一种超薄多层膜的集成式加工设备及应用方法技术

本发明专利技术公开了一种超薄多层膜的集成式加工设备及应用方法，所述集成式加工设备包括：包括磁控溅射腔体的超高真空多靶磁控溅射设备；包括快速进样腔体的快速进样室，其通过第一闸板阀与所述磁控溅射腔体法兰密封连接，所述快速进样腔体外连接有各种附属配件；调控与表征设备，其包括内部配备有高温样品架的调控与表征腔体，所述调控与表征腔体通过转接腔体与所述快速进样腔体连通，所述调控与表征腔体还分别连接有磁性表征系统和超高真空传样杆。该集成式加工设备无需真空互联系统、也无需破坏真空环境条件下可以沉积超薄多层膜并对可其进行高温磁场退火和磁性测量，可以实现超薄多层膜的制备、分层原位调控和表征，具有成本低、操作效率高的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种超薄多层膜的集成式加工设备及应用方法
本专利技术属于自旋电子薄膜制备和表征领域，具体涉及一种超薄多层膜的集成式加工设备及应用方法。
技术介绍
基于微电子技术的集成电路是信息产业的基础，然而，半导体中隧穿效应产生的漏电流致使传统微电子器件功耗过大、数据稳定性较差，摩尔定律遇到了难以逾越的技术瓶颈，而自旋电子信息器件被认为是克服功耗瓶颈的关键技术之一，对于构建“后摩尔时代”超低功耗集成电路具有重要意义。磁随机存储器具有非易失性、低功耗和无限读写等特点，而基于自旋转移矩的磁随机存储器(STT-MRAM)在速度、面积、写入次数和功耗方面达到了较好的折中，因此被业界认为是构建下一代非易失性缓存的理想器件。其中，磁隧道结(MTJ)是STT-MRAM的核心存储部分，主要由两层铁磁层加一层隧穿势垒层组成，每层的薄膜厚度通常为纳米量级，磁隧道结的经典结构为CoFeB/MgO/CoFeB体系，具体来说，两层铁磁层包括一层磁化方向固定不变的参考层1和磁化方向可以同参考层1磁化方向相同或相反的自由层2。当自由层2磁化方向与参考层1平行时，MTJ呈现低阻态，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超薄多层膜的集成式加工设备，其特征在于，所述集成式加工设备包括：/n超高真空多靶磁控溅射设备，其包括磁控溅射腔体；/n快速进样室，其包括快速进样腔体，所述快速进样腔体通过第一闸板阀与所述磁控溅射腔体法兰密封连接，所述快速进样腔体外连接有第一真空测量系统和第一真空获得系统，所述快速进样腔体外设有进气阀门；/n调控与表征设备，其包括内部配备有高温样品架的调控与表征腔体，所述调控与表征腔体通过转接腔体与所述快速进样腔体连通，所述调控与表征腔体还分别连接有磁性表征系统和超高真空传样杆。/n

【技术特征摘要】
1.一种超薄多层膜的集成式加工设备，其特征在于，所述集成式加工设备包括：
超高真空多靶磁控溅射设备，其包括磁控溅射腔体；
快速进样室，其包括快速进样腔体，所述快速进样腔体通过第一闸板阀与所述磁控溅射腔体法兰密封连接，所述快速进样腔体外连接有第一真空测量系统和第一真空获得系统，所述快速进样腔体外设有进气阀门；
调控与表征设备，其包括内部配备有高温样品架的调控与表征腔体，所述调控与表征腔体通过转接腔体与所述快速进样腔体连通，所述调控与表征腔体还分别连接有磁性表征系统和超高真空传样杆。


2.如权利要求1所述的集成式加工设备，其特征在于，所述磁控溅射腔体外分别法兰连接有真空样品架、第二真空测量系统、第二真空获得系统和磁控溅射阴极，所述磁控溅射腔体上设有第一观察视窗，所述第一观察视窗为石英观察窗与所述磁控溅射腔体通过法兰密封形成，所述磁控溅射腔体上还设有若干密封的预留法兰口；
所述磁控溅射腔体的侧面底部设有用于将所述磁控溅射腔体固定的安装孔。


3.如权利要求2所述的集成式加工设备，其特征在于，所述第二真空测量系统由三级真空规构成，所述三级真空规包括真空薄膜规、UHV离子规和残气分析仪RGA；
所述第二真空获得系统通过第二闸板阀与所述磁控溅射腔体法兰密封连接，所述第二真空获得系统为三级真空泵组，所述三级真空泵组包括机械泵、分子泵和低温泵。


4.如权利要求2所述的集成式加工设备，其特征在于，所述磁控溅射阴极共设有十二个且角度各不相同，分别位于同一球面上且均朝向所述磁控溅射腔体中的磁控溅射样品位置。


5.如权利要求2所述的集成式加工设备，其特征在于，所述磁控溅射腔体配备有用于实现膜厚监测的膜厚测量设备，所述膜厚测量设备与所述磁控溅射腔体法兰连接。


6.如权利要求2所述的集成式加工设备，其特征在于，所述磁控溅射设备还包括电源系统，所述电源系统包括：
切换器，所述切换器与所述磁控溅射阴极连接；

【专利技术属性】
技术研发人员：赵巍胜，程厚义，艾梅尔，张学莹，
申请(专利权)人：北京航空航天大学合肥创新研究院，
类型：发明
国别省市：安徽;34