JPS61121310A - フエリ磁性ガーネツト層の製造方法 - Google Patents

フエリ磁性ガーネツト層の製造方法

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JPS61121310A
JPS61121310A JP60249092A JP24909285A JPS61121310A JP S61121310 A JPS61121310 A JP S61121310A JP 60249092 A JP60249092 A JP 60249092A JP 24909285 A JP24909285 A JP 24909285A JP S61121310 A JPS61121310 A JP S61121310A
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ferrimagnetic
garnet layer
magnetic
ferrimagnetic garnet
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JP60249092A
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テイエリー・カプラ
フイリツプ・ジエラール
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、フェリ磁性ガーネット層の製造方法に関し、
評言すれば、フェリ磁性ガーネット層中に高ブレーナ磁
気異方性を有する層の製造方法に関するものである。本
発明はとくに磁気バブルメモリかつとくに非注入ディス
クバブルメモリの製造分野に、ならびに磁気光学または
半導体材料の製造分野に応用される。
一般に、バブルメモリの製造は非磁性基板、主としてガ
ーネット上に層に対して垂直な成長異方性を有するフェ
リ磁性ガーネット層をエピタキシによシ製造することか
らなる。磁気バブルは表面に対して垂直に向けられた磁
化がパズルを収容する材料の磁化に比して逆にされる小
さな磁区であることが指摘される。その場合にイオンは
エビタフティック層に注入される。
このイオン注入はフェリ磁性ガーネット層の表面上にプ
レーナ磁化層、すなわちその磁化が前記層の表面に対し
て平行である層の製造を可能にする。このプレーナ磁化
層は磁気パズルの安定性を増大する目的を有する。この
イオン注入は約０．５μｍの厚さのプレーナ磁化層の製
造を可能にする。
適宜な注入マスクを使用することにより、非注入パター
ンを有するバブルメモリの場合に、ディスク、菱形等の
形状を有する隣接するパターンである伝達パターンを画
成することができる。イオン注入がこれらのパターンの
まわりに単に実施されるとき、このパターンは非注入パ
ターンと呼ばれる。
鉄およびニッケルに基礎を置いたパターンを有するバブ
ルメモリの場合に、イオン注入は、プレーナ磁化を有す
る表面層を形成するのに役立つことに加えて、また「ハ
ード」バブル、すなわち複合壁を備えた構造を有するバ
ブルを除去するのに使用される。
伝達パターンに沿う磁気バブルの伝達はフェリ磁性層の
表面に対して平行な方向に回転直流磁界を印加すること
により実現される。プレーナ磁化表面層の下に位置決め
されたバブルは注入および非注入領域間の応力フィール
ドによる十分な電位を介して非注入伝達パターンに結合
される。伝達パターンに沿う磁気バブルの移動社バブル
を運ぶ可動荷電壁を生じる回転磁界の作用の結果として
生じる。
かなりの時間、表面層の前記磁気異方性を得るためにフ
ェリ磁性ガーネットの磁化特性が使用されている。した
がって、イオンボンバードメントはエビタフティックガ
ーネット層の表面上に、結果として前記フェリ磁性ガー
ネット層に対して垂直な方向へのメツシュパラメータの
変形に至る欠点を生じる。ガーネット層内には、前記欠
点が前記層の表面に対して平行に向けられた高機械的応
力を生じる。メツシュパラメータの膨張はフェリ磁性層
の表面に対して平行に実施されることができないことが
証明された。
フェリ磁性ガーネット層は負の磁歪係数を有するように
製造される。この場合に、イオン注入によって得られる
圧縮応力は出発材料、すなわち非注入材料の成長異方性
を越える注入面層の平面に磁気異方性を誘起する。
あいにく、この磁歪メカニズムはその負の磁歪係数と同
様に、材料の成長異方性（エピタキシによる成長）の大
きさに依存する制限を有する。したがって欠点の一定の
しきい値を越えて、注入表面層の磁性が中和されるため
、注入イオン用量を不定に増大することができずそして
もはや非注入伝達パターンに沿ってバブルを動かすこと
ができない。
しかしながら、磁気バブルメモリの新たな発生およびと
くに非注入パターンメモリがより高い情報密度を記憶す
る傾向があることに鑑みて、高成長異方性を有する材料
を使用して達成されることができない磁気バブルの大き
さを減じる必要がある。あいにく、このような材料によ
り、簡単な磁歪メカニズムによって注入層にプレーナ磁
化を得ることはもはや出来ない。
注入層の磁気異方性を増大するために、たとえ出発材料
の成長異方性であっても、前記注入層にアルゴンイオン
の逆スパツタリングを実施することが最近水されている
。これはサンプルを約１００℃に加熱することにより実
施される。この方法は１９８４年のハンブルクでのイン
ターマグ・コンフエランスにおいて発表された。ケイ・
ペツイ等による「プラズマ露光によるイオン注入ガーネ
ットファイバの磁気および結晶特性」と題する論文に説
明されている。
本発明は前述した欠点の回避を可能にするフェリ磁性ガ
ーネット中に高プレーナ磁気異方性を有する層を製造す
るための他の方法に関する。
評言すれば、本発明は非磁性基板からのエピタキシによ
シ少なく七も１つのフェリ磁性ガーネット層を形成し、
フェリ磁性ガーネット層中に欠点（デフエクト）を生じ
るために該磁性ガーネット層への高用量のイオン注入を
行ないそして還元剤の存在下で全体を２５０〜４５０℃
の間の温度に加熱してなる非磁性基板上に高磁気異方性
を有するフェリ磁性ガーネット層を製造するフェリ磁性
ガーネット層の製造方法に関する。
本発明によれば、還元剤の存在下で完全な構造を加熱す
