JPS58215004A - イオン注入バブルデバイス用結晶 - Google Patents
イオン注入バブルデバイス用結晶Info
- Publication number
- JPS58215004A JPS58215004A JP57098117A JP9811782A JPS58215004A JP S58215004 A JPS58215004 A JP S58215004A JP 57098117 A JP57098117 A JP 57098117A JP 9811782 A JP9811782 A JP 9811782A JP S58215004 A JPS58215004 A JP S58215004A
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- JP
- Japan
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- bubble
- crystal
- thin film
- ion
- magnetic thin
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
- H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
- H01F10/18—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being compounds
- H01F10/20—Ferrites
- H01F10/24—Garnets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、イオン注入バブルデバイス用結晶に関し、該
結晶の結晶磁気異方性の絶対値を減少させようとするも
のである。
結晶の結晶磁気異方性の絶対値を減少させようとするも
のである。
技術の背景
磁気バブル装置はＧＧＧ非磁性基板に磁性薄膜をエピタ
キシャル成長させてなる基板を用いるものが多く、従来
はか＼る基板にバブル発生およびゲート用導体パターン
およびバブル転送用磁性パターン等を被着してバブル制
御することが普通であった。しかしメモリの大容量化等
を狙ってバブルが微小化するにつれて、Ｔ、Ｉ、ハーフ
ディスクなどの各素子間にギャップがある転送用磁性パ
ターンを用いる方式は製作上の問題から採用が困難にな
り、代って上記磁性薄膜にイオン注入して無ギヤツプ連
続転送パターンを形成する方式が採用されつ＼ある。即
ちＧＧＧ基板にエピタキシャル成長させた磁性薄膜は基
板厚み方向に磁化容易であるがイオン注入すると基板表
面に平行な方向に磁化容易となり、イオン注入領域と非
注入領域との境界をバブル転送に適するパターン例えば
多数の半円を継ぎ合せたパターンにすると、回転磁界に
従ってバブルは該パターンに沿って移動するようになり
、パーマロイなどで作るハーフディスク転送用磁性パタ
ーンなどは不要どなる。しかも転送パターンはＴ、Ｉま
たはハーフディスクなどのように個々に分離してはいな
い無間隙連続体であり、イオン注入だけでできるから微
細加工が容易で、１μｍ程度の径の微細バブル用のデバ
イスも容易に製作可能である。
キシャル成長させてなる基板を用いるものが多く、従来
はか＼る基板にバブル発生およびゲート用導体パターン
およびバブル転送用磁性パターン等を被着してバブル制
御することが普通であった。しかしメモリの大容量化等
を狙ってバブルが微小化するにつれて、Ｔ、Ｉ、ハーフ
ディスクなどの各素子間にギャップがある転送用磁性パ
ターンを用いる方式は製作上の問題から採用が困難にな
り、代って上記磁性薄膜にイオン注入して無ギヤツプ連
続転送パターンを形成する方式が採用されつ＼ある。即
