JPS6212650B2 - - Google Patents
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- JPS6212650B2 JPS6212650B2 JP53086249A JP8624978A JPS6212650B2 JP S6212650 B2 JPS6212650 B2 JP S6212650B2 JP 53086249 A JP53086249 A JP 53086249A JP 8624978 A JP8624978 A JP 8624978A JP S6212650 B2 JPS6212650 B2 JP S6212650B2
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Landscapes
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は磁気バルブ用磁性ガーネツトエピタキ
シヤル膜の一軸磁気異方性エネルギーを局所的に
変化させる熱処理方法を利用した円筒磁区素子の
製造方法に関するものである。
シヤル膜の一軸磁気異方性エネルギーを局所的に
変化させる熱処理方法を利用した円筒磁区素子の
製造方法に関するものである。
円筒磁区素子(以下バルブ素子と称す。)は近
年、新しいメモリ素子として急速に開発が進めら
れており、この開発過程で、バルブ材料には希土
類イオンを多種類含む鉄ガーネツトのエピタキシ
ヤル膜が用いられているが、はじめは鉄の一部を
Gaで置換したGa―系磁性ガーネツトが用いられ
ていた。しかしこの材料はバブル転送の温度特性
がバイアスマグネツトと一致しないことおよび高
周波転送特性が良くないなどの欠点のためにFe
の一部をGe4+で置換し、希土類イオンをCa2+で
置換したいわゆるCaGe―系材料が広く用いられ
るようになつた。しかしこのCaGe―系ガーネツ
トはGa―系ガーネツトに較べて熱処理特性がこ
となり一軸磁気異方性エネルギー(Ku)が900〜
1000℃の熱処理で減少する膜がいろいろな成長条
件に依存して育成されることが知られている。例
えばウオルフエ等はエー・アイ・ピー・コンフア
レンス・プロシーデイング誌上(AIP Conf.Pr―
oc.34(1976)172)でLPE法によつて835℃で育
成された(EuCa)3(FeSi)5O12膜が900℃での焼
鈍でそのKuが容易に減少することを報告してい
る。Ca―系ガーネツトにおいてKuが減少する焼
純温度が1200℃〜1300℃であることを考えると、
この現象はCaGe―系におけるきわめて特異な現
象である。
年、新しいメモリ素子として急速に開発が進めら
れており、この開発過程で、バルブ材料には希土
類イオンを多種類含む鉄ガーネツトのエピタキシ
ヤル膜が用いられているが、はじめは鉄の一部を
Gaで置換したGa―系磁性ガーネツトが用いられ
ていた。しかしこの材料はバブル転送の温度特性
がバイアスマグネツトと一致しないことおよび高
周波転送特性が良くないなどの欠点のためにFe
の一部をGe4+で置換し、希土類イオンをCa2+で
置換したいわゆるCaGe―系材料が広く用いられ
るようになつた。しかしこのCaGe―系ガーネツ
トはGa―系ガーネツトに較べて熱処理特性がこ
となり一軸磁気異方性エネルギー(Ku)が900〜
1000℃の熱処理で減少する膜がいろいろな成長条
件に依存して育成されることが知られている。例
えばウオルフエ等はエー・アイ・ピー・コンフア
レンス・プロシーデイング誌上(AIP Conf.Pr―
oc.34(1976)172)でLPE法によつて835℃で育
成された(EuCa)3(FeSi)5O12膜が900℃での焼
鈍でそのKuが容易に減少することを報告してい
る。Ca―系ガーネツトにおいてKuが減少する焼
純温度が1200℃〜1300℃であることを考えると、
この現象はCaGe―系におけるきわめて特異な現
象である。
本発明においてこのCaGe―系の熱処理特性に
ついて新しい現象を見い出した。それはCaGe―
系ガーネツトエピタキシヤル膜の熱処理による減
少は熱処理の酸素圧に著しく依存するということ
である。第1図にその実験事実を示す。これは
LPE法で育成された(YSmLuCa)3(FeGe)5O12
