CN104766924A - 一种磁性材料退火工艺 - Google Patents

一种磁性材料退火工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN104766924A
CN104766924A CN201410008835.1A CN201410008835A CN104766924A CN 104766924 A CN104766924 A CN 104766924A CN 201410008835 A CN201410008835 A CN 201410008835A CN 104766924 A CN104766924 A CN 104766924A
Authority
CN
China
Prior art keywords
annealing
magnetic material
magnetic
annealing process
easy axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410008835.1A
Other languages
English (en)
Inventor
张挺
杨鹤俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SHANGHAI XIRUI TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
SHANGHAI XIRUI TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHANGHAI XIRUI TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical SHANGHAI XIRUI TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN201410008835.1A priority Critical patent/CN104766924A/zh
Publication of CN104766924A publication Critical patent/CN104766924A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

Abstract

本发明揭示了一种磁性材料退火工艺，所述退火工艺包括：步骤S1、在基底上沉积具有特定磁化方向的磁性材料，即薄膜材料的易轴朝特定方向排列；步骤S2、随后进行退火，退火过程中施加外界磁场；退火时采用的磁场方向与基底上磁薄膜的易轴方向不平行，形成设定的夹角为θ；步骤S3、退火使磁薄膜材料易轴发生偏转，退火之后新形成的易轴方向与原易轴方向的夹角为θ/2。本发明提出的磁性材料退火工艺，可通过退火能够改变磁材料的易轴方向，便于根据需要调整磁材料的易轴方向。

Description

一种磁性材料退火工艺
技术领域
本发明属于半导体工艺技术领域，涉及一种磁性材料制备工艺，尤其涉及一种磁性材料退火工艺。
背景技术
磁性材料在材料沉积时往往需要在基底上施加平行于基底表面的磁场，使磁性材料在薄膜沉积的过程中就朝特定的方向进行磁化排列，使磁性材料的易轴与所加的磁场的方向相同，如图1所示。磁材料薄膜的易轴和难轴在性能特别是磁性能上具有较大的差异，因此，材料的磁化方向对应设计器件具有重要的作用。
而在材料沉积之后，往往需要退火，以完善磁材料的晶体结构，并提升磁性材料的磁性能，如dR/R值。而磁材料退火与常规薄膜的差别还在用：采用的退火过程往往也需要施加外界磁场，施加磁场的方向与基底上磁性材料的易轴相同，达到提升磁性材料磁性能的目的。
现有的磁材料退火中，施加的磁场的方向与基底上磁材料易轴的方向必须相同，在退火之后，磁材料的磁化方向在退火前后没有变化。
有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的磁材料退火方式，以便克服现有退火方式的上述缺陷。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种磁性材料退火工艺，可通过退火能够改变磁材料的易轴方向。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种磁性材料退火工艺，所述退火工艺包括：
步骤S1、在基底上沉积特定磁化方向的磁材料薄膜，磁材料薄膜易轴朝特定方向；
步骤S2、随后进行退火，退火过程中施加外界磁场；退火时采用的磁场方向与基底的易轴方向不平行，其夹角设定为θ；
步骤S3、退火之后，磁材料薄膜易轴发生偏转，新形成的易轴方向与原易轴方向的夹角为θ/2。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤S3中，退火过程施加磁场，在充足退火温度、退火时间和磁场强度的情况下，基底上磁材料薄膜的易轴方向会发生旋转，新形成的易轴方向位于原有易轴方向与退火磁场方向的中间。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤S3中，新形成的易轴方向位于原有易轴方向与磁场方向形成夹角的角平分线上。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤S2中，采用的外界磁场垂直于原有的易轴；
所述步骤S3中，退火之后，基底上磁材料薄膜的易轴角度会旋转到磁场与易轴角度的中间。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤S2中，退火气氛为真空，或保护气体；保护气体为惰性气体、氮气、氢气中的一种或者多种。
作为本发明的一种优选方案，所述磁材料薄膜为AMR材料，或为GMR材料，或为TMR材料。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤S2中，退火温度在200到450摄氏度之间。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤S2中，施加的磁场强度在100G到10T之间。
本发明的有益效果在于：本发明提出的磁性材料退火工艺，可通过退火能够改变磁材料的易轴方向，便于根据需要调整磁材料的易轴方向。
附图说明
图1为具有易轴的磁性材料的示意图。
图2为实施例一中施加磁场与易轴方向的示意图。
图3为实施例二中施加磁场与易轴方向的示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图2，图2为基底上沉积了特定磁化方向的磁性材料薄膜，薄膜的易轴朝特定方向排列。随后进行退火，退火过程中施加外界磁场。如采用的外界磁场平行于基底，但垂直于基底上磁薄膜原有的易轴，退火之后，基底上薄膜材料的易轴角度会旋转到磁场与易轴角度的中间（并不一定是正好旋转到磁场方向和原易轴角度的角平分线）。
具体地，请参阅图2，本发明揭示了一种磁性材料退火工艺，所述退火工艺包括：
【步骤S1】在基底上沉积特定磁化方向的磁性材料薄膜，该薄膜具有特定方向的易轴。磁薄膜材料可以为AMR材料，或为GMR材料，或为TMR材料。
【步骤S2】随后进行退火，退火过程中施加外界磁场；退火时采用的磁场方向与基底的易轴方向不平行，形成设定的夹角为θ。退火的气氛可以为惰性气体、氮气、氢气中的一种或者多种的混合物（也可以为真空）；退火的温度为200-450摄氏度；施加的磁场为100G-10T。
【步骤S3】退火过程施加磁场，在充足退火温度、退火时间和磁场强度的情况下，退火之后，基底上磁性材料的易轴方向会发生旋转，新形成的易轴方向位于原有易轴方向与磁场方向的中间。具体地，新形成的易轴方向与退火施加的外界磁场形成的夹角为原夹角θ的一半。即，新形成的易轴方向位于原有易轴方向与磁场方向形成夹角的角平分线上。
本实施例中，采用的外界磁场垂直于原有的易轴，即夹角为90度；退火之后，基底上薄膜材料的易轴角度会旋转到磁场与易轴角度的中间，比如新的易轴角度与磁场方向以及原易轴方向的角度均为45度。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于，本实施例中，外界磁场不垂直于原有的易轴。
图3为基底上沉积了特定方向的磁性材料，具有易轴。随后进行退火，退火过程中施加外界磁场。如采用的外界磁场方向与原有的易轴方向成锐角（当然也可以成钝角），退火之后，基底上薄膜材料的易轴角度会旋转到磁场与易轴角度的中间。
综上所述，本发明提出的磁性材料退火工艺，可通过退火能够改变磁材料的易轴方向，便于根据需要调整磁材料的易轴方向。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (8)

