DE1141393B

DE1141393B - Ferromagnetic component, e.g. B. for parametric amplifiers

Info

Publication number: DE1141393B
Application number: DES72029A
Authority: DE
Inventors: Dr Herbert Gawehn
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1961-01-11
Filing date: 1961-01-11
Publication date: 1962-12-20

Description

Ferromagnetisches Bauelement, z. B. für parametrische Verstärker Die Erfindung bezieht sich auf ein ferromagnetisches Bauelement für parametrische Verstärker, magnetischer Speicher od. dgl., das aus einer auf einem Stromleiter aufgebrachten ferromagnetischen Schicht besteht.Ferromagnetic component, e.g. B. for parametric amplifiers Die The invention relates to a ferromagnetic component for parametric amplifiers, Magnetic memory or the like, which consists of an applied to a conductor ferromagnetic layer.

Solche Bauelemente sind bereits bekannt, wobei die ferromagntische Schicht meist eine Dicke in der Größenordnung von 1 [, und darunter besitzt.Such components are already known, the ferromagnetic tables Layer usually has a thickness of the order of magnitude of 1 [, and less.

So sind z. B. ferromagnetische Bauelemente bekamit, bei denen auf oder um einen Stromleiter, z. B. eine Metallfolie oder einen Metalldraht, eine dünne ferromagnetische Schicht, z. B. in Form eines flächenhaften Belages, durch elektrolytische Abscheidung, durch Aufdampfen oder ein ähnliches Verfahren aufgebracht ist. Besteht die ferromagnetische Schicht selbst nicht aus einem Material, das gute elektrisch isolierende Eigenschaften besitzt, dann ist es notwendig, zwischen Stromleiter und Ferromagnetikum eine Isolierschicht anzuordnen.So are z. B. ferromagnetic components gotit, where on or around a conductor, e.g. B. a metal foil or a metal wire, a thin ferromagnetic layer, e.g. B. in the form of an extensive covering, by electrolytic Deposition, by vapor deposition or a similar process is applied. Consists The ferromagnetic layer itself is not made of a material that is good electrically Has insulating properties, then it is necessary between the conductor and Ferromagnetic to arrange an insulating layer.

So ist es bekannt, Lacke als Isolierschicht bei Bauelementen der genannten Art zu benutzen. Diese Lacke sind dann besonders nachteilig, wenn auf dem von der Isolierschicht bedeckten Stromleiter das Ferromagnetikum z. B. durch Aufdampfen oder Kathodenzerstäubung aufgebracht wird. In diesen Fällen, insbesondere im Hochvakuum und bei Temperaturen von mehr als 200° C, beginnen die Lacke Dämpfe oder Gase in solchem Maße abzugeben, daß die für die Durchführung des Verfahrens erforderlichen Vakuumbedingungen sich nur schwer aufrechterhalten lassen.It is known to use lacquers as an insulating layer in components of the aforementioned Kind of use. These paints are particularly disadvantageous when on the of the Insulating layer covered conductors the ferromagnetic z. B. by vapor deposition or sputtering is applied. In these cases, especially in a high vacuum and at temperatures above 200 ° C, the paints start in vapors or gases to such an extent that the necessary for the implementation of the procedure Vacuum conditions are difficult to maintain.

Es sind auch Isolierschichten bei Bauelementen der genannten oder anderer Art bekannt, die durch Aufdampfen oder Auftragen von Si O-Si 0z, Si O.>, Ah 03, MgF, oder anderen anorganischen Verbindungen hergestellt werden. Zu diesem Zwecke sind besondere Apparaturen erforderlich, die mitunter recht unerwünscht erscheinen. Außerdem erwiesen sich Si O-Schichten als hygroskopisch, so daß dieselben in einem zusätzlichen Oxydationsprozeß in Si O-Schichten umgewandelt wurden.There are also insulating layers in components of the aforementioned or of another type known, which is produced by vapor deposition or application of Si O-Si 0z, Si O.>, Ah 03, MgF, or other inorganic compounds. To this For this purpose, special equipment is required, which sometimes appears to be quite undesirable. In addition, Si O layers proved to be hygroscopic, so that the same in one additional oxidation process were converted into Si O layers.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Isolierschicht bei einem ferromagnetischen Bauelement in möglichst einfacher Weise herzustellen, wobei die Isolierschicht aus Stoffen besteht, die sich auch bei einer Hochvakuumbehandlung und bei hohen Temperaturen nicht zersetzen oder Dämpfe abgeben und die sich insbesondere hinsichtlich ihrer eigenen Haftfestigkeit auf dem Stromleiter als auch hinsichtlich der Haftmöglichkeit der später aufgebrachten ferromagnetischen Schicht vorteilhaft auszeichnen.The object of the invention is the insulating layer in a ferromagnetic Manufacture component in the simplest possible way, the insulating layer from Substances are made, which are also in a high vacuum treatment and at high temperatures does not decompose or give off vapors and which, in particular, with regard to their own adhesive strength on the conductor as well as with regard to the possibility of adhesion the later applied ferromagnetic layer are advantageous.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß bei einem ferromagnetischen Bauelement, wie es z. B. für parametrische Verstärker oder als Speicherelement, wie Twistor, Matrixplatte od. dgl., Verwendung findet und aus einer ferromagnetischen Schicht und elektrisch gut leitenden Bahnen, Schichten od. dgl. als Stromleiter sowie einer Isolierschicht zwischen Ferromagnetikum und Stromleiter besteht, die Isolierschicht aus Oxyden, Nitriden oder anderen Salzen des metallischen Stromleiters ausgebildet ist.This is achieved according to the invention in that a ferromagnetic Component as it is, for. B. for parametric amplifiers or as a storage element, such as twistor, matrix plate or the like, is used and made of a ferromagnetic Layer and electrically conductive tracks, layers or the like as a conductor as well as an insulating layer between ferromagnetic and current conductor, which Insulating layer made of oxides, nitrides or other salts of the metallic conductor is trained.