ちＧＧＧ基板にエピタキシャル成長させた磁性薄膜は基
板厚み方向に磁化容易であるがイオン注入すると基板表
面に平行な方向に磁化容易となり、イオン注入領域と非
注入領域との境界をバブル転送に適するパターン例えば
多数の半円を継ぎ合せたパターンにすると、回転磁界に
従ってバブルは該パターンに沿って移動するようになり
、パーマロイなどで作るハーフディスク転送用磁性パタ
ーンなどは不要どなる。しかも転送パターンはＴ、Ｉま
たはハーフディスクなどのように個々に分離してはいな
い無間隙連続体であり、イオン注入だけでできるから微
細加工が容易で、１μｍ程度の径の微細バブル用のデバ
イスも容易に製作可能である。
従来技術と問題点
か−るイオン注入用バブルデバイス用結晶つまり上記磁
性薄膜では結晶の磁気異方性定数に＋が問題である。こ
の定数に１はバブル用結晶では通常質であるのでここで
はその絶対値をとってＩＫＩ１で扱うが、１Ｋ１１が大
であるとバブルを転送路に沿って一方向に駆動するのと
その逆方向の駆動とでは必要な駆動力が大きく異なるこ
とになり、バブル駆動が厄介になる。ｌＫ１１が小であ
ればバブルをどの方向へ駆動するのも同じ強さの駆動回
転磁界でよく、バブル駆動が容易であるからバブル用磁
性薄膜にはＩＫＩ ｌの小さいものがよい。（ＹＳｍＬ
ｕＣａ）３ （ＧｅＦｅ）５０１２．はバブル用磁性
薄膜として優れた特性を持っているが、この結晶でＩＫ
Ｉ ｌを減少すべくルテニウムイオンＲｕ３＋を添加す
ることが試みられたが、Ｒｕ３＋の添加は逆にＩＫＩ
ｌを増加させてしまい、ＩＫＩ ｌ減少にはならなかっ
た。
性薄膜では結晶の磁気異方性定数に＋が問題である。こ
の定数に１はバブル用結晶では通常質であるのでここで
はその絶対値をとってＩＫＩ１で扱うが、１Ｋ１１が大
であるとバブルを転送路に沿って一方向に駆動するのと
その逆方向の駆動とでは必要な駆動力が大きく異なるこ
とになり、バブル駆動が厄介になる。ｌＫ１１が小であ
ればバブルをどの方向へ駆動するのも同じ強さの駆動回
転磁界でよく、バブル駆動が容易であるからバブル用磁
性薄膜にはＩＫＩ ｌの小さいものがよい。（ＹＳｍＬ
ｕＣａ）３ （ＧｅＦｅ）５０１２．はバブル用磁性
薄膜として優れた特性を持っているが、この結晶でＩＫ
Ｉ ｌを減少すべくルテニウムイオンＲｕ３＋を添加す
ることが試みられたが、Ｒｕ３＋の添加は逆にＩＫＩ
ｌを増加させてしまい、ＩＫＩ ｌ減少にはならなかっ
た。
発明の目的
本発明はイオン注入バブルデバイスの動作特性向上を狙
って該デバイスに用いる磁性薄膜の異方性定数ＩＫ１
ｌを制御、特に小にしようとするものである。
って該デバイスに用いる磁性薄膜の異方性定数ＩＫ１
ｌを制御、特に小にしようとするものである。
発明の構成
本発明は結晶基板上にエピタキシャル成長して磁性薄膜
を形成しそしてイオン注入によりバブル伝播パターンを
形成されるイオン注入バブルデバイス用結晶において、
（ＹＳｍＬｕＣａ）３ （ＧｅＦｅ）５０＋□なる組
成を持ち、かつ５ Ｃｏ ／ Ｆ ｅが０．１０〜０．
２０の範囲で遷移金属イオンＣ０２＋を添加されて結晶
磁気異方性定数ｌＫ＋ ｌおよび異方性磁界Ｈ４を制御
されてなることを特徴とするものであるが、次に実施例
を参照しながらこれを説明する。
を形成しそしてイオン注入によりバブル伝播パターンを
形成されるイオン注入バブルデバイス用結晶において、
（ＹＳｍＬｕＣａ）３ （ＧｅＦｅ）５０＋□なる組
成を持ち、かつ５ Ｃｏ ／ Ｆ ｅが０．１０〜０．
２０の範囲で遷移金属イオンＣ０２＋を添加されて結晶
磁気異方性定数ｌＫ＋ ｌおよび異方性磁界Ｈ４を制御
されてなることを特徴とするものであるが、次に実施例
を参照しながらこれを説明する。
発明の実施例
バブル径１μｍのバブルデバイス用イオン注入Ｓｙｓ結
晶（ＹＳｍＬｕＣａ）３ （ＧｅＦｅ）ａ。
