[發明專利]測定磁性超薄膜磁性均一度的方法及其應用

有效

• 申請號: 201710588067.5
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN109270106B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 何世坤
• 申請（專利權）人: 中電海康集團有限公司;浙江馳拓科技有限公司
• 主分類號: G01N24/00
• 分類號: G01N24/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 韓建偉;謝湘寧

1.一種測定磁性超薄膜磁性均一度的方法，其特征在于，包括：

步驟S1，將所述磁性超薄膜樣品置于第一磁場中，所述第一磁場的方向與磁性超薄膜樣品的表面垂直，以獲取所述磁性超薄膜樣品在所述第一磁場中的鐵磁共振譜；

步驟S2，根據所述第一磁場中的鐵磁共振譜建立所述磁性超薄膜樣品的半高全寬隨微波頻率變化的第一關系曲線；以及

步驟S3，線性擬合所述第一關系曲線，利用擬合結果表征所述磁性超薄膜樣品的長程均一度，

所述步驟S3包括：

利用公式I線性擬合所述第一關系曲線，得到磁性阻尼數值和截距，其中，所述公式I為ΔH_⊥為所述第一關系曲線中所述磁性超薄膜樣品的半高全寬，f為微波頻率，α為磁性阻尼數值，ΔH_0⊥為截距，γ為旋磁比，利用所述截距的大小表征所述長程均一度，

所述方法還包括：

步驟S1’，將所述磁性超薄膜樣品置于第二磁場中，所述第二磁場的方向與磁性超薄膜樣品的表面平行，以獲取所述磁性超薄膜樣品在所述第二磁場中的鐵磁共振譜；

步驟S2’，根據所述第二磁場中的鐵磁共振譜建立所述磁性超薄膜樣品的半高全寬隨微波頻率變化的第二關系曲線；以及

步驟S4，非線性擬合所述第二關系曲線，利用擬合結果表征所述磁性超薄膜樣品的短程均一度，

在所述步驟S4之前，所述方法還包括以下步驟：

根據所述第一磁場中的鐵磁共振譜建立所述磁性超薄膜樣品的共振磁場隨微波頻率變化的第三關系曲線；

利用公式II線性擬合所述第三關系曲線，得到有效飽和磁化強度，其中，所述公式II為2πf＝γμ₀(H-4πM_eff)，4πM_eff為有效飽和磁化強度，μ₀為真空中的磁導率，H為共振磁場，γ為旋磁比；

對所述公式II在固定的微波頻率f下進行微分，得到公式III，所述公式III為ΔH_0⊥＝Δ(4πM_eff)，ΔH_0⊥為利用所述公式I線性擬合所述第一關系曲線得到的截距，

所述步驟S4包括：

利用公式IV非線性擬合所述第二關系曲線，得到曲線非線性度，所述公式IV為ΔH_→＝A+B+C，其中，Γ＝Γ₁，或Γ＝Γ₂，或Γ＝Γ₁+Γ₂，ΔH_→為所述第二關系曲線中所述磁性超薄膜樣品的半高全寬，α為利用所述公式I線性擬合所述第一關系曲線得到的磁性阻尼數值，所述Γ₁和所述Γ₂為擬合參數，所述Γ為所述曲線非線性度，利用所述曲線非線性度表征所述短程均一度。

2.一種權利要求1所述的方法在檢測磁性隨機存儲器磁性能中的應用，其特征在于，所述方法得到的均一度檢測結果用于表征所述磁性隨機存儲器的性能或性能的統計分布。

3.根據權利要求2所述的應用，其特征在于，將所述磁性超薄膜樣品應用于磁性隨機存儲器中的存儲單元中，所述方法中截距表征的長程均一度反應所述存儲單元陣列性能的統計分布，所述方法中曲線非線性度表征的短程均一度反應MRAM芯片中單一存儲單元在重復操作下的性能統計分布。

4.一種磁性隨機存儲器的制作方法，包括磁記錄層的制作和所述磁記錄層的均一度的檢測，其特征在于，所述磁記錄層的均一度的檢測采用權利要求1所述的方法檢測得到，根據所述均一度的檢測結果確定是否調整所述磁記錄層的制作工藝條件。

5.根據權利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述磁記錄層的制作包括對磁性超薄膜進行退火的過程，所述磁記錄層的均一度的檢測包括檢測退火前后的磁性超薄膜的均一度，根據所述退火前后所述磁性超薄膜的曲線非線性度的差異，調整所述退火的工藝條件。