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JPS61267313A - Manufacture of magnetic memory element - Google Patents

Manufacture of magnetic memory element

Info

Publication number
JPS61267313A
JPS61267313A JP60109727A JP10972785A JPS61267313A JP S61267313 A JPS61267313 A JP S61267313A JP 60109727 A JP60109727 A JP 60109727A JP 10972785 A JP10972785 A JP 10972785A JP S61267313 A JPS61267313 A JP S61267313A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
garnet
domain
film
magnetic
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60109727A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Gokan
後閑 博史
Osamu Okada
修 岡田
Yasuharu Hidaka
桧高 靖治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP60109727A priority Critical patent/JPS61267313A/en
Publication of JPS61267313A publication Critical patent/JPS61267313A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/14Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates
    • H01F41/24Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates from liquids
    • H01F41/28Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for applying magnetic films to substrates from liquids by liquid phase epitaxy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain the magnetic memory element of ultra-high density by a method wherein a photoresist pattern is baked at the temperature of the photoresist softening point or above, and a garnet is processed into saw-toothed form by performing an ion milling method. CONSTITUTION:A photoresist pattern 2 is formed on a garnet substrate 1, a resist is baked at the temperature of the resist-softening point or above, and then an ion milling is performed with argon-oxygen mixed gas. When the ion milling is continued further, the condition as shown in the diagram (d) is obtained. As a result, the saw tooth shape can be formed in an excellent controllability, and the magnetic garnet film 3 of good quality can be epitaxially grown in liquid phase.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は不揮発性の超高密度磁気記憶素子の製造方法に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for manufacturing a nonvolatile ultra-high density magnetic memory element.

(従来技術とその問題点) 高密度固体磁気記憶素子を月相して、磁気バブル素子の
開発がパーマロイデバイス、替オン注入コンテイギユア
スディスクデバイス、電流駆動デバイスおよびこれらを
組合せたいわゆる混成型デバイスについて各所で盛んに
行われている。これらのデバイスの高密度化の限界はバ
ブル転送路を形成スるためのフォトリングラフィ技術に
あるといわれていた。しかし、近年その技術が長足に進
歩し、その結果、高密度化のための材料すなわち、バブ
ル径をどこまで小さくできるかがふたたび問題視される
ようになってきた。現在使用されているガーネット材料
では、到達可能な最小バブル径は0.3μmといわれて
いる。したがって、0.3μm径以上のバブルを保持す
るバブル材料はガーネット材料以外に求めなければなら
ない0これは容易なことではなく、ここがバブル高密度
化の限界であるとさえ考えられている。
(Prior art and its problems) With the development of high-density solid-state magnetic storage elements, magnetic bubble elements have been developed such as permalloy devices, continuous injection continuous disk devices, current-driven devices, and so-called hybrid devices that combine these devices. Devices are being actively discussed in various places. It has been said that the limit to the high density of these devices lies in the photolithography technology used to form bubble transfer paths. However, in recent years, the technology has progressed rapidly, and as a result, the question of how much material can be used to increase the density, that is, how small the bubble diameter can be made, has once again become an issue. With the garnet materials currently in use, the minimum attainable bubble diameter is said to be 0.3 μm. Therefore, it is necessary to find a bubble material other than garnet material that can hold bubbles with a diameter of 0.3 μm or more. This is not an easy task, and it is even considered that this is the limit of increasing the bubble density.

このようなバブル保持層の特性に基く高密度化限界を大
幅に改善し得る磁気記憶素子として強磁性体膜に形成さ
れるストライプドメインの境界を形成するブロッホ磁壁
に存在する垂直プロッホラインを記憶単位として用いる
素子が発明された。
As a magnetic memory element that can significantly improve the densification limit based on the characteristics of such a bubble retention layer, we use vertical Bloch lines existing in the Bloch domain walls that form the boundaries of striped domains formed in a ferromagnetic film as a memory unit. A device for use was invented.

(特M昭57−182346) 本素子においてもつとも重要な部分の一つは情報蓄積部
(以下、マイナーループと称す)である。
(TokuM Sho 57-182346) One of the most important parts of this device is the information storage section (hereinafter referred to as the minor loop).