晶（ＹＳｍＬｕＣａ）３ （ＧｅＦｅ）ａ。
１□にコバルトイオンＣ○ を添加した場合のコバルト
添加量対ｌ Ｋ ＋ ｌ （ｅｒｇ ／ａｄ）の関係
を第１図に示す。このグラフから明らかなようにコバル
ト添加量が増すにつれてｌＫ１１はは＼′直線的に減少
し、５ Ｃｏ ／ Ｆ ｅが０．１５を越える辺りから
逆に増加を始める。従って最も好ましい添加量は５ Ｃ
ｏ ／ Ｆ ｅ ＝ ０．１５であるが、０．１０〜０
．２０の範囲なら効果が認められる。これよりコバルト
添加量を少なくしてもまた多くしても効果が薄（なり、
特に多くする場合は、コバルト添加に対応させてｓｙｓ
結晶のある成分本例ではＧｅを減少させるので他の磁気
特性に悪影響を与える恐れがある。なおＩＫＩ １が減
少する範囲はコバルトが２価のイオンＣ０２＋で入って
おり、０．１５を越えて増加する範囲ではこれが３価の
イオンＣｏ”＋に変っていると推定できる。またコバル
トは２価のイオンとして、具体的には酸化コバルトｃｏ
○として添加しないで、Ｃｏ単体で添加すると、ｓＹＳ
結晶中へは３＋ｉＩ［ｉのイオンとして入る恐れがある
。
添加量対ｌ Ｋ ＋ ｌ （ｅｒｇ ／ａｄ）の関係
を第１図に示す。このグラフから明らかなようにコバル
ト添加量が増すにつれてｌＫ１１はは＼′直線的に減少
し、５ Ｃｏ ／ Ｆ ｅが０．１５を越える辺りから
逆に増加を始める。従って最も好ましい添加量は５ Ｃ
ｏ ／ Ｆ ｅ ＝ ０．１５であるが、０．１０〜０
．２０の範囲なら効果が認められる。これよりコバルト
添加量を少なくしてもまた多くしても効果が薄（なり、
特に多くする場合は、コバルト添加に対応させてｓｙｓ
結晶のある成分本例ではＧｅを減少させるので他の磁気
特性に悪影響を与える恐れがある。なおＩＫＩ １が減
少する範囲はコバルトが２価のイオンＣ０２＋で入って
おり、０．１５を越えて増加する範囲ではこれが３価の
イオンＣｏ”＋に変っていると推定できる。またコバル
トは２価のイオンとして、具体的には酸化コバルトｃｏ
○として添加しないで、Ｃｏ単体で添加すると、ｓＹＳ
結晶中へは３＋ｉＩ［ｉのイオンとして入る恐れがある
。
またＣ０２＋添加でＳＹＳ結晶のｌＫ１１を減少できる
理由は、この磁性酸化物中の８面***置にＣｏ２＋が入
ってその単一イオン性の大きいに１によりＳＹＳ結晶の
に＋（負値）をプラス方向に変化させることによると解
される。
理由は、この磁性酸化物中の８面***置にＣｏ２＋が入
ってその単一イオン性の大きいに１によりＳＹＳ結晶の
に＋（負値）をプラス方向に変化させることによると解
される。
第２図は、イオン注入に伴なう異方性磁界Ｈｉ（Ｏｅ）
を注入量Ｄ （Ｘ １０１４／ｃＪ）の関数として求め
たグラフである。○印はコバルトを添加した本発明の磁
性薄膜、・印はコバルトを添加しない従来の磁性薄膜に
ネオンを１００ ＫｅＶでイオン注入したもので測定し
た結果である。コバルトを添加すると特にドーズ量の多
い領域でＨ４が向上する。実際のデバイスでイオン注入
は複数回行なうマルチ法をとっており、これに合せて先
ずネオンをｌＫ１４，５０ＫｅＶで、次に水素を２Ｆ１
６゜５０ ＫｅＶで、更にその後でネオンを２Ｅ１４．
２００ＫｅＶでイオン注入した例ではＨ４の最大値は４
８００ ０ｅに向上した。こ＼でＫ１４は×１０１４を
意味する。他もこれに準する。一般に異方性磁界Ｈ４は
大きい程バブルデバイスとしての特性は良好になると期
待される。
を注入量Ｄ （Ｘ １０１４／ｃＪ）の関数として求め
たグラフである。○印はコバルトを添加した本発明の磁
性薄膜、・印はコバルトを添加しない従来の磁性薄膜に
ネオンを１００ ＫｅＶでイオン注入したもので測定し
た結果である。コバルトを添加すると特にドーズ量の多
い領域でＨ４が向上する。実際のデバイスでイオン注入
は複数回行なうマルチ法をとっており、これに合せて先