なるCaGe―系を酸素圧をいろいろに変化させて
1023℃で熱処理してKuの変化を熱処理時間につ
いて調べたものである。縦軸は熱処理後のKuの
値を成長直後(as―grown)膜のKuで規格化し
たもので成長直後膜のKuの何パーセントが消失
したかを示す。これから熱処理の酸素圧が高いほ
うがKuの減少速度が早いことが判る。また窒素
中の熱処理においては熱処理初期に成長直後膜に
比較して15%ほど増加してそれ以後若干減少する
が6時間の熱処理においても成長直後膜の値より
小さくはならなかつた。
ついて新しい現象を見い出した。それはCaGe―
系ガーネツトエピタキシヤル膜の熱処理による減
少は熱処理の酸素圧に著しく依存するということ
である。第1図にその実験事実を示す。これは
LPE法で育成された(YSmLuCa)3(FeGe)5O12
なるCaGe―系を酸素圧をいろいろに変化させて
1023℃で熱処理してKuの変化を熱処理時間につ
いて調べたものである。縦軸は熱処理後のKuの
値を成長直後(as―grown)膜のKuで規格化し
たもので成長直後膜のKuの何パーセントが消失
したかを示す。これから熱処理の酸素圧が高いほ
うがKuの減少速度が早いことが判る。また窒素
中の熱処理においては熱処理初期に成長直後膜に
比較して15%ほど増加してそれ以後若干減少する
が6時間の熱処理においても成長直後膜の値より
小さくはならなかつた。
またKu以外の磁気特性としては、成長直後膜
において飽和磁化4πMs=315ガウス、バブル消
滅磁場Hcol=147Oe、特性長l=0.33μmであつ
たものが酸素1気圧、1時間の熱処理で4πMs
=320ガウス、Hcol=169Oe l=0.29μmとな
り、Kuの減少にともなつてHcolが22Oe増加し、
lが減少したが4πMsは若干増加の傾向である
がほとんど変化しなかつた。
において飽和磁化4πMs=315ガウス、バブル消
滅磁場Hcol=147Oe、特性長l=0.33μmであつ
たものが酸素1気圧、1時間の熱処理で4πMs
=320ガウス、Hcol=169Oe l=0.29μmとな
り、Kuの減少にともなつてHcolが22Oe増加し、
lが減少したが4πMsは若干増加の傾向である
がほとんど変化しなかつた。
一方窒素ガス中3時間の熱処理においては
Hcol=145Oe、4πMs=312ガウスと僅かに変化
したのみでほとんど成長直後膜と同じであつた。
Hcol=145Oe、4πMs=312ガウスと僅かに変化
したのみでほとんど成長直後膜と同じであつた。
以上の熱処理結果はCaGe―系ガーネツトエピ
タキシヤル膜においては酸化雰囲気において一軸
磁気異方性が速く減少するが還元雰囲気ではほと
んど減少せず、また4πMsはいずれの場合もほ
とんど変化せず、Hcolは前者においてはKuの減
少にともなつて増加することを示している。
タキシヤル膜においては酸化雰囲気において一軸
磁気異方性が速く減少するが還元雰囲気ではほと
んど減少せず、また4πMsはいずれの場合もほ
とんど変化せず、Hcolは前者においてはKuの減
少にともなつて増加することを示している。
本発明は以上のCaGe―系ガーネツトエピタキ
シヤル膜の熱処理特性を利用することによつてバ
ブル材料のKuを選択的に変化させて特性の良い
バブル素子を得る方法提示するものである。
シヤル膜の熱処理特性を利用することによつてバ
ブル材料のKuを選択的に変化させて特性の良い
バブル素子を得る方法提示するものである。
まず、選択的にKuを変化させる方法について
説明する。上記Kuの熱処理雰囲気依存性をもつ
CaGe―系材料にSiO2、Al2O3などの化学的に安
定な酸化物またはSiまたはAuなどの高融点金属
をKuを変化させたい部分を除いて蒸着し、これ
を所定の温度、所定の酸素圧のもとで熱処理する
と蒸着膜に被われていない部分は酸素雰囲気にさ
らされているので、酸素圧、熱処理温度、熱処理
時間に依存してKuが減少する。しかし蒸着膜に
被われている部分は気相から遮断されているため
Kuの変化は起らないことになる。かくして選択
的に材料のKuを変化させることが可能になる。
説明する。上記Kuの熱処理雰囲気依存性をもつ
CaGe―系材料にSiO2、Al2O3などの化学的に安
