Implementación de películas magnetorresistivas Co-Ag electrodepositadas en dispositivos microelectrónicos

Abstract

Debido a la progresiva automatización que está experimentado el entorno que nos rodea y en respuesta a las exigencias de la sociedad actual, científicos e ingenieros de la industria microelectrónica han dedicado parte de sus esfuerzos en los últimos años a la investigación y desarrollo de nuevos materiales que satisfagan las exigencias de un mercado en continua evolución. Uno de los fenómenos más fascinantes de las últimas décadas y que ha contribuido enormemente al desarrollo tecnológico en general, y al de la industria microelectrónica en particular, es el fenómeno de la magnetorresistencia gigante (GMR). Por otro lado, si bien es cierto que estos materiales avanzados han sido comúnmente preparados por técnicas de deposición físicas, la tecnología electroquímica se está posicionando como una tecnología alternativa a los métodos físicos debido no sólo a toda una serie de ventajas con respecto a aquéllos sino a la calidad de los materiales obtenidos. Es por ello que el presente proyecto se centra en el desarrollo de dispositivos microelectrónicos (sensores de posición) basados en el fenómeno GMR, preparándose las láminas de grosor nanométrico del material magnetorresistivo (siendo éste el sistema cobalto-plata (Co-Ag)) mediante electrodeposición. En una primera etapa se estudió el proceso de electrodeposición del sistema Co-Ag para proceder, posteriormente, a la preparación de dicho material. Una vez sintetizados, los materiales fueron primeramente caracterizados desde un punto de vista estructural, morfológico y de composición para después determinar las propiedades de interés: magnéticas y magnetorresistivas. Con la variación de las condiciones de electrodeposición se consiguió una variación de la composición y de la microestructura de las películas Co-Ag obtenidas, lo que repercutió directamente en las propiedades magnetorresistivas de las mismas. Este estudio previo permitió, a su vez, conocer la relación estructura-propiedades del material Co-Ag electrodepositado. Acorde a esta relación, se modificaron las condiciones de electrodeposición con el objetivo de maximizar los valores de magnetorresistencia, obteniéndose valores de GMR de hasta el 7%, valores nunca obtenidos antes por electrodeposición. Con el material optimizado y en una segunda etapa, se diseñó y caracterizó un sensor de posición lineal, pudiéndose observar que el material electrodepositado es sensible no sólo a la presencia de un campo magnético sino a la distancia a la cual está presente, siendo viable, por tanto, su utilización como sensor de posición lineal. Los ensayos de sensibilidad permitieron evaluar las características del dispositivo como sensor de posición en un eje vertical (eje Z) y sobre el eje X ó Y, estableciéndose así las condiciones de operabilidad del dispositivo.