[發明專利]磁隧道結的測試方法和測試系統

在審

• 申請號: 202010933783.4
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112083360A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發明（設計）人: 趙月雷;周艷
• 申請（專利權）人: 香港中文大學（深圳）
• 主分類號: G01R33/12
• 分類號: G01R33/12;C23C14/54;C23C14/35
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 李睿

本發明涉及一種磁隧道結的測試方法和測試系統。上述測試方法包括如下步驟：在基材的同一側的不同位置處分別濺射靶材，以在基材上沉積多個薄膜樣品，每個薄膜樣品之間相互間隔且每個薄膜樣品沉積時的工藝參數不同；對基材進行微納加工處理，在每個薄膜樣品上形成一個霍爾條，每個霍爾條包括多個相互間隔的子條，子條的數量、間距及尺寸與CIPT測試設備所用的探針的數量、間距及尺寸均相同；將霍爾條的每個子條分別引出一個電極，對薄膜樣品的電磁特性進行測試上述磁隧道結的測試方法的效率高、成本低，能夠快速高效摸索得到制備磁隧道結的最優的工藝參數。

技術領域

本發明涉及磁隧道結領域，特別是涉及一種磁隧道結的測試方法和測試系統。

背景技術

磁隧道結是指在兩層磁性薄膜之間夾一層極薄的絕緣層，通常是用1nm到2nm厚的氧化鎂作為絕緣層。磁隧道結是磁隨機存儲器的基本存儲單元，也是硬盤磁頭的核心元件，在信息領域有著巨大的市場。只有高質量的磁隧道結才能保證制備出高性能的器件。磁隧道結的良品率和性能主要由氧化鎂層的質量決定，如果氧化鎂絕緣層的生長參數不是最優化的，長出來的氧化鎂會有許多孔洞，會導致良品率很低。通常制備磁隧道結采用的是超高真空磁控濺射儀，在購買磁控濺射儀的同時也需要購買相應的工藝參數，比較典型如德國的Singulus和美國的應用材料公司，但設備價格極其昂貴。且德國的Singulus等公司的磁控濺射儀適用于批量生產，工藝參數需要保持穩定，調整工藝參數會對設備造成影響，加大維護費用，不利于實際生產中對工藝參數的進一步改進。而采用普通的磁控濺射儀，雖然成本低，但摸索出合適的工藝參數并保持工藝穩定性，需要進行大量實驗，效率低。

發明內容

基于此，有必要提供一種成本低、效率高的磁隧道結的測試方法，以研究磁隧道結制備過程中的工藝參數。

此外，還有必要提供一種磁隧道結的測試系統。

一種磁隧道結的測試方法，包括如下步驟：

在基材的同一側的不同位置處分別濺射靶材，以在所述基材上沉積多個薄膜樣品，每個所述薄膜樣品之間相互間隔且每個所述薄膜樣品沉積時的工藝參數不同，每個所述薄膜樣品均包括依次層疊的第一磁性薄膜、絕緣薄膜和第二磁性薄膜；

對所述基材進行微納加工處理，在每個所述薄膜樣品上形成一個霍爾條，每個所述霍爾條包括多個相互間隔的子條，所述子條的數量、間距及尺寸與CIPT測試設備所用的探針的數量、間距及尺寸均相同；及

將所述霍爾條的每個所述子條分別引出一個電極，對所述薄膜樣品的電磁特性進行測試。

在其中一個實施例中，所述在基材的同一側的不同位置處分別濺射靶材，以在所述基材上沉積多個薄膜樣品的步驟包括：

將設有小孔的擋板置于所述基材和所述靶材之間，對所述靶材進行濺射，同時使所述基材自轉，使靶材粒子通過所述小孔在所述基材上沉積一個環形的薄膜樣品；

移動所述擋板，調整濺射的工藝參數，繼續對所述靶材進行濺射，使靶材粒子通過所述小孔在所述基材上沉積另一個環形的薄膜樣品；

重復所述移動所述擋板，調整濺射的工藝參數，繼續對所述靶材進行濺射的步驟，以在所述基材上沉積多個薄膜樣品，每個所述薄膜樣品之間相互間隔形成同心圓環，且每個所述薄膜樣品沉積過程中的工藝參數不同。

在其中一個實施例中，所述小孔的直徑為0.1mm～1mm。

在其中一個實施例中，所述擋板的材料為鋁合金或不銹鋼，且所述擋板的表面經噴砂處理。

在其中一個實施例中，所述擋板的厚度為1mm～3mm。

在其中一個實施例中，所述將基材進行微納加工處理的步驟之前，還包括將所述基材進行退火處理的步驟。