美 Microsense 大型磁光克爾效應(yīng)測量系統(tǒng)

美國Microsense公司生產(chǎn)的大型磁光克爾效應(yīng)系統(tǒng)是磁盤材料技術(shù)和多層磁性薄膜材料研究的有力工具。多年以來，Microsense公司僅專注于精密測量技術(shù)的開發(fā)和研究。最終形成了不僅可以適用于實(shí)驗(yàn)室做研發(fā)的，同時還適用于工業(yè)化生產(chǎn)的大型磁光克爾效應(yīng)測量系統(tǒng)。成為在該領(lǐng)域的工業(yè)產(chǎn)業(yè)化的磁光克爾效應(yīng)系統(tǒng)。根據(jù)不同的磁性薄膜和磁盤技術(shù)，共有四款磁光克爾效應(yīng)測量系統(tǒng)，以適合不同的產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)。

1. 磁電阻隨機(jī)存儲器極向克爾效應(yīng)測量系統(tǒng)（Polar Kerr for MRAM）

該系統(tǒng)針對MRAM的極向克爾效應(yīng)測量系統(tǒng)利用極向克爾效應(yīng)來表征在研究和生產(chǎn)垂直MRAM中使用的多層晶片。系統(tǒng)采用非接觸全晶片測試技術(shù)可表征直徑為300 mm的全晶片磁性能分布圖。這個系統(tǒng)在科研或者生產(chǎn)的時候支持手動加載或者全自動化配置。采用MicroSense磁測量設(shè)備中*的直接場控制技術(shù)，MRAM極向克爾測量系統(tǒng)提供高的磁場測量范圍和優(yōu)異的低場分辨率來表征單個系統(tǒng)中自由層或者釘扎層的性質(zhì)。

優(yōu)點(diǎn)

采用非接觸方式可表征直徑最多為300 mm的垂直MRAM晶片的磁性分布。

多層膜測試磁場為2.4 T，自由層測試的場分辨率為0.05 Oe。

采用集成的高分辨攝像頭和光學(xué)模式識別（OPR）軟件對圖案化樣品進(jìn)行表征。

多層軟磁或硬磁薄膜的表征。

過程控制

這套系統(tǒng)可以測試晶片任意位置的整條回線。20秒之內(nèi)可以獲得一條±2.4T采點(diǎn)超過16000個點(diǎn)的完整回線。的可擴(kuò)展的軟件可以自動計(jì)算很多參數(shù)。比如釘扎層的交換場，矯頑力，自由層交換場，矯頑力和各項(xiàng)異性場，等等。mapping結(jié)果可以以圖或者表格的形式顯示出來。

未圖案化晶片的磁性均勻性全掃描

2. 垂直磁存儲材磁盤向克爾效應(yīng)測量系統(tǒng)（Polar Kerr for PMR Disk）

3. 面內(nèi)磁存儲縱向克爾效應(yīng)測量系統(tǒng) （Kerr Mapper）

KerrMapper系列儀器利用縱向磁光克爾效應(yīng)（MOKE）來表征GMR/TMR磁頭，MRAM和其他磁性傳感器所使用的多層晶片的磁性。由于采用了非接觸全晶片測量技術(shù)，KerrMapper S-300和V-300系統(tǒng)可以表征整個晶片的磁性分布。兩套系統(tǒng)在研發(fā)和生產(chǎn)過程中都支持采用手動加載和全自動模式。由于采用了MicroSense磁測量設(shè)備的直接磁場控制技術(shù)，KerrMapper系統(tǒng)在表征單個系統(tǒng)中自由層或者釘扎層的性質(zhì)的時候可以提供高的磁場范圍和低場分辨率。

優(yōu)點(diǎn)

表征直徑可達(dá)300 mm的MRAM, MR, GMR, TMR和其他晶片的非接觸磁性分布。

可以對后沉積和退火效果進(jìn)行自動的斜掃瞄和角色散掃描。

采用集成光學(xué)模式識別硬件和軟件對圖案化進(jìn)行表征，光斑大小從微米到毫米不等。

多層軟磁和硬磁薄膜的表征。

矢量場測試Stoner-Wohlfarth星形線，復(fù)雜的偏置場和其他測量。

磁性表征

KerrMapper S/V-300技術(shù)基于縱向克爾效應(yīng)和MicroSense磁測量設(shè)備的直接磁場控制技術(shù)。這使得測試GMR/TMR磁頭，MRAM和軟磁材料薄膜成為可能。主動磁場控制避免了影響測試的磁場的過沖和極尖剩磁，即使對整個多層膜進(jìn)行飽和磁化過程中施加了強(qiáng)磁場。

因此，運(yùn)行不同的測量程序就可以對整個薄膜釘扎層和自由層的空間變化分布進(jìn)行表征。利用小光斑模式，系統(tǒng)可用來測試圖案化晶片。

晶片的自動斜角掃描

4. 熱輔助寫入磁盤磁光克爾效應(yīng)系統(tǒng) （Disk Mapper H7）

DiskMapper H7系統(tǒng)可以快速表征垂直熱輔助磁存儲（HAMR）磁盤的均勻性。測試過程中使用一個磁場強(qiáng)度高達(dá)7 T的雙極快速超導(dǎo)磁體，硬盤任意區(qū)域的回線都可以在3分鐘之內(nèi)測試完畢。DiskMapper H7系統(tǒng)采用全自動雙面測試技術(shù)，在工業(yè)和科研領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景。

優(yōu)點(diǎn)

對HAMR/TAR進(jìn)行非破壞性、非接觸的雙面磁性表征。

快速的過程反饋功能增強(qiáng)了對沉積過程的控制，可以測量HC、Hn、S、S＊和其他關(guān)鍵性參數(shù)。

磁盤熱選件可以進(jìn)行熱磁曲線測量。

快速7 T磁體和低成本的7 T磁體可供選擇。

數(shù)據(jù)分析

DiskMapper H7軟件包含了*的數(shù)據(jù)分析模塊。內(nèi)嵌的分析軟件可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取和保存。另外，很多操作功能用戶對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理。獲得的數(shù)據(jù)可以導(dǎo)出并保存為原始數(shù)據(jù)。

記錄層HC的表征

利用長程序模塊進(jìn)行退磁測量和其他復(fù)雜的磁測量