일반기술

터널링 자기저항 소자 및 그 제조방법

소자를 이용한 기술 중 본 발명은 터널링 자기저항 소자에 관한 제조방법이다. 터널링 자기저항 소자 및 그 제조방법이 개시된다. 개시된 터널링 자기저항 소자 제조방법은, 기판 상에 자화방향이 고정된 고정층을 증착하는 제1단계와, 고정층 상에 ZR을 2%이상 20%이하의 조성비로 함유하는 비정질의 ZRAL층을 증착시키는 제2단계와, 비정질의 ZRAL 장벽층을 산소 가스에 노출시켜 비정질의 ZRALOX 장벽층으로 형성시키는 제3단계 및, 비정질의 ZRALOX 장벽층 상에 자화방향이 변화가능한 자유층을 증착하는 제4단계를 포함한다. 낮은 조도, 균일하고 결함이 적은 장벽층을 제공하여 고 MR비를 가지는 터널링 자기저항 소자를 구현할 수 있다. 이 기술은 터널링 자기저항 소자 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 장벽층의 조성을 조절하여 MR 특성과 열적 안정성을 향상시킨 터널링 자기저항 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. 자기저항 소자는 자기 에너지에 의해 저항이 변하는 원리를 이용한 소자로서, 특히 강자성(고정층)/절연체(반도체)(장벽층)/강자성(자유층) 구조를 가진 접합에서 강자성체의 상대적인 자화방향에 따라 터널링 전류가 달라지는 현상인 자기 터널 접합(Magnetic Tunnel Junction) 원리를 이용하는 자기 저항 헤드 또는 MRAM(Magnetic Random Access Memory) 등의 종류를 포함한다. 고정층과 자유층의 자화 스핀이 반대방향인 경우 전류를 인가하면 TMR 소자의 높은 자기 저항으로 인해 적은 전류가 장벽층을 통과하여 흐른다. 역으로 고정층과 자유층의 스핀 방향이 동일하면 자기저항이 낮아 많은 전류가 흐른다. 이 때 자기저항 비(Magnetoresistive Ratio; MR 비)는 다음 수학식 1로 표현되며, 앞으로 많은 쓰임새로 소자관련 산업에서의 기술이전이 기대되어진다.