일반기술

비정질 코발트-나이오븀-지르코늄 합금과 나노산화층을 사용한 자기터널접합

자기터널접합에서 하지층(UNDERLAYER) 효과를 향상시키기 위하여 하지층으로 CO85.5NB8ZR6.5 (IN AT. %)을 사용하여 자기터널접합을 제작하였으며 기존에 TA를 하지층으로 사용한 자기터널접합과 그 특성을 비교하였다. 비정질 코발트-나이오븀-지르코늄(CONBZR)을 하지층으로 사용하여 구성하는 자기터널접합은 웨이퍼위에 SIO2 / CONBZR(2 NM) / COFE(8 NM) / IRMN(7.5 NM) / COFE(3 NM) / AL(1.6 NM) + OXIDATION / COFE(3 NM) / CONBZR(2 NM)의 구조를 가지며, 이를 웨이퍼위에 SIO2 / TA2(2 NM) / COFE(8 NM ) / IRMN(7.5 NM) / COFE(3 NM) / AL(1.6 NM) + OXIDATION / COFE(3 NM) / TA2(2 NM) 의 구조를 가지는 기존의 자기터널접합과 비교하였다. 열처리 전과 열처리 후에 CONBZR를 하지층으로 사용한 자기터널접합은 TA을 하지층으로 사용한 자기터널접합보다 터널배리어(AL산화층)에서 우수한 표면조도를 가지며 (0.16 VS. 0.34 NM), 표면조도가 향상되어 열적안정성이 좋으며, 또한 자기저항의 온도의존성을 줄이는데 매우 이롭다고 판명되었다. 오제 전자 분광분석기(AUGER ELECTRON SPECTROSCOPY)로 확인시 장시간 열처리를 하면 MN이 하부 강자성체 전극으로 내부확산이 발생하여 자기저항 특성을 저하시키는 현상을 알 수 있는데, 하부전극의 두께를 미세하게 변화시키면, 예를 들어 CONBZR을 4 NM 두께로, COFE를 10 NM로 하여 300℃에서 10분간 열처리 한 경우에는 자기저항비가 32%로 증가하였다.반강자성체 IRMN 의 MN이 하부 강자성체 전극방향으로 내부 확산하는 것을 막기(줄이기) 위하여 하지층이나 버퍼층에 나노산화층(NANO-OXIDE LAYER: NOL)을 삽입시켰다.절연층을 두고 상기 절연층의 상부와 하부에 강자성체를 갖는 구조를 가지는 자기터널접합에 있어서,상기 자기터널접합의 상기 하부 강자성체의 하부전극을 구성하는 하지층으로 수 Å 내지 수십 Å 두께의 산화층을 가지는 코발트-나이오븀-지르코늄 합금을 사용하는 것을 특징으로 하는 자기터널접합구조. 절연층을 두고 상기 절연층의 상부와 하부에 강자성체를 갖는 구조를 가지는 자기터널접합에 있어서,상기 자기터널접합의 상기 하부 강자성체의 하부전극을 구성하는 하지층으로 수 Å 내지 수십 Å 두께의 산화층을 가지는 코발트-나이오븀-지르코늄 합금을 사용하는 것을 특징으로 하는 자기터널접합구조.