Способ выявления дефектов в интегральных магнитных схемах на цилиндрических магнитных доменах

 

1. СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В ИНТЕГРМЬНЫХ МАГНИТНЫХ СХЕМАХ НА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНАХ, основанный на намагничивании доменосодержащей пленки до состояния насыщения , воздействии на нее импульсным магнитным полем обратной полярности и поляризованным светом и регистрации в доменосодержащей пленке нестабильных локальных областей с обратной намагниченностью, по которым судят о наличии дефектов, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности выявления дефектов в интегральных магнитных схемах, воздействие импульсным магнитным полем осуществ ляют импульсами с длительностью фронта 0,050 ,50 МКС, а регистрацию нестабильных локальных областей с обратной намагниченностью проводят в отраженном свете. 2. Способ по п. 1, отлича1ощ и и с я тем, что воздействие на доменосодержащую пленку поляризованньм светом осуществляют после окончания импульса магнитного поля.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(S1) G 11 С 11/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕ .ГЯЛЬСТВЪГ (21) 3643450/24-24 (22) 21 09.83 (46) 23.12.84. Бюл. N - 47 (72) В.В.Рандошкин, В.Б.Сигачев и М.И.Тимошечкин (71) Институт общей физики АН СССР (53) 681. 32 7.66 (088. 8) (56) 1. "Электроника", 1979, Ф 10, с. 45-53.

2. Физика магнитных пленок. Сборник,Изд-во Иркутского пединститута, 1980, с. 92-94 (прототип). (54) (57) 1. СПОСОБ ВЬИВЛЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В ИНТЕГРАЛЬНО МАГHHTHbE СХЕМАХ

НА ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ МАГНИТНЫХ ДОМЕНАХ, основанный на намагничивании доменосодержащей пленки до состояния насыщения, воздействии на нее импульсным магнитным полем обратной полярности и поляризованным светом и регистрации в доменосодержащей пленке нестабильных локальных областей с обратной намагниченностью, по которым судят о наличии дефектов, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности выявления дефектов в интегральных магнитных схемах, воздействие импульсным магнитным полем осуществляют импульсами с длительностью фронта 0,050,50 мкс, а регистрацию нестабильных локальных областей с обратной намагниченностью проводят в отраженном свете.

2. Способ по п. 1, о т л и ч à lo- Е шийся тем, что воздействие на доменосодержащую пленку поляризованным светом осуществляют после окончания импульса магнитного поля.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при изготовлении запоминающих устройств на цилиндрических магнитных доменах (ЦИД) .

Известен способ выявления дефектов в интегральных магнитных схемах на ЦМЦ, основанный на подаче электрических сигналов на входы интегральной магчитной схемы и регистрации 1О дефектов регистров хранения информации (1).

Недостатком этого способа является невозможность обеспечения пооперационного контроля дефектов при изготовлении интегральных магнитных схем на ЩЩ, Наиболее близким техническим решением к изобретению является спо-соб выявления дефектов в доменосодержащих пленках, основанный на намагничивании пленки до насьпцения, перемагничивании ее путем приложения периодического импульсного ноля обратной полярности и регистрации с помощью магнитооптического эффекта

Фарадея в проходящем свете нестабильных локальных областей с обратной намагниченностью, по которым судят о дефектах пленки (2 j.

Недостатком известного способа является его практическая неприменимость для выявления дефектов в непрозрачных элементах управляющих структур, так как регистрация дефектов ОСЗ ществляется в проходящем све- 35 те, и как следствие, непригодность для пооперационного контроля, что снижает надежность выявления дефектов.

Цель изобретения -повьппение надеж- 4О ности выявления дефектов в интегральных магнитных схемах.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выявления дефектов в интегральных магнитных схемах 45 на 1ЩЦ, основанному на намагничивании доменосодержащей пленки до состояния насьццения, воздействии на нее импульсным магнитным полем обратной полярности и поляризованным светом и регистр ации в доменосодержащей пленке нестабильных локальных областей с обратной намагниченностью, по которым судят о наличии дефектов, воздействие импульсным магнитным полем осуще-.55 ствляют импульсами с длительностью фронта 0 05-0,50 мкс, а регистрацию нестабильных локальных областей е

899 2 обратной намагниченностью проводят в отраженном свете.

При этом воздействие на доменосодержащую пленку поляризованным светом можно осуществлять и после окончания импульса магнитного поля.

Предложенный способ содержит следующие операции: намагничивание доменосодержащей пленки до насыщЕния,, приложение импульсного магнитного поля обратной полярности и регистрацию в отраженном свете нестабильных локальных областей с обратной намагниченностью.

Экспериментально установлено, что на участках доменосодержащей плен ки, на которые нанесены дефектные управляющие структуры, происходит локальное понижение поля зародышеобразования. Дефекты управляющих структур (локальные напряжения, неоднородность пермаллоевых элементов, неоднородность зазора между пермаллоевыми элементами и поверхностью до меносодержащей пленки и т.п.) приводят к локальному изменению поля анизотропии и полей рассеяния пермаллоевых элементов. Как следствие, при импульсном перемагничивании в этих участках пленки. в первую очередь зарождаются домены обратной намагниченности. Следовательно, регистрируя нестабильные локальные области с обратной намагниченностью в доменосодержащей пленке при ее импульсном перемагничивании из насыщенного состояния, можно судить о дефектах управляющих структур, нанесенных на ее поверхность.

