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,使存儲器件朝著集成度更高、存儲密度更大、讀寫速度更快、功耗更小的方向發(fā)展。自旋轉(zhuǎn)移磁矩隨機存儲器(STT-RAM)因為其高的熱穩(wěn)定性、非易失性、寫入功耗低、與CMOS晶體管搭配工作時有低的開關(guān)電流,而被人們視為受歡迎的可靠存儲器件。如何進一步降低存儲器功耗這一問題已經(jīng)呈現(xiàn)在人們面前,首先考慮的方式就是降低開關(guān)電流,降低磁存儲垂直結(jié)構(gòu)中的磁性層阻尼系數(shù)。此外,如果能夠使用電壓來控制磁化,那么對磁性存儲必然帶來革命性的突破。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Co20Fe60B20薄膜與Ti O2薄膜之間的垂直各向異性進行表征。本文的主要工作有:調(diào)研了采用不同CoFe B靶材配方將會影響吉爾伯特阻尼系數(shù),實驗中采用Co20Fe60B20的靶材配方。研究了薄膜的制備工藝對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):背底真空壓強為8.0 10 Pa,濺射功率為90 W,氬氣流量為20 sccm,濺射壓強為0.4 Pa,靶材與基片距離為6 cm。同時,研究了Cu、Ta、Ti不同緩沖層對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)將會影響CoFeB薄膜的垂直各向異性,實驗中選擇了TiO2薄膜。研究了薄膜制備工藝對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,濺射壓強為0.5 Pa。同時,當(dāng)基片溫度為400℃時,會促進金紅石結(jié)構(gòu)TiO2薄膜的形成。研究了霍爾條(Hall Bar)的制備方式,設(shè)計出硬質(zhì)掩膜板來制備多層膜樣品結(jié)構(gòu),搭建出利用反常霍爾效應(yīng)表征Co20Fe60B20與Ti O2之間的垂直各向異性的測試系統(tǒng),并和振動樣品強磁計(VSM)的測試結(jié)果進行相應(yīng)的對比驗證。結(jié)論是當(dāng)Co20Fe60B20層厚度達到1.7 nm時,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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：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 本文的主要研究內(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CoFeB薄膜性能的影響33-35
• 3.2.2 濺射氣壓對CoFeB薄膜性能的影響35-37
• 3.2.3 靶材與基片之間距離對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試39-41
• 3.2.5 添加緩沖層對薄膜性能的影響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50-51
• 4.1.2 Hall Bar樣品的制備51-53
• 4.2 反�；魻栃�(yīng)表征垂直各向異性系統(tǒng)的搭建53-64
• 4.2.1 反常霍爾效應(yīng)表征垂直各向異性系統(tǒng)的硬件設(shè)計53-56
• 4.2.2 反�；魻栃�(yīng)表征垂直各向異性系統(tǒng)的軟件設(shè)計56-63
• 4.2.2.1 C語言編程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69-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果73-74

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