Электролит для осаждения сплавов железо-никель-молибден

 

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ш1 6002I5

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.09.75 (21) 2172736, 02 (51) М. Кл. - С 25D 3 56 с присоединением заявки ¹

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытнй (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетень № 12 (45) Дата опубликования описания 03.04.78 (53) УДК 621.357.7:669. .1 24 28 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. Г. Грибковская, Л. Ф. Ильюшенко, В. С. Усе и Т. В. Башун (71) Заявитель

Институт физики твердого тела и полупроводников

АН Белорусской ССР (54) ЭЛЕКТРОЛИТ ДЛЯ ОСАЖДЕНИЯ СПЛАВОВ

ЖЕЛ Е30-Н И КЕЛЬ-МОЛ И БДЕН

5000А.

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области гальваностегии, в частности к электрохимическому осаждению сплавов железо-никель-молибден, и может быть использовано при получении магнитных пленок с цилиндрическими доменами, применяемых в вычислительной технике при создании запоминающих устройств, логических схем, в микроэлектронике и других смежных областях.

1!ленки, являющиеся носителями цилиндрических магнитных доменов перспективны, так как позволяют построить недорогую память большой емкости и реализовать экономичным путем логические функции. Запоминающие устройства на цилиндрических доменах отличаются быстродействием, большой емкостью и плотностью информации, малой потребляемой мощностью.

В современной технике в качестве материалов (пленок) для изготовления запоминающих устройств, содержащих цилиндрические домены, используются ортоферриты, гексаферриты, магнитные гранаты, выращенные из растворов или гидротермальными методами, ферромагнитные пленки, полученные вакуумным напылением.

Известные материалы с цилиндрическими магнитными доменами относятся к группе дефицитных, дорогостоящих материалов и технология их получения отличается повышенной трудоемкостью, так„например, при изготовлении эпитаксиальных тонких пленок магнитных гранатов, выращенных методом химического осаждения из паровой фазы на немагнитную подложку., только пропесс очистки подложки состоит из двенадцати операций.

Известен электролит для осаждения сплавов никель-железо-молибден, содержащий сернокислые никель и железо, молибдат натрия, 10 лимонную кислоту, лимоннокислый натрий, сернокислый калий, лаурцлсульфат натрия и сахарин (11. Осаждение ведут на стеклянные подложки, покрытые хромом, а затем золотом.

Однако из данного электролита получают

15 анизотропные пленки с одноосной анизотропией, расположенной в плоскости образца.

Магнитные пленки имеют толщину 500—

20 Наиболее близким к изобретению по составу компонентов является известный электролит для осаждения сплавов железо-никель-молибден, содержащий сернокпслые никель и железо, молибдат натрия, лимоннокислый нат25 рий, хлористый натрий и глюкозу (2).

Однако данный электролит предназначен для получения магHIITHbix пленок с полосовой доменной структурой.

Предлагаемый электролит отличается от из3ч вестного тем, что с целью получения пленок

000215

Таблица 1

Компоненты электролита

1

0,3

350

66

100

0,3

280

66

1,1

0,8

280

66

1,1

0,8

280

66

1,1

0,3 с цилиндрической доменной структурой, он дополнительно содержит вещество, выбранное из группы, включающей сахарин, тиосемикарбазид солянокислый и натриевую соль сульфатиазола при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сернокислый никель 70 — 350

Сернокислое железо 2 — 15

Молибдат натрия 1 — 5

Лимоннокислый натрий 5 — бб

Хлористый натрий 0,3 — 3,0 ,Глюкоза 1 — 100

Вещество, выбранное из группы, включающей сахарин, тиосемикарбазид солянокислый и натриевую соль сульфатиазола 0,03 — 2,4

Кроме того, предлагаемый электролит позволяет получать плснки толщиной 30820—

32480А.

Процесс осаждения рекомендуют проводить при комнатной температуре на медные и другие проводящие подложки при плотности тока

10 — 50 мА/см и рН электролита 3,5 — 5,0.

Лимоннокислый натрий (трехзамещенный) вводят в электролит в качестве буфера, хлористый натрий — для повышения электропроводности, глюкозу и серусодержащие добавки (сахарин в количестве 0,4 — 2,4 г/л, или тиосемикарбазид солянокислый в количестве 0,03—

0,3 г/л, или натриевая соль сульфатиазола в количестве 0,3 — 1 г/л) вводят в электролит iB качестве поверхностно-активных веществ, совместное введение которых и позволяет получать пленки с цилиндрической доменной структурой (диаметр цилиндрических доменов составляет 0,5 — 2 мкм и зависит от состава пленки).

Сернокислый никель

Сернокислое железо

Молибдат натрия

Лимонпокислый натрий

Хлористый натрий

Глюкоза

Сахарин

Тиосемикарбазид солянокислый

Натривая соль оульфатиазола

Электролит готовят следующим образом.