本磁気記憶素子は情報読出し手段と情報書込み手段と情
報蓄積手段を備えてなり、かつ、膜面に垂直な方向を磁
化容易方向とする強磁性体膜(フェリ磁性体膜を含む)
に存在するストライプドメインの周辺のブロッホ磁壁の
中に作った相隣殴合う垂直プロッホライン(以下VBL
と称す)対を記憶単位として用い、該垂直プロッホライ
ンをブロッホ磁壁内で転送する手段を有している。この
ような磁気記憶素子においては情報として書込まれたス
トライプドメイン磁壁土のVBL対を安定に保持し、か
つ、1ビツトずつ選択転送できるよう(にすることが不
可欠である。
This magnetic memory element is equipped with an information reading means, an information writing means, and an information storage means, and has a ferromagnetic film (including a ferrimagnetic film) whose easy magnetization direction is perpendicular to the film surface.
Vertical Bloch lines (hereinafter referred to as VBL
It uses pairs (referred to as . . . ) as a storage unit and has means for transferring the vertical Bloch lines within the Bloch domain wall. In such a magnetic memory element, it is essential to stably hold the VBL pairs of striped domain domain walls written as information and to be able to selectively transfer them one bit at a time.

このような基本動作を信頼性よく遂行するためには、ス
トライプドメイン磁壁の長さを一定に保つことが重要で
ある0ストライプドメインを一定の長さに保つことは磁
気ドメインの性質上非常に難しい。例えば、外部から膜
厚に垂直方向に磁界が加われば、たちまちその幅、長さ
は変化してしまう。このように、ストライプドメインの
形状変化、特に長さが変ると、磁壁内に書込んだ情報列
は乱れてしまい、記憶素子としての機能がなくなってし
まう。この困難を取除くためにはストライプドメイン尖
端部を所定位置に安定化するだめのポテンシャルウェル
をストライプドメイン保持層自体に設定する必要がある
In order to perform these basic operations reliably, it is important to keep the length of the stripe domain domain wall constant. Due to the nature of magnetic domains, it is extremely difficult to keep the length of the 0-stripe domain constant. . For example, if a magnetic field is applied from the outside in a direction perpendicular to the film thickness, the width and length will immediately change. As described above, if the shape of the stripe domain changes, especially the length, the information string written in the domain wall becomes disordered, and the function as a memory element is lost. To overcome this difficulty, it is necessary to provide a potential well in the stripe domain retention layer itself to stabilize the stripe domain tips in a predetermined position.

