大型磁光克尔效应测量系统
大型磁光克尔效应测量系统

大型磁光克尔效应测量系统

    


    美国Microsense公司生产的大型磁光克尔效应系统是磁盘材料技术和多层磁性薄膜材料研究的有力工具。多年以来,Microsense公司仅专注于精密测量技术的开发和研究。最终形成了不仅可以适用于实验室做研发的,同时还适用于工业化生产的大型磁光克尔效应测量系统。成为在该领域唯一的工业产业化的高端磁光克尔效应系统。根据不同的磁性薄膜和磁盘技术,共有四款磁光克尔效应测量系统,以适合不同的产品研发和生产。


1. 磁电阻随机存储器极向克尔效应测量系统(Polar Kerr for MRAM)                               

该系统针对MRAM的极向克尔效应测量系统利用极向克尔效应来表征在研究和生产垂直MRAM中使用的多层晶片。系统采用非接触全晶片测试技术可表征最大直径为300 mm的全晶片磁性能分布图。这个系统在科研或者生产的时候支持手动加载或者全自动化配置。采用MicroSense磁测量设备中特有的直接场控制技术,MRAM极向克尔测量系统提供高的磁场测量范围和优异的低场分辨率来表征单个系统中自由层或者钉扎层的性质。

 


优势:
♦ 采用非接触方式可表征直径最多为300 mm的垂直MRAM晶片的磁性分布。
♦ 多层膜测试最大磁场为2.4 T,自由层测试的场分辨率为0.05 Oe。
♦ 采用集成的高分辨摄像头和光学模式识别(OPR)软件对图案化样品进行表征。
♦ 多层软磁或硬磁薄膜的表征。 
 

过程控制:

这套系统可以测试晶片任意位置的整条回线。20秒之内可以获得一条±2.4T采点超过16000个点的完整回线。独有的可扩展的软件可以自动计算很多参数。比如钉扎层的交换场,矫顽力,自由层交换场,矫顽力和各项异性场,等等。mapping结果可以以图或者表格的形式显示出来。

 
未图案化晶片的磁性均匀性全扫描 



 

2. 垂直磁存储材磁盘向克尔效应测量系统(Polar Kerr for PMR Disk) 
 

 



 3. 面内磁存储纵向克尔效应测量系统 (Kerr Mapper)


KerrMapper系列仪器利用纵向磁光克尔效应(MOKE)来表征GMR/TMR磁头,MRAM和其他磁性传感器所使用的多层晶片的磁性。由于采用了非接触全晶片测量技术,KerrMapper S-300和V-300系统可以表征整个晶片的磁性分布。两套系统在研发和生产过程中都支持采用手动加载和全自动模式。由于采用了MicroSense磁测量设备独有的直接磁场控制技术,KerrMapper系统在表征单个系统中自由层或者钉扎层的性质的时候可以提供高的磁场范围和低场分辨率。

 

   

优势: 
♦ 表征直径最大可达300 mm的MRAM, MR, GMR, TMR和其他晶片的非接触磁性分布。
♦ 可以对后沉积和退火效果进行自动的斜扫瞄和角色散扫描。
♦ 采用集成光学模式识别硬件和软件对图案化进行表征,光斑大小从微米到毫米不等。
♦ 多层软磁和硬磁薄膜的表征。
♦ 矢量场测试Stoner-Wohlfarth星形线,复杂的偏置场和其他测量。  
 

磁性表征:  

KerrMapper S/V-300技术基于纵向克尔效应和MicroSense磁测量设备独有的直接磁场控制技术。这使得测试GMR/TMR磁头,MRAM和软磁材料薄膜成为可能。主动磁场控制避免了影响测试的磁场的过冲和极尖剩磁,即使对整个多层膜进行饱和磁化过程中施加了强磁场。  因此,运行不同的测量程序就可以对整个薄膜钉扎层和自由层的空间变化分布进行表征。利用小光斑模式,系统可用来测试图案化晶片。

晶片的自动斜角扫描 



 

4. 热辅助写入磁盘磁光克尔效应系统 (Disk Mapper H7) 


DiskMapper H7系统可以快速表征垂直热辅助磁存储(HAMR)磁盘的均匀性。测试过程中使用一个磁场强度高达7 T的双极快速超导磁体,硬盘任意区域的回线都可以在3分钟之内测试完毕。DiskMapper H7系统采用全自动双面测试技术,在工业和科研领域都具有广阔的应用前景。

  

 

优势:  
♦ 对HAMR/TAR进行非破坏性、非接触的双面磁性表征。和其他关键性参数。
♦ 快速的过程反馈功能增强了对沉积过程的控制,可以测量HC、Hn、S、S*
♦ 磁盘热选件可以进行热磁曲线测量。
♦ 快速7 T磁体和低成本的7 T磁体可供选择。 


数据分析: 

DiskMapper H7软件包含了强大的数据分析模块。内嵌的分析软件可以对数据进行读取和保存。另外,很多操作功能用户对数据进行分析,可以对测试数据进行后处理。获得的数据可以导出并保存为原始数据。

记录层HC的表征

 

利用长程序模块进行退磁测量和其他复杂的磁测量 


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