DE2647946A1

DE2647946A1 - Amorphe blaeschenfilmeinrichtung und verfahren zu ihrer herstellung

Info

Publication number: DE2647946A1
Application number: DE19762647946
Authority: DE
Inventors: Richard Michael Josephs
Original assignee: Sperry Rand Corp
Current assignee: Sperry Corp
Priority date: 1975-10-30
Filing date: 1976-10-22
Publication date: 1977-05-18
Also published as: US4013803A; GB1516776A; DE2647946C3; DE2647946B2; NL7611858A; JPS5254997A; JPS5525487B2

Description

D-8023 München-Pullach, Wisner S'.r. 2; Tel. (030) 7 33 33 71; Tele- C212147 bros d; Cables: «Patentibus» München

EM-2170 '; " ■ Se22. Oktober 1976

Sperry Rand Corporation, Avenue of the Americas, New York, New York - USA

Amorphe Bläschenfilmeinrichtung und Verfahren zu ihrer

Herstellung

Die Erfindung betrifft das Gebiet von Bläschenspeiehere inrieht ungeri, insbesondere vom amorphen Bläschentyp.

Gegenwärtig folgt die Herstellung von amorphen Bläschenfilmen dem bekannten Verfahren zur Herstellung von üblichen (d.h. kristallinen) Granat- bzw. Sohleifmittelfilmen (garnet films). Bei diesem bekannten Verfahren wird im allgemeinen ein Bläschenfilm bei relativ hoher Temperatur auf einem nicht-magnetischen Substrat abgeschieden. Ein isolierender Überzug wird danach auf dem Bläschenfilm aufgebracht, wonach.ein Permalloyfilm abgeschieden wird, der für die Magnetfeld- Zugriff schaltung verwendet wird (magnetic field access circuitry). Dieser Permalloyfilm wird bei einer niedrigeren Temperatur als der Bläschenfilm abgeschieden, jedoch in jedem Fall bei hoher Temperatur.

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Wenn das vorstehende Verfahren auf amorphe Bläscheneinrichtungen angewendet wird, treten verschiedene Probleme beim bekannten Stand der Technik auf. Im Unterschied zu Granatfilmen müssen amorphe F-ilme bei relativ niedriger Temperatur abgeschieden werden. Daher muß das nachfolgende Verarbeiten, nachdem der amorphe Film auf einem Substrat abgeschieden wurde, bei niedrigen Temperaturen durchgeführt werden, um den amorphen Film am Kristallisieren zu hindern. Dies führt zu mehreren unerwünschten Effekten in der Permalloysteuerschicht (permalloy drive layer), da die Permalloyfilme zu einer geringen Adhäsion und hohen Koerzitivkraft neigen. Ein Versuch zum Vermeiden dieser Probleme bestand in der Verwendung von Ni/Fe-Laminaten. Diese Mehrschichtstruktur ist viel komplizierter, so daß diese Maßnahmen die Permalloystruktur kompliziert haben. Diese Komplikation ist in "Electron-Beam Fabrication of High-Density Amorphous Devices", IEEE Trans. Mag 11, 114-2 (1975)» veranschaulicht worden.

Die Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für amorphe Bläffchenfilme, bei dem verschiedene Metallisier- und Quarzschichten zuerst auf ein Substrat bei Temperaturen aufgebrach werden, die hoch genug sind, um Filme der gewünschten Quali-

tat zu liefern. An diesem Punkt der Herstellung können fehlerhafte Einheiten verworfen werden,- während die Endstufe, die in der ITiedrigtemperaturabscheidung des amorphen Films besteht, auf einwandfreien Einheiten ausgeführt wird. Die ITiedertemperaturabscheidung kann zum Schluß durchgeführt werden, da die Aufdampfungen bei hoher Temperatur zuerst aufgetragen werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein neues Verfahren zur Herstellung von amorphen Bläschenfilme inriehtungen vorzusehen, bei dem gleichzeitig die gewünschten magnetischen Eigenschaften des amorphen Films und auch die der Ni/Pe-Steuerschaltung (Ui Fe drive circuit) und des Magnetwiderstands beibehalten werden.

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Die Erfindung betrifft also eine Technik zur Herstellung einer amorphen (d.h. nicht-kristallinen) Bläscheneinrichtung, mit der qualitativ hochwertige Permalloyfilme für Steuersehalt ungen und Magnetwiderstände vorgesehen werden können, die ohne Beeinträchtigung 4er magnetischen Eigenschaften des amorphen Filmsaufgetragen werden können.

Figur 1 betrifft das bekannte Verfahren zur Herstellung amorpher Filme;

Figur 2 betrifft das Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung.

Figur 1 erläutert im Detail die Herstellungsstufen, die beim bekannten Stand der Technik für übliche Bläschengranatfilmeinrichtungen angewendet werden. Dieses Verfahren ist mit Abwandlungen bei der bekannten Herstellung von amorphen Bläscheneinrichtungen angewendet worden. Die Verfahrensstufen für eine übliche Bläscheneinrichtung sind folgende.