В водный раствор сернокислого никеля исходной концентрации вводят сернокислое железо, молибдат натрия, лимоннокислый нат5 рий, хлористый натрий, глюкозу и серусодержащую добавку. Каждый новый компонент вводят в раствор после полного растворения предыдущего компонента. Затем электролит доводят до нужного объема в мерной колбе;

10 рН раствора устанавливают до нужного значения 9N серной кислотой.

Предлагаемый электролит довольно устойчив и практически не нуждается в корректировке.

15 Получаемые магнитные пленки являются поликристаллическими в отличие от известHbIx, являющихся монокристаллами. Доменные структуры в указанных магнитных пленках выявляются с помощью магнитного кол20 лоида при приложении к образцу магнитного поля, перпендикулярного к плоскости пленки.

Величина этого перпендикулярного поля выбирается в соответствии с составом и толщиной пленок.

25 Для получения равномерного по всей поверхности покрытия используют определенную форму ванны, которая обеспечивает одинаковое распределение тока и металла по всей покрываемой поверхности. Ванна представля30 ет собой цилиндр, на дне которого помещают катод, а анодом служит никелевый диск диаметром, равным сечению ванны. Анод располагают параллельно катоду на расстоянии

150 мм.

35 Магнитные пленки тройного сплава имеют следующий состав, %: никель 80,5 — 87,7, железо 9,5 — 17,3 и молибден 1,5 — 4,0.

Состав электролита, режим осаждения и состав сплава приведены соответственно в табл. 1, 40 2, 3.

Состав электролита, г/л, по примерам

600215

Таблица 2

Примеры

Показатели

4,5

3,5

3,5

5

PH

15

15 0

10

30820

30900

33600

31500

34480

588

620

580

410

390

51,4

3,8 10

6.10

51,5

54,1

3,5.10з

9. 10-

3,6. 103

7.10

1,10э

9 10

-ò,,6-10

9.10-<

7,5

113

8 3

119

360

0,32

0,25.10

0,22

0,30 10

9э

О, 0

0,23 10

0,26

0,2 10

0,16

0,40 10

91

Таблица 3

1(омионеиты сплава

83,2

87,5

80,5

87,7

Никель

Железо, Молибден

85,3

12,9,10,8

17,3

10,7

3,9

1,5

2,2

3,0

4,0

25

Плотность тока, мА/с»

Продолжительность, мин

О

Толщина покрытия, А

Микротвердость, кг/мм"о

Скорость осаждения, А/с

Внутреннее напряжение, кг/см -

Удельное электросопрптивление, Ом. см

1(оэрцитивная сила, Э

Поле насыщения, Э

Относительная остаточная индукция, Вг/Вэ

Магнитострикция насыщения, i., Выход ио току, о, Состав сплава, „, по примерам

Полученные пленки имеют зеркальный блеск, являются корр озионностойки ми — совершенно не окисляются на воздухе и не растворяются в концентрированных кислотах (серной, соляной, хлорной, фосфорной и др.) и лишь частично тускнеют в разбавленной серной кислоте.

Для полного растворения пленок применяют разбавленную 1: 1 азотную кислоту, которую необходимо подогревать почти до кипения.

Пленки, осажденные из электролита, приведенного в примере 1, обладают полосовой доменной структурой, а в примерах 2 и 3 имеют цилиндр ическу ю доменную структуру. Но пленки, осажденные из электролита с добавкой только сахарина, как было установлено со временем хотя и незначительно, но изменяют свои свойства и лишь пленки, полученные из электролита с двумя добавками (глюкоза и серусодержащая добавка) обладают стабильными магнитными характеристиками в течение длительного времени и даже сохраняют свои параметры после отжига при 350 С, что является одним из наиболее важных достоинств электрохимпчсскп осажденных пленок системы железо-никель-молибден.

Формула изобретения

Электролит для осаждения сплавов железоникель-молибден, содержащий сернокислыс никель и железо, молпбдат натрия, лимонно10 кислый натрий, <.4oðèñòûé натрий и глюкозу, отличающийся тем, что, с целью получения пленок с цилиндрической доменной структурой, он дополнительно содержит вещество, выбранное из группы, включающей сахарин, 15 тпосемпкарбазпд солянокислый и натриевую соль сульфатиазола при следующем соотношении компонентов, г/л:

Сернокпслый никель 70 — 350

Сернокислое железо 2 — 15

Молибдат натрия 1 — 5

Лимоннокислый натрий 5 — 66

Хлорнстый натрий 0,3 — 3,0

Глюкоза 1 — 100

Вещество, выбранное из группы, включающей сахарин, тпосемпкарбазпд солянокпслый и натриевую соль сульфатиазола 0,03 — 2,4

30 Источники информации, принятые во внимание прп экспертизе

1. Реферативный журнал « имия», 1973, ¹ 22, реферат 22, Л,, 194.

2. Авторское свидетельство СССР ¹ 418567, 35 кл. С 25Р 3/56, 1972,