定な酸化物またはSiまたはAuなどの高融点金属
をKuを変化させたい部分を除いて蒸着し、これ
を所定の温度、所定の酸素圧のもとで熱処理する
と蒸着膜に被われていない部分は酸素雰囲気にさ
らされているので、酸素圧、熱処理温度、熱処理
時間に依存してKuが減少する。しかし蒸着膜に
被われている部分は気相から遮断されているため
Kuの変化は起らないことになる。かくして選択
的に材料のKuを変化させることが可能になる。
磁気バブル素子においてKuが大きくq=Ku/
2πMs2なるq値が大きくなるとバブルが安定に
なつてバブル転送マージンは良くなる。しかし素
子機能の中でニユークリエイトジユネレイターや
ストレツチヤーなどでは、q値を大きくしようと
してKu値を大きくすると、例えば前者において
はニユークリエイト電流を大きくしなければなら
ずその結果導体パターンが断線しやすくなるなど
の問題がでてくる。
2πMs2なるq値が大きくなるとバブルが安定に
なつてバブル転送マージンは良くなる。しかし素
子機能の中でニユークリエイトジユネレイターや
ストレツチヤーなどでは、q値を大きくしようと
してKu値を大きくすると、例えば前者において
はニユークリエイト電流を大きくしなければなら
ずその結果導体パターンが断線しやすくなるなど
の問題がでてくる。
また後者のストレツチヤーにおいてはKuの増
大にともなつてバブル移動度、バブル最大速度が
減少しストリツプアウトしにくくなるという懸念
もある。とくに高集積化に伴なつてバブル径が2
μm、1μmと小さくなるに伴なつて、より大き
なq値をとるためにKuを著しく大きくしなけれ
ばならなくなつてきており部分的にKuを減少さ
せて素子特性を改善する必要性が大きくなりつつ
ある。
大にともなつてバブル移動度、バブル最大速度が
減少しストリツプアウトしにくくなるという懸念
もある。とくに高集積化に伴なつてバブル径が2
μm、1μmと小さくなるに伴なつて、より大き
なq値をとるためにKuを著しく大きくしなけれ
ばならなくなつてきており部分的にKuを減少さ
せて素子特性を改善する必要性が大きくなりつつ
ある。
本発明はバブル材料のKuを選択的に変化させ
る方法とそれを用いたバブル素子の製造によつて
Kuが大きすぎることによる素子機能の低下を防
止しようとするものである。
る方法とそれを用いたバブル素子の製造によつて
Kuが大きすぎることによる素子機能の低下を防
止しようとするものである。
以下本発明を実施例を用いてさらに詳細に説明
する。
する。
実施例 1
LPE法で育成した(YSmLuCa)3(FeGe)5O12
なる磁性ガーネツトのエピタキシヤル膜のKuを
選択的に減少させた。第2図は本実施例に用いた
試料の構成を示すものである。直径38mmの
Gd3Ga5O12基板単結晶1上に上記CaGe―系エピ
タキシヤル膜2を成長した。膜特性は膜厚h=
2.7μm、飽和磁化4πMs=315ガウス、特性長
l=0.38μm、バブル消滅磁場Hcol=147Oe、Ku
=2.1×104erg/cm3であつた。このLPE膜の上に
10mm×10mmの領域を除いてスパツター法によつて
1μmの厚さでSiO23を蒸着した。この試料を
1023℃、1気圧の酸素中で1時間熱処理した。
SiO2の付いた部分と付いていない部分の磁性ガ
ーネツト膜の特性を測定した結果、SiO2の付い
た部分は成長直後膜の磁気特性とほとんど同じで
あつたが、SiO2の付いていない部分は気相との
反応によつてHcol=169Oe、l=0.30μm、4π
Ms=320ガウス、Ku=1.3×104erg/cm3とKuが減
少をきたしHcolが増加した。
なる磁性ガーネツトのエピタキシヤル膜のKuを
選択的に減少させた。第2図は本実施例に用いた
試料の構成を示すものである。直径38mmの
Gd3Ga5O12基板単結晶1上に上記CaGe―系エピ
タキシヤル膜2を成長した。膜特性は膜厚h=
2.7μm、飽和磁化4πMs=315ガウス、特性長
l=0.38μm、バブル消滅磁場Hcol=147Oe、Ku
=2.1×104erg/cm3であつた。このLPE膜の上に
10mm×10mmの領域を除いてスパツター法によつて
1μmの厚さでSiO23を蒸着した。この試料を
1023℃、1気圧の酸素中で1時間熱処理した。
SiO2の付いた部分と付いていない部分の磁性ガ
