一種各向異性磁阻坡膜合金固定易磁化軸的制備裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種各向異性磁阻坡膜合金固定易磁化軸的制備裝置，屬于電子產(chǎn)品制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]坡莫合金薄膜材料由于其具有各向異性磁阻效應(yīng)而被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通訊、家用電器、導(dǎo)航系統(tǒng)、磁性傳感器、以及航空航天的多個(gè)領(lǐng)域，同時(shí)由于這種材料的磁電阻與電流和內(nèi)部磁化方向有關(guān)，使得這種材料能夠被應(yīng)用于諸多方面；這種材料一般采用垂直濺射的方式沉積薄膜，且在沉積過程中都會(huì)在兩邊加上一個(gè)均勻的誘導(dǎo)磁場(chǎng)(附圖1)，在400°C左右的基底溫度下沉積薄膜，從而誘導(dǎo)出一個(gè)跟誘導(dǎo)磁場(chǎng)方向相同的易磁化軸方向，當(dāng)外磁場(chǎng)方向跟易磁化軸方向一致的時(shí)候，薄膜電阻的變化率達(dá)到最大值，而當(dāng)外磁場(chǎng)方向與易磁化軸方向垂直時(shí)薄膜的電阻率基本不變，這就使得在薄膜的制備過程中能夠人為的控制薄膜的易磁化方向，提高薄膜性能，方便薄膜的制備和后期制作。
[0003]上述方法雖然已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)成熟，由于受到薄膜制備設(shè)備的空間限制，不容易獲得大范圍的均勻磁場(chǎng)，因?yàn)殡S著樣品面積的增加，產(chǎn)生磁場(chǎng)的線圈尺寸將成倍增加；同時(shí)如果需要用外加誘導(dǎo)磁場(chǎng)來誘導(dǎo)大面積薄膜生長(zhǎng)，就必須擁有均勻的誘導(dǎo)磁場(chǎng)，以保證樣品的均一性；因而，這種方法只適合小面積的樣品(如I Cm X I Cm)制備，對(duì)于沉積大面積薄膜(如通常半導(dǎo)體芯片制備需要的3英寸以上的薄膜)來說，很難利用這種方法施加外加磁場(chǎng)，且上述方法需要給基底加熱，這就限制了薄膜的應(yīng)用范圍，在常溫下濺射出的薄膜不能保證易磁化軸方向一致。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種各向異性磁阻坡膜合金固定易磁化軸的制備裝置，實(shí)現(xiàn)常溫下快速實(shí)現(xiàn)由特定的易磁化軸方向的磁阻坡膜合金薄膜，，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案
[0006]—種各向異性磁阻坡膜合金固定易磁化軸的制備裝置，包括轉(zhuǎn)盤，在轉(zhuǎn)盤上方一側(cè)設(shè)置靶槍，靶槍噴射出入射粒子且該入射粒子落入轉(zhuǎn)盤上通過沉積形成薄膜。
[0007]前述的一種各向異性磁阻坡膜合金固定易磁化軸的制備裝置中，該入射粒子的水平向量vl方向與該對(duì)應(yīng)入射粒子位于轉(zhuǎn)盤處相對(duì)于轉(zhuǎn)盤的切向方向a —致，使薄膜的易磁化軸方向一致且該方向是沿著轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的切線方向。
[0008]前述的一種各向異性磁阻坡膜合金固定易磁化軸的制備裝置中，所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω大于30r/min。
[0009]前述的一種各向異性磁阻坡膜合金固定易磁化軸的制備裝置中，所述靶槍相對(duì)于水平面的傾斜角度Θ為20°?60°。
[0010]前述的一種各向異性磁阻坡膜合金固定易磁化軸的制備裝置中，所述靶槍與轉(zhuǎn)盤基底的距離d為1cm?15cm。
[0011]由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的磁性薄膜易磁化軸取向的誘導(dǎo)生長(zhǎng)方法不需要添加誘導(dǎo)磁場(chǎng)，不需要加熱基底，沉積時(shí)不受薄膜面積的限制，不需要提供大面積均勻的誘導(dǎo)磁場(chǎng)，有效的解決生長(zhǎng)大面積薄膜的一致性問題，且本實(shí)用新型的坡膜合金薄膜本體的易磁化軸方向一致且該方向是坡膜合金薄膜本體的切線方向，與原有技術(shù)所制薄膜的易磁化方向不同，更能滿足實(shí)際需求，本實(shí)用新型原理簡(jiǎn)單，成本低廉，實(shí)用性強(qiáng)。
