發(fā)布時(shí)間：2017-03-18 05:05

  本文關(guān)鍵詞：CoFeB薄膜制備及其垂直各向異性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：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(xiě)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(xiě)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)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Ti O2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CoFe B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 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 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與Ti O2之間的垂直各向異性的測(cè)試系統(tǒng),并和振動(dòng)樣品強(qiáng)磁計(jì)(VSM)的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)比驗(yàn)證。結(jié)論是當(dāng)Co20Fe60B20層厚度達(dá)到1.7 nm時(shí),多層膜結(jié)構(gòu)Si/Ta/Co20Fe60B20/TiO2的垂直各向異性最佳。
【關(guān)鍵詞】：Co20Fe60B20 TiO_2 吉爾伯特阻尼系數(shù) 反常霍爾效應(yīng) 垂直各向異性
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.2;TP333
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-21
• 1.1 本論文的研究意義10
• 1.2 CoFeB薄膜的研究現(xiàn)狀10-18
• 1.2.1 CoFeB薄膜制備11-17
• 1.2.2 CoFeB薄膜多層膜結(jié)構(gòu)垂直各向異性17-18
• 1.3 CoFeB薄膜的應(yīng)用前景18-20
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容20-21
• 第二章 本文涉及主要理論21-30
• 2.1 鐵磁共振原理21-26
• 2.2 吉爾伯特阻尼系數(shù)理論和計(jì)算26-28
• 2.3 反�；魻栃�(yīng)相關(guān)理論28-29
• 2.4 本章小結(jié)29-30
• 第三章 CoFeB薄膜的制備與性能表征30-50
• 3.1 薄膜的制備工藝以及表征方法30-33
• 3.1.1 薄膜的制備工藝30-31
• 3.1.2 薄膜的表征設(shè)備31-33
• 3.2 CoFeB金屬軟磁薄膜制備及表征33-46
• 3.2.1 濺射功率對(duì)CoFeB薄膜性能的影響33-35
• 3.2.2 濺射氣壓對(duì)CoFeB薄膜性能的影響35-37
• 3.2.3 靶材與基片之間距離對(duì)CoFe B薄膜性能的影響37-39
• 3.2.4 最佳工藝條件下的薄膜性能的測(cè)試39-41
• 3.2.5 添加緩沖層對(duì)薄膜性能的影響41-46
• 3.3 TiO_2薄膜的制備46-48
• 3.3.1 TiO_2薄膜的制備工藝敘述46-47
• 3.3.2 TiO_2薄膜性能的測(cè)試47-48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第四章 基于Ta/CoFeB/TiO_2多層膜結(jié)構(gòu)的制備及其垂直各向異性表征50-67
• 4.1 基于Ta/CoFeB/TiO_2多層膜結(jié)構(gòu)的制備50-53
• 4.1.1 掩模板的選擇和設(shè)計(jì)50-51
• 4.1.2 Hall Bar樣品的制備51-53
• 4.2 反常霍爾效應(yīng)表征垂直各向異性系統(tǒng)的搭建53-64
• 4.2.1 反�；魻栃�(yīng)表征垂直各向異性系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)53-56
• 4.2.2 反常霍爾效應(yīng)表征垂直各向異性系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)56-63
• 4.2.2.1 C語(yǔ)言編程56-57
• 4.2.2.2 labview軟件編程57-63
• 4.2.3 反�；魻栃�(yīng)表征垂直各向異性系統(tǒng)展示63-64
• 4.3 利用反�；魻栃�(yīng)表征多層膜結(jié)構(gòu)的垂直各向異性64-66
• 4.4 本章小結(jié)66-67
• 第五章 全文結(jié)論與展望67-68
• 5.1 全文結(jié)論67
• 5.2 后續(xù)工作展望67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻(xiàn)69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果73-74

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