ずネオンをｌＫ１４，５０ＫｅＶで、次に水素を２Ｆ１
６゜５０ ＫｅＶで、更にその後でネオンを２Ｅ１４．
２００ＫｅＶでイオン注入した例ではＨ４の最大値は４
８００ ０ｅに向上した。こ＼でＫ１４は×１０１４を
意味する。他もこれに準する。一般に異方性磁界Ｈ４は
大きい程バブルデバイスとしての特性は良好になると期
待される。
こ＼で異方性定数に＋、異方性磁界Ｈｉについて柵体す
ると、Ｅａを結晶磁気異方性エネルギ、直交したｘ、ｙ
、ｚ軸に関する自発磁化の方向余弦をα１．α２．α３
とすると、 Ｅａ ＝ Ｋｏ＋ Ｋ、 （α１′α２′＋α２２α３
′＋α３′α１′）十に２α１′α２′α３′＋・ − に展開でき、Ｋ１．に２が異方性定数と呼ばれる。
ると、Ｅａを結晶磁気異方性エネルギ、直交したｘ、ｙ
、ｚ軸に関する自発磁化の方向余弦をα１．α２．α３
とすると、 Ｅａ ＝ Ｋｏ＋ Ｋ、 （α１′α２′＋α２２α３
′＋α３′α１′）十に２α１′α２′α３′＋・ − に展開でき、Ｋ１．に２が異方性定数と呼ばれる。
Ｆ２は小さいので（測定しにくい）こ−では言及しない
。コバルトのような６万晶系では５ｉｎ２θの級数に展
開して Ｅａ＝に、）＋Ｋｕ、 ５ｉｎ２θ＋Ｋｕ２５ｉｎ４θ
十９００２０．。
。コバルトのような６万晶系では５ｉｎ２θの級数に展
開して Ｅａ＝に、）＋Ｋｕ、 ５ｉｎ２θ＋Ｋｕ２５ｉｎ４θ
十９００２０．。
とされ、この場合はＫｕｌ、Ｋｕ２が異方性定数と呼ば
れる。異方性磁界Ｈｉは異方性定数をＫｕ、飽和磁化を
Ｍｓとして Ｈｉ＝２Ｋｕ／Ｍｓ で表わされる。次に本発明磁性薄膜の製造工程の概要を
示す。Ｙ ２０３ 、 Ｓ ｍ ２０ ｖ 、 Ｌ
ｕ ２０３ 。
れる。異方性磁界Ｈｉは異方性定数をＫｕ、飽和磁化を
Ｍｓとして Ｈｉ＝２Ｋｕ／Ｍｓ で表わされる。次に本発明磁性薄膜の製造工程の概要を
示す。Ｙ ２０３ 、 Ｓ ｍ ２０ ｖ 、 Ｌ
ｕ ２０３ 。
Ｃａ２Ｏ３，Ｇｅ０２１ Ｆｅ２Ｏ３、と酸化コハル）
Ｃｏｏ （いずれも粉体）を所要量るつぼに入れ、更に
フラックスとしてＰｂ０．Ｂ２Ｏ３を加え、１０５０℃
に加熱して溶融し、数時間その状態にして充分混合させ
る。次にｓ ｏ ｏ ’ｃに落とし、ＧＧＧ基板を回転
させながら融液に浸し、数分間おいて引上げる。これで
ＧＧＧ基板にＣｏｄ（ＹＳｍＬｕＣａ）３ （ＧｅＦ
ｅ）５０＋、なる磁性薄膜が該基板に液相成長する。な
おこのコバルト２＋ ＣＯは（ＹＳｍＬｕＣａ）３側にあるのか（ＧｅＦ２）
５側にあるのかはっきりしないので、こ＼ではＣｏ”
： （ＹＳｍＬｕＣａ）］ （ＧｅＦ ２）５０．
、、なる表現をとった。
Ｃｏｏ （いずれも粉体）を所要量るつぼに入れ、更に
フラックスとしてＰｂ０．Ｂ２Ｏ３を加え、１０５０℃
に加熱して溶融し、数時間その状態にして充分混合させ
る。次にｓ ｏ ｏ ’ｃに落とし、ＧＧＧ基板を回転
させながら融液に浸し、数分間おいて引上げる。これで
ＧＧＧ基板にＣｏｄ（ＹＳｍＬｕＣａ）３ （ＧｅＦ
ｅ）５０＋、なる磁性薄膜が該基板に液相成長する。な
おこのコバルト２＋ ＣＯは（ＹＳｍＬｕＣａ）３側にあるのか（ＧｅＦ２）
５側にあるのかはっきりしないので、こ＼ではＣｏ”
： （ＹＳｍＬｕＣａ）］ （ＧｅＦ ２）５０．
、、なる表現をとった。
発明の詳細
な説明したように本発明によれば、イツトリウム・サマ
リウム・ルテチウム・カルシウム・ゲルマニウム・鉄・
酸素からなる１μφ微小バブル用磁性薄膜の異方性定数
ｌＫ＋ １が小になるので、問題であったバブル動作特
性の結晶方位依存性を緩和でき、また異方性磁界Ｈｉが
大になるのでバブル動作特性に好影響を与えることがで
き、しかも他の磁気特性には悪影響を与えないという利
点が得られる。
リウム・ルテチウム・カルシウム・ゲルマニウム・鉄・
酸素からなる１μφ微小バブル用磁性薄膜の異方性定数
