[发明专利]单向场发生器

说明书

本发明涉及一种磁场发生器，特别涉及一种提供装置，用来给一溅射设备提供一种单向磁场，这个溅射设备可用来进行薄膜磁性材料的沉积。

在薄膜磁头的生产过程中，磁性材料薄膜，例如玻莫合金，被沉积到位于一个溅射舱中的一垫片上。每一薄膜磁头的磁轭都包括第一和第二薄膜状层，设定为P1和P2层。在P1和P2层分别沉积之前，要先沉积一非常薄的玻莫合金籽晶层。这样，对于P1和P2每一层，有两个磁性材料薄膜沉积步骤，因此，如果籽晶层的各向异性取向与紧接着的玻莫合金层的各向异性取向不一致，那么，这两个方向将会有抵触，为了提供一个路径用于经磁头处理过的表征读或写信号的电流，要在P1和P2层之间形成铜线圈薄膜。

当玻莫合金材料被溅射到垫片上形成用于P1和P2层的籽晶层时，要施加一个磁场以诱导该磁性材料的磁矩沿着易于磁化的方向取向。一般来说，该磁场由一个磁体组件产生，该磁体组件包括位于溅射舱内基床（或台基）上的永久磁体片。该磁体组件包括位于磁体的软铁材料。另外，在先有技术的场发生器中，采用了一种相对较大的电气线圈，它与溅射舱的外壁相邻，高的电流和功率电平用来产生磁场。在每一次不同的沉积处理之后，该溅射都要被抽成真空，垫片要从该溅射舱中移出。溅射舱的各种部件和夹具，包括在沉积过程中使用的永久磁体，也要被移出来以利于清洁，并随后要重新安装。这些可移出的部件是很笨重的，它们的移动和重新装配是困难且费时的。

本发明的一个目的是提供一种磁场发生装置，它能沿着一个预定方向实现同轴各向异性。

本发明的另一个目的是提供一种装置，用于使在普通溅射或蒸发系统内的磁性薄膜的磁矩一致。

本发明的又一个目的是提供一个场发生器，它提供一个磁场，该磁场在一个限定的空间区域上具有改善的单向稳定性。

根据本发明，单向磁场发生器包括排列成一个阵列的永久磁体片或条，这些永久磁体排列成行和列，这样，相同极性的所有极能以一个所希望的方向一致地取向。永久磁体的条安放在接近溅射舱的外壁处，在溅射舱内放置有工件或基片。该永久磁体条产生一种磁场，该磁场的磁力线实质上是同轴的、该同轴磁场被施加到舱内的区域上。

参照以下附图将进一步说明本发明。

图1部分示出了按照本发明的具有外设的永久磁体装置的;

图2示出永久磁体组件相对于垫片的位置的顶视图;以及

图3示出永久磁体条相对于垫片的位置立体透视图。

图1部分地图示了一个溅射舱10，其中装有一个基底载体或一个转台12，工件或垫片14能放置在它们的上面，磁性材料将要沉积到其上的垫片14的表面与附近的空间放置的靶16相毗邻，在操作过程中，该靶16用作阴极电极，并被加上一选择好的电压，电压的范围例如为-1000伏到-2000伏特。转台12保持为参考电压，例如接地或某一负电压，用以作为一个电极。一个金属屏蔽层18保持在地电位上，被提从来用于绕围着靶16以防止溅射材料从向着垫片14的方向上移到别的方向上，并且避免位于靶阴极背面的元件和夹具的污染。快门20固定在靶16和垫片14之间，通过它的打开和闭合来控制溅射过程。一种气体，例如氩气，被充入到舱内以提供一种必要的环境，并且在沉积过程中保持其压力大约为10-30μ。

形成薄膜头时，在玻璃莫合金籽晶层及P1和P2层的沉积过程中，如本发明所设计的，一个单向或同轴磁场被提供到垫片区域上。该磁场的作用是使已沉积的磁性材料的磁矩保持一致性以确保在数据处理系统中的记录方式过程中磁头的稳定性。

为了获得该同轴磁场，一个永久磁体组件22要设置在溅射舱10的壳壁24的外部且紧密相邻，该永久磁体组件22附着在舱壁24的外侧，也可选择放在接近舱壁的一个固定位置上的底床或台上。在图2中示出从组件22的中心截取的截面图，永久磁体组件被设置得能使从磁体发射书的磁力线经舱壁24流向垫片14并穿过垫片即在区域，该单向磁场施加到沉积到垫片上的玻莫合金上，使得玻莫合金材料的磁矩达到较好的一致性，因此，确保了数据信号记录过程中磁头的稳定性。