従来は第4図に示すように、ストライプドメインを配置
したい部分のストライプドメイン保持層表面を溝堀りし
、膜厚を薄(した部分にストライプドメインを安定化し
たコ第4図において4はストライプドメイン保持層、5
は磁化、7はストライプドメイン磁壁、8は基板、9は
ストライプドメイン安定存在領域、lOはグルーヴイン
グ溝壁である。この安定化法ではストライプドメイン幅
と表面の溝の幅との整合が非常に重要となる0本素子で
考えているプロッホラインのストライプドメイン磁壁に
沿っての駆動は膜面に垂直方向にパルスバイアス磁界を
加えて磁壁を動的に動かし、それによってプロッホライ
ン部に生じるジャイロ力を使りて行なう。このジャイロ
力は磁壁の移動速度に比例する。磁壁の移動速度は有効
パルスバイアス磁界(外部印加パルスバイアス磁界、ス
トライプドメイン形状から生じる反磁界、表面溝のの膜
厚段差から生じる反磁界などの代数和)の大きさに依存
する。従って、プロッホライン駆動力は外部から与える
パルスバイアス磁界の大きさとストライプドメイン幅と
表面溝の幅との整合の度合に依存する。また、プロッホ
ラインメモリでは磁気バブルを情報書込みおよび読出し
に使い、記憶部にストライプドメイン磁壁内のプロッホ
ラインを使う。そのため、磁気バブルとストライプドメ
インとを共存させること、および磁気バブル転送バイア
スマージンとプロッホライン転送バイアスマージン領域
とを一致させることが重要であるロ磁気バブル転送はこ
の素子ではストライプトメイン磁壁土のプロッホライン
対の安定性を考えて従来の面内磁界駆動方式の代9に、
電流駆動方式を用いる。それ故、磁気バブル転送特性は
バイアス磁界とバブル駆動電流振幅の間の関係式として
表わされる。他方、プロッホライン転送マージンはプロ
ッホラインが存在する磁壁に囲まれたストライプドメイ
ンの長さを一定に保つことを前提にして、プロッホライ
ン駆動用パルスバイアス磁界振幅とそのパルス幅との関
係の中に示される。
Conventionally, as shown in Fig. 4, the surface of the stripe domain holding layer is trenched in the area where the stripe domain is desired to be placed, and the stripe domain is stabilized in the thinned area. Domain retention layer, 5
is magnetization, 7 is a stripe domain domain wall, 8 is a substrate, 9 is a stripe domain stable region, and lO is a grooving groove wall. In this stabilization method, the matching between the stripe domain width and the groove width on the surface is very important.The drive along the stripe domain wall of the Ploch line, which is considered in a 0-line element, is performed using a pulsed bias magnetic field perpendicular to the film surface. This is done by dynamically moving the domain wall by applying , and using the gyroscopic force generated at the Ploch line. This gyroscopic force is proportional to the moving speed of the domain wall. The moving speed of the domain wall depends on the magnitude of the effective pulsed bias magnetic field (the algebraic sum of the externally applied pulsed bias magnetic field, the demagnetizing field generated from the stripe domain shape, the demagnetizing field generated from the film thickness step of the surface groove, etc.). Therefore, the Ploch line driving force depends on the magnitude of the externally applied pulse bias magnetic field and the degree of matching between the stripe domain width and the surface groove width. Furthermore, in the Ploch line memory, magnetic bubbles are used for writing and reading information, and Ploch lines within the striped domain domain walls are used for the storage section. Therefore, it is important to make the magnetic bubbles and striped domains coexist, and to match the magnetic bubble transfer bias margin and the Ploch line transfer bias margin area. Considering stability, compared to the conventional in-plane magnetic field drive method,
Uses current drive method. Therefore, the magnetic bubble transfer characteristic can be expressed as a relation between the bias magnetic field and the bubble drive current amplitude. On the other hand, the Ploch line transfer margin is expressed in the relationship between the amplitude of the Ploch line driving pulse bias magnetic field and its pulse width on the premise that the length of the striped domain surrounded by the domain wall where the Ploch line exists is kept constant.

したがって、バブル転送部とプロッホライン転送部とは
それぞれバブル安定転送バイアス磁界領域とストライプ
ドメイン安定存在バイアス磁界領域とを同一バイアス磁
界レベルで共有できるようになっていなければならない
Therefore, the bubble transfer section and the Plochline transfer section must be able to share the bubble stable transfer bias magnetic field region and the stripe domain stable existence bias magnetic field region at the same bias magnetic field level, respectively.

磁気バブルの有無によって情報を表わす場面、バブル転
送部が存在する領域には膜面垂直方向に適当なバイアス
磁界をかけておく必要がある。これに対してストライプ
ドメイン安定化領域では有効バイアス磁界ができるだけ
小さい方がよい。このような区別をつける方法としては
、バブル転送領域のみに局所的にバイアス磁界を加える
手段を備えるようにすることである。もつとも精度がよ
いのはストライプドメイン保持層上のバブル転送部に導
体パターンを配置し、導体に定常電流を与え、バイアス
磁界を局所的に与えることである0しかし、この方法は
このデバイスの特長である情報の不揮発性を阻害する。
When information is expressed by the presence or absence of magnetic bubbles, it is necessary to apply an appropriate bias magnetic field in the direction perpendicular to the film surface in the region where the bubble transfer section exists. On the other hand, in the striped domain stabilization region, it is better for the effective bias magnetic field to be as small as possible. A method for making such a distinction is to provide means for locally applying a bias magnetic field only to the bubble transfer region. The most accurate method is to place a conductor pattern in the bubble transfer area on the striped domain retention layer, apply a steady current to the conductor, and apply a bias magnetic field locally.However, this method is a feature of this device. It inhibits the non-volatility of some information.

