183257. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés minták vékony mágneses rétegei mágneses buborékdomén kollapszus terének meghatározására
1 183 257 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés minták vékony mágneses rétegei mágneses buborékdomén kollapszus terének meghatározására. A találmány szerinti eljárás és berendezés segítségével lehetővé válik a mágneses buborékdomének kollapszus terének gyors és pontos meghatározása. Mint ismeretes, a buborékanyagok minősítése a buborékmemória gyártási technológia szerves része. Ugyanis, egyrészt az eszközkészítés során pontosan ismerni kell az anyagok paramétereit minden egyes réteg esetén, másrészt a minősítés a rétegnövesztés számára is nélkülözhetetlen, mivel állandó kontrollt és visszajelzést jelent számára. A buborékdomének, vagy más néven hengeres mágneses buborékdomének a buborékmemóriákban az információ hordozói. Egykristály hordozóra folyadékfázisú epitaxiális módszerrel növesztett vékony mágneses rétegben alakulnak ki, fenntartásukhoz állandó mágneses tér szükséges. Ha ez az állandó mágneses tér egy bizonyos értéket túllép, akkor a buborékdomének összeroppannak. Ezt a mágneses tér értéket nevezzük kollapszus térnek. Ismerete nélkülözhetetlen az eszközkészítés szempontjából. Ezért tehát minden egyes rétegen meg kell mérni az értékét. Ebből következik, hogy olyan mérési módszerek szükségesek, amelyek gyorsan elvégezhetők és nem járnak a rétegek roncsolásával. A hagyományos mérési módszerek egyike a vizuális mérés. A vizsgálandó mintát - anyagot - polarizációs mikroszkópba helyezik, ahol speciális tekercsrendszer segítségével először buborékrácsot keltenek, majd a réteg felületére merőleges irányú előfeszítő mágneses tér növelésével a buborékokat összeroppantják. Ez a módszer meglehetősen fáradságos és időigényes, drága polarizációs mikroszkópot igényel, pontossága nem kielégítő, szubjektív kiértékelésű és nem marad a mérésről megbízható dokumentum. Az egyre kisebb méretű buborékokat tartalmazó anyagok térhódításával hátrányai erősen növekszenek. Ilyen módszert több helyen is ismertetnek (Moody et al., Monsanto In. Rept., 1972, Josephs, AIP Conf. Proc. 10, 286 [1973], Fowlis et al., AIP Conf. Proc. 5, 240 [1972]). Egy másik módszer, amelyet japán kutatók fejlesztettek ki (Nakagawa et al., IEEE Trans. Magn., MAG-11, 1397 [1975]), szintén polarizációs mikroszkópon alapul, de erre érzékelőként fotomultipliert szerelnek és ennek segítségével végzik el a mérést. Ez a módszer kiküszöböli a szubjektív hibát, valamint a mérés szemet fárasztó voltát és mérési dokumentumot is szolgáltat. Probléma azonban ott jelentkezik, hogy a szemmel mért kollapszus tér értékek lényegesen különböznek a regisztrátum alapján megállapított értékektől. Ennek valószínű magyarázatát Balaskó M-nak és Pardavi M- nak az Applied Physics-ben (16, 75 [1978]) közölt publikációjában találjuk. Ők is vizsgálták ezt a módszert és megállapították, hogy a regisztrátumon látható töréspontok — amelyeket a korábbi szerzők a buborékdomének kollapszusával magyaráztak - valójában a buborékok elliptikus torzulásának megszűnését jelentik. Balaskó M. és Pardavi M. a fent említett munkájában két olyan mérési módszert ismertetett, amelyek valóban megszüntetik a mérés szemet fárasztó voltát. Az eljárásban multiplieres detektálást alkalmaznak és megbízható mérési dokumentumot szolgáltatnak. Potenciálisan utalnak a polarizációs mikroszkóp lézerfénnyel való felváltásának lehetőségére, valamint az automatizálási lehetőségekre, amely sorozatgyártásnál nélkülözhetetlen. A módszer alapja, hogy a buborékdomének kollapszus terét elektronikusan detektálja, és X—Y írón megjelenő mérési regisztrátumból lehet az értékét meghatározni Hátránya, hogy a mérés mindössze 1200—1600 A/m-nyi * mágneses tér értéket képes egyszerre átfogni, a mágneses rétegek növesztési paramétereinek beállítása során azonban ennél nagyobb mágneses tér értékek is előfordulhatnak, és ekkor több iterációs lépés szükséges a kollapszus tér meghatározásához, ami jelentős időveszteséget okoz. Szükség van tehát a pontos, elektronikus mérés előtt a kollapszus tér közelítő, vizuális meghatározására. A módszer alkalmazása a kezelő személyzet megfelelő begyakorlottságát igényli, és a megfigyelés mikroszkópban történik. Vértesy G. és Balaskó M. 1978-ban az OPTIKA ’78 konferencián tartott előadásukban egy lézeres kollapszus tér mérési elrendezést ismertettek, amely módszereiben a fent említett publikáción alapult. Ez volt az első eset, hogy buborékdomén kollapszus teret lézerfényes megvilágításban mértek. Az irodalomban leírtak olyan eljárásokat is, amelyekben nem közvetlenül a kollapszus teret határozzák meg, hanem a réteg telítési mágnesezettségét, és ebből számolják ki a kollapszus teret. Ezek a mérések optikai úton történnek, teljesen automatizáltak, viszont számítógép szükséges hozzájuk és csak közvetve, számítások útján adódik a kollapszus tér értéke, ami a mérés hibáját . megnövelheti (Henry, IEEE Trans. Magn. MAG-I3, 1527 [1977]; Sun, INTERMAG Conf., Boston, 1980. Paper 1-7). Egy további módszer, amellyel meg lehet határozni a kollapszus teret, az alacsonyfrekvenciás váltóáramú szuszceptibilitás mérése. E módszert amerikai kutatók ismertették (Martensee et al., J. Appl. Phys., 49, 1882 [1978], Mier et al., J. Appl. Phys., 50, 2185 [1979]). A módszer roricsolásmentes, viszont a kollapszus tér közvetve, más paraméterek mérése alapján adódik. Még egy további, szintén nem optikai mérési eljárás a rétegek hiszterézisgörbéjének felvétele és ebből következtetés a kollapszus térre (Omiggio et al., J. Appl. Phys., 50. 2182 [1979]). Azonban azonkívül, hogy itt is közvetett úton nyerik a kollapszus teret, a mérés nem is eléggé megbízható és csak 25 mm átmérőjű szeletek mérését teszi lehetővé. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt valamennyi nehézség egyidejű kiküszöbölése és olyan eljárás és berendezés kidolgozása, amely biztosítja a minták vékony mágneses rétegei mágneses buborékdomén kollapszus terének vizuális megfigyelést nem igénylő, gyorsan elvégezhető, a vékony mágneses réteget nem roncsoló, megbízható eredményt szolgáltató meghatározását a berendezés egyszerű felépítése mellett. A találmánnyal megoldandó feladatot ennek megfelelően olyan eljárás és berendezés kialakításában jelölhetjük meg. mely alkalmas minták vékony mágneses rétegében a mágneses buborékdomén kollapszus terének meghatározására. További feladat, hogy az ismeretlen minta kollapszus terét egy mérésből meg lehessen határozni, tehát meg kell növelni az elektronikus mérés mérési tartományát, de úgy, hogy a mérési pontosság még megfelelő maradjon. A mérési tartománynak akkorának kell lennie, hogy gyakorlatilag az összes minta kollapszus tere beleessen. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött 5 10 15 20 25 3Q 35 40 45 50 55 6C 65 2
