一种磁性材料退火工艺制造技术

本发明专利技术揭示了一种磁性材料退火工艺，所述退火工艺包括：步骤S1、在基底上沉积具有特定磁化方向的磁性材料，即薄膜材料的易轴朝特定方向排列；步骤S2、随后进行退火，退火过程中施加外界磁场；退火时采用的磁场方向与基底上磁薄膜的易轴方向不平行，形成设定的夹角为θ；步骤S3、退火使磁薄膜材料易轴发生偏转，退火之后新形成的易轴方向与原易轴方向的夹角为θ/2。本发明专利技术提出的磁性材料退火工艺，可通过退火能够改变磁材料的易轴方向，便于根据需要调整磁材料的易轴方向。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体工艺
，涉及一种磁性材料制备工艺，尤其涉及一种磁性材料退火工艺。
技术介绍
磁性材料在材料沉积时往往需要在基底上施加平行于基底表面的磁场，使磁性材料在薄膜沉积的过程中就朝特定的方向进行磁化排列，使磁性材料的易轴与所加的磁场的方向相同，如图1所示。磁材料薄膜的易轴和难轴在性能特别是磁性能上具有较大的差异，因此，材料的磁化方向对应设计器件具有重要的作用。而在材料沉积之后，往往需要退火，以完善磁材料的晶体结构，并提升磁性材料的磁性能，如dR/R值。而磁材料退火与常规薄膜的差别还在用:采用的退火过程往往也需要施加外界磁场，施加磁场的方向与基底上磁性材料的易轴相同，达到提升磁性材料磁性能的目的。现有的磁材料退火中，施加的磁场的方向与基底上磁材料易轴的方向必须相同，在退火之后，磁材料的磁化方向在退火前后没有变化。有鉴于此，如今迫切需要设计一种新的磁材料退火方式，以便克服现有退火方式的上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:提供一种磁性材料退火工艺，可通过退火能够改变磁材料的易轴方向。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案:一种磁性材料退火工艺，所述退火工艺包括:步骤S1、在基底上沉积特定磁化方向的磁材料薄膜，磁材料薄膜易轴朝特定方向；步骤S2、随后进行退火，退火过程中施加外界磁场；退火时采用的磁场方向与基底的易轴方向不平行，其夹角设定为Θ ；步骤S3、退火之后，磁材料薄膜易轴发生偏转，新形成的易轴方向与原易轴方向的夹角为Θ/2。作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤S3中，退火过程施加磁场，在充足退火温度、退火时间和磁场强度的情况下，基底上磁材料薄膜的易轴方向会发生旋转，新形成的易轴方向位于原有易轴方向与退火磁场方向的中间。作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤S3中，新形成的易轴方向位于原有易轴方向与磁场方向形成夹角的角平分线上。作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤S2中，采用的外界磁场垂直于原有的易轴；所述步骤S3中，退火之后，基底上磁材料薄膜的易轴角度会旋转到磁场与易轴角度的中间。作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤S2中，退火气氛为真空，或保护气体；保护气体为惰性气体、氮气、氢气中的一种或者多种。作为本专利技术的一种优选方案，所述磁材料薄膜为AMR材料，或为GMR材料，或为TMR材料。作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤S2中，退火温度在200到450摄氏度之间。作为本专利技术的一种优选方案，所述步骤S2中，施加的磁场强度在100G到1T之间。本专利技术的有益效果在于:本专利技术提出的磁性材料退火工艺，可通过退火能够改变磁材料的易轴方向，便于根据需要调整磁材料的易轴方向。【附图说明】图1为具有易轴的磁性材料的示意图。图2为实施例一中施加磁场与易轴方向的示意图。图3为实施例二中施加磁场与易轴方向的示意图。【具体实施方式】下面结合附图详细说明本专利技术的优选实施例。实施例一请参阅图2，图2为基底上沉积了特定磁化方向的磁性材料薄膜，薄膜的易轴朝特定方向排列。随后进行退火，退火过程中施加外界磁场。如采用的外界磁场平行于基底，但垂直于基底上磁薄膜原有的易轴，退火之后，基底上薄膜材料的易轴角度会旋转到磁场与易轴角度的中间(并不一定是正好旋转到磁场方向和原易轴角度的角平分线)。具体地，请参阅图2，本专利技术揭示了一种磁性材料退火工艺，所述退火工艺包括:【步骤SI】在基底上沉积特定磁化方向的磁性材料薄膜，该薄膜具有特定方向的易轴。