また、バブル存在領域に膜面垂直方向にバイアス磁界が
有効に加わるように、バブル素子のバイアス磁界印加用
のフェライト磁石板のように、永久磁石板を設置する方
法もあるが、バブル存在領域とストライプドメイン存在
領域との境界を精度よく規定するのに手間がかかる〇 これに対し、マイナーループであるストライプドメイン
の長さを一定に保ち、かつ変形に対して自動的に復元力
を与える方策の一つに、第5図に示すような断面構造を
有する磁性ガーネット膜を実現することが有効であるo
8は表面が周期的な鋸歯状構造を有するガーネット基板
であり、4はその上に形成された磁性ガーネット膜であ
る0このような構造を実現すると基板面を(111)面
から傾けた部分では、その上に成長した膜の磁化容易方
向は、基板表面の鋸歯状面を反映した方向を向く0第5
図5,5′はそれぞれの部分で磁化容易方向を向いてい
る磁化を示している。これに外部印加面内磁界Hipを
第5図のように加えると、磁化向きは、第5図に5,5
′で示す向きに固定される。それに膜面に垂直にバイア
ス磁界Hzを加えると、磁化5をもつ領域6は基板面の
鋸歯状部の斜面の傾き角度および、ストライプドメイン
保持層の材料特性に依存するバイアス磁界値まで、安定
化される。つまり、ストライプドメインを高バイアス磁
界まで安定に保持できる。さらに、ストライプドメイン
形状、特に長さを一定に保つことができ、かつ、外部擾
乱によって長さが変ったときにはHipの作用により、
長さをもとに戻す復元力も得られるようになる。
There is also a method of installing a permanent magnet plate, such as a ferrite magnet plate for applying the bias magnetic field of a bubble element, so that a bias magnetic field is effectively applied to the bubble existing area in the direction perpendicular to the film surface. It takes time and effort to accurately define the boundary with the striped domain area.In contrast, we have developed a method that keeps the length of the striped domain, which is a minor loop, constant and automatically provides resilience against deformation. For one thing, it is effective to realize a magnetic garnet film having a cross-sectional structure as shown in FIG.
8 is a garnet substrate whose surface has a periodic sawtooth structure, and 4 is a magnetic garnet film formed on it. 0 When such a structure is realized, in the part where the substrate surface is tilted from the (111) plane, , the easy magnetization direction of the film grown on it is oriented in the direction reflecting the sawtooth surface of the substrate surface.
Figures 5 and 5' show the magnetization in the easy magnetization direction in each part. When an externally applied in-plane magnetic field Hip is added to this as shown in Figure 5, the magnetization direction becomes 5, 5 as shown in Figure 5.
It is fixed in the direction shown by '. When a bias magnetic field of Hz is applied perpendicular to the film surface, the region 6 with magnetization 5 is stabilized to a bias magnetic field value that depends on the inclination angle of the slope of the sawtooth portion of the substrate surface and the material properties of the striped domain retention layer. be done. In other words, the striped domains can be stably maintained up to high bias magnetic fields. Furthermore, the shape of the stripe domain, especially the length, can be kept constant, and when the length changes due to external disturbance, due to the action of Hip,
You will also have the ability to restore the length to its original length.

しかしながら、従来、このような断面構造を有する磁性
ガーネット膜を効果的に実現する方法は提案されていな
かった〇 (発明の目的) 本発明の目的はマイナーループであるストライプドメイ
ンの長さを一定に保ち、かつ、何らかの擾乱によって長
さが変っても、その擾乱がおさまれば、ストライプドメ
インかもとの位置まで戻る復元力をストライプドメイン
へ与えるようにしたVBL対を情報単位として用いる超
高密度の磁気記憶素子の製造方法を提供することにある
However, until now, no method has been proposed for effectively realizing a magnetic garnet film having such a cross-sectional structure. Ultra-high-density magnetic field that uses VBL pairs as information units to provide the stripe domain with a restoring force that returns the stripe domain to its original position when the disturbance subsides even if the length changes due to some disturbance. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a memory element.

