CoFeB薄膜制備及其垂直各向異性研究.pdf

1、半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展引起了信息技術(shù)的高速發(fā)展，存儲(chǔ)器作為系統(tǒng)的核心部件之一，已經(jīng)引發(fā)了多次技術(shù)革命，使存儲(chǔ)器件朝著集成度更高、存儲(chǔ)密度更大、讀寫速度更快、功耗更小的方向發(fā)展。
　　自旋轉(zhuǎn)移磁矩隨機(jī)存儲(chǔ)器（STT-RAM）因?yàn)槠涓叩臒岱€(wěn)定性、非易失性、寫入功耗低、與CMOS晶體管搭配工作時(shí)有低的開(kāi)關(guān)電流，而被人們視為受歡迎的可靠存儲(chǔ)器件。如何進(jìn)一步降低存儲(chǔ)器功耗這一問(wèn)題已經(jīng)呈現(xiàn)在人們面前，首先考慮的方式就是降低開(kāi)關(guān)電流，降低磁存儲(chǔ)垂直結(jié)

2、構(gòu)中的磁性層阻尼系數(shù)。此外，如果能夠使用電壓來(lái)控制磁化，那么對(duì)磁性存儲(chǔ)必然帶來(lái)革命性的突破。本文根據(jù)上述背景，主要研究降低 Co20Fe60B20薄膜的吉爾伯特阻尼系數(shù)，以及對(duì)Co20Fe60B20薄膜與TiO2薄膜之間的垂直各向異性進(jìn)行表征。本文的主要工作有:
　　調(diào)研了采用不同 CoFeB靶材配方將會(huì)影響吉爾伯特阻尼系數(shù)，實(shí)驗(yàn)中采用Co20Fe60B20的靶材配方。
　　研究了薄膜的制備工藝對(duì) Co20Fe60B20薄膜

3、金屬軟磁性能的影響。獲得了最佳的Co20Fe60B20磁性薄膜的工藝參數(shù)：背底真空壓強(qiáng)為8.0×10?5 Pa，濺射功率為90 W，氬氣流量為20 sccm，濺射壓強(qiáng)為0.4 Pa，靶材與基片距離為6 cm。同時(shí)，研究了Cu、Ta、Ti不同緩沖層對(duì)Co20Fe60B20金屬軟磁性能以及吉爾伯特阻尼系數(shù)的影響，并探究了其影響機(jī)理。
　　研究表明CoFeB磁性薄膜與氧化層薄膜之間的界面效應(yīng)將會(huì)影響CoFeB薄膜的垂直各向異性，實(shí)驗(yàn)中選

4、擇了TiO2薄膜。研究了薄膜制備工藝對(duì)TiO2薄膜的性能影響。得出了最佳的TiO2薄膜的工藝參數(shù)：背底真空壓強(qiáng)為8.0×10?5 Pa，濺射功率為150 W，氬氣流量為40 sccm，氧氣流量為2 sccm，濺射壓強(qiáng)為0.5 Pa。同時(shí)，當(dāng)基片溫度為400℃時(shí)，會(huì)促進(jìn)金紅石結(jié)構(gòu)TiO2薄膜的形成。
　　研究了霍爾條（Hall Bar）的制備方式，設(shè)計(jì)出硬質(zhì)掩膜板來(lái)制備多層膜樣品結(jié)構(gòu)，搭建出利用反?；魻栃?yīng)表征Co20Fe60B20