る段階はフェリ磁性ガーネット層の磁気異方性のかなり
の増加を可能にする。この磁気異方性増加は注入フェリ
磁性層の表面の減少によって説明出来るように現われる
。
本発明による方法の好適な実施例によれば、還元剤はガ
スでかつ好ましくは水素である０本発明による方法の好
適な実施例によれば、注入イオンはネオンイオンである
０ 本発明による高プレーナ磁気異方性を有するフェリ磁性
ガーネット層を製造する方法は好都合には非注入伝達パ
ターンを有するバブルメモリの製造に応用される〇 かかる応用において、本発明による方法は、非磁性基板
からのエピタキシによりフェリ磁性ガーネット層を形成
し、該磁性ガーネット層の上方部に該上方部に欠点を生
じかつ伝達パターンを形成するためにイオンを注入しそ
して全体を還元剤の存在下で２５０℃〜４５０℃の間の
温度に加熱することからなる。
本発明の他の特徴および利点は以下の非限定的な説明か
ら推測されることができる。この説明は非注入ディスク
バブルメモリの製造に基礎を置いているが、明らかに本
発明は前述されたような非常に広範な応用を有する。
本方法の第１段階はそれ自体公知の方法においてガドリ
ニウムギヤレイト（Ｇｃｔ、Ｇａ、　ｏ工２）からなる
ような非磁性基板上に、その磁化ベクトルが前記層の表
面に対して垂直に向けられるフェリ磁性ガーネット層を
エピタキシによって形成することからなる。約１１００
０ｎの厚さを有する前記フェリ磁性層においては、極性
磁界の存在下で磁気バブルにすることができる。
フェリ磁性ガーネットは以下の式 ％式％ に従って公知の材料にすることができる。
フェリ磁性ガーネット層中の磁化ベクトルの方向付けは
従来公知であるエピタキシ条件の適切な選択によって得
られる材料の成長異方性による。
本方法の次の段階はフェリ磁性層の上°方部に約３００
ｎｍの厚さにわたって欠点を形成するために上方フェリ
磁性層にイオン注入を行なうことからなる。このイオン
注入は、アモルファスにすることなく、高用量で、水素
、ネオン、チッ素、酸素、アルゴン等のごとき異なる型
のイオンにより実施されることができ、フェリ磁性材料
はエビタフティック層の注入部を構成する、すなわち前
記材料から磁気特性を除去する。例えば、ネオンイオン
注入は１０１５　　原子／　ｃｎＬ”　　に等しいかま
たはそれ以下の用量でかつ２０ＯＫｅＶのエネルギで行
なわれることができる。
フェリ磁性層の上方部に欠点を生ずることに加えて、イ
オン注入は、適切なマスクを使用することによシ、磁気
バブルの非注入伝達パターンの、前記上方部への形成を
許容する。
前記イオン注入に続いて、完全な構造は個体、液体また
はガスであってもよい還元剤の存在下での加熱を受ける
。硫化水素（Ｈ２ｓ）％　　＋Ｊン化水素（ＰＨ，）、
ハイドローゲンアンチモナイド（５ｂａ３）、ヒ化水素
（Ａ８Ｈ５）および水素のごときガス状還元剤の使用が
好適であシ、水素は特別な利点により使用される。
還元剤の存在下での加熱は２５０〜４５０℃との間の温
度において行なわれる。２５０℃以下の温度の使用は極
端に長い加熱時間に至りかつ４５０℃以上の温度はフェ
リ磁性ガーネット層の上方部に高プレーナ磁気異方性を
得るのに有害となる。
したがって、過度の温度はイオン注入中に前記層に発生
された欠点の回復に至る。
加熱時間は加熱温度の関数である。したがって、加熱温
度が高ければ高い程、加熱時間はよシ短かくなる。
還元剤の存在下での構造の加熱は１以上の段階において
実施されることができる。
注入部の減少は該注入部のプレーナ磁化層の形成に至る
磁気異方性のかなシの変化を導く。このプレーナ磁化層
はとくに下方にあるバブルを安定化するのに使用される
。
本発明の方法の以下の例は磁気バブルの非注入伝達バタ
ー／を含んでいる注入フェリ磁性層のその部分の磁気異
方性において得られる顕著な増加を示す。
（Ｙ８ｍＬｕＣａ）ｓ　（ＦｅＧｅ）、　ｏ、、　　か
らなるフェリ磁性ガーネット層に　１０１６原子／α２
　の用量および２００ＫｅＶのエネルギでのネオンイオ
ンの注入に続いて、新たなフェリ磁性材料と注入フェリ
磁性材料との間の異方性変化は異方性磁界ΔＨｋ（Ａ／
Ｄｉ　において）の変化を測定することによって決定さ
れた。これに炉内で２９２℃の温度で２８時間水素の存
在下での構造の第１の加熱が追随し、水素圧力は約１気
圧（１０’Ｐ）であった０これに注入されかつ焼鈍され
た磁性層の異方性と新たな層の異方性との間の磁気異方
性の変化の第２の測定が追随した。
これに９５時間２９２℃の温度で水素の存在下での構造
の第２の加熱が追随し、水素圧力は約１気圧であった。
これに再び注入された新たなフェリ磁性層の異方性領域
とこのように処理された膚の異方性領域との間の磁気異
方性領域の変化の測定が追随する。
これに約１時間２００℃の温度で真空下での第３０加熱
が追随する０再び、異方性磁界の変化が測定されかつホ
ウ素イオンに二る核反応によって決定され、水素の量は
注入された上方層に拡散することができる。
種々の測定の結果は以下の表に示される。この表に示さ
れるごとく、注入フェリ磁性層の磁気異方性は本発明の
方法の結果として２倍以上になった０ 表 加熱前　第１加熱　第２加熱　第６加熱（ａ、ｏ存在下
）（Ｈ３の存在下）　（真空中）この異方性変化は前記
層の組成物に入っている酸素の前記層の表面に向かう移
動に至る注入層の表面部分における還元によるのみにす
ることができ、酸素はイオン注入中に発生された欠点か
ら結果として生じる。注入磁性層の表面に向かり酸素の
移動は磁気異方性の原因であるＩＰ８３＋　イオンのＦ
ｅ２＋イオンへの還元を生じるその酸素の消耗を導く。
第３の真空加熱は磁気異方性の増加が上方フェリ磁性層
への水素拡散によらないことを示す作用を有する。した
がって、これがその場合であるならば、真空焼鈍中の磁
気異方性の変化の減少が起こる。水素はこの温度におい
て非常に動き易いので、部分的に構造を通過する。しか
しながら、事実上注入層の表面に向かう酸素の移動がま
だ存在すると思われる磁気異方性の変化の増加がある。
磁気バブルを含んでいる非注入フェリ磁性層の一部が還
元剤の存在下で構造を加熱する段階によって変化されな
かったことに留意されたい。
−Ｉ「−、 代理人　弁理士　佐々木　清　隆１′、・、１・−１ミ
、。
（外２名）−′