ーネツト膜の特性を測定した結果、SiO2の付い
た部分は成長直後膜の磁気特性とほとんど同じで
あつたが、SiO2の付いていない部分は気相との
反応によつてHcol=169Oe、l=0.30μm、4π
Ms=320ガウス、Ku=1.3×104erg/cm3とKuが減
少をきたしHcolが増加した。
実施例 2
実施例1におけるSiO2の代りにSiを蒸着して他
の条件は実施例1と同じにして実験を行なつた。
その結果Siの表面にはSiO2が形成されたが、ほぼ
実施例1と同じにSiがついていない部分のみKu
が2.1×1.04erg/cm3から1.3×104erg/cm3に減少し
た。
の条件は実施例1と同じにして実験を行なつた。
その結果Siの表面にはSiO2が形成されたが、ほぼ
実施例1と同じにSiがついていない部分のみKu
が2.1×1.04erg/cm3から1.3×104erg/cm3に減少し
た。
ただしSiのついている部分はKuが2.3×
104erg/cm3と若干増加した。4πMs、l、Hcol
についてはほとんど変化しなかつた。
104erg/cm3と若干増加した。4πMs、l、Hcol
についてはほとんど変化しなかつた。
実施例1及び2においてLPE膜を被う蒸着膜は
SiO2とSiを用いたが、これらは熱処理において安
定な被膜を形成するものであればよいので上記以
外にAl2O3などの化学的に安定な酸化物やAu、Pt
などの高融点金属を用いることができる。
SiO2とSiを用いたが、これらは熱処理において安
定な被膜を形成するものであればよいので上記以
外にAl2O3などの化学的に安定な酸化物やAu、Pt
などの高融点金属を用いることができる。
実施例 3
本発明による熱処理によつて選択的にKuを減
少させた部分にバブル発生器を形成した。
少させた部分にバブル発生器を形成した。
すなわちYIG膜でハードバブルが抑制された実
施例1及び2と同じ特性をもつ(YSmLuCa)3
(FeGe)5O12なるLPE膜上に厚さ500ÅのSiO2を蒸
着した。次にイオンエツチング法でSiO2をバブ
ル素子チツプ上でバブル発生器が形成されるべき
領域を含んで、直径20μmの円状に選択的に取り
除いた後、1020℃酸素1気圧中で40分間熱処理
し、SiO2を取り除いた部分のKuを選択的に減少
させた。
施例1及び2と同じ特性をもつ(YSmLuCa)3
(FeGe)5O12なるLPE膜上に厚さ500ÅのSiO2を蒸
着した。次にイオンエツチング法でSiO2をバブ
ル素子チツプ上でバブル発生器が形成されるべき
領域を含んで、直径20μmの円状に選択的に取り
除いた後、1020℃酸素1気圧中で40分間熱処理
し、SiO2を取り除いた部分のKuを選択的に減少
させた。
次にその上に9000ÅのSiO2を蒸着法によつて
被覆し、その上にバブル発生器を含むY―Yパタ
ーンからなるバブル転送路を形成した。第3図は
本実施例に用いられたニユークリエイトバブル発
生器で金の導体パターン4とY―I―Yのパーマ
ロイパターン5,6から構成されている。7は転
送パターンを省略して示したものである。以上の
ように構成されたバブル素子によつて
300KHz60Oeの回転駆動磁場のかけられている状
態で発生器のニユークリエイト電流(IN)は
100mAで安定なバブル発生ができた。同じLPE
膜を用いて従来通り作られたバブル素子において
は安定なINは200mAであつたので本発明による
バブル発生器は特性的には著しく改善された。
被覆し、その上にバブル発生器を含むY―Yパタ
ーンからなるバブル転送路を形成した。第3図は
本実施例に用いられたニユークリエイトバブル発
生器で金の導体パターン4とY―I―Yのパーマ
ロイパターン5,6から構成されている。7は転
送パターンを省略して示したものである。以上の
ように構成されたバブル素子によつて
300KHz60Oeの回転駆動磁場のかけられている状
態で発生器のニユークリエイト電流(IN)は
100mAで安定なバブル発生ができた。同じLPE
膜を用いて従来通り作られたバブル素子において
は安定なINは200mAであつたので本発明による
バブル発生器は特性的には著しく改善された。
実施例 4
本発明による熱処理によつて選択的にKuを減
少させた部分にバブルストレツチヤーを形成し