(発明の構成) 本発明によれば、ガーネット基板上にフォトレジストパ
ターンを形成する工程と、該フォトレジストの軟化点以
上の温度でベーキングする工程と、アルゴン/酸素の混
合ガスで前記ガーネットをイオンミリングし、ガーネッ
ト表面を鋸歯状に加工する工程と、さらに該ガーネット
基板上に液相エピタキシャル成長法により磁性ガーネッ
ト膜を形成する工程を備えたことを特徴とする磁気記憶
素子の製造方法が得られる。
(Structure of the Invention) According to the present invention, there are a step of forming a photoresist pattern on a garnet substrate, a step of baking at a temperature higher than the softening point of the photoresist, and a step of ionizing the garnet with a mixed gas of argon/oxygen. A method for manufacturing a magnetic memory element is obtained, which comprises the steps of milling and processing the garnet surface into a sawtooth shape, and further forming a magnetic garnet film on the garnet substrate by liquid phase epitaxial growth.

(発明の詳細な説明) M1図(al〜klは、本発明による製造過程を図示し
たものである。ガーネット基板l上にフォトレジストパ
ターン2を形成しく第1図fa) ) 、レジストの軟
化点以上の温度でベーキングする(第1図(b) ) 
0次にアルゴン/酸素の混合ガスでイオンミリングする
(第1図(c) ) oイオンミリングをさらに続けた
場合第1図(d)に示す状態になるOこの後磁性ガーネ
ット膜を液相エピタキシャル成長する(第1図(e) 
)3ここで重要なことは、(d)に示すような鋸歯状形
状を制御性なく形成できることと(e)において良質な
磁性ガーネット膜を液相エピタキシャル成長できること
の2点である。
(Detailed Description of the Invention) Figure M1 (al to kl illustrate the manufacturing process according to the present invention. A photoresist pattern 2 is formed on a garnet substrate l (Figure 1 fa)), the softening point of the resist Baking at the above temperature (Figure 1 (b))
Next, ion milling is performed using a mixed gas of argon/oxygen (Fig. 1 (c)) o If ion milling is continued, the state shown in Fig. 1 (d) will be obtained. After this, a magnetic garnet film is grown by liquid phase epitaxial growth. (Figure 1(e)
)3 What is important here are that the sawtooth shape shown in (d) can be formed without control, and in (e) that a high quality magnetic garnet film can be grown by liquid phase epitaxial growth.

鋸歯状形状を得る方法として基板の一面に基板よシもイ
オンエツチングされ易い材料で鋸歯状形状を形成したも
のマスクとして、このマスクの上方よシ全面にイオン衝
撃を加え基板に鋸歯状形状を形成する方法が開示されて
いるo(特開昭59−47282号)しかしながら、こ
のような方法でガーネット基板に鋸歯状形状を転写して
みたところ、!スフ材料(たとえばフォトレジスト)の
微細な凸凹がガーネット基板に転写されるはかシでなく
、鋸歯状部の角度θを自由に制御することが困難であっ
たO 本発明者らは、鋸歯状形状を良好に形成する方法につい
て検討を加えた結果、フォトレジストマスクバクーンを
形成した後、フォトレジストO〕軟化点以上の温度たと
えばA21350J(商標名。
To obtain a sawtooth shape, a sawtooth shape is formed on one side of the substrate using a material that is easily etched by ions.As a mask, ion bombardment is applied to the entire surface of the mask from above to form a sawtooth shape on the substrate. However, when I tried to transfer a sawtooth shape onto a garnet substrate using this method, I found that! It was difficult to freely control the angle θ of the serrations because the fine irregularities of the fabric material (for example, photoresist) were not easily transferred to the garnet substrate. As a result of considering a method for forming a good shape, after forming a photoresist mask Bakun, a photoresist O] at a temperature above the softening point, such as A21350J (trade name).

米国ヘキスト社製)では135℃以上でベーキングを行
ないかつアルゴン/酸素の混合ガスでイオンミリングす
ると、マスク材料の微細な凸凹がガーネット基板に転写
されることなく、きわめて平滑な斜面がガーネット基板
に転写でき、しかも酸素分圧を制御することにより斜面
の角度を任意に制御できることを見出した。
(manufactured by Hoechst, USA), baking at 135°C or higher and ion milling with a mixed gas of argon/oxygen prevents the minute irregularities of the mask material from being transferred to the garnet substrate, and an extremely smooth slope is transferred to the garnet substrate. We have found that the angle of the slope can be arbitrarily controlled by controlling the oxygen partial pressure.

