, desto unempfindlicher ist die Probe gegenüber galvanischen Korrosionsangriffen. Bezüglich der Korrosionsrate kann man deutlich erkennen, daß die Kurven G und H eine wesentlich niedrigere Korrosionsrate als die Kurven A bis F haben. Die Korrosionsrate der Kurve G ist etwa 40 mal geringer als diejenige der Kurve A (unbehandeltes FeMn). Die alleinige Implantierung von Cr brachte eine wesentlich geringere Verbesserung der Korrosionseigenschaften, nicht ein Wert lag in der Nähe der Verbesserungen, die in den Kurven G und H nachgewiesen werden konnten. Es muß hervorgehoben werden, daß die Unterschiede, die durch diese potentiodynamischen Kurven im Hinblick auf die Korrosion feststellbar waren, enormen Verbesserungen entsprechen.
Der verbesserte FeMn-Film der vorliegenden Erfindung kann in magnetoresistiven Dünnfilmsensoren verwendet werden. Die Figur 9 zeigt einen mehrschichtigen Querschnitt eines typischen MR Dünnfilm-Sensors, der gemäß der vorliegenden Erfindung verbessert wurde. Wie dargestellt, umfaßt ein MR Sensor ein Substrat 10, eine Vormagnetisierungs-Querschicht 11, eine Abstandsschicht 12, eine MR Schicht 13 und eine antiferromagnetische Schicht 14. Die MR Schicht 13 wird aus ferromagnetischem Material gebildet, und zwar aus NiFe, und wird an elektrische Leiter (nicht dargestellt) angeschlossen, wodurch sich ein Ausgangsstrom ergibt. Der Ausgangsstrom von der MR Schicht 13 ist ein Signal, das es einem getrennten Erfassungsschaltkreis ermöglicht, Veränderungen des Widerstands in der MR-Schicht zu erkennen. Die Widerstandsveränderungen sind eine Funktion der Veränderungen in den magnetischen Feldern, die durch die MR Schicht 13 gegenüber den aufgezeichneten Daten auf dem magnetischen Speichermedium 16 abgefangen werden.
Eine antiferromagnetische Schicht 14 aus FeMn wird auf der MR Schicht 13 gebildet, um zu gewährleisten, daß die MR Schicht 13 eine einachsige Anisotropie hat. Die antiferromagnetische Schicht 14 bildet eine Grenzflächen-Austauschkoppelung mit der ferromagnetischen MR Schicht 13, wodurch sich in der MR Schicht 13 ein Austausch-Vormagnetisierungs-Längsfeld bildet. Hierdurch entsteht in der MR Schicht 13 ein Zustand mit nur einer magnetischen Domäne, was zur Unterdrückung des Barkhausen-Effekts wichtig ist, der bei MR Werkstoffen mit mehreren magnetischen Domänen-Zuständen auftritt.
Die Quervormagnetisierungsschicht 11 ergibt ein magnetisches Feld, das im wesentlichen senkrecht zum Medium ausgerichtet ist, und die MR Schicht 13 in einem linearen Ansprechmodus hält. Der Stromausgang ist daher im wesentlichen eine lineare Funktion der Widerstandsveränderungen.
Die gesamte Luftpolsterfläche 19 des MR Dünnfilm-Sensors wird gemäß der vorliegenden Erfindung behandelt, so daß eine Primäre Schutzschicht 17 und eine sekundäre Oxid-Schutzschicht 18 gebildet werden, welche die obengenannte Mehrschichtstruktur, das heißt, die Schichten 10 bis 14, bedecken. Obwohl die antiferromagnetische Schicht 14 durch die Schutzschichten 17 und 18 den größten Vorteil hat, weil sie von den Schichten 10 bis 14 die korrosionsempfindlichste ist, profitieren auch alle anderen Schichten davon. Die Implantierung kann unmittelbar nach dem endgültigen Läppen der ABS und vor Unterteilung der Reihen erfolgen. Es kann gleichzeitig bei mehreren Bauteilen implantiert werden, indem man mehrere Reihen zusammenfaßt, wodurch außerdem die Kosten gesenkt werden.

