Brevet FR2513423A1 — publié le 19830325

La présente invention concerne un procédé d'élaboration de mémoires à bulles permettant de modifier localement certaines fonctions des mémoires à bulles. De façon générale, l'élaboration de mémoires à bulles se fait en épitaxiant un film de grenat ferrimagnétique sur un substrat notamment amagnétique puis en implantant des ions dans la couche épitaxiée ou film. Cette implantation ionique permet la création en surface du film d'une couche à aimantation plane qui a pour but d'augmenter la stabilité des bulles magnétiques, en augmtnt le champ de polarisaS tion du matériau ferrimagnétique au-dessus duquel les bulles disparaissent, ce champ étant communément appe- lé champ de collapse, de supprimer les bulles dures (bulles ayant des structures de paroi complexes) et de permettre le déplacement de l'information en définissant des chemins de propagation non implantés dans ladite couche. En effet, l'existence de cette couche à aimantation plane permet de stabiliser sous la couche implantée du matériau les domaines magnétiques de ce lu i-c i . De manière générale, les ions implantés sont ralentis dans le matériau, ici film de grenat ferrimagnétique, suivant différents mécanismes. Au début de la trajectoire de l'ion, lorsque sa vitesse est grande, le ralentissement est régi par des pertes d'énergie inélastiques dues à une excitation des électrons du matériau et en fin de trajectoire, par des pertes d'énergie élastiques dues aux. chocs avec les atomes du matériau implanté. Ces différents mécanismes engendrent des défauts de différents types et ce à différentes pro fondeurs dans le matériau. De plus les ions incidents interagissent avec les atomes du film avec une certaine probabilité de chocs. Il y a donc une fluctuation statistique des pertes d'énergie conduisant à des distributions gaussiennes, en profondeur, des ions implantés et des défauts créés. La présence de ces défauts entrain des modifications dans les propriétés magnétiques des films de grenat ferrimagnétique comme par exemple, des modifications dans l'intensité de l'aimantation de saturation de ces films et dans l'énergie d'anisotropie magnétique. En particulier, l'intensité de l'aimantation et l'énergie d'anisotropie de la couche implantée ne sont pas homogènes. Afin de rendre plus homogène les défauts créés dans le matériau par l'implantation, on soumet celui-ci à un traitement de recuit. Ce recuit est gé- néralement effectué en plaçant le matériau implanté dans un four où règne une température élevée. Ces températures de recuit sont généralement comprises entre 300 et 5000C. Il est à noter que les variations du champ de collapse du matériau sont fonction de la température de recuit du matériau implanté. En effet, dans le cas particulier d'une implantation de néon, à une dose de 2.1014atomes/cm2 et une énergie de 100 keV, on a constaté qu'un recuit à 4500C pendant trois heures permettait d'augmenter de 7% la valeur du champ de collapse. De plus, on sait que la valeur du champ de collapse varie en fonction de l'épaisseur de la couche épitaxiée. Cette variation est plus linéaire dans un matériau recuit que dans un matériau non recuit. L'invention a justement pour objet un procédé d'élaboration de mémoires à bulles consistant en un nouveau type de recuit des films de grenat ferrimagnétique épitaxié sur un substrat amagnétique et ayant subi une implantation ionique. Ce nouveau type de recuit permet notamment de modifier localement certaines fonctions des mémoires à bulles. Selon l'invention, le film de grenat ferrimagnétique est recuit au moyen d'un faisceau laser, focalisé sur la surface du film. Ce type de recuit permet en particulier de faire évoluer localement, du fait de la focalisation du faisceau, les propriétés magnétiques du film de grenat, liées à l'hétérogénéité des effets de l'implantation ionique. Selon un mode préféré de mise en oeuvre de 11 invention, le recuit est effectué au moyen d'un faisceau laser continu balayant la surface du film. Selon un autre mode préféré de mise en oeuvre de l'invention, le recuit est effectué ponctuellement au moyen d'un faisceau laser pulsé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de. la description qui suit, donne à titre illustratif mais nullement limitatif en référence aux figures