金属Ta缓冲层上生长微晶Si薄膜的结晶性研究

利用射频磁控溅射技术,在生长了Ta缓冲层的石英玻璃衬底上采用不同溅射功率下制备了一系列的硅薄膜样品,用拉曼光谱和X射线衍射表征了薄膜的结晶性随溅射功率的变化情况。实验结果表明:随着溅射功率的增加,薄膜逐渐由非晶向微晶过渡,晶粒沿Si(311)面呈柱状生长,功率升高到80W时薄膜的晶化率达到75.4%,薄膜为典型的微晶结构。继续增加功率,薄膜的结晶性变差,晶化率下降,在60～120W之间存在一个优化理想的射频溅射功率,在此功率下生长的薄膜样品的结晶性最高。本文还尝试解释了Ta缓冲层在Si晶化过程中的作用。

顶钉扎自旋阀中Ta缓冲层的优化研究

通过高真空直流磁控溅射法在硅上淀积了Ta膜,Ta/NiFe双层膜和IrMn顶钉扎自旋阀薄膜.研究了Ta、Ta/NiFe膜的微结构和自旋阀的磁性能.结果表明,Ta缓冲层厚度直接影响它的微结构,从而影响自旋阀的磁电阻率、矫顽力和交换场等性能.通过工艺改进和结构优化,得到了Ta缓冲层的最佳厚度3nm.此时自旋阀的磁电阻率(9.24%)和交换场(255×(103/4π)A/m)达到最大值,而矫顽力(2.43×(103/4π)A/m)比较小.通过优化后得到的自旋阀薄膜非常适合于工业自动化和汽车工业中的高性能GMR传感器的应用.

制备工艺对超薄NiFe薄膜AMR效应的影响

NiFe薄膜广泛用于制作磁阻器件。本文系统研究了Ta缓冲层厚度、NiFe薄膜厚度、退火温度和退火时间对厚度小于20nm的超薄NiFe薄膜AMR效应的影响。研究结果表明:随着Ta缓冲层厚度、NiFe薄膜厚度以及退火温度的增加,AMR系数呈现先升高后降低的变化规律。最佳的超薄NiFe薄膜AMR效应的工艺条件为,Ta缓冲层为5nm,NiFe薄膜为11nm,退火温度为350℃,退火时间为3.5h。本文工作可以支持超薄NiFe薄膜磁阻器件的开发。