第2図は、ガーネット基板に形成された鋸歯状部の角度
θと酸素分圧との関係を示したものである。ここで、横
軸は全圧力に対する酸素分圧である。イオンミリング時
の加速エネルギーは500eV、アルゴン/酸素の全圧
力は2X10  Torrである0第3図(aL (b
)はそれぞれフォトレジストの軟化点以上のベーキング
を行なわない場合(a)と行なった場合(b)とで得ら
れる形状を比較したものである。見やすくするだめにエ
ツチングを途中で停止し、第1図(C)に相当する状態
の8HM観察球を示している。ベーキングを行なうと滑
らかな斜面が形成できることかわかる。もう一つの重要
な点は、良質な磁性ガーネット、膜を液相エピタキシャ
ル成長できるかどうかである。従来この工うな鋸歯状ガ
ーネット面に磁性ガーネット膜を成長させた例は報告さ
れていなかった。本発明者らは種々の鋸歯状部の角度θ
をもつガーネット基板を製造し、その上に磁性ガーネッ
ト膜の成長を試みたところ0が約30°以上になるとフ
ァセット面の成長が起り、初期Q〕鋸歯状部の角度とは
異った面が成長されることがらフ、0に沿って一様な膜
を成長させるためには鋸歯状部の方向をガーネット基板
上の特定範囲に限定する必要があった。θが30゜以下
であれば、鋸歯状部の方向をガーネット基板のどの方向
に設定しても一様な膜が成長されることがわかった。ま
た、イオンビーム照射面での成長不良もなく、イオンビ
ーム衝撃の影響もないことがわかった。これは恐らく、
液相エピタキシャル融液中でガーネット基板表面が再溶
融され、イオン衝撃層が除去されるためでは表いかと考
えている。
FIG. 2 shows the relationship between the angle θ of the serrations formed on the garnet substrate and the oxygen partial pressure. Here, the horizontal axis is the oxygen partial pressure relative to the total pressure. The acceleration energy during ion milling is 500 eV, and the total pressure of argon/oxygen is 2X10 Torr.
) is a comparison of the shapes obtained in (a) when baking to a temperature higher than the softening point of the photoresist is not performed and (b) when baking is performed. The 8HM observation sphere is shown in a state corresponding to FIG. 1(C), with the etching stopped midway to make it easier to see. It can be seen that a smooth slope can be formed by baking. Another important point is whether high-quality magnetic garnet films can be grown by liquid phase epitaxial growth. There have been no reports of growing a magnetic garnet film on this serrated garnet surface. The inventors have determined that various sawtooth angles θ
When we tried to grow a magnetic garnet film on a garnet substrate with Therefore, in order to grow a uniform film along the garnet substrate, it was necessary to limit the direction of the sawtooth portions to a specific range on the garnet substrate. It has been found that if θ is 30° or less, a uniform film can be grown regardless of the direction of the serrations on the garnet substrate. It was also found that there was no growth defect on the ion beam irradiated surface and that there was no effect of ion beam impact. This is probably
We believe that this is because the garnet substrate surface is remelted in the liquid phase epitaxial melt and the ion bombardment layer is removed.

以上述べたように、第1図に示した本発明による製造過
程により、鋸歯状構造を有したガーネット基板の上に磁
性ガーネット膜を成長させることができることがわかっ
た。
As described above, it has been found that a magnetic garnet film can be grown on a garnet substrate having a sawtooth structure by the manufacturing process according to the present invention shown in FIG.

(実施例) ガーネット基板GGG上に膜厚1.2μmの前述のホト
レジストAZ1350Jパターンを形成した。
(Example) The above-described photoresist AZ1350J pattern having a film thickness of 1.2 μm was formed on a garnet substrate GGG.

