Способ изготовления тонких ферромагнитных пленок с низкокоэрцитивными каналами продвижения плоских магнитных доменов Советский патент 1984 года по МПК G11C11/14 

, Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении запоминающих устройств на плоских магнитных доменах (НМД) . .

Известен способ изготовления тонних ферромагнитных пленок с низкокоэрцитивными каналами продвижения ПМД, основанный на нанесении на подложку слоя алюминия, выборочном травлении слоя алюминия и последующем на несении тонкой ферромагнитной пленки . Коэрцитивная сила ферромагнитной пленки там, где она наносится на сло алюминия, гораздо выше коэрцитивной силы в каналах, где она нанесена непосредственно на подложку Cl.

Недостатком-данного способа является неконтролируемость магнитных свойств низкокоэрцитивной пленки непосредственно в процессе изготовления Это служит причиной низкого процента выхода .годных изделий. Кроме того, перед нанесением ферромагнитной пленки на подложку с протравленным слоем алюминия необходимо тщательно очистить ее от всякого рода загрязнений Поскольку на подложку уже нанесен довольно тонкий и легкоповреждаемый слой алюминия, невозможно использовать такие эффективные методы очистки, как химический, механический с применением ультразвука и ионная бомбардировка. Поэтому из-за недостаточной очистки в каналах могут остаться частицы фоторезиста и других примесей, которые приводят к снижению качества низкокоэрцитивных каналов, главным образом, из-за существенного уменьшения поля зародышеобразования ПМД.

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления тонких ферЕЮмагнитных пленок с низкокоэрцитивными канала1«1 продвижения ПМД, основанный на нанесении на поверхность магнитомягкой пленки фоторезиста, выборочном травлении фоторезиста и последующем нанесении магнитожесткой пленки. В местах , где отсутс -вует фоторезист, за счет обменного взаимодействия между двумя пленкс1ми коэрцитивная сила магнитомягкой пленки возрастает до 40-50 Э в результате обменной связи между магнитомягкой и магнитожесткой пленками. Там, где есть фоторезист, коэрцитивная магнитомягкой пленки не меняет.ся f2.

Недостатком известного способа является низкая воспроизводимость коэрцитивной силы пленки, вызываемая неизбежным загрязнением поверхности магнитомягкой пленки в растворах или вакуумной камере, щ)иводящим к уменьшению обменной связи.

Цель изобретения - повьииение надежности изготовления тонких ферромаг

нитных пленок с низкокоэрцитивными каналами продвижения ПМД.

Поставленная цель достигается те что при способе изготовления тонких ферромагнитных пленок с низкокоэрцитивными каналами продвиясения ПМД, основанном на нанесении на поверхно магнитомягкой пленки фоторезиста, вборочном травлении фоторезиста и последующем нанесении магнитожесткой ппенки, перед нанесением последней подвергают свободные от фоторезиста участки магнитомягкой пленки химическому травлению и прекращают химическое травление при достижении коэрцитивной силы указанных участков магнитомягкой пленки 50-70 Э.

При этом химическое травление магнитомягкой пленки осуществляют водным раствором, содержащим моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля и концентрированную серную кислоту в соотношении, мл/л: Моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля10-60V Концентрированная

серная кислота 0,5-3

Температуру водного раствора под держивают в пределах 20-40с.

Сущность предложенного способа заключается в том, что первоначально химическим травлением уменьшают толщину магнитомягкой пленки, одновременно повышая ее коэрцитивную силу до необходимой величины. При этом потеря толщины пленки вне каналов не является критичной, более того, этот перепад увеличивают, чтобы увеличить коэрцитивную силу пленки, примыкающей к каналам. Затем на протравленную часть магнитомягкой пленки наносят магнитожесткую пленку. Таким образом, исчезает необходимость в обменном взаимодействии между магнитомягкой и магнитожест- , кой пленками, таккак коэрцитивная сила пленки вне каналов определяется минимальной коэрцитивной силой или протравленной части магнитомягкой пленки, или магнитожесткой пленки. В то же время магнитожесткая пленка устраняет полученный в результате травления перепад в толщине магнитомягкой пленки, уничтожая существовавшие на краях канала рассеивания, и одновременно может служить материалом для магнитожестких аппликаций для регистра сдвига на ПМД с локальными полями стабилизации (ЛПС).

На фиг. 1 изображена конструкция установки для химического травления тонких ферромагнитных пленок, предназначенная для реализации предложенного способа; на фиг. 2 - магни .томягкая пленка с фоторезистом до травления; на фиг. 3 - то же, после

травления; на Фиг. 4 - то же, посленанесения магнитожесткой пленки; на фиг. 5 - структура пленки после снятия фоторезиста.