Es wird ein nicht-magnetisches Substrat aus Gd^GacO^ (Gadolinium-gallium-granat) erhalten, auf dem durch Flussigphasen-Epitaxentechnik (epitaxy technique) ein magnetischer Granatblasenfilm beispielsweise der Formel Y₂ 33¹^o O9^EuO 53^^e3 9 Ga₁ ,.O₁₂ (Yttrium/Lanthan/Europium/Eisen/Gallium-Granat abgeschieden wird. Dieser magnetische Granatfilm wird bei einer Temperatur von etwa 950 ⁰C abgeschieden. Danach wird ein SiO₂- oder Quarzzwischenfilm auf den Blasenfilm aufgebracht, wonach der Permalloy- bzw.Ni/Fe-Film durch Aufdampfen bei einer Temperatur von etwa 325 bis 350 ⁰C aufgebracht wird. Es wird ein T-förmiges Muster durch Photolithographie aufgezeichnet, wonach das T-Muster aus der festen Permalloyschicht herausgeätzt wird. Danach wird eine Au oder Al (4 ^)/Cu-Schicht durch Aufdampfen auf dem T-Muster aufgebracht. Mit der Al/Cu-Schicht wird danach eine Musterbildung vorgenommen, um verschiedene Ieitungselemente zu bilden, die beim Betrieb der Speichereinrichtung erforderlich sind.

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Wenn man das vorstehende Verfahren auf die Herstellung von amorphen Filmen anwendet, stellt man fest, daß die folgende Verarbeitung nach dem Abscheiden des Blasenfilms bei etwa Raumtemperatur bei niedriger Temperatur vorgenommen werden muß, damit der Blasenfilm siicht kristallisiert. Da jedoch die Ni/Fe-Schicht bei einer"Temperatur von etwa 325 ⁰C aufgedampft werden muß ,während eine niedrige Temperatur wegen des amorphen Films angewendet werden muß, kann der Ni/Fe-FiIm eine schlechte Adhäsion, eine hohe Koerzitivkraft und einen geringen Magnetwiderstand zeigen. Es handelt sich um unerwünschte Merkmale';der" ITi/Fe-Steuer- und -Ifegnetwiderstandselemente. Diese Probleme werden durch die Bläscheneinriahtungsnerstellung gemäß Figur 2 gemindert oder vermieden.

Fach Figur 2 wird ein Quarzsubstrat verwendet. In der Technik ist es bekannt, daß irgendein nicht-kristallines Substrat wie Glas oder Quarz als auch kristallines Silicium, bei der Herstellung amorpher Filme verwendet werden können. Die verschiedenen Metallisierschichten unter Einschluß von Fi/ Fe und Au oder Al/Cu werden danach nacheinander bei Temperaturen aufgetragen, die hoch genug sind, um Filme der gewünschten Qualität zu erhalten. Wie beim bekannten Verfahren wird H"i/Fe bei etwa 325 ⁰C abgeschieden.

An diesem Punkt des Herstellungsverfahrens werden die Bläscheneinheiten untersucht. Die Einheiten, die nicht befriedigen, können verworfen werden. Dieses Verfahren bietet . eine wirtschaftliche Herstellung gegenüber dem bekannten Verfahren, da nach dem bekannten Stand der Technik Hi/Fe- und Au- oder Al/Cu-Schichten aufgedampft werden, nachdem der Bläschenfilm aufgetragen wurde. Wenn dementsprechend eine Bläscheneinrichtung infolge eines Defekts der Metallisierschichten (d.h. Fi/Fe, Au oder Al/Gu) verworfen wird, muß die gesamte Bläscheneinheit verworfen werden. Beim Verfahren gemäß Figur 2 muß die Bläscheneinheit jedoch nicht vervollständigt werden, wenn die Metallisierschichten nicht befriedigen.

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Wenn die Metallisierung in befriedigender Weise auf dem Quarz oder SiO«-Substrat vorgenommen worden ist, wird eine Quarzzwischenschicht auf ihr aufgebracht. Die Endstufe besteht
in der Niedertemperaturiildung des amorphen Bläschenfilms. Die Bläschenfilmbildung bei niedriger Temperatur wird bei einer Ab s ehe id. ungs temp era tür im Bereich von -166 bis 25 C durchgeführt.

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Claims

Patentansprüche:

Amorphe Bläschenfilmeinrichtung, gekennzeichnet durch eine amorphe BlaschenfUlmschicht, die sehr leicht durch Hitze beeinträchtigt werden kann und zeitlich als letzte aktive Schicht hergestellt und auf den anderen Schichten aufgebracht worden ist.
2. Bläschenfilmeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Substratschicht, eine Bläschenfilmschicht, eine Isolierschicht, eine'Magnetfilmschicht und eine Leitschicht, wobei die Magnetschicht auf der Substratschicht, die Leitschicht auf der Magnetschicht, die Isolierschicht auf der Leitschicht und die amorphe, nicht-kristalline Niedertemperatur-Bläschenfilmschicht auf der Isolierschicht aufgebracht ist.
3. Verfahren zur Herstellung der Bläschenfilmeinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Mehrzahl von Schichten unter Einschluß einer Substratschicht, einer Bläschenschicht, einer Isolierschicht, einer Magnetfilmschicht >und einer Leitschicht, dadurch gekennzeichnet, daß man die Magnetschicht auf der Substratschicht, die Leitschicht auf der Magnetschicht, die Isolierschicht auf der Leitschicht und die amorphe ÜTiedertemperatur-Bläschenfilmschicht auf der Isolierschicht ausbildet und eine Einrichtung mit amorphem Bläschenfilm herstellt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die amorphe U"iedertemperatur-Bläschenfilmschicht auf der Isolierschicht bei einer !Temperatur im Bereich von -166 bis +25 ⁰C aufbringt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Magnetschicht bei einer Temperatur im Bereich von 325 bis 350 ⁰O aufbringt.

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6. Yerfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Magnetschicht ein
Muster ätzt.
7. Yerfahren nach einem _;der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Magnetschicht nach der
Ausbildung der Leitschicht auf der Magnetschicht testet und die zum Teil vervollständigten "Einrichtungen verwirft, wenn man Mangel an der Magnetschicht und der Leitschicht feststell

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