磁薄膜材料可以为AMR材料，或为GMR材料，或为TMR材料。【步骤S2】随后进行退火，退火过程中施加外界磁场；退火时采用的磁场方向与基底的易轴方向不平行，形成设定的夹角为Θ。退火的气氛可以为惰性气体、氮气、氢气中的一种或者多种的混合物(也可以为真空)；退火的温度为200-450摄氏度；施加的磁场为10G-1OTo【步骤S3】退火过程施加磁场，在充足退火温度、退火时间和磁场强度的情况下，退火之后，基底上磁性材料的易轴方向会发生旋转，新形成的易轴方向位于原有易轴方向与磁场方向的中间。具体地，新形成的易轴方向与退火施加的外界磁场形成的夹角为原夹角Θ的一半。即，新形成的易轴方向位于原有易轴方向与磁场方向形成夹角的角平分线上。本实施例中，采用的外界磁场垂直于原有的易轴，即夹角为90度；退火之后，基底上薄膜材料的易轴角度会旋转到磁场与易轴角度的中间，比如新的易轴角度与磁场方向以及原易轴方向的角度均为45度。实施例二本实施例与实施例一的区别在于,本实施例中,外界磁场不垂直于原有的易轴。图3为基底上沉积了特定方向的磁性材料，具有易轴。随后进行退火，退火过程中施加外界磁场。如采用的外界磁场方向与原有的易轴方向成锐角(当然也可以成钝角)，退火之后，基底上薄膜材料的易轴角度会旋转到磁场与易轴角度的中间。综上所述，本专利技术提出的磁性材料退火工艺，可通过退火能够改变磁材料的易轴方向，便于根据需要调整磁材料的易轴方向。这里本专利技术的描述和应用是说明性的，并非想将本专利技术的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本专利技术的精神或本质特征的情况下，本专利技术可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本专利技术范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。【主权项】1.一种磁性材料退火工艺，其特征在于，所述退火工艺包括: 步骤S1、在基底上沉积特定磁化方向的磁材料薄膜，磁材料薄膜易轴朝特定方向； 步骤S2、随后进行退火，退火过程中施加外界磁场；退火时采用的磁场方向与基底的易轴方向不平行，其夹角设定为Θ ； 步骤S3、退火之后，磁材料薄膜易轴发生偏转，新形成的易轴方向与原易轴方向的夹角为 Θ /2。2.根据权利要求1所述的磁性材料退火工艺，其特征在于: 所述步骤S3中，退火过程施加磁场，在充足退火温度、退火时间和磁场强度的情况下，基底上磁材料薄膜的易轴方向会发生旋转，新形成的易轴方向位于原有易轴方向与退火磁场方向的中间。3.根据权利要求1所述的磁性材料退火工艺，其特征在于: 所述步骤S3中，新形成的易轴方向位于原有易轴方向与磁场方向形成夹角的角平分线上。4.根据权利要求1所述的磁性材料退火工艺，其特征在于: 所述步骤S2中，采用的外界磁场垂直于原有的易轴； 所述步骤S3中，退火之后，基底上磁材料薄膜的易轴角度会旋转到磁场与易轴角度的中间。5.根据权利要求1所述的磁性材料退火工艺，其特征在于: 所述步骤S2中，退火气氛为真空，或保护气体；保护气体为惰性气体、氮气、氢气中的一种或者多种。6.根据权利要求1所述的磁性材料退火工艺，其特征在于: 所述磁材料薄膜为AMR材料，或为GMR材料，或为TMR材料。7.根据权利要求1所述的磁性材料退火工艺，其特征在于: 所述步骤S2中，退火温度设定在200到450摄氏度之间。8.根据权利要求1所述的磁性材料退火工艺，其特征在于: 所述步骤S2中，施加的磁场强度设定在100G到1T之间。【专利摘要】本专利技术揭示了一种磁性材料退火工艺，所述退火工艺包括：步骤S1、在基底上沉积具有特定磁化方向的磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性材料退火工艺，其特征在于，所述退火工艺包括：步骤S1、在基底上沉积特定磁化方向的磁材料薄膜，磁材料薄膜易轴朝特定方向；步骤S2、随后进行退火，退火过程中施加外界磁场；退火时采用的磁场方向与基底的易轴方向不平行，其夹角设定为θ；步骤S3、退火之后，磁材料薄膜易轴发生偏转，新形成的易轴方向与原易轴方向的夹角为θ/2。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张挺，杨鹤俊，
申请(专利权)人：上海矽睿科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31