[发明专利]Co-P薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于磁性薄膜的技术领域，特别涉及一种Co-P(钴-磷)薄膜的制备方法。

背景技术

随着电子产品不断向小型化、高密度化、大功率化发展，微电子封装技术也在不断革新，从金属引线式向球栅阵列式、倒装式等新兴封装技术发展。磁性薄膜材料对于许多微电子机械系统，例如：磁记录装置，偏压微磁，或者是磁性微调节器等的设计或者制造都是不可缺少的组成部分。

Co-P薄膜由于具有很好的磁、电、扩散阻挡等的特性，目前，人们对于Co-P薄膜的研究表现出了极大的兴趣：例如，由于具有高的饱和磁化强度和低的矫顽力，Co-P薄膜是一种很好的软磁材料；由于具有高的磁化系数和相当高的电阻率，Co-P薄膜在植入式磁感应器中具有重要的作用；此外，由于具有很高的硬度，Co-P薄膜也将是一种硬铬合金的替代产品。

Co-P薄膜的应用中，薄膜与基体粘附性的强弱对于微磁性装置的性能、可靠性、寿命等具有相当重要的作用。采用不同的方法合成Co-P薄膜对于其显微组织，界面粘附性，以及它本身的功能特性都具有重要的影响。

在过去二十年里，人们开发出了许多合成Co-P薄膜的方法：例如单相、多相直流电镀法，直流溅射法，化学合成法等。但是，利用这些方法合成的Co-P薄膜粘附性都比较差，此外，对于如何提高Co-P薄膜的粘附性的研究至今仍鲜见报道。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种Co-P薄膜的制备方法，其能有效的解决目前Co-P薄膜粘附性不强的问题。

技术内容如下：

一种Co-P薄膜的制备方法，包括以下步骤：分别制备电解液、钴片和基片；多相脉冲电源的阳极与所述钴片相连接，多相脉冲电源的阴极与所述基片相连接，所述钴片和基片浸没在所述电解液中；将含有所述钴片和基片的所述电解液放置在超声波振动器中，用所述超声波振动器和多相脉冲电源进行电镀。

进一步，所述电解液成分包括：180-200g/L的CoCl₂·6H₂O、1-3g/L的CoCO₃，1.5-4g/L的H₃PO₄，1.5-4g/L的H₃PO₃。

进一步，所述电解液成分包括：180-200g/L的CoCl₂·6H₂O、5-40g/L的CoCO₃，8-50g/L的H₃PO₄，8-30g/L的H₃PO₃。

进一步，所述电解液的pH值在1.10-1.25之间。

进一步，所述钴片的纯度为99.95％，所述基片包括Cu(200nm)/Ti(50nm)/SiO₂(300nm)/Si。

进一步，所述钴片和基片保持平行等高并完全浸没在所述电解液中，所述基片的Cu薄膜与所述钴片相对，所述钴片和基片之间的保持3-5cm。

进一步，所述超声波振动器的温度为68-70℃，所述超声波振动器的水深为5cm。

进一步，将含有所述钴片和基片的电解液放置在所述超声波振动器中保温10-15分钟。

进一步，所述超声波振动器的功率为40-80W，所述多相脉冲电流的正极电流密度为50mA/cm²，负极电流密度分别为0mA/cm²至-17.5mA/cm²，所述多相脉冲电流的正负电流的工作时间分别为100ms和10ms。

进一步，所述电镀的时间为30秒至60分钟。

技术效果如下：

1、本发明解决了传统电镀、化学镀方法在制备Co-P薄膜时内应力大、粘附性差、力学性能差和薄膜容易出现开裂脱落的难题。

2、本发明的制备方法制备出的Co-P薄膜粘附性很强。

3、本发明的制备方法可广泛应用于具有不同结构和不同P含量的Co-P薄膜的制备。

4、本发明的制备工艺简单、操作方便、技术参数可控性强，成品率高。

5、本发明利用原电池效应，可以增加基体的表面粗糙度，起到增加薄膜与基体的接触面积，从而增加薄膜的粘附性。

6、本发明利用超声波的特性，可以减少薄膜的内应力，从而增加薄膜的粘附性以及力学性能。

7、本发明利用多相脉冲电流进行电镀，可以通过控制正负极的电流密度，从而在电镀时控制Co、P的含量。

附图说明