【附圖說明】
[0012]附圖1是原有技術(shù)坡膜合金薄膜的易磁化軸制備過程；
[0013]附圖2是本實(shí)用新型的制備示意圖；
[0014]附圖3是本實(shí)用新型的坡膜合金薄膜本體的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]附圖4是本實(shí)用新型中所得薄膜的AMR曲線；
[0016]附圖5是本實(shí)用新型中所得薄膜薄膜易磁化軸和難磁化軸方向的磁滯回線。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型用作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的任何限制。
[0018]本實(shí)用新型的實(shí)施例:一種各向異性磁阻坡膜合金固定易磁化軸的制備方法，該方法采用傾斜濺射技術(shù)制備薄膜，薄膜在沉積過程中形成納米級(jí)柱狀微結(jié)構(gòu)，由于柱狀結(jié)構(gòu)引入了各向異性，使得薄膜具有一定方向的易磁化方向；在常溫下通過傾斜濺射，同時(shí)利用入射粒子與基底的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，制備的薄膜具有按設(shè)定方向的各向異性，利用這種特性在調(diào)整轉(zhuǎn)盤角速度、靶槍的傾斜角度以及與基底的距離，制備得到的薄膜具有特定的易磁化軸方向。
[0019]該方法的具體過程為常溫下，分別調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度和靶槍的傾斜角度，靶槍噴射出入射粒子I且該入射粒子I的水平向量vl方向與該對(duì)應(yīng)入射粒子I位于轉(zhuǎn)盤處2相對(duì)于轉(zhuǎn)盤的切向方向a —致，使薄膜的易磁化軸方向一致且該方向是沿著轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的切線方向，然后在該角度下調(diào)節(jié)靶槍和基底的距離，在不同的靶基距條件下入射粒子的能量不同，距離過短，粒子能量過大，沉積薄膜缺陷大；距離過長(zhǎng)，粒子能量過小，沉積薄膜不致密，根據(jù)薄膜的性能推算出最優(yōu)的靶基距。
[0020]傳統(tǒng)工藝中為了獲得磁性薄膜的易磁化軸，必須在沉積的時(shí)候加熱基底，且需要外加一個(gè)誘導(dǎo)磁場(chǎng)，才能人為的實(shí)現(xiàn)易磁化軸，但是不利于工業(yè)化產(chǎn)，相關(guān)的數(shù)據(jù)核心是:
1、沉積薄膜的過程是在常溫下進(jìn)行的；2、轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度需大于30r/min ;3、傾斜角度是保證薄膜易磁化軸方向一致性的必備條件，一般在20°?60°之間；4、靶基距是獲得較大AMR值的關(guān)鍵，一般在1cm?15cm范圍內(nèi)。相比傳統(tǒng)工藝來說，這種方法不需要投入大量資金在誘導(dǎo)磁場(chǎng)上，不需要加熱基底，這大大降低了生產(chǎn)成本，擴(kuò)展了薄膜的適用范圍，有利于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
[0021]根據(jù)上述方法所制的一種各向異性磁阻坡膜合金，如附圖所示，包括坡膜合金薄膜本體3，該坡膜合金薄膜本體3為圓形結(jié)構(gòu)，該坡膜合金薄膜本體3的易磁化軸方向e —致且該方向是坡膜合金薄膜本體3的切線方向。