た。すなわち実施例3と同じ方法によつて
(YSmLuCa)3(FeGe)5O12膜を用いて素子チツプ
上1.5mm×3mmの領域を選択的にKuを減少させて
第4図に示すようなシエブロンストレツチヤー8
を含むYY―転送ループ10(略して一本の線で
示してある)を形成した。9はシエブロンストレ
ツチヤー8を部分的に拡大して示したものであ
る。このときストレツチヤーは選択的にKuを減
少させた部分にくるように設計した。このストレ
ツチヤー部分の転送マージンを1Hz50Oeの準静
的回転駆動磁場によつて転送させながら検討し
た。その結果25Oeの転送マージンが得られた。
同じLPE膜同じ転送ループを用いて通常の方法で
形成されたチツプにおいては転送マージンが
20Oeであつたので本発明によつてストレツチヤ
ー特性が改善された。
少させた部分にバブルストレツチヤーを形成し
た。すなわち実施例3と同じ方法によつて
(YSmLuCa)3(FeGe)5O12膜を用いて素子チツプ
上1.5mm×3mmの領域を選択的にKuを減少させて
第4図に示すようなシエブロンストレツチヤー8
を含むYY―転送ループ10(略して一本の線で
示してある)を形成した。9はシエブロンストレ
ツチヤー8を部分的に拡大して示したものであ
る。このときストレツチヤーは選択的にKuを減
少させた部分にくるように設計した。このストレ
ツチヤー部分の転送マージンを1Hz50Oeの準静
的回転駆動磁場によつて転送させながら検討し
た。その結果25Oeの転送マージンが得られた。
同じLPE膜同じ転送ループを用いて通常の方法で
形成されたチツプにおいては転送マージンが
20Oeであつたので本発明によつてストレツチヤ
ー特性が改善された。
以上の実施例は3.5μmバブルで行なわれたが
今後、バブルの高密度化が進行するにともなつて
2μm、1μmバブルになつたときに高q値を保
つためにはKuを大きくしなければならず、した
がつて本発明の有効性は今後ますます増大するこ
とになり、その工業的価値は大きい。
今後、バブルの高密度化が進行するにともなつて
2μm、1μmバブルになつたときに高q値を保
つためにはKuを大きくしなければならず、した
がつて本発明の有効性は今後ますます増大するこ
とになり、その工業的価値は大きい。
第1図はLPE法で育成された(YSmLuCa)3
(FeGe)5O12なるCaGe―系エピタキシヤル膜の一
軸磁気異方性の熱処理による雰囲気依存性を示す
図、第2図はCaGe―系LPE膜のKuを選択的に変
化させるための試料の構成を示す部分断面図、第
3図は本発明の一実施例として用いたニユクリエ
イトジエネレイターを示す平面図、第4図は本発
明の他の実施例として用いたストレツチヤーを示
す平面図である。 1…基板単結晶、2…CaGe―系エピタキシヤ
ル膜、3…部分的被覆膜、4…導体パターン、
5,6…パーマロイパターン、8…ストレツチヤ
ー。
(FeGe)5O12なるCaGe―系エピタキシヤル膜の一
軸磁気異方性の熱処理による雰囲気依存性を示す
図、第2図はCaGe―系LPE膜のKuを選択的に変
化させるための試料の構成を示す部分断面図、第
3図は本発明の一実施例として用いたニユクリエ
イトジエネレイターを示す平面図、第4図は本発
明の他の実施例として用いたストレツチヤーを示
す平面図である。 1…基板単結晶、2…CaGe―系エピタキシヤ
ル膜、3…部分的被覆膜、4…導体パターン、
5,6…パーマロイパターン、8…ストレツチヤ
ー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 一般式がR3Fe5O12(式中Rはイツトリウム
および希土類元素よりなる群より選ばれた1種以
上の元素である)で示される磁性ガーネツトの
Feイオンの一部をGeイオン、Siイオンのいずれ
かまた両者で置換し、Rイオンの一部をCaイオ
ンで置換した磁性ガーネツトエピタキシヤル膜の
表面の一部を化学的な安定な酸化物または高融点
金属で被い、それを酸素圧をコントロールした雰
囲気中で熱処理することによつて被覆されていな
い部分の磁性ガーネツト膜の一軸磁気異方性エネ
ルギーを変化させることを特徴とする円筒磁区素
子の製造方法。 2 一軸磁気異方性エネルギーを変化させる部分
