306 Prakt. Met. Sonderband 30 (1999) 
Eigenspannungszustand dünner Ferromagneten 
Für eine gezielte Entwicklung und Optimierung ferromagnetischer dünner Schichten, die in 
Schreib-/Leseköpfen zum Einsatz kommen, ist es erforderlich, den Eigenspannungszustand der ' 
Schichten zerstörungsfrei zu bestimmen. Die Eigenspannungen (intrinsischen Spannungen) treten f 
als Folge nicht optimierter Prozeßbedingungen, unerwünschter Phasenumwandlungen oder 
mangelnder Dehnanpassung an das Substrat auf. Das Signal/Rauschverhältnis und die / 
Empfindlichkeit der Schreib/Leseköpfe werden dadurch negativ beeinflußt. Eine nicht geeignete : 
Dehnanpassung zwischen Substrat und ferromagnetischer Schicht ist dafür verantwortlich, daß 
keine ausreichende Bearbeitbarkeit der Schreib/Leseköpfe gewährleistet ist. 
Die Verwendung des Röntgendiffraktometers des IZFP, das im Institutsteil in Dresden betrieben 
wird, ermöglichte die Messung mehrerer Eigenspannungswerte auf einer Probe (Röntgenstrahl mit 
einem Durchmesser von ca. 100 pm). Bild 8 zeigt einen My, x-Flachenscan und einen réntgeno- 
graphischen Flächenscan über dem exakt gleichen Meßbereich (2x2 mm) einer getemperten 
Sendust-Probe mit einer Schichtdicke von 2 um. Bei der Barkhausenrausch-Messung wurden 40x40 
Meßpunkte mit einer Schrittweite von 100 um erfaßt. Die Gesamtmeßzeit betrug ca. 30 Minuten. 
Da die Meßzeit für jeden röntgenographischen Meßpunkt bei etwa 5 Stunden liegt, wurden hier nur 
5x5 Meßpunkte aufgenommen; zwischen diesen Meßpunkten wurde interpoliert. 
Man erkennt in den beiden Bildern nahezu deckungsgleiche Strukturen. Außerdem haben sowohl 
die Eigenspannungswerte als auch die My1x-Werte im untersuchten Bereich einen vergleichbar 
hohen Gradienten ( 310-396 MPa und 2,26-3,84 V). Dies läßt den Schluß zu, daß mit dem BEMI 
eine schnelle, qualitative, ortsaufgelöste und bei entsprechender Kalibrierung mit den 
Röntgenverfahren quantitative Bestimmung der Eigenspannungsverteilung über einer 
weichmagnetischen dünnen Schicht möglich ist. Dieses Ergebnis muß noch statistisch abgesichert 
werden. 
röntgenographische Eigenspannungsmessungen: 
5x5 Meßpunkte zwischen denen interpoliert wurde 
Meßdauer pro Meßpunkt: ca 5 Stunden / 
Barkhausenrauschflächenscan - Priifgrofie Myx: (sam 
20x20 Meßpunkte 
Meßdauer pro Meßpunkt: ca 1 Sekunde 
Bild 8: Barkhausenrauschmessung im Vergleich zu röntgenographisch ermittelten 
Eigenspannungswerten