[0022]另需特別指出的是，在實(shí)際需要的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，該坡膜合金薄膜本體形狀可根據(jù)實(shí)際需要有不同形狀，若根據(jù)本實(shí)施例中圓形的坡膜合金薄膜本體裁剪而形成各種形狀的坡膜合金薄膜(包括三角形，矩形等)，因其易磁化軸方向仍與原有一致，因此仍然屬于原產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，或者按照本實(shí)施例的原理采用轉(zhuǎn)盤與靶槍的相對(duì)關(guān)系(轉(zhuǎn)盤與靶槍的相對(duì)關(guān)系可包括轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)而靶槍不懂，或者轉(zhuǎn)動(dòng)不動(dòng)靶槍相對(duì)于轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng))而制成的非圓形結(jié)構(gòu)坡膜合金薄膜，由于該坡膜合金薄膜的易磁化軸方向還是與圓盤的切向一致，仍然屬于本實(shí)施例的保護(hù)范圍。
[0023]根據(jù)上述制備方法而所需的一種各向異性磁阻坡膜合金固定易磁化軸的制備裝置，如附圖所示，在轉(zhuǎn)盤4上方一側(cè)設(shè)置靶槍5，靶槍5噴射出入射粒子I且該入射粒子I落入轉(zhuǎn)盤上通過沉積形成薄膜，其中該入射粒子I的水平向量vl方向與該對(duì)應(yīng)入射粒子I位于轉(zhuǎn)盤處2相對(duì)于轉(zhuǎn)盤4的切向方向a —致，使薄膜的易磁化軸方向一致且該方向是沿著轉(zhuǎn)盤4轉(zhuǎn)動(dòng)的切線方向，該轉(zhuǎn)盤4轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω大于30r/min，該靶槍5相對(duì)于水平面的傾斜角度Θ為20°?60°，該革E槍5與轉(zhuǎn)盤5基底的距離d為1cm?15cm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種各向異性磁阻坡膜合金固定易磁化軸的制備裝置，包括轉(zhuǎn)盤(4)，其特征在于:在轉(zhuǎn)盤(4)上方一側(cè)設(shè)置靶槍(5)，靶槍(5)噴射出入射粒子(I)且該入射粒子(I)落入轉(zhuǎn)盤上通過沉積形成薄膜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種各向異性磁阻坡膜合金固定易磁化軸的制備裝置，其特征在于:該入射粒子(I)的水平向量(Vl)方向與該對(duì)應(yīng)入射粒子(I)位于轉(zhuǎn)盤處(2)相對(duì)于轉(zhuǎn)盤(4 )的切向方向(a) —致，使薄膜的易磁化軸方向一致且該方向是沿著轉(zhuǎn)盤(4 )轉(zhuǎn)動(dòng)的切線方向。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種各向異性磁阻坡膜合金固定易磁化軸的制備裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度(ω )大于30r/min。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種各向異性磁阻坡膜合金固定易磁化軸的制備裝置，其特征在于:所述靶槍(5)相對(duì)于水平面的傾斜角度(Θ )為20°?60°。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種各向異性磁阻坡膜合金固定易磁化軸的制備裝置，其特征在于:所述革E槍(5)與轉(zhuǎn)盤(4)基底的距離(d)為1cm?15cm。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種各向異性磁阻坡膜合金固定易磁化軸的制備裝置，包括轉(zhuǎn)盤，在轉(zhuǎn)盤上方一側(cè)設(shè)置靶槍，靶槍噴射出入射粒子1且該入射粒子落入轉(zhuǎn)盤上通過沉積形成薄膜，本實(shí)用新型的磁性薄膜易磁化軸取向的誘導(dǎo)生長(zhǎng)方法不需要添加誘導(dǎo)磁場(chǎng)，不需要加熱基底，沉積時(shí)不受薄膜面積的限制，不需要提供大面積均勻的誘導(dǎo)磁場(chǎng)，有效的解決生長(zhǎng)大面積薄膜的一致性問題。
【IPC分類】H01F10/00, H01F41/14
【公開號(hào)】CN204732294
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520472088
【發(fā)明人】余濤, 楊華, 張文旭, 彭斌
【申請(qǐng)人】貴州雅光電子科技股份有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年6月30日