NiFe薄膜制備技術研究.pdf

1、Ni81Fe19合金薄膜因具有高飽和磁化強度、低矯頑力、低鐵磁共振線寬等特點，被廣泛應用于微波/毫米波器件中，如：帶通濾波器、帶阻濾波器等。本文分別采用磁控濺射法和電子束蒸發(fā)法制備NiFe薄膜，研究了制備工藝對薄膜顯微結構、靜態(tài)磁性能及微波磁性能的影響。
　　1.采用直流磁控濺射法制備NiFe薄膜，研究了基片種類、基片加熱溫度、薄膜厚度及Cu緩沖層與覆蓋層厚度對薄膜微觀結構、靜態(tài)磁性能及微波磁性能的影響。結果表明：在低濺射功率下，

2、薄膜的取向與基片種類及晶向無關；適宜的基片加熱溫度可有效改善薄膜的微觀結構，提高薄膜的結晶質量，從而增大薄膜的飽和磁化強度Ms；在引入5nmCu緩沖層后，薄膜的剩磁比有顯著提高，且矯頑力Hc和鐵磁共振線寬ΔH無明顯變化；在NiFe薄膜表面沉積6nmCu覆蓋層可提高薄膜的剩磁比，并有效降低了薄膜的鐵磁共振線寬ΔH；同時引入相同厚度Cu緩沖層及覆蓋層時，飽和磁化強度Ms反而略有下降，矯頑力Hc略有增大。
　　磁控濺射法制備NiFe薄膜

3、的最佳工藝參數為：濺射功率20W，濺射氣壓0.3Pa(Ar氣氛)，基片加熱溫度為300℃，其磁性能為：Ms=659kA/m，Hc=0.30kA/m，ΔH=6.75kA/m，Mr/Ms=0.82(膜厚為100nm)。
　　2.采用電子束蒸發(fā)法制備NiFe薄膜，研究了基片種類、退火溫度、基片加熱溫度及薄膜厚度對薄膜微觀結構、靜態(tài)磁性能及微波磁性能的影響。結果表明：基片種類及晶向與薄膜的取向無關，但熱氧化Si(100)基片和石英(SiO

4、2)基片上沉積薄膜的Hc小于晶化基片(Si(111)和Si(100))上沉積薄膜的Hc值；對在基片溫度為100℃下沉積態(tài)薄膜進行真空熱處理，發(fā)現適宜的退火溫度，可以提高薄膜的飽和磁化強度Ms，有效降低矯頑力Hc及鐵磁共振線寬ΔH；適當提高基片加熱溫度可有效提高薄膜的飽和磁化強度，降低鐵磁共振線寬，可省去樣品的后續(xù)真空熱處理工序；在Si(111)基片上沉積了40~100nm厚的NiFe薄膜，結果表明，厚度增加，薄膜飽和磁化強度Ms略有提高