レジストパターン幅は4μm、パターン間隔は4μmと
した。レジストパターンを形成した後135℃で30分
間ベーキングした0この時の温度はレジストの軟化点以
上に選ぶことが重要であるが、温度が高すぎるとパター
ン幅の変動を伴なうので、注意が必要である0最適温度
はレジストの種類。
The resist pattern width was 4 μm, and the pattern interval was 4 μm. After forming the resist pattern, it was baked at 135°C for 30 minutes.It is important to select the temperature at this time to be above the softening point of the resist, but be careful as if the temperature is too high, the pattern width will fluctuate. The required optimum temperature depends on the type of resist.

膜厚、パターン幅に依存する。A21350Jについて
は135℃が最適であったが、膜厚及びパターン幅の減
少に伴ないこの温度よシ若干高くなる傾向にあった0試
料を自転可能な試料台にマウントし% Ar10Hの混
合ガスでガーネット基板をイオンミリングした。全圧力
2XIOTorr、酸素分圧0.3X10  Torr
、加速エネルギー500 eVの条件で27分間エツチ
ングした。この時の加工深さは0.28μmであ夛、傾
斜角は8°であった。マスクとして使用したレジストは
完全に消滅していた0工ツチング時間がこの時の値よシ
短い場合には加工深さは浅くなシ、レジストが残存する
。逆にエツチング時間がこの値より長い場合には、ガー
ネット基板に転写された形状は鋸歯状のま\保たれ加工
上の余裕度も広かった。
Depends on film thickness and pattern width. For A21350J, 135°C was optimal, but as the film thickness and pattern width decreased, the temperature tended to rise slightly above this temperature.The sample was mounted on a rotatable sample stand and heated with a mixed gas of %Ar10H. Ion milled a garnet substrate. Total pressure 2XIO Torr, oxygen partial pressure 0.3X10 Torr
Etching was performed for 27 minutes at an acceleration energy of 500 eV. The machining depth at this time was 0.28 μm, and the inclination angle was 8°. The resist used as a mask has completely disappeared.If the zero machining time is shorter than this value, the machining depth will not be shallow and the resist will remain. On the other hand, when the etching time was longer than this value, the shape transferred to the garnet substrate remained sawtooth-like and the processing latitude was wide.

次に鋸歯状に加工されたガーネット基板上に磁性ガーネ
ット膜を液相成長した。
Next, a magnetic garnet film was grown in liquid phase on the serrated garnet substrate.

膜組成は(Y8mGdLuBica)3(PeGe)5
0+2を用いた。フラックス成分はPbO,Bi2O3
である。成長温度は883℃であり、温冷却度は25℃
である0特性長は0119μm、膜厚は4μm、成長速
度は0.6μm/mlnである。このような条件で、鋸
歯状加工部を含めて良質なLPE膜が得られ、適当なバ
イアス磁場、面内磁場の存在下で、鋸歯状加工部にはス
トライプドメインが安定に保持され、バブルとの共存マ
ージンが確保された。
The film composition is (Y8mGdLuBica)3(PeGe)5
0+2 was used. Flux components are PbO, Bi2O3
It is. Growth temperature is 883℃, temperature cooling degree is 25℃
The zero characteristic length is 0119 μm, the film thickness is 4 μm, and the growth rate is 0.6 μm/mln. Under these conditions, a high-quality LPE film including the serrations can be obtained, and in the presence of an appropriate bias magnetic field and in-plane magnetic field, the stripe domains are stably maintained in the serrations, and bubbles and A margin for coexistence was secured.

