[Cu-CoCu]n多層膜的制備及其在微波傳輸線中的應(yīng)用.pdf

1、隨著片上集成器件的不斷小型化，利用圖形化薄膜作為互連線成為了當(dāng)前集成射頻無源器件的主流方式。然而在高頻下，互連線中產(chǎn)生的渦流損耗對器件的應(yīng)用產(chǎn)生了不利的影響，同時濺射制備的圖形化薄膜成本較高。本論文采用交替電化學(xué)沉積非磁性金屬層和鐵磁性金屬層的方法制備出一種新型的[Cu/CoCu]n多層膜傳輸線，其中鐵磁金屬層的相對磁導(dǎo)率在超過自然共振頻率時呈現(xiàn)負值，可以補償非磁性金屬層的磁導(dǎo)率，導(dǎo)致出現(xiàn)近零的磁導(dǎo)率和很高的趨膚深度，從而有效抑制高頻渦

2、流損耗。
　　本文首先從電化學(xué)沉積CoCu合金薄膜的組分、晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌等方面進行研究。在-1.1V到-2.1V范圍內(nèi)改變陰極沉積電位，發(fā)現(xiàn)沉積電位在-1.3V，保持沉積液pH值為4.0，沉積出的薄膜中鈷含量為0.526左右，此時的薄膜晶體結(jié)構(gòu)主要是面心立方結(jié)構(gòu)。其次，加入有機檸檬酸鈉絡(luò)合劑可以使得沉積出CoCu合金薄膜表面的晶粒更加致密均勻，晶粒間的間隙較小，薄膜質(zhì)量更高。
　　其次，本論文通過改變沉積液中鈷銅鹽的濃度

3、比例、添加劑的濃度的方式調(diào)控沉積出的CoCu合金薄膜的軟磁性能?？刂瞥练e電位為-1.3 V時，CoCu合金薄膜的4πMs保持在0.8 T，矯頑力保持在10 Oe，具有十分良好的軟磁性能。另外，為了使CoCu合金薄膜能夠在高頻段下工作，需要在較低飽和磁化強度的前提下誘導(dǎo)出單軸各向異性。在電沉積過程中，我們在電鍍槽兩側(cè)外加800 Oe的平行磁場作為誘導(dǎo)磁場，詳細研究了陰極沉積電位、溶液濃度比例、硼酸濃度和檸檬酸鈉濃度對于誘導(dǎo)各向異性的影響。

4、研究發(fā)現(xiàn)在檸檬酸鈉濃度為0.0453mol/L，溶液pH為4.0，沉積電位為-1.3V時，可以獲得單軸各向異性的CoCu磁膜，各向異性場在50 Oe左右，符合器件設(shè)計的要求，有利于薄膜在高頻下的應(yīng)用。此時在3GHz以上的頻段，薄膜的相對磁導(dǎo)率出現(xiàn)負值，有利于實現(xiàn)對多層膜結(jié)構(gòu)性能的調(diào)控。
　　最后，我們研究了改變交替沉積周期數(shù)及兩種金屬層的厚度比對趨膚效應(yīng)抑制作用的影響。通過在同一種沉積液中交替改變陰極沉積電位來制備[Cu/CoCu