1.一种磁性材料退火工艺，其特征在于，所述退火工艺包括：
步骤S1、在基底上沉积特定磁化方向的磁材料薄膜，磁材料薄膜易轴朝特定方向；
步骤S2、随后进行退火，退火过程中施加外界磁场；退火时采用的磁场方向与基底的易轴方向不平行，其夹角设定为θ；
步骤S3、退火之后，磁材料薄膜易轴发生偏转，新形成的易轴方向与原易轴方向的夹角为θ/2。
2.根据权利要求1所述的磁性材料退火工艺，其特征在于：
所述步骤S3中，退火过程施加磁场，在充足退火温度、退火时间和磁场强度的情况下，基底上磁材料薄膜的易轴方向会发生旋转，新形成的易轴方向位于原有易轴方向与退火磁场方向的中间。
3.根据权利要求1所述的磁性材料退火工艺，其特征在于：
所述步骤S3中，新形成的易轴方向位于原有易轴方向与磁场方向形成夹角的角平分线上。
4.根据权利要求1所述的磁性材料退火工艺，其特征在于：
所述步骤S2中，采用的外界磁场垂直于原有的易轴；
所述步骤S3中，退火之后，基底上磁材料薄膜的易轴角度会旋转到磁场与易轴角度的中间。
5.根据权利要求1所述的磁性材料退火工艺，其特征在于：
所述步骤S2中，退火气氛为真空，或保护气体；保护气体为惰性气体、氮气、氢气中的一种或者多种。
6.根据权利要求1所述的磁性材料退火工艺，其特征在于：
所述磁材料薄膜为AMR材料，或为GMR材料，或为TMR材料。
7.根据权利要求1所述的磁性材料退火工艺，其特征在于：
所述步骤S2中，退火温度设定在200到450摄氏度之间。
8.根据权利要求1所述的磁性材料退火工艺，其特征在于：
所述步骤S2中，施加的磁场强度设定在100G到10T之间。
CN201410008835.1A 2014-01-08 2014-01-08 一种磁性材料退火工艺 Pending CN104766924A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410008835.1A CN104766924A (zh) 2014-01-08 2014-01-08 一种磁性材料退火工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410008835.1A CN104766924A (zh) 2014-01-08 2014-01-08 一种磁性材料退火工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104766924A true CN104766924A (zh) 2015-07-08