ｌＫ＋ １が小になるので、問題であったバブル動作特
性の結晶方位依存性を緩和でき、また異方性磁界Ｈｉが
大になるのでバブル動作特性に好影響を与えることがで
き、しかも他の磁気特性には悪影響を与えないという利
点が得られる。
第１図は異方性定数ＩＫ＋１の特性図、第２図は異方性
磁界Ｈｉの特性図である。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔
磁界Ｈｉの特性図である。 出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 青 柳 稔
Claims (1)
- 結晶基板上にエピタキシャル成長して磁性薄膜を形成し
そしてイオン注入によりバブル伝播パターンを形成され
るイオン注入バブルデバイス用結晶において、（ＹＳｍ
ＬｕＣａ）３ （ＧｅＦｅ）５０１２なる組成を持ち
、かっ５ Ｃｏ ／ Ｆ ｅが０．１０〜０．２０の範
囲で遷移金属イオンｃｏ２＋を添加されて結晶磁気異方
性定数ｌＫ１１および異方性磁界Ｈ１を制御されてなる
ことを特徴とするイオン注入バブルデバイス用結晶。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57098117A JPS58215004A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | イオン注入バブルデバイス用結晶 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57098117A JPS58215004A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | イオン注入バブルデバイス用結晶 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58215004A true JPS58215004A (ja) | 1983-12-14 |
Family
ID=14211353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57098117A Pending JPS58215004A (ja) | 1982-06-08 | 1982-06-08 | イオン注入バブルデバイス用結晶 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58215004A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4711694A (en) * | 1984-11-12 | 1987-12-08 | Commissariat A L'energie Atomique | Process for producing a layer having a high magnetic anisotropy in a ferrimagnetic garnet |
-
1982
- 1982-06-08 JP JP57098117A patent/JPS58215004A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4711694A (en) * | 1984-11-12 | 1987-12-08 | Commissariat A L'energie Atomique | Process for producing a layer having a high magnetic anisotropy in a ferrimagnetic garnet |
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