Claims

1. Ein äußerst korrosions- und verschleißfester FeMn-Film mit einer Schicht FeMn und mindestens einer Schutzschicht, die an der Oberfläche der genannten FeMn- Schicht durch Implantierung von Ionen zweier reaktiver Elemente in die Oberfläche gebildet wird, wobei die genannten reaktiven Elemente bei der anschließenden Wärmebehandlung die genannte mindestens eine Schutzschicht bilden können, wobei die genannte mindestens eine Schutzschicht aus der Gruppe, zu der Nitride, Karbide und Oxide gehören, ausgewählt wird.

2. Der äußerst korrosions- und verschleißfeste FeMn-Film nach Anspruch 1, bei dem die genannte mindestens eine Schutzschicht Chromnitrid oder Titannitrid oder Siliziumnitrid oder Siliziumkarbid oder Chromkarbid oder Titankarbid oder Aluminiumoxid ist.

3. Der äußerst korrosions- und verschleißfeste FeMn-Film nach Anspruch 1 oder 2, der weiter eine Schutzschicht aus Chromoxid oder Titanoxid oder Siliziumoxid umfaßt.

4. Ein Verfahren zur Verbesserung der Korrosions- und Verschleißfestigkeit eines FeMn-Films durch eine Oberflächenbehandlung, die folgendes umfaßt:

(a) nacheinander Implantieren von Ionen zweier reaktiver Elemente in dem genannten FeMn-Film; und

(b) Wärmebehandeln der genannten reaktiven Elemente zur Bildung von mindestens einer Schutzschicht, die aus der Gruppe, zu der Nitride, Karbide und Oxide gehören, ausgewählt wird, auf der FeMn- Schicht.

5. Das Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die zwei reaktiven Elemente, die in die FeMn-Schicht implantiert werden, Cr und N, oder Ti und N, oder Si und N, oder Si und C, oder Cr und C, oder Ti und C oder Al und 0 sind.

6. Das Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die reaktiven Elemente in Luft wärmebehandelt werden.

7. Das Verfahren nach jedem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem die reaktiven Elemente in einer sauerstoffreien Atmosphäre wärmebehandelt werden, wobei die genannte sauerstoffreie Atmosphäre vorzugsweise ein Formgas enthält.

8. Ein magnetoresitiver Sensor mit einer antiferromagnetischen Schicht aus FeMn, wobei der genannte Sensor folgendes umfaßt:

eine Schicht aus FeMn und mindestens eine Schutzschicht, die an der Oberfläche der genannten FeMn- Schicht durch Implantieren von Ionen zweier reaktiver Elemente in die Oberfläche gebildet wird, wobei die genannten reaktiven Elemente bei der anschließenden Wärmebehandlung die genannte mindestens eine Schutzschicht bilden können, wobei die genannte mindestens eine Schutzschicht aus der Gruppe, zu der Nitride, Karbide und Oxide gehören, ausgewählt wird.

9. Der magnetoresistive Sensor nach Anspruch 8, bei dem die genannte mindestens eine Schutzschicht, die auf der genannten FeMn-Schicht gebildet wird, eine Nitridschicht ist, wobei die genannte Nitridschicht aus der Gruppe, zu der Chromnitrid, Titannitrid und Siliziumnitrid gehören, ausgewählt wird, oder bei dem die genannte mindestens eine Schutzschicht, die auf der genannten FeMn-Schicht gebildet wird, eine Karbidschicht ist, wobei die genannte Karbidschicht aus der Gruppe, zu der Siliziumkarbid, Chromkarbid und Titankarbid gehören, ausgewählt wird, oder bei dem mindestens eine auf der genannten FeMn-Schicht gebildete Schutzschicht Aluminiumoxid ist.

10. Der magnetoresistive Sensor nach Anspruch 8 oder 9, der weiter eine Oxid-Schutzschicht umfaßt, wobei die genannte Oxidschicht auf der genannten mindestens einen Schutzschicht gebildet wird, die auf der genannten FeMn-Schicht gebildet wird.