DE2165299C3 - Verfahren zur Herstellung einer für Blase ndomänenanwendungsgebiete brauchbaren magnetischen Schicht - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer für Blase ndomänenanwendungsgebiete brauchbaren magnetischen SchichtInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer für Blasendomänenanwendungsgebiete
brauchbaren magnetischen Schicht.
Magnetische Blasendomänen in einer Schicht aus magnetischem Material, wie z. B. Yttriumorthoferrit,
sind bekannt und werden in der USA.-Patentschrift 3460116 beschrieben. Magnetische Blasendomänen
in zusammengesetzten Strukturen mit einer dünnen Schicht aus einem einkristallinen Eisengranat und einer Oxidunterlage werden in der deutschen Patentanmeldung P 2063211.5 beschrieben. Das Bewegen
von Blasendomänen in Kanälen oder Streifen aus diesen magnetischen Schichten wird in der deutschen Patentanmeldung P 21 34 148.0 beschrieben. Auf diese
Anmeldungen wird hier Bezug genommen.
Schichten, die für eine Blasendomänenanwendung geeignet sind, werden in bequemer Weise nach dem
chemischen Dampfabscheidungsverfahren hergestellt, das in der deutschen Patentanmeldung P
20 28 082.4, angemeldet am 8. Juni 1970, beschrieben ist.
Es ist davon auszugehen, daß die Eigenschaften der
magnetischen Schicht und die Größe des angelegten magnetischen Steuerfelds derart sind, daß beständige
Blasendomänen existieren. Wenn Schichten dieses Typs gebildet werden, ist im allgemeinen der Rand
bzw. die Kante der Schieb; eine empfindliche Stelle für die Bildung unerwünschter Kristallflächen, fehlorientierter Abscheidungen, dickerer Abscheidungen
und anderer Merkmale, die zur Domänenkernbildung und als Domänenfestlegungspunkte dienen. Wenn die
Schichten am Rand dicker sind, neigen die Blasendomänen dazu, zu dem Schichtrand hinzuziehen oder
an dem Schichtrand zu verbleiben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer für Blasen-
domänenanwendungsgebiete brauchbaren magnetischen Schicht zur Verfügung zu stellen.
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gelöst, daß der ursprüngliche Rand der Schicht entfernt und ein glatter, gut ausgeprägter Schichtrand gebildet wird, von dem durch Anlegen eines Magnetfelds
gebildete Blasendomänen abgestoßen werden.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß in der magnetischen Schicht entstehende Blasendomänen nicht
zum Schichtrand hingezogen werden oder an dem Schichtrand verbleiben.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung wird der ursprüngliche Rand der Schicht durch Ätzen entfernt.
Nach einer bevorzugten Verfahrensweise kann die magnetische Schicht chemisch geätzt werden.
Es hat sich dabei als vorteilhaft erwiesen, daß die Schicht mit Phosphorsäure geätzt wird.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Schicht durch Ionenbombardement geätzt
weiden.
Nach noch einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann der ursprüngliche Rand der Schicht durch
Bearbeiten mit Laserstrahlen entfernt werden.
Die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und
den Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen geben bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
wieder. Es zeigt
Fig. 1 eine Querschnittansicht eines bestimmten
Teils einer zusammengesetzten Struktur aus magnetischer Schicht und Unterlage mit darin enthaltenen
Blasendomänen,
Fig. 2 eine Querschnittansicht eines geätzten Exemplars der in der Fig. 1 dargestellten Struktur,
F i g. 3 eine Querschnittansicht eines zweiten geätzten Exemplars der in der Fig. 1 dargestellten Struktur
und
Fig. 4 eine Querschnittansicht eines dritten geätzten Exemplars der in der Fig. 1 dargestellten Struktur.
Wie in der Fi g. 1 veranschaulicht ist, wird auf einer einkristallinen Unterlage 10 eine dünne Schicht aus
magnetischem Blasendomänenmaterial 12 ausgebildet.
Die Unterlage 10 ist ein einkristalliner Granat mit einer Zusammensetzung J1Q5O12, worin der J-Bestandteil wenigstens ein Element der aus Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium,
Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Lanthan, Yttrium, Calcium und Wismut bestehenden Gruppe ist und
der Q-Bestandteil wenigstens ein Element der aus Indium, Gallium, Scandium, Titan, Vanadin, Chrom,
Mangan, Rhodium, Zirkonium, Hafnium, Niob, Tantal, Aluminium, Phosphor, Arsen und Antimon bestehenden Gruppe ist.
Beispiele für Unterlagematerialien sind Y04^Gd2 ,,Ga5O12. Dy1165Gd215Ga5O12 und
Sm3Ga5O12.
Die Schicht aus dem Blasendomänenmaterial ist eine einkristalline Granatschicht mit einer Zusammensetzung J3Q5O12, worin der J-Bestandteil der
Schichtzusammensetzung wenigstens ein Element der aus Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium,
Holmium, Erbium, Thulium. Ytterbium, Lutetium, Lanthan und Yttrium bestehenden Gruppe enthält
und der Q-Bestandteil der Schichtzusammensetzung 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 entnommen ..«st.
Bevorzugte Schichtmaterialien sind Eisengranate wie z. B. Y3Ga14Fe38O12 und Tb3Fe5O1,.
