高软磁低电导率Fe-Fe_(3)N薄膜的N原子含量调控

微电子器件具有广泛的应用前景,为了使微电子器件具有优良的高频特性,同时具有高饱和磁化强度、低矫顽力以及高电阻率软磁薄膜的研发成为其中的关键.本文采用射频原子源辅助真空热蒸发方法制备了不同N原子含量的Fe-Fe_(3)N软磁薄膜.高饱和磁化强度Fe_(3)N相含量和(102)取向度的增大,使薄膜的饱和磁化强度增大,相比于Fe薄膜,饱和磁化强度提高了55.2%,达到1705.6 emu/cm^(3)(1 emu/cm^(3)=10^(3)A/m).此外,Fe_(3)N(102)取向度的增大会产生较大的晶格错配,阻碍Fe和Fe_(3)N晶粒的生长,使薄膜晶粒尺寸降低,矫顽力(50.3 Oe(1 Oe=10^(3)/(4π)A/m))比Fe薄膜降低了68.6%.同时,较大的晶格错配也会促进载流子散射,提高了Fe-Fe_(3)N薄膜电阻率,使得其电阻率(8.80μΩ·m)比Fe薄膜增大了7倍.因此,本文为高饱和磁化强度、低矫顽力以及高电阻率软磁薄膜的研发提供了新方法.