(発明の効果) 以上述べたように本発明によればマイナールーズでなる
ストライプドメインそよ多安定的に保持することが可能
な、VBL対を情報単位とした磁気記憶素子の製造方法
が得られる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, it is possible to obtain a method of manufacturing a magnetic memory element using VBL pairs as information units, which is capable of stably retaining striped domains consisting of minor looseness.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)〜(e)は本発明の製造方法の例を示す図
、第2図はイオンミリング時の酸素分圧率と鋸歯状パタ
ーンの角度θとの関係を示す図、第3図(a)。 (b)はガーネット基板をイオンミリングする前にレジ
ストヲ軟化点以上の温度でベーキングした場合(b)と
しない場合を示す顕微鏡写真、第4図は従来例であるス
トライプドメイン保持層表面グルーヴイングした構造を
示す図、第5図はストライプドメインの安定化を図るだ
めの基板面を選択的に傾斜させた構造を示す図。 lはガーネット基板、2はレジストパターン、3は磁性
ガーネット膜、4はストライプドメイン保持層、5.5
’は磁化、6,9はストライプドメイン安定存在領域、
7はストライプドメイン磁壁、8は基板、lOはストラ
イプドメイン保持層表面グルーヴイング溝壁。 オ  1 図 (b) オ 2 図 酸素分圧率 手続補正書C−l5幻 60.9.26 昭和  年  月  日 1、事件の表示   昭和60年 特許 願第1097
27号2、発明の名称   磁気記憶素子の展進方法3
、補正をする者 事件との関係       出 願 人東京都港区芝五
丁目33番1号 4、代理人 5、補正命◆の日付    昭和60年8月27日(発
送日)6、補正の対象 図面の簡単な説明の欄 図面 7、補正の内容 1)明細書第15頁第15行目に[(b)としない場合
を示す顕微鏡写X5第4図は」とあるのを「(b)とし
ない場合を示す図、第4図は」と補正する。 2)本願添付図面第3図(a) (b)を別紙図面のよ
うに補正する。
FIGS. 1(a) to (e) are diagrams showing an example of the manufacturing method of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the oxygen partial pressure ratio and the angle θ of the sawtooth pattern during ion milling, and FIG. Figure (a). (b) is a micrograph showing the case (b) with and without baking the resist at a temperature above its softening point before ion milling the garnet substrate, and Figure 4 shows the conventional structure with grooved surface of the striped domain retention layer. FIG. 5 is a diagram showing a structure in which the substrate surface is selectively tilted in order to stabilize the stripe domain. 1 is a garnet substrate, 2 is a resist pattern, 3 is a magnetic garnet film, 4 is a striped domain retention layer, 5.5
' is magnetization, 6 and 9 are stripe domain stable existence regions,
7 is a striped domain domain wall, 8 is a substrate, and IO is a surface grooving groove wall of a striped domain holding layer. E 1 Figure (b) E 2 Figure Oxygen Partial Pressure Rate Procedural Amendment C-15 Vision 60.9.26 Showa Year Month Day 1, Incident Display 1985 Patent Application No. 1097
No. 27 No. 2, Title of the invention: Method for developing magnetic memory element 3
, Person making the amendment Relationship to the case Applicant: 5-33-1-4 Shiba, Minato-ku, Tokyo, Agent 5, Date of amendment order◆: August 27, 1985 (shipment date) 6, Subject of amendment Brief explanation of the drawings Drawing 7 Contents of amendment 1) In the 15th line of page 15 of the specification, the phrase [Micrograph 4, which is a diagram showing the case where the 2) The drawings attached to this application, Figures 3(a) and 3(b), shall be amended as shown in the attached drawings.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  ガーネット基板上にフォトレジストパターンを形成す
る工程と、該フォトレジスト材料の軟化点以上の温度で
該フォトレジストパターンをベーキングする工程と、該
フォトレジストをマスクとして前記ガーネット基板をア
ルゴン/酸素の混合ガスを用いてイオンミリングする工
程と、鋸歯状に表面加工されたガーネット基板上に液相
エピタキシャル成長法により磁性ガーネット膜を形成す
る工程とを備えたことを特徴とする磁気記憶素子の製造
方法。
forming a photoresist pattern on a garnet substrate; baking the photoresist pattern at a temperature higher than the softening point of the photoresist material; using the photoresist as a mask, the garnet substrate is exposed to a mixed gas of argon/oxygen. 1. A method for manufacturing a magnetic memory element, comprising: ion milling using a garnet substrate having a serrated surface; and forming a magnetic garnet film by liquid phase epitaxial growth on a garnet substrate whose surface has been processed into a sawtooth shape.
JP60109727A 1985-05-22 1985-05-22 Manufacture of magnetic memory element Pending JPS61267313A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009192783A (en) * 2008-02-14 2009-08-27 Sumitomo Electric Ind Ltd Manufacturing method of optical parts for laser processing
CN109023527A (en) * 2018-08-30 2018-12-18 电子科技大学 Anisotropy MAGNETIC GARNET FILMS GROWN and preparation method thereof outside a kind of face

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