מגנטית קריאה וכתיבה תהליכים עם בדיקה מיקרוסקופית סריקה אבק (SPM) על ידי NT-MDT

:: AZoNanotechnology סעיף

נושאים שידונו

רקע
הקדמה
הכנה ואפיון של המדגם
גורמים המשפיעים על MFM כתיבה וקריאה תהליכים

רקע

NT-MDT ושות' הוקם בשנת 1991 במטרה ליישם את כל הניסיון המצטבר והידע בתחום של ננוטכנולוגיה לספק לחוקרים את הכלים המתאימים כדי לפתור כל משימה אפשרית הנחת בממדים בקנה מידה ננומטרי. החברה NT-MDT נוסדה בשנת זלנוגראד - מרכז מיקרואלקטרוניקה הרוסית. פיתוח המוצרים מבוססים על שילוב של טכנולוגיית ה-MEMS, העוצמה של התוכנה המודרנית, שימוש high-end רכיבים microelectronic חלקים דיוק מכני. כמו מפעל מסחרי NT-MDT ושות קיים משנת 1993.

הקדמה

השימוש SPM ואקום משפר את הרגישות של מגנטי אלקטרוסטטי האינטראקציות הלא פנה המדידות באופן משמעותי. רגישות משופרת מושגת בשל התגברות של גורם איכות שלוחה (Q-גורם) בסביבת ואקום.

Q-גורם עליות של יותר מ 10 פעמים בלחץ מתחת Torr ^-1 10, אשר גם הוא בר השגה באמצעות forvacuum המשאבה. אבל אחרי הבאים רמת ואקום גרות שלוחה Q-גורם לשינויים באיטיות.

NT-MDT של ציוד פותר HV ואת ההילה NTEGRA מאפשרים לבצע מדידות בחלל ריק תחת לחץ למטה Torr ^-1 10.

הכנה ואפיון של המדגם

המדגם המשמש את הניסויים הבאים חלקיקים פרומגנטיים הורה מערך של הפרמטרים הבאים: ~ בקוטר 35-40 ננומטר, 120 ננומטר תקופה, גובה 7 ננומטר (ראה איור 1).. מערך כזה נעשה על ידי קרן אלקטרונים ליתוגרפיה על הסרט קופטי בגובה 7 ננומטר עם אנאיזוטרופיה מגנטי בניצב.

באיור 1. SEM התמונה של המדגם

איור 2. MFM תמונה של המדגם

תרשים 2 מציג תמונה MFM מדגם מתקבל על ידי טכניקה אחד לעבור, המאפשר לקבל תמונה זכות MSM לאחר לעבור הראשון. לשם כך מדידות המגנטי מבוצעות בעמדת Z-סורק מסוים ללא שליטה היזון חוזר. (יש שיטה סטנדרטית של שני עוברים, הכוללת מדידות הטופוגרפיה במהלך לעבור הראשון ארוכי טווח במהלך האינטראקציה לעבור שנייה). היתרון של טכניקה אחת היא להעביר את העדרו של קשר קצה מדגם, להפחית את הסבירות של היפוך המגנטיזציה מוכנים במהלך הסריקה. לפיכך התאמה ראשונית של מדרון מדגם הכרחי טכניקה כזו, על מנת לצמצם את ההבדל ההפרדה קצה מדגם ב X שונים, Y-המיקום. ניתן לעשות זאת בקלות על ידי מדידת הרגליים התאמה הראש.

באיור 3 ניתן לראות את התמונה MFM זכה במרחק שונה בין קצה ועל המדגם. כתמים בהירים באיור 2 מתאימות בכוח הדחייה, כאשר כיוון המגנטיזציה טיפ היא הפוכה לזו של חלקיקים מגנטיים. כתמים כהים מתאימות כוח משיכה ליד חלקיקים בעלי המגנטיזציה מיושר באותו כיוון כמו רגע קצה מגנטי.

גורמים המשפיעים על MFM כתיבה וקריאה תהליכים

הפרמטרים החשובים ביותר המשפיעים על MFM כתיבה וקריאה תהליכים קצה מדגם ההפרדה עובי שכבת מגנטי על קצה. שכבה עבה מדי מגנטי על קצה או קטן מדי קצה מדגם להוביל המרחק היפוך מגנטי בלתי מבוקרת. מצד שני, שכבת קצה רזה מדי או גדול מדי קצה מדגם מרחק להפוך את המערכת מתאים לכתיבה.

איור 3 ממחיש את המצב בבהירות. שלוחה מכוסה בסרט CoCr סגסוגת 50 ננומטר בקלות מתגים המדינה המגנטי של חלקיקים: במהלך הסריקה נעשית משיכה ודחייה על כמה חלקיקים (איור 3a). (סריקה איטית בוצע bottom-up) גדל קצה מדגם מרחק מוביל סריקה מבלי לעבור, עם זאת, במקרה זה את הרזולוציה של התמונה הסופית הוא עני (איור 3 ב).

איור 3. MFM תמונות שהושגו על מרחק קצה מדגם שונה

כדי לבצע קצת אחר קצת כתיבה, המדגם היה ממוגנטים מקדמי ממול כיוון המגנטיזציה קצה. ואז התמונה MFM מציג רק דחייה.

התוכנית של מעבר לשליטה של ​​המגנטיזציה החלקיקים על ידי קצה מוצג באיור. 4. השינויים המקומיים של הרגע החלקיקים המגנטיים מבוצעות על ידי קצה מגנטי מתקרב המדגם. היפוך מגנטי מתרחשת כאשר השדה המגנטי המקומי של קצה חורג coercitivity החלקיקים. התוצאה מוצגת על התמונה MFM כמו כתמים כהים (משיכה) בשעה רקע בהיר (דחייה). כך כותב נתונים מתבצעת על ידי חלקיקים מסוימים היפוך מגנטי. קריאת הנתונים מתבצע על ידי סריקה אחד לעבור.

איור 4. תוכנית הכתיבה מגנטי

אחרי הולם מדוקדקת של עובי שכבת המגנטי קצה שכבת 30 ננומטר של סגסוגת-CoCr נמצא כמתאים ביותר עבור מיתוג לשליטה המגנטי המקומי.

לצורך בדיקה בעקבות ארבעת חלקיקים בודדים הממוקמים בעמדות נקבע, הוחלפו על ידי טיפ כזה (איור 5). ניסוי זה מראה אמינות רגישות גבוהה של חלקיקי ננו מדורגים קריאה / כתיבה התהליכים שבוצעו בחלל ריק.

איור 5. מעבר לשליטה במערך חלקיקים הורה מגנטי

סט שלם של הפניות זמין להיות בהתייחסו מסמך המקור.

מקור: NT-MDT ושות

לקבלת מידע נוסף על מקור זה בקר NT-MDT ושות