具有垂直各向异性的磁性隧道结在MRAM口磁性传感器中具有潜在的应用价值而备受人们关注。CoFeB是制备垂直各向异性隧道结的重要材料,因此研究CoFeB薄膜的垂直各向异性具有重要意义。本文围绕如何制备出具有垂直各向异性的CoFeB薄膜及如何优化CoFeB薄膜的垂直各向异性,研究了单周期Ta\CoFeB\MgO多层膜结构中的薄膜制备条件、薄膜结构、薄膜厚度、热处理条件对垂直各向异性的影响；采用振动样品磁强计、反常霍尔效应和铁磁共振表征了薄膜的垂直各向异性,最后研究了[Ta\CoFeB\MgO]N多周期结构中不同层厚度、不同周期数对磁性的影响,得到以下的主要结果：a)在5 mTorr的溅射条件下,当CoFeB的厚度介于0.75 nm至1.1 nm之间时,沉积态的Ta\CoFeB\MgO(1.0 nm)\Ta结构能够具备垂直各向异性。而Ta的厚度在1-20 nm范围内对Ta(x)\CoFeB(0.98 nm)\MgO(1.0 nm)\Ta(1.0 nm)结构样品的垂直各向异性没有明显的影响。Ta\CoFeB\MgO\Ta结构的样品在合适的温度下经真空退火处理之后,薄膜的垂直各向异性有所增强,250℃温度下真空退火对优化Ta\CoFeB\MgO\Ta结构样品的垂直各向异性具有最佳效果。当CoFeB厚度为0.98 nm时,样品的有效各向异性场达到0.9 T,最大饱和磁化强度达到1528 emu/cc。当CoFeB的厚度达到1.5 nm时,在300-350℃的温度下真空退火可使其表现出垂直各向异性。当退火温度低于300℃时,在较薄的CoFeB结构中,热处理过程中外加磁场能够使薄膜获得更好的垂直各向异性。b) [Ta(5 nm)\CoFeB(0.6-1.5 nm)\MgO(1.0 nm)] 6结构的样品在磁性层CoFeB的厚度低于0.9 nm时,薄膜呈现超顺磁性；CoFeB的厚度介于0.9 nm与1.1 nm之间时,样品具备良好的垂直各向异性；进一步增加CoFeB的厚度到大于1.1 nm时,样品的垂直各向异性消失；[Ta(x)\CoFeB(1.1nm)\MgO(1.0nm)]N (N≥2)结构的磁性薄膜样品的磁滞回线呈蝴蝶结状,而对应磁畴呈现迷宫状；样品的磁畴宽度W随着随着N的增加或缓冲层Ta厚度的减小而减小。样品对应的成核场Hn随着N的增加或缓冲层Ta厚度的减小而增大。采用条形畴模型拟合了多层膜结构薄膜的不同磁性参数,计算获得的成核场和畴宽与实验结果符合较好,证明了多层膜结构中畴尺寸减小主要起源于层间相互作用。