1561-5405 10.24151/1561-5405 Proceedings of Universities. Electronics Scientifical and technical journal "Proceedings of Universities. Electronics" Научно-технический журнал «Известия высших учебных заведений. Электроника» 1561-5405 2587-9960 National Research University of Electronic Technology Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" 10.24151/1561-5405-2019-24-6-547-556621.3.049.77.002Технологические процессы и маршрутыAnalysis of Electrochemical Deposition Process of Permalloy FilmsАнализ электрохимического процесса осаждения пленок пермаллоя547556http://ivuz-e.ru/en/issues/6-_2019/analiz_elektrokhimicheskogo_protsessa_osazhdeniya_plenok_permalloya/

An amplification of magnetic induction in permalloy allows a several times increase of the sensitivity of magneto-semiconductor mycrosystems magnetic field. While using the permalloy films as the magnetic concentrators, it is important to exclude the anomalous codeposition of alloy components and to reduce the variability of technological parameters for optimum magnetic properties. In the work the chloride electrolyte with the pH correction by hydrochloride acid, which provides the congruent electrochemical permalloy deposition while heating has been proposed. The magnetic properties of the permalloy films, corresponding to bulk samples, have been determined. It has been shown that the magnetic properties of the permalloy films are sensitive to deviation of the composition from the ratio of 4.26 components. The control of accuracy of preparing an electrolyte for electrochemical deposition has been performed using the spectrophotometric investigation of chloride electrolyte. It has been established that the anomaly of the permalloy electrodeposition is associated with the main feature of iron ions-the existence of variable Valence iron with two or three values in the charge of ions during the hydrolysis of ions salts.

Увеличение магнитной индукции в пермаллое позволяет в несколько раз повысить чувствительность магнитополупроводниковых микросистем к магнитному полю. При использовании пленок пермаллоя в качестве концентраторов магнитного поля для получения оптимальных магнитных свойств важно исключить аномальное соосаждение компонентов сплава и снизить разброс технологических параметров. В работе исследован хлоридный электролит с коррекцией рН соляной кислотой, который обеспечивает конгруэнтное электрохимическое осаждение пермаллоя при нагреве. Контроль точности приготовления электролита для электрохимического осаждения проведен с помощью спектрофотометрического исследования хлоридного электролита. Показано, что аномальность электроосаждения пермаллоя связана с переменной валентностью железа с двумя и тремя значениями заряда ионов при гидролизе солей железа. Установлено, что магнитные свойства пленок соответствуют объемным образцам пермаллоя и чувствительны к отклонению состава от молярного соотношения компонентов, равного 4,26.

финансирование Локальное электрохимическое осаждение пермаллоя на кремниевые пластины с магниторези-стивными наноструктурами / С.В. Шаманаев, Р.Д. Тихонов, А.А. Черемисинов и др. // Изв. вузов. Элек-троника. – 2015. – Т. 20. – № 3. – С. 313–316.Получение концентраторов магнитного поля с помощью электрохимического осаждения пермал-лоя / Р.Д. Тихонов, А.А. Черемисинов, С.С. Генералов и др. // Нано- и микросистемная техника. – 2015. – № 3. – С. 51–57.Варьирование магнитных свойств пленок пермаллоя / Р.Д. Тихонов, С.А. Поломошнов, Д.В. Го-релов и др. // Нано- и микросистемная техника. – 2016. – № 9. – С. 563–568.Развитие технологий магнитополупроводниковых микросистем / В.В. Амеличев, И.Е. Абанин, В.В. Аравин и др. // Изв. вузов. Электроника. – 2015. – № 5. – С. 505–510.Electrochemical deposition process for permalloy films on magneto-semiconductor microsystems /V.V. Amelichev, S.A. Polomoshnov, N.N. Nikolaeva et al. // Semiconductors. – 2017. – Vol. 51. – Iss. 13. –P. 1707–1708.Электрохимическое осаждение пермаллоя со спектрофотометрическим контролем хлоридного электролита / Р.Д. Тихонов, С.А. Поломошнов, В.В. Амеличев и др. // 6-я Международная науч.-техн. конф. «Технологии микро- и наноэлектроники в микро- и наносистемной технике» (Москва, 20–22 февр. 2019 г.). – М.: ИНМСТ РАН, 2019. – С. 16–19.Р.Д. Тихонов, С.А. Поломошнов, Д.В. Костюк Спектрофотометрический контроль хлоридного электролита для электрохимического осаждения пермаллоя // Изв. вузов. Электроника. 2019. – Т. 24. –№ 2. – С. 129–136.Коровин Н.В. Общая химия. – М.: Высшая школа,1998. – 559 с.Коровин Н.В. Катодные процессы при электроосаждении сплава никеля и железа // Журнал неорганической химии. – 1957. – № 2. – С. 2259–2263.Li Zh., Sun X., Zheng Y., Zhang H. Microstructure and magnetic properties of micro NiFe alloy arrays for MEMS application // J. Micromech. Microeng. – 2013. – No. 23(8). – P. 1–6.Moniruzzaman M., Shorowordi K.M., Ashraful A., Taufique V.F.N. Fe-Ni alloy elecrodeposition from simple and complex type sulfate electrolytes containing Ni/Fe ratio of 1 and 12// J. of Mechanical Engineering. – 2014. – No. 44(1). – P. 50–56.Cao Y., Wei G.Y., Ge H.L., Meng X.F. Study on preparation of NiFe films by galvanostatic electrodeposition // Surface Engineering. – 2014. – No. 30(2). – P. 97–101.Tabakovic I., Gong J., Riemer S., Kautzky M. Influence of surface roughness and current efficiency on n gradients of thin NiFe films obtained by electrodeposition// J. Electrochem. Soc. – 2015. – No. 162(3). –P. 102–108.Anomalous codeposition of fcc NiFe nanowires with 5–55% Fe and their morphology, crystal structure and magnetic properties / O. Dragos, H. Chiriac, N. Lupu et al. // J. Electrochem. Soc. – 2016. – No. 163(3). – P. 83–94.Integration of electrodeposited Ni-Fe in MEMS with low-temperature deposition and etch processes / G. Schiavone, J. Murray, R. Perry et al. // Materials (Basel). – 2017. – No. 10(3). – P. 323–331.Wang F., Li L., Qiu Sh., Wang H. Ferronickel preparation using Ni-Fe co-deposition process// Journal of Central South University. – 2016. – Vol. 23. – No. 12. – P. 3072–3077.Electrodeposition of Ni-Fe alloys, composites, and nano coatings. A review / V. Torabinejad,M. Aliofkhazraei, S. Assareh et al. // J. of Alloys and Compounds. – 2017. – No. 691 (1). – P. 841–859.Białostocka A., Klekotka U., Kalska-Szostko B. Modulation of iron – nickel layers composition by an external magnetic field // Chemical Engineering Communications. – 2018. – Vol. 3. – No. 10. –P. 804–814.Effects of electrolyte composition and additives on the formation of invar Fe-Ni alloys with low ther-mal expansion electrodeposited from sulfate bath / Yu. Kashiwa, N. Nagano, T. Takasu // The Iron and SteelInstitute of Japan. J-STAGE home Tetsu-to-Hagane. – 2018. – No. 104 (10). – P. 585–593.Control of growth mechanism of electrodeposited nanocrystalline nife films / T.I. Zubar, V.M. Fedosyuk, A.V. Trukhanov et al. // J. Electrochem. Soc. – 2019. – No. 166(6). – P. 173–180.Tikhonov R. Congruent electrochemical deposition of NiFe alloy. – Lambert Academic Publishing, 2019. – 193 p.