Family

ID=53648647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410008835.1A Pending CN104766924A (zh) 2014-01-08 2014-01-08 一种磁性材料退火工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104766924A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109628707A (zh) * 2018-10-08 2019-04-16 柳州凯通新材料科技有限公司 一种高速电机电芯材料的退火处理方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1118917A (zh) * 1994-03-10 1996-03-20 国际商业机器公司 边缘偏置的磁阻传感器
US6541131B1 (en) * 2000-05-25 2003-04-01 Seagate Technology Llc Perpendicular recording media with enhanced coercivity
CN1412863A (zh) * 2001-10-04 2003-04-23 惠普公司 修改磁性隧道结转换场特性的方法
US20030179512A1 (en) * 2002-03-19 2003-09-25 Headway Technologies, Inc. Biased spin valve head with canted adjacent layer and current channeling layer
CN101064114A (zh) * 2006-04-28 2007-10-31 株式会社东芝 磁阻效应元件以及磁存储器
CN102496449A (zh) * 2011-12-06 2012-06-13 电子科技大学 一种铁磁/反铁磁双层膜钉扎场方向的调制方法
CN102809732A (zh) * 2011-05-30 2012-12-05 株式会社电装 磁传感器及其制造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1118917A (zh) * 1994-03-10 1996-03-20 国际商业机器公司 边缘偏置的磁阻传感器
US6541131B1 (en) * 2000-05-25 2003-04-01 Seagate Technology Llc Perpendicular recording media with enhanced coercivity
CN1412863A (zh) * 2001-10-04 2003-04-23 惠普公司 修改磁性隧道结转换场特性的方法
US20030179512A1 (en) * 2002-03-19 2003-09-25 Headway Technologies, Inc. Biased spin valve head with canted adjacent layer and current channeling layer
CN101064114A (zh) * 2006-04-28 2007-10-31 株式会社东芝 磁阻效应元件以及磁存储器
CN102809732A (zh) * 2011-05-30 2012-12-05 株式会社电装 磁传感器及其制造方法
CN102496449A (zh) * 2011-12-06 2012-06-13 电子科技大学 一种铁磁/反铁磁双层膜钉扎场方向的调制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
R.D.HEMPSTEAD ET AL.: "Unidirectional Anisotropy in Nickel-Iron Films by Exchange Coupling With Antiferromagnetic Films", 《IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETIC》 *
李建平 等: "用退火法重置自旋阀材料钉扎方向的研究", 《材料保护》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109628707A (zh) * 2018-10-08 2019-04-16 柳州凯通新材料科技有限公司 一种高速电机电芯材料的退火处理方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jeon et al. Wafer‐Scale Synthesis of Reliable High‐Mobility Molybdenum Disulfide Thin Films via Inhibitor‐Utilizing Atomic Layer Deposition
Shi et al. Top‐down integration of molybdenum disulfide transistors with wafer‐scale uniformity and layer controllability
Xiao et al. InGaZnO thin-film transistors with back channel modification by organic self-assembled monolayers
US8859044B2 (en) Method of preparing graphene layer
CN105514266B (zh) 稀土掺杂Sb基相变薄膜材料及薄膜制备方法
Xiong et al. Tuning the phase transitions of VO2 thin films on silicon substrates using ultrathin Al2O3 as buffer layers
WO2022083677A1 (zh) 半导体工艺设备及其工艺腔室
CN206262795U (zh) 一种用于涂料中石墨烯定向排布的均匀电磁场涂布装置
Wen et al. Effects of annealing process and Mn substitution on structure and ferroelectric properties of BiFeO3 films
Chen et al. Effect of film thickness and bottom electrode material on the ferroelectric and photovoltaic properties of sputtered polycrystalline BiFeO3 films
CN104766924A (zh) 一种磁性材料退火工艺
Mandal et al. Thin film transistors fabricated by evaporating pentacene under electric field
CN103903973A (zh) 利用旋涂液态金属种子层在石墨烯上生长高k介质的方法
CN104131252A (zh) 提高封装成膜均匀性的方法及装置
CN106531613A (zh) 一种石墨烯表面选区改性加工方法及装置
CN204088287U (zh) 一种具均匀冷却效果的承载板
TWI739994B (zh) 面源黑體
Gao et al. Large and tunable magnetoresistance in Cr1− xTe/Al2O3/Cr1− xTe vertical spin valve device
CN202053159U (zh) 盘式陶瓷基片研磨夹具
CN104495816A (zh) 一种非金属衬底插层式氮掺杂制备石墨烯的夹具以及方法
CN103540904B (zh) 制备T相BiFeO3薄膜的方法
Yang et al. Study on the lateral growth of the diamond in the substrate holder and the effect of temperature gradient on the large-area diamond surface morphology
CN110797454B (zh) 一种超高各向异性磁电阻薄膜材料及其制备方法
CN110828652B (zh) 一种二硫化钼/石墨烯异质结器件
CN112768345A (zh) 一种基于石墨烯的二维异质结的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150708