にニユークリエイトジエネレイターを含む特許請
求の範囲第1項に記載の円筒磁区素子の製造方
法。 3 一軸磁気異方性エネルギーを変化させる部分
にバブルストレツチヤーを含む特許請求の範囲第
1項に記載の円筒磁区素子の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8624978A JPS5512790A (en) | 1978-07-14 | 1978-07-14 | Producing method of cylindrical magnetic domain element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8624978A JPS5512790A (en) | 1978-07-14 | 1978-07-14 | Producing method of cylindrical magnetic domain element |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5512790A JPS5512790A (en) | 1980-01-29 |
JPS6212650B2 true JPS6212650B2 (ja) | 1987-03-19 |
Family
ID=13881535
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8624978A Granted JPS5512790A (en) | 1978-07-14 | 1978-07-14 | Producing method of cylindrical magnetic domain element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5512790A (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5715279A (en) * | 1980-06-27 | 1982-01-26 | Nec Corp | Manufacture of contiguous disk bubble element |
JPS5715280A (en) * | 1980-06-27 | 1982-01-26 | Nec Corp | Manufacture of contiguous disk bubble element |
JPS58153308A (ja) * | 1982-03-08 | 1983-09-12 | Nec Corp | 非晶質軟磁性薄膜パタ−ンの製造方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5121158A (en) * | 1974-08-14 | 1976-02-20 | Hitachi Ltd | Rireekairono intaarotsukukairo |
JPS5251600A (en) * | 1975-10-23 | 1977-04-25 | Agency Of Ind Science & Technol | Garnet film for magnetic bubbles |
-
1978
- 1978-07-14 JP JP8624978A patent/JPS5512790A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5121158A (en) * | 1974-08-14 | 1976-02-20 | Hitachi Ltd | Rireekairono intaarotsukukairo |
JPS5251600A (en) * | 1975-10-23 | 1977-04-25 | Agency Of Ind Science & Technol | Garnet film for magnetic bubbles |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5512790A (en) | 1980-01-29 |
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