Der besondere Vorteil der Erfindung besteht in der einfachen Erzeugung dieser Isolierschicht, beispielsweise durch oberflächliche Oxydation, oberflächliche Nitridbildung oder mittels oberflächlicher elektrolytischer Behandlung des metallischen Stromleiters. Auf diese Weise kann die Isolierschicht je nach den geforderten Isoliereigenschaften und der Zusammensetzung dieser Schicht sehr dünn ausgebildet werden. Insbesondere bei der späteren Aufbrinaung des Ferromagnetikums, das insbesondere eine Schichtdicke in der Größenordnung von 1 tt und darunter besitzt, erweist sich dies als Vorteil. Diese erfindungsgemäßen Isolierschichten haben den Vorteil, daß sie durch ihre innige Verbindung mit dem metallischen Stromleiter, aus dem sie gebildet sind, fest auf diesem haften und daß sie meist eine hinreichend glatte Oberfläche aufweisen. Es hat sich gezeigt, daß die beispielsweise durch Kathodenzerstäubung oder Aufdampfung hergestellten dünnen ferromagnetischen Schichten sehr gut auf diesen Isolierschichten haften.The particular advantage of the invention consists in the simple production this insulating layer, for example by superficial oxidation, superficial Nitride formation or by means of superficial electrolytic treatment of the metallic Conductor. In this way, the insulating layer can depending on the required insulating properties and the composition of this layer can be made very thin. In particular when the ferromagnetic material is applied later, in particular a layer thickness in the order of magnitude of 1 tt and below, this is proving to be an advantage. These insulating layers according to the invention have the advantage that they by their intimate Connection to the metallic conductor from which they are formed, firmly adhere to this and that they usually have a sufficiently smooth surface. It It has been shown that, for example, by cathode sputtering or vapor deposition produced thin ferromagnetic layers very well on these insulating layers be liable.

Als Beispiele sind in den Fig. 1 und 2 erfindungsgemäß ausgebildete ferromagnetische Bauelemente dargestellt. Nach Fig.l besteht das ferromagnetische Bauelement aus einem als Aluminiumschicht auf einem Glasrohr 3 zylindrisch aufgebrachten Stromleiter 2. Durch elektrolytische Behandlung ist die Oberfläche des Aluminiumbelages oxydiert, so daß eine dünne Al.>O.,-Schicht 2 ausgebildet ist. Diese isolierende Schicht ist hochtemperaturfest, und sie kann im Vakuum gut entgast werden, ohne Dämpfe abzugeben. Diese Schicht haftet außerordentlich fest auf dem Aluminiumbelag. Auf dieser A1,03-.Isolierschicht ist als Ferromagnetikum eine Permalloyschicht 4 ringförmig z. B. im Kathodenzerstäubungsverfahren aufgebracht. Dieses Bauelement eignet sich besonders vorteilhaft für parametrische Verstärker.As examples, FIGS. 1 and 2 are designed according to the invention ferromagnetic components shown. According to Fig.l there is ferromagnetic component made of an aluminum layer on a glass tube 3 cylindrically applied conductor 2. Electrolytic treatment is the The surface of the aluminum covering is oxidized, so that a thin Al.> O., Layer 2 is formed is. This insulating layer is resistant to high temperatures, and it can do well in a vacuum be degassed without giving off vapors. This layer adheres extremely firmly on the aluminum deck. On this A1,03 insulation layer is a ferromagnetic material a permalloy layer 4 annularly z. B. applied in the sputtering process. This component is particularly suitable for parametric amplifiers.