Установка для химического травления тонких ферромагнитных пленок содержит кассету 1 с образцом пленки, помещенную в ванну 2 с раствором 3 для травления. Для поддержания нужной температуры ванна 2 помещена в нагреватель 4. Для поддержания однородности раствора по всей поверхности пленки предусмотрена механическая мешалка 5. Ванна размещается в однородном синусоидальном перемагничивающем поле, создаваемом катушками Гельмгольца 6. Ферромагнитная пленка ориентирована в ванне так, что ее ось легкого намагничивания параллель на . направлению перемагничивающего . поля. В непосредственной близости от пленки, но за пределами ванны, располагается съемная катушка 7 индуктивности (катушки 8 и 9 индуктивности служат для компенсации сигнал-помехи, наводимого в съемной катушке) Сигнал перемагничйвания пленки усиливае.тся, интегрируется и подается на горизонтальные пластины ферротестера 10. На эти пластины подается сигнал, пропорциональный амплитуде перемагничивающего поля. В результате на экране ферротестера 10 видна петля гистерезиса пленки во время травления, причем ее амплитуда пропорциональная толщине пленки. Контроль по толпщне необходим для того, чтобы знать толщину стравленной пленки, что необходимо для осаждения магнитожесткой пленки с требуемой для нормальной работы устройства толщиной.

Изготовление требуемой ферромагнитной пленки в соответствии с предложенным способом начинается с нанесения фоторезиста 11 на магнитомягкую пленку 12, расположенную на подложке 13. Фоторезист закрывает области низкокоэрцитивных каналов, защищая их от воздействия травящего раствора. После задубливания подложка 13 вставляется в кассету 1 и опускается в раствор для травления. Одновременно на экране ферротестера 10 появляется петля гистерезиса травящейся пленки. Травление происходит в водном.растворе, содержащем 1060 МП/л поверхностно-активного вещества (моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля) и 0,5.-3 мл/л концентрированной серной кислоты. Температура раствора при травлении 20-40 0. В данных диапазонах температуры и концентрадии поверхностно-активного

вещества (ПАЕ) и кислоты процесс травления происходит в оптимальных условиях, т.е. за минимальное время при приемлимой однородности магнитных свойств и толщин оставшейся пленки. При уменьшении содержания в растворе ПЛВ ниже 10 мл/л травление магнитной пленки становится крайне неоднородным,, увеличение содержания ПАВ выше 60 мл/л не приводит к улучшению однородности, а лишь затрудняет отмывку поверхности после процесса травления, так как молекулы ПАВ адсорбируются на поверхности пленки. Уменьшение содержания серной кислоты ниже 0,5 мл/л приводит к существенному увеличению времени травления, увеличение содержания серной кислоты выше 3 мл/л не приводит к сокращению времени травления или каким-либо другим улучшениям процесса. Уменьшение температуры раствора ниже 20°С приводит к увеличению времени травления что недопустимо, так как -приводит к подтраву низкокоэрцитивных каналов, защищенных фоторезистом. Увеличение температуры выше 40С может приводит к разрушению фоторезиста.

Процесс травления контролируется измерением параметров петли гистерезиса пленки. При достижении требуемо величины коэрцитивной силы пленки процесс травления прерывается, образец пленки вынимается из кассеты, промывается и сушится. Далее, например, при химическом осаждении магнитожесткой пленки подложка 13 погружается в ванну с раствором для химического кобальтирования. Скорость осалдения кобальт-фосфорной пленки при постоянном режиме осаждения не меняется, поэтому толщина покрытия определяется временем осаждения. После операции осаждения на протравленной магнитомягкой пленке 12 и фоторезист 11 образуется магнитожесткая пленка 14. Последней операцией при изготовлении тонких ферромагнитных пленок с низкокоэрцитивными Каналами продвижения ПМД является снятие фо|Торезиста 11 с осевшей на него магнитожесткой пленкой 14.

Использование предложенного способа изготовления тонких ферромагнитных пленок с низкокоэрцитивными каналами продвижения ПМД позволит повысить надежность этой, операции, в первую очередь повторяемость результатов, и получить приемлилие рабочие характеристики устройств на ПМД при сохранении таких преимуществ других способов, как контролируемость процессов и их относительная простота

13

Фиг.2

1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТСЖКИХ ФЕРРОМАГНИТШах ПЛЕНОК С НИЗКОКОЭРЦИТИВНЫМИ КАНАЛАМИ ПРОДВИЖЕНИЯ ПЛОСКИХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНОВ, основанный на нанесении на поверхность магнитомЯгкой тшенки фоторезиста, выборочном травлении фоторезиста и последующем нанесениимагнитожесткой пленки, отличаюйЛийся тем, что, с целью повышения нгщежиости изготовления тонких ферромагнитных пленок с низкокоэрцитивными каналами продвижения плоских магнитных доменов, перед нанесением магнитожесткой плен.ки подвергают свободные от фоторезиста участки магнитомягкой пленки химическому травлению и прекращают химическое травление при достижении коэрцитивной силы указанных участков магнитомягкой пленки 50-70 Э. 2.Способ по п.1, отличающий с я тем, что химическое травление магнитомягкой пленки осуществляют водным раствором, содержащим моноалки-лфениловый эфир полиэтилен гликоля и концентрированную серную кислоту в :соотношении, мл/л: Мон оалкил фенил овый эфир полиэтиленгликоля10-60 Концентрированная серная кислота 0,5-3 3.Способ по п. 2, о т л и ч а ющ и и с я тем, что температуру водного раствора поддерживают в пределах 20-40 С. СО СХ)

12

13

Ik

Фиг. 5

/У

фиеЗ

f9