DE2156515B2 - Verfahren zum Herstellen eines magne tischen Mehrschichtenmaterials für BIa sendomanenbauelemente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Mehrschichtenmaterials für Blasendomänenbauelemente, bei dem ein einkristalliner Eisengranat-Film epitaktisch auf einem Einkristall-Substrat abgeschieden wird.

Frühere Arbeiten auf dem Gebiet der Blasendomänenerforschung (z. B. USA.-Patentschrift 3 460 116) sind hauptsächlich mit Orthoferriten mit einem Biasendomänendurchmesser von etwa 0,0038 cm durchgeführt worden. Der relativ große Durchmesser der Biaseiidomänen erlaubte, daß deren Erzeugung und Nachweis bzw. Abtastung mit Mitteln erfolgte, die jetzt in der Literatur einen festen Niederschlag gefunden haben. Arbeiten aus letzter Zeit haben die Eignung von Eisengranaten für Blasendomänenbauelemente erwiesen. Blasendomänensysteme mit einem Eisengranatfilm, •I3Q5O12' worin J ein Seltenerdmetall oder Yttrium ist und Q Eisen enthält, sind bereits vorgeschlagen worden. Die Blasendomänen in Eisengranaten haben einen kleineren Durchmesser als die in Orthoferriten, wodurch eine Blasendomänendichte in Eisengranaten von über einer Million je 6,45 cm² erzielt wird. Der Durchmesser der Blasendomänen in den Seltenerdmetall-Eisengranaten beträgt etwa 0,00064 cui. Die kleine Größe der Eisengranatblasendomäncn macht es schwierig, die Blasendomänen zu erzeugen und in Blasendomänensystemen nachzuweisen.

Insbesondere können auf Stromschwingungsschleifen oder -bauchen beruhende Blasenspaltungen, die zur Zeit zur Erzeugung von Blasendomänen mit einem Durchmesser von 0,0038 cm benutzt werden, nicht in befriedigender Weise zur Erzeugung kleiner Blasendomänen mit einem Durchmesser von 0,00064 cm angewendet werden, und iwar wegen der durch photolithographische Auflösung gesetzten Grenzen und der zum Leiten des Stroms erforderlichen Dicke des Leiters. Außerdem ist die Leistungsanzeige eines Hall-Generators, der zum Blasennachweis benutzt wird, von dem Bereich abhängig, der den umgekehrt magneti-Licrten Domänen ausgesetzt ist. Blasendomänen mit einem kleinen Durchmesser haben daher einen entsprechenden kleinen Bereich, der zu einer schwachen Bestimmungsanzeige führt, was den Nachweis oder das Abtasten der kleinen Blasendomänen schwierig macht.

Aus IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 13, Nr. 2 (Juli 1970), S. 517, ist es ferner bekannt, magnetisches Material für Blasendomänenbauelemente dadurch herzustellen, daß ein einkristalliner Eisengranat-Film auf einem anderen Eisengranat-Einkristall-Substrat epitaktisch abgeschieden wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Mehrschichtenmaterials für Blasendomänenbauelemente zur Verfugung zu stellen, bei dem ein einkristalliner Eisengranat-Film epitaktisch auf einem Einkristall-Substrat abgeschieden wird, wobei in dem Blasendomänensystem Bereiche mit kleinen Blasendomänen und Bereiche mit großen Blasendomänen vorhanden sein sollen und die dadurch geschaffenen Bereiche mit großer Blasendomänendichte zur Ausbreitung und die Bereiche mit großen Blasendomänen zur Erzeugung von kleinen Blasendoniänen und/oder zum Nachweis bzw. Abtasten geeignet sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bestimmte Bereiche des Eisengranat-Films mit einer Maske versehen und dann die Zwischenbereiche mit einem weiteren einkristallinen Eisengrana:-Fiim ausgefüllt werden und daß schließlich die Maske wieder entfernt wird.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen ausführlicher erläutert.

In den Zeichnungen stellen die Fig. 1 bis Ic Querschnitte des nach der Erfindung hergestellten magnetischen Mehrvchichtenmaterials für Blasendomänenbauelemente dar. Die Fig. 2 gibt eine Aufsicht des nach der Erfindung hergestellten magnetischen Mehrschichtenmaterials wieder.

