[Cu-CoCu]n多層膜的制備及其在微波傳輸線中的應(yīng)用.pdf

1、隨著片上集成器件的不斷小型化，利用圖形化薄膜作為互連線成為了當前集成射頻無源器件的主流方式。然而在高頻下，互連線中產(chǎn)生的渦流損耗對器件的應(yīng)用產(chǎn)生了不利的影響，同時濺射制備的圖形化薄膜成本較高。本論文采用交替電化學(xué)沉積非磁性金屬層和鐵磁性金屬層的方法制備出一種新型的[Cu/CoCu]n多層膜傳輸線，其中鐵磁金屬層的相對磁導(dǎo)率在超過自然共振頻率時呈現(xiàn)負值，可以補償非磁性金屬層的磁導(dǎo)率，導(dǎo)致出現(xiàn)近零的磁導(dǎo)率和很高的趨膚深度，從而有效抑制高頻渦

2、流損耗。
　　本文首先從電化學(xué)沉積CoCu合金薄膜的組分、晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌等方面進行研究。在-1.1V到-2.1V范圍內(nèi)改變陰極沉積電位，發(fā)現(xiàn)沉積電位在-1.3V，保持沉積液pH值為4.0，沉積出的薄膜中鈷含量為0.526左右，此時的薄膜晶體結(jié)構(gòu)主要是面心立方結(jié)構(gòu)。其次，加入有機檸檬酸鈉絡(luò)合劑可以使得沉積出CoCu合金薄膜表面的晶粒更加致密均勻，晶粒間的間隙較小，薄膜質(zhì)量更高。
　　其次，本論文通過改變沉積液中鈷銅鹽的濃度

3、比例、添加劑的濃度的方式調(diào)控沉積出的CoCu合金薄膜的軟磁性能?？刂瞥练e電位為-1.3 V時，CoCu合金薄膜的4πMs保持在0.8 T，矯頑力保持在10 Oe，具有十分良好的軟磁性能。另外，為了使CoCu合金薄膜能夠在高頻段下工作，需要在較低飽和磁化強度的前提下誘導(dǎo)出單軸各向異性。在電沉積過程中，我們在電鍍槽兩側(cè)外加800 Oe的平行磁場作為誘導(dǎo)磁場，詳細研究了陰極沉積電位、溶液濃度比例、硼酸濃度和檸檬酸鈉濃度對于誘導(dǎo)各向異性的影響。

4、研究發(fā)現(xiàn)在檸檬酸鈉濃度為0.0453mol/L，溶液pH為4.0，沉積電位為-1.3V時，可以獲得單軸各向異性的CoCu磁膜，各向異性場在50 Oe左右，符合器件設(shè)計的要求，有利于薄膜在高頻下的應(yīng)用。此時在3GHz以上的頻段，薄膜的相對磁導(dǎo)率出現(xiàn)負值，有利于實現(xiàn)對多層膜結(jié)構(gòu)性能的調(diào)控。
　　最后，我們研究了改變交替沉積周期數(shù)及兩種金屬層的厚度比對趨膚效應(yīng)抑制作用的影響。通過在同一種沉積液中交替改變陰極沉積電位來制備[Cu/CoCu