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）非磁性基板上に高磁気異方性を有するフェリ磁性
    ガーネット層を製造するフェリ磁性ガーネット層の製造
    方法において、前記非磁性基板からのエピタキシにより
    少なくとも１つのフェリ磁性ガーネット層を形成し、前
    記フェリ磁性ガーネット層中に欠点を生ずるために該磁
    性ガーネット層への高用量のイオン注入を行ないそして
    還元剤の存在下で全体を２５０〜４５０℃の間の温度に
    加熱してなることを特徴とするフェリ磁性ガーネット層
    の製造方法。
  2. （２）前記還元剤はガスであることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項に記載のフェリ磁性ガーネット層の製造
    方法。
  3. （３）前記還元剤は水素であることを特徴とする特許請
    求の範囲第２項に記載のフェリ磁性ガーネット層の製造
    方法。
  4. （４）前記注入されるイオンはネオンイオンであること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
    れか１項に記載のフェリ磁性ガーネット層の製造方法。
  5. （５）非磁性基板上に高プレーナ磁気異方性を有するフ
    ェリ磁性ガーネット層の製造方法において、前記非磁性
    基板からのエピタキシによりフェリ磁性ガーネット層を
    形成し、該磁性ガーネット層の上方部に該上方部に欠点
    を生じかつ伝達パターンを形成するためにイオンを注入
    しそして全体を還元剤の存在下で２５０℃〜４５０℃の
    間の温度に加熱してなる非注入伝達パターンを有するバ
    ブルメモリの製造に応用される特許請求の範囲第１項な
    いし第４項のいずれか１つに記載のフェリ磁性ガーネッ
    ト層の製造方法。
JP60249092A 1984-11-12 1985-11-08 フエリ磁性ガーネツト層の製造方法 Pending JPS61121310A (ja)

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FR8417200 1984-11-12
FR8417200A FR2573244B1 (fr) 1984-11-12 1984-11-12 Procede de fabrication d'une couche ayant une forte anisotropie magnetique dans un grenat ferrimagnetique

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JPS61121310A true JPS61121310A (ja) 1986-06-09

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EP (1) EP0186531B1 (ja)
JP (1) JPS61121310A (ja)
DE (1) DE3576054D1 (ja)
FR (1) FR2573244B1 (ja)

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EP0186531A1 (fr) 1986-07-02
FR2573244B1 (fr) 1986-12-26
EP0186531B1 (fr) 1990-02-14
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FR2573244A1 (fr) 1986-05-16

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