Wie in der Fig. 1 gezeigt wird, befindet sich auf einem Einkristall-Substrat 10 ein dünner Film aus einem magnetischen blasendomänenhaltigen Material einem magnetischen blasendomänenhaltigen Material 12.

einer J^O^-Zusammensetzung, worin der J-Bestandteil wenigstens ein Element ist, das aus der aus Cer, Praseodym, Neodym, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Lanthan, Yttrium, Calcium und Wismut bestehenden Gruppe gewählt ist und der Q-Bestandteil wenigstens ein Element ist, das aus der aus Indium, Gallium, Scandium, Titan, Vanadin, Chrom, Mangan, Rhodium, Zirkonium, Hafnium, Niob, Tantal und Aluminium bestehenden Gruppe gewählt ist.

Beispiele für bevorzugte Substratmaterialien sind Gd₃Ga₅O₁₂, Gd₂₁₇Y₀₁₃Ga₅O₁₂ und Y₃Al₅O₁₂.

Der Film aus dem Blasendomänenmaterial hat eine JQ-Zusammensetzung, worin der J-Bestandteil wenigstens ein Element enthält, das aus der aus Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lanthan und Yttrium bestehenden Gruppe gewählt ist, und der Q-Bestandteil aus der aus Eisen, Eisen und Aluminium, Eisen und Gallium, Eisen und Indium, Eisen und Scandium, Eisen und Titan, Eisen und Vanadin, Eisen und Chrom und Eisen und Mangan bestehenden Gruppe gewählt ist.

Beispiele für bevorzugte Filmmaterialien sind Y₃Ga_li2Fe₃,₈O₁₂ und Y₃Ga₁₁₁Fe₃₁₉O₁₂.

Wie in der Fig. 1 a dargestellt ist, ist eine Abdeckung oder Maske 14 aus einem Material, wie z. B. Siliciumdioxid u. dgl., auf dem Teil 13 des magnetischen Films 12 angeordnet.

In der Fig. Ib ist gezeigt, daß ein einkristallines magnetisches Material auf dem nicht abgedeckten

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Teil des Films 12 unter Bildung von Filmteilen 16 und 18, die an die Abdeckung 14 angrenzen, angeordnet ist. Ein bevorzugtes Beispiel ist die Kombination eines Films 12 aus Y₃Ga₁₁₂Fe₃₁₈O₁₂ und eines Films aus Y₃Ga₁₁₃Fe₃₁₇O₁₂ für die Teile 16 und 18. Die Teile 16 und 18 dieses Beispiels enthalten weniger Eisen als der Film 12 und haben daher ein geringeres Magnetisierungsniveau.

In der Fig. Ic ist gezeigt, daß die Abdeckschicht 14 entfernt ist. Die erhaltene Struktur hat einen zusammengesetzten Film 20, der aus dem Film 12 und dem Film 16 besteht, einen Filmteil 22 und einen zusammengesetzten Filmteil 24, der aus dem Film 12 und dem Film 18 besteht. Die zusammengesetzten Filme 20 und 24 haben ein geringeres Magnetisierungsniveau als der Filmteil 20. Die Blasendomänen 26 und 28, die in den Filmteilen 20 und 24 gebildet sind, haben einen größeren Durchmesser an der Oberfläche als die Blasendomänen 30, die in dem Filmteil 22 gebildet sind. Die Blasendomäne 26 in dem zusammengesetzten Filmteil 20 erstreckt sich durch den gesamten Teil. In gleicher Weise erstreckt sich die Blasendomäne 28 in dem zusammengesetzten Filmteil 24 durch den zusammengesetzten Teil. Blasendomänenbereiche 26 und 28 in zusammengesetzten Fiimteilen 20 und 24 haben einen relativ großen Durchmesser an der Oberfläche und sind zur Erzeugung und zum Nachweis bzw. zum Abtasten von Blasendomänen gut geeignet. Der Blasendomänenteil 22 mit Blasendomänen 30 mit kleinerem Durchmesser ist für Ausbreitungszwecke und wegen der hohen Blasendomänendichte gut geeignet.

Die Fig. 2 ist eine Aufsicht, die die relative Größe des Durchmessers der Biasendomänen in den verschiedenen Filmteilen wiedergibt.

Hierzu i Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines magnetischen Mehrschichtenmaterials für Blasendämonenbauelemente, bei dem ein einkristalliner Eisengranat-Film epitaktisch auf einem Einkristall-Substrat abgeschieden wird, dadurch gekennzeichnet, daß bestimmte Bereiche des Eisengranat-Films mit einer Maske versehen und dann die Zwischenbereiche mit einem weiteren einkristaiiinen Eisengranat-Film ausgefüllt werden und daß schließlich die Maske wieder entfernt wird,

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere einkristalline Eisengranat-Film ein geringeres Magnetisierungsniveau als der erste einkristalline Eisengranat-Film hat.