一种降低自旋阀薄膜矫顽力的方法
专利汇可以提供一种降低自旋阀薄膜矫顽力的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种利用二次 退火 降低自旋 阀 薄膜 矫顽 力 的方法，属于信息 电子 、功能材料领域。在 磁控溅射 仪中制备 自旋阀 薄膜，在 真空 退火炉 中进行退火。其特征在于：采用两次退火，退火顺序依次为在1000～3000Oe 磁场 下，在100～300℃ 温度 下，保温0.5～3h后，降至室温；再在50～300Oe磁场下，在100～300℃温度下，保温0.5～3h；第一次退火时的磁场方向沿着自旋阀薄膜制备态时的易轴方向，第二次退火时的磁场方向与第一次退火时的磁场方向垂直；退火时本底真空度为1×10－4～1×10－5Pa；退火时通入一定流量的N2作为保护气体。本发明的优点在于：利用两次退火，既提高了自旋阀薄膜在室温下的 磁阻效应 ，又明显降低了薄膜的矫顽力。本发明对改进磁 传感器 的性能有重要的应用价值。，下面是一种降低自旋阀薄膜矫顽力的方法专利的具体信息内容。
1.一种降低自旋阀薄膜矫顽力的方法，在磁控溅射仪中制备自旋阀薄 膜，在真空退火炉中进行退火，退火时，本底真空为1×10-4～1 ×10-5Pa，在1000～3000Oe磁场下，磁场方向沿着自旋阀薄膜制备 态时的易轴方向，在100～300℃温度下，保温0.5～3h后，降至室 温，其特征在于：对退火后的自旋阀薄膜进行第二次退火，退火时， 在50～300Oe磁场下，100～300℃温度下，保温0.5～3h。
2.如权利要求1所述的一种降低自旋阀薄膜矫顽力的方法，其特征是： 在所述的第二次退火时，磁场方向与第一次退火时的磁场方向垂直。
3.如权利要求1，2所述的一种降低自旋阀薄膜矫顽力的方法，其特征 在于：退火时通入一定流量的N2作为保护气体。
技术领域
本发明属于信息电子、功能材料领域，特别是提供了一种降低自旋阀薄膜 矫顽力的方法。
背景技术
发明内容
本发明是在磁控溅射仪中制备自旋阀薄膜，在真空退火炉中进行退火，退火 时，本底真空为1×10-4～1×10-5Pa，在1000～3000Oe磁场下，磁场方向沿 着自旋阀薄膜制备态时的易轴方向，在100～300℃温度下，保温0.5～3h后，降 至室温，其特征在于：对退火后的自旋阀薄膜进行第二次退火，退火时，在50～ 300Oe磁场下，100～300℃温度下，保温0.5～3h。
进一步地，在第二次退火时，磁场方向与第一次退火时的磁场方向垂直。
再进一步地，退火时通入一定流量的N2作为保护气体。
本发明利用铁磁材料沿不同方向磁化时磁畴的运动方式不同，即铁磁材料沿 难轴方向磁化时主要依靠磁畴的转动，沿易轴方向磁化时主要依靠畴壁的移动， 而沿难轴方向磁化时的矫顽力要小于沿易轴方向磁化时的矫顽力这一特点，通过 两次退火，成功实现自由层的易轴方向与被钉扎层的磁矩方向成垂直排列，这样 可保证在平行于被钉扎层磁矩的外磁场作用下，自由层转向与被钉扎层的磁矩一 致的方向，即自由层沿着其难轴方向磁化，这主要是通过磁畴的转动来实现磁矩 取向的重新排列，可明显降低自旋阀薄膜的矫顽力。
本发明的优点在于：较传统退火工艺相比，通过增加一次低场退火，使薄膜 矫顽力得到了明显降低，扩大了其线性工作区，对改进磁传感器的性能有重要的 应用价值。
附图说明
图1是在Si基片上沉积的自旋阀薄膜Ta40/NiFe20/IrMn100/CoFe30/ Cu20/CoFe15/NiFe30/Ta30在不同退火条件下的矫顽力Hc随低场退火温度 的变化关系。
具体实施方式
曲线(a)退火条件为：在1×10-4Pa真空度下，在1000Oe磁场下，在120 ℃温度下进行第一次磁场下退火，保温时间0.5h；当保温结束后，将退火炉温度 降至室温，将样品垂直90°改变方向进行再次退火，第二次退火条件为在60Oe 磁场下，在100～300℃温度下，保温0.5h。
曲线(b)退火条件为：在5×10-5Pa真空度下，在2000Oe磁场下，在210 ℃温度下进行第一次磁场下退火，保温时间1.5h；当保温结束后，将退火炉温度 降至室温，将样品垂直90°改变方向进行再次退火，第二次退火条件为在150Oe 磁场下，在100～300℃温度下，保温1.5h。
曲线(c)退火条件为：在1×10-5Pa真空度下，在3000Oe磁场下，在280 ℃温度下进行第一次磁场下退火，保温时间2.5h；当保温结束后，将退火炉温度 降至室温，将样品垂直90°改变方向进行再次退火，第二次退火条件为在280Oe 磁场下，在100～300℃温度下，保温2.5h。
从图1中可以看出，制备态时自旋阀薄膜的矫顽力较大，为5.65Oe。在采 用了低场退火后，在100～300℃温度范围内，自旋阀薄膜的矫顽力均有了明显 降低，对于曲线b所对应的退火条件，在第二次退火温度为200℃时，矫顽力变 化最为明显，由制备态时的5.65Oe降至0.5Oe，同时对磁电阻值的测量也发现由 原来的8.0％升至9.2％。这说明，在低磁场下进行第二次退火可以有效地降低 自旋阀薄膜的的矫顽力，改善薄膜的磁性能。
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