Die zusammengesetzte Struktur aus Eisengranatschicht und Unterlage weist eine Schicht mit einer bestimmten
Magnetostriktionskonstanten und eine bestimmte Differenz zwischen den Gitterkonstanten der
Schicht und der Unterlage auf. Dieses Erfordernis wird im einzelnen in drei schwebenden deutschen Pa- »°
tentanmeldungen (Aktenzeichen P 2165 296.0, P 21 65 297.1 und P 2165298.2) erörtert, auf die hier
Bezug genommen wird.
Der Schichtteil 12, der in der Fi g. 1 dargestellt ist,
enthält Blasendomänen 14, die in im wesentlichen 1S
gleichmäßigen Abständen voneinander und von dem Rand der ursprünglich aufgewachsenen Schicht vorhanden
sind. Diese Blasendomänen sind durch Anlegen eines geeigneten Magnetfeldes gebildet worden.
Entlang der Kante 11 dar ursprünglich aufgewachse- *o
nen Schicht stellen die Domänen Schlangenkurven dar und werden an der Kante festgehalten. Diese Blasendomänen
haben im allgemeinen, wie z. B. in substituierten Eisengranaten, eine Größe von etwa
0,00064 cm und sind in einem Abstand voneinander a5 angeordnet, der etwa das Dreifache des Blasendomänendurchmessers
ausmacht.
Obwohl Granate die bevorzugten Materhlien für die Unterlage und die Schicht sind, können andere
Oxidmaterialien für die Unterlage benutzt werden, 3<> und zwar insbesondere wenn die Schicht aus einem
Orthoferritmaterial besteht.
Die in der Fig. 1 dargestellte zusammengesetzte Struktur aus Schicht und Unterlage wird dann einer
Ätzung unter Anwendung photolithographische Ätztechniken der in der Halbleiterindustrie im allgemeinen
benutzten Art unter Verwendung eines Ätzmittels, z. B. Phosphorsäure, unterworfen, wobei die in
der Fig. 2 dargestellten Kanten 24 und 26 gebildet werden. Zum Beispiel wird der Schichtteil 22 mit einer
dünnen Schicht aus Siliciumdioxid zwischen den Kanten 24 und 26 abgedeckt. Phosphorsäure greift den
Schichtteil 22 zwischen den Kanten 24 und 26 nicht an, während die Schichtteile 12 (nicht dargestellt) auf
der nicht abgedeckten Seite der Ränder 24 und 26 durch die Säure gelöst werden.
Wie in der Fig. 2 dargestellt ist, befinden sich die
Blasendomänen 28 in dem inneren Schichtteil 22. Die Blasendomänen 28 werden von den Rändern 24 und
26 abgestoßen. Die in Schlangenkurvenform vorliegenden Domänen 23 bleiben an den Gitterfehlordnungen
entlang des ungeätzten Randes 21 hängen, doch sind weder in Schlangenkurven vorliegende Domänen
noch Blasendomänen an den geätzten Rändern 24 und 26 vorhanden. Dje Gitterfehlordnungen entlang
des ungeätzten Randes 21 dienen als potentielle Stellen für unerwünschte Kernbildung oder Blasendomänenerzeugung.
In der Fi g. 3 ist die Schicht so geätzt, daß ein relativ schmaler Schichtstreifen 32 auf der Unterlage 30 mit
Rändern 34 und 36 ausgebildet worden ist. Eine einzige Linie aus Elasendomänen 38 ist in Abständen
in der Mitte des Streifens 32 und entfernt von den Rändern 34 und 36 angeordnet.
In der Fig. 4 hat die Schicht die Form einer Scheibe. Die Schicht ist unter Ausbildung einer
Scheibe 42 auf der Unterlage 40 geätzt worden. Blasendomänen 44 sind in der Mitte der Scheibe 42 und
entfernt von dem Scheibenrand 46 angeordnet. Wie in den Fig. 2,3 und 4 gezeigt ist, neigen die Blasendomänen
in den geätzten Schichten dazu, in einem Abstand entfernt von dem geätzten Rand der Schicht
aufzutreten. Dieser Zwischenraum, d. h. der Abstand von dem äußeren Schichtrand, führt zu einer Struktur,
die als solche für viele besondere Anwendungen von Geräten, in denen Blasendomänen eine Rolle spielen,
geeignet sind.
Obwohl mehrere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, ist davon
auszugehen, daß gemäß der Erfindung zahlreiche andere Gebilde oder Domänenkonstellationen durch
Ätzen erhalten werden können.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung einer für Blasendomänenanwendungsgebiete brauchbaren rna-
gnetischen Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß der ursprüngliche Rand der Schicht
entfernt und ein glatter, gut ausgeprägter Schichtrand gebildet wird, von dem durch Anlegen eines
Magnetfeldes gebildete Blasendomänen abgestoßen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ursprüngliche Rand der
Schicht durch Ätzen entfernt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch ge- 1S
kennzeichnet, daß die Schiebt mit Phosphorsäure geätzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht durch Ionenbombardement geätzt wird. ao
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ursprüngliche Rand der
Schicht durch Bearbeiten mit Laserstrahlen entfernt wird.
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