[发明专利]测定磁性超薄膜磁性均一度的方法及其应用

权利要求书

1.一种测定磁性超薄膜磁性均一度的方法，其特征在于，包括：

步骤S1，将所述磁性超薄膜样品置于第一磁场中，所述第一磁场的方向与磁性超薄膜样品的表面垂直，以获取所述磁性超薄膜样品在所述第一磁场中的铁磁共振谱；

步骤S2，根据所述第一磁场中的铁磁共振谱建立所述磁性超薄膜样品的半高全宽随微波频率变化的第一关系曲线；以及

步骤S3，线性拟合所述第一关系曲线，利用拟合结果表征所述磁性超薄膜样品的长程均一度，

所述步骤S3包括：

利用公式I线性拟合所述第一关系曲线，得到磁性阻尼数值和截距，其中，所述公式I为ΔH_⊥为所述第一关系曲线中所述磁性超薄膜样品的半高全宽，f为微波频率，α为磁性阻尼数值，ΔH_0⊥为截距，γ为旋磁比，利用所述截距的大小表征所述长程均一度，

所述方法还包括：

步骤S1’，将所述磁性超薄膜样品置于第二磁场中，所述第二磁场的方向与磁性超薄膜样品的表面平行，以获取所述磁性超薄膜样品在所述第二磁场中的铁磁共振谱；

步骤S2’，根据所述第二磁场中的铁磁共振谱建立所述磁性超薄膜样品的半高全宽随微波频率变化的第二关系曲线；以及

步骤S4，非线性拟合所述第二关系曲线，利用拟合结果表征所述磁性超薄膜样品的短程均一度，

在所述步骤S4之前，所述方法还包括以下步骤：

根据所述第一磁场中的铁磁共振谱建立所述磁性超薄膜样品的共振磁场随微波频率变化的第三关系曲线；

利用公式II线性拟合所述第三关系曲线，得到有效饱和磁化强度，其中，所述公式II为2πf＝γμ₀(H-4πM_eff)，4πM_eff为有效饱和磁化强度，μ₀为真空中的磁导率，H为共振磁场，γ为旋磁比；

对所述公式II在固定的微波频率f下进行微分，得到公式III，所述公式III为ΔH_0⊥＝Δ(4πM_eff)，ΔH_0⊥为利用所述公式I线性拟合所述第一关系曲线得到的截距，

所述步骤S4包括：

利用公式IV非线性拟合所述第二关系曲线，得到曲线非线性度，所述公式IV为ΔH_→＝A+B+C，其中，Γ＝Γ₁，或Γ＝Γ₂，或Γ＝Γ₁+Γ₂，ΔH_→为所述第二关系曲线中所述磁性超薄膜样品的半高全宽，α为利用所述公式I线性拟合所述第一关系曲线得到的磁性阻尼数值，所述Γ₁和所述Γ₂为拟合参数，所述Γ为所述曲线非线性度，利用所述曲线非线性度表征所述短程均一度。

2.一种权利要求1所述的方法在检测磁性随机存储器磁性能中的应用，其特征在于，所述方法得到的均一度检测结果用于表征所述磁性随机存储器的性能或性能的统计分布。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，将所述磁性超薄膜样品应用于磁性随机存储器中的存储单元中，所述方法中截距表征的长程均一度反应所述存储单元阵列性能的统计分布，所述方法中曲线非线性度表征的短程均一度反应MRAM芯片中单一存储单元在重复操作下的性能统计分布。

4.一种磁性随机存储器的制作方法，包括磁记录层的制作和所述磁记录层的均一度的检测，其特征在于，所述磁记录层的均一度的检测采用权利要求1所述的方法检测得到，根据所述均一度的检测结果确定是否调整所述磁记录层的制作工艺条件。

5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述磁记录层的制作包括对磁性超薄膜进行退火的过程，所述磁记录层的均一度的检测包括检测退火前后的磁性超薄膜的均一度，根据所述退火前后所述磁性超薄膜的曲线非线性度的差异，调整所述退火的工艺条件。