射频集成纳米软磁薄膜的性能和应用研究

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2、论文足本人礼巧师指甘下进化的研究丄化及取巧的研娜成巧。拋巧所知，除了文中特別加称化和致谢的地义夕ｈ论义中不包含巧他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教哲机构的学化或证书而使化过的材料！。Ｊ我Ｗ下作的Ｈ志对木研３＇所做的任何贡献均ｔ在论文中化了明柳的说明并表不谢意。作荐装名化－：扛＿口期：＾ｆ灰月鸿鸟２１广年円论义使用授权本学化论文作者完全了解电子科技大学巧关保留、使用学位论文的规定，巧权保留并向国家有关部ｎ或机构送交论文的裝印件和磁盘，允许论义被舍阅

3、和借闊。本人授权化子科３丈大学可Ｗ将学位论文的全部或部分闲容编入行关数据库迸行检索，可Ｗ采用影印、缩印或村描等复制手段保巧、井：编学位论文。（保密的学位论文巧解密后应遵守此规定）化者籍名：哥师簽名：齋仪Ａｙ：．：１１期年＾口２參分类号密级注1UDC学位论文射频集成纳米软磁薄膜的性能和应用研究（题名和副题名）郝桂杰（作者姓名）指导教师张怀武教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别博士学科专业微电子学与固体电子学提交论文日期2015.09论文答辩日期2015.12学位授予单位和日期电

4、子科技大学2015年12月答辩委员会主席朱建国教授博导评阅人文岐业杨成韬姚琲巴龙杨平雄注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ResearchonPerformanceandApplicationofRFIntegratedNanoSoftMagneticThinFilmsADoctorDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MicroelectronicsandsolidelectronicsAuthor:

5、GuijieHaoAdvisor:Prof.HuaiwuZhangSchool:SchoolofMicroelectronicsandsolidelectronics摘要摘要目前，开发磁集成器件技术是人们在电子信息领域面临的主要挑战，它在信息存储、信息探测、信息传输、信息传感、信息识别等实际应用中发挥着不可替代的作用。并且磁性薄膜已经涉及人们生产和生活的各个方面，如电源、电感、变压器、传感器、电磁噪声抑制器、自旋微波源和GMR磁头等。然而微型集成电子器件在进行信息交流、数据传输、电压电流变化和能量转换的同时，会产生高密度、宽

6、频谱的电磁信号，这就构成了复杂的电磁环境干扰。因此抗电磁干扰器件，尤其是磁性薄膜集成EMI器件成为这一领域的热点。为了满足实际应用高频化、集成化、高传输速率等要求，应用于微型磁性集成电子器件中的磁性薄膜必须具备以下性能：（1）截止频率达到3-4GHz；（2）工作频率下具有高磁导率；（3）纳米尺度下，方便的性能调控；（4）良好的电磁匹配。基于对软磁性薄膜明确的性能要求，本论文研究对象包括Fe基与Co基两种纳米薄膜体系，即采用直流磁控溅射制备并经电脉冲退火的纳米晶CoNbZr软磁性薄膜和射频磁控溅射制备的FeCo-YSZ纳米晶颗

7、粒薄膜。系统地研究了影响薄膜性能的因素、物理机制以及磁性能的调控，并选取FeCo-YSZ纳米晶颗粒薄膜，集成1-4GHz频段的薄膜噪声抑制器，对薄膜的性能进行验证，讨论了改进薄膜噪声抑制性能的影响因素和方法。研究工作包括以下四个方面：1、成功设计、搭建电脉冲退火系统。系统包括脉冲电流发生和测试平台两个部分，脉冲电流发生部分可输出方波、尖顶波和三角波三种波形，其频率占空比可调，最大峰值电流可达2.5A。通过对输出电流以及电阻的调节，测试平台具有限流作用，同时接入的示波器可以对样品两端电压以及脉冲波形进行观察，电脉冲输出功率在较

8、大范围内可连续调节。2、首次将电脉冲退火工艺应用于高频软磁性薄膜的纳米晶化后处理过程。通过对直流磁控溅射的CoNbZr薄膜进行电脉冲退火，系统研究了薄膜的微观结构以及磁性能。电脉冲退火后，纳米薄膜的饱和磁化强度从7.89kGs升高到12.67kGs，同时铁磁共振场从870Oe下降到764O