annexées, sur lesquelles : - la figure I représente des courbes illustrant les variations relatives du champ de collapse d'un film de grenat ferrimagnétique implanté en fonction de la température (T) d'un recuit en four, la température étant exprimée en OC ; la courbe a correspond à une implantation d'ions d'arsenic, et la courbe b à une implantation d'ions de gallium - la figure 2 représente des courbes illustrant les variations relatives du champ de collapse d'un film de grenat ferrimagnétique implanté en fonction de la puissance (P) , exprimée en watts, fournie par un la ser argon ; la courbe c correspond à une implanta tion d'ions d'arsenic et la courbe d à une implanta tion d'ions de gallium ; et, - la figure 3 représente un cliché d'un film de grenat ferrimagnétique implanté dont la partie référencée A a été recuite au moyen d'un faisceau laser et dont la partie référencée B n'a pas été recuite. Selon l'invention, le procédé d'élaboration de mémoires à bulles consiste à recuire au moyen d'un faisceau laser, un film de grenat ferrimagnétique épitaxié sur un substrat amagnétique et ayant subi une implantation ionique. Ce faisceau laser focalisé sur la surface du film, peut être soit continu soit pulsé. L'utilisation d'un faisceau laser continu permet en balayant avec celui-ci la surface du film de grenat, de réaliser dans ce dernier, des chemins déterminés de recuit. L'utilisation d'un faisceau laser pulsé permet de recuire ponctuellement certaines régions du film de grenat implanté. Le procédé selon l'invention permet de modi- fier localement certaines fonctions des mémoires à bulles. Ceci est illustré par les différentes figures. Sur les figures 1 et 2, on a représenté les variations relatives du champ de collapse, c'est-àdire AHc/Hc, d'un film de grenat ferrimagnétique imr planté en fonction de la température (T) d'un recuit au four (figure 1) exprimée en OC, et en fonction de la puissance (P) (figure 2), exprimée en watt, fournie par un laser argon continu avec un balayage de la surface du film de grenat de 1 cm/s. Les courbes a et b de la figure 1 correspondent à une implantation respectivement d'ions d'arsenic et d'ions de gallium, chaque point de ces courbes correspondant à un recuit d'une heure en atmosphère d'oxygène. De même, les courbes c et d de la figure 2 correspondent à une implantation respectivement d'ions d'arsenic et d'ions de gallium. On constate, d'après ces quatre courbes, que dans certaines conditions (vitesse de balayage du faisceau laser par exemple) il est possible d'obtenir localement par recuit au moyen d'un faisceau laser des propriétés de stabilité magnétique aussi bonnes que par un recuit en four. Par ailleurs, des études ont montré que pour un champ de polarisation légèrement supérieur a celui correspondant au champ de collapse de la couche non recuite, les bulles magnétiques subsistent dans un film de grenat implanté, puis recuit au moyen d'un faisceau laser alors que ces memes bulles magnétiques disparaissent lorsque l'implantation n'est pas suivie d'un recuit par faisceau laser. Ceci est illustré par la figure 3 qui représente un cliché d'un film de grenat ferrimagnétique implanté dont la partie référencée A a été recuite au moyen d'un faisceau laser et dont la partie référencée B n'a pas été recuite ; le champ de polarisation appliqué au matériau est de 135 ce. L'un des principaux avantages du recuit par faisceau laser est que l'on peut l'utiliser pour tout type d'ions implantés, cette implantation étant faite à n'importe quelle dose et avec une énergie d'implantation quelconque. Ce type de recuit est donc d'un emploi universel. REVENDICATIONS 1. Procédé d'élaboration de mémoires à bulles consistant à implanter des ions dans un film de grenat ferrimagnétique épitaxié notamment sur un substrat amagnétique, caractérisé en ce que l'on recuit le film de grenat au moyen d'un faisceau laser, focalisé sur la surface du film, afin de ré-arranger le réseau cristallin, perturbé lors de l'implantation. 2. Procédé d'élaboration selon la revendication 1, caractérisé en ce que le recuit est effectué au moyen d'un faisceau laser continu balayant la surface du film. 3. Procédé d'élaboration selon la revendication 1, caractérisé en ce que le recuit est effectué ponctuellement au moyen d'un faisceau laser pulsé.