Поскольку непрозрачность пермаллоевых элементов управляющих структур не позволяет использовать эффект Фарадея в проходящем свете для регистрации нестабильных локальных областей с обратной намагниченнос тью, их регистрацию осуществляют в отраженном свете. В частности, можно для облегчения регистрации на поверхность доменосодержащей пленки перед нанесением управляющих структур напылить отражающий слой и наблюдать домены со стороны нерабочей поверхности пленки .

Если для перемагничивания доменосодержащей пленки используют импульсы магнитного поля с длительностью фронта менее 0,05 мкс, то на процесс перемагничивания сказываются динамические эффекты. При этом минималь3 1130 ная амплитуда импульсного поля, при которой на данном центре зародышеобразования появляется домен с обратной намагниченностью, зависит от длительности фронта импульса. При

5 длительности фронта импульса более

0,5 мкс на процесс перемагничивания сказывается неодновременность появления доменов с обратной намагниченностью. При этом домены, появившиеся первыми, увеличиваются в размерах настолько, что препятствуют зарождению доменов с обратной намагниченностью на соседних центрах зародышеобразования. Следовательно, если длительность фронта импульса выходит за пределы интервала 0,05-0,5 мкс, возможны ошибки при выявлении дефектов и разделении их по коэрцнтивности.

Пооперационный контроль дефектов при изготовлении интегральной магнитной схемы обеспечивается, если регистрацию нестабильных локальных,областей с обратной намагниченностью проводят после выполнения различных технологических операций при нанесении управляющих структур: после эпитаксиального выращивания доменосодержащей феррит-гранатовой пленки выявляются дефекты пленки;

30 после ионной имплантации выявляются дефекты в ионно-имплантирован-ном слое; после нанесения первого разделигельного слоя выявляются дефекты, связан- М ные с локальными напряжениями в этом слое; после нанесения пермаплоевого слоя выявляются дефекты, связанные с локальными напряжениями в слоях и 40 неоднородностью зазора между пермаллоевым слоем и поверхностью доменосодержащей пленки; после проведения фотолитографии выявляются дефекты, связанные с не- 45 однородностью пермаллоевых элементов, например, из-за их высокой коэрцитивности и наличия доменной структуры и т.д.

Предложенный способ реализуют на 50 кристаллах с ЦИД диаметром 5 мкм.

Визуализация нестабильных локальных областей с обратной намагниченностью осуществляется с помощью магнитооптического эффекта Фарадея. Регистра- у5 ция доменов в отраженном свете при нормальном падении обеспечивается применением расщепителя лучей, который.

899 4 делит падающий луч .на два луча равной интенсивности. Для подсветки пленки применяют импульсный лазер с длительностью импульса света 10 нс. Немонохроматичность излучения составляет

6 нм, что позволяет исключить интерференцию лучей и повысить контраст изображения доменов. Образец намагничивают до насыщения постоянным магнитным полем напряженностью 13-25 кА/м, Импульсное магнитное поле создают с помощью двух катушек диаметром около

5 мм. Амплитуда импульса поля состав ляет 40-150 кА/м, длительность

2 мкс, длительность фронта О, 15 мкс.

Подсветку проводят импульсным лазером через О, 1-2,0 мкс после приложения импульса поля. Однако для того, чтобы зарождение доменов происходило под действием более однородного поля, можно намагничивать образец до насыщения с помощью импульса поля длительностью 5-10 мкс, а регистрировать.зарсякдение нестабильньм локальных областей с исходной намагниченностью через О, 1-2,0 мкс после окончания импульса поля.

Обнаружено, что под действием импульса поля с амплитудой выше 93 кА/м зарождение доменов с обратной намагниченностью происходит под всеми пермаллоевыми элементами. Однако выявлены участки, где домены с обратной намагниченностью зарождаются при амплитудах 40-70 кА/м. Для однозначного ответа на вопрос, с чем связаны центры зародышеобразования с дефектами пленки или с дефектами управляющих структур, проводят послойное стравливание этих структур. Оказывается, что зарождение доменов с обратной намагниченностью в пленке без управляюших структур начинается при амплитуде 135 кА/м, сравнимой с полем анизотропии, причем плотность центров зародышеобразования достигает 10 см .

Это свидетельствет еб отсутствии дефектов в контролируемой области плен-. ки. Следовательно, центры зародышеобразования в интегральной магнитной схеме до стравливания связаны с дефектами управляющих структур.

Предложенный способ выявления дефектов в интегральных магнитных схемах может быть использован после каждой технологической операции изготовления интегральной магнитной схемы, что позволяет повысить надежность выявления дефектов.

1130899

Составитель Ю.Розенталь

Редактор А.Шишкина Техред Ж.Кастепевич Корректор С.Шекмар

Заказ 9616/37 Тираж 574 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам -изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фипиап ППП"Патент", г. Ужгород, ул . Проектная, 4

Э

Кроме того, предложенный способ имеет следующие преимущества„по сравнению с известным: при проведении пооперационного контроля исключаются негодные интегральные магнитные схемы из дальнейшего технологического процесса, Что позволяет снизить стоимость интегральных магнитных схем, выявляются технологические операции в процессе которых вносится наибольшее число дефектов

5 что позволит в будущем усовершенст-. вовать технологический про— цесс.