In Fig. 2 ist ein ferromagnetisches Speicherelement im Schnitt dargestellt. Auf einer Glasplatte 5 ist eine Aluminiumschicht 6 beispielsweise aufgedampft und durch elektrolytische Behandlung oberflächlich zu einer A1,203 Schicht 7 oxydiert. Auf dieser isolierenden Trennschicht ist ein kreisförmiges, aus Permalloy bestehendes Ferromagnetikum 8 aufgebracht. Das Ferromagnetikum und die oxydierte Aluminiumschicht können wiederum durch eine andere Isolierschicht, z. B. durch Lack, abgedeckt und zusätzlich - wie zur Verdrahtung von Speichermatrizen bekannt - mit einer gedruckten Schaltung versehen sein. Auch eine mit gedruckten Leitungsbahnen versehene Folie kann - wie ebenfalls bekannt ist -auf diesem Speicherelement befestigt sein, so daß auf verhältnismäßig kleinem Raum viele Funktionen durch die Unterbringung der notwendigen Stromzuführungen und eventuell anderer Leitungszüge, die für die Gesamtschaltung notwendig sind, erfüllt sind.In Fig. 2, a ferromagnetic storage element is shown in section. An aluminum layer 6 is, for example, vapor-deposited on a glass plate 5 superficially oxidized by electrolytic treatment to form an A1, 203 layer 7. On top of this insulating separating layer is a circular one made of permalloy Ferromagnetic 8 applied. The ferromagnetic and the oxidized aluminum layer can in turn by another insulating layer, e.g. B. by varnish, covered and additionally - as known for the wiring of memory matrices - with a printed one Be provided circuit. Also a foil provided with printed conductor tracks can - as is also known - be attached to this memory element, so that in a relatively small space many functions by accommodating the necessary power supplies and possibly other cable runs for the overall circuit are necessary, are fulfilled.

Handelt es sich bei dem ferromagnetischen Bauelement beispielsweise um ein zylindrisches Bauelement mit einem Metalldraht und einer koaxial um diesen angeordneten ferromagnetischen Schicht, die von dem Meta1_ldraht durch die erfindungsgemäße Isolierschicht getrennt ist, dann kann in Weiterbildung der Erfindung die ferromagnetische Schicht in sehr einfacher, für die Erzeugung von Vorzugsrichtungen in einem auf einen Stromleiter aufgetragenen Ferromagaetikum bekannten Weise magnetisch ausgerichtet werden. Zu diesem Zweck wird während des Aufbringens oder eines nachträglichen Temperns der ferromagnetisehen Schicht Strom durch den Metalldraht geschickt, um den sich ein magnetisches Feld ausbildet. Dieses Feld dient zur magnetischen Ausrichtung der ferromagnetischen Schicht.Is it the ferromagnetic component, for example around a cylindrical component with a metal wire and one coaxially around it arranged ferromagnetic layer, which is from the Meta1_ldraht by the invention Insulating layer is separated, then, in a further development of the invention, the ferromagnetic Layer in very simple, for the creation of preferred directions in one a current conductor applied Ferromagaetikum known way magnetically aligned will. For this purpose, during the application or a subsequent annealing the ferromagnetic layer sent current through the metal wire around which forms a magnetic field. This field is used for magnetic alignment the ferromagnetic layer.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Ferromagnetic component, e.g. B. for parametric Amplifier or as a storage element, such as a twistor, matrix plate and the like ferromagnetic layer and electrically conductive tracks, layers or the like. as a conductor as well as an insulating layer between the ferromagnetic material and the conductor, characterized in that the insulating layer is made of oxides, nitrides or others Salts the metallic conductor.

2. Ferromagnetic component according to Claim 1, characterized in that the ferromagnetic layer has a thickness on the order of 1 #t and below.

3. Ferromagnetic component according to claim 1 or 2, characterized in that the insulating layer by superficial Oxidation of the metallic conductor is established.

4. Ferromagnetic component according to claim 1 or 2, characterized in that the insulating layer by superficial Nitrid formation of the metallic conductor is made.

5. Ferromagnetic Component according to Claim 1 or 2, characterized in that the insulating layer produced by superficial electrolytic treatment of the metallic conductor is.

6. Ferromagnetic component according to claim 5, characterized in that the conductor made of aluminum and the insulating layer made of an electrolytically produced one consist of a thin A1 = 03 layer.

7. Ferromagnetic component according to claim 6, characterized in that the current conductor is a thin layer on glass or quartz is trained. B.

Ferromagnetic component according to one or more of the claims 1 to 7, characterized in that the ferromagnetic layer is made by cathode sputtering is made on the insulated conductor.

9. Ferromagnetic component according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the ferromagnetic layer deposited on the insulated conductor by vapor deposition is.

10. Ferromagnetic component according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the ferromagnetic layer by the magnetic field of a the current flowing through the conductor during application or annealing of the same magnetically is aligned. Publications considered: German Auslegeschriften No. 1035 810, 1062 036; German patent application S 20550 VIII a / 21 a4, (announced on October 25, 1951); U.S. Patent No. 2,792,563; "Electronics" dated November 13, 1959, Pp. 92 to 95; 9/9/1960, pp. 913 to 920; »J. of. Appl. Physics, ”soup. 30.4 April 1959, pp. 45 S / 46 S; "IRE-Transactions", No. EC-8, 1959, pp. 465 to 469; "ETZ-A" from December 5, 1960, pp. 913 to 920.