Magnetoresistance Behavior of CuCo and AgCo Films using a Thermal Evaporation

열증착법으로 제조한 박막헝 CuCo와 AgCo의 자기저항 효과

The single layered magnetic thin films with anisotropic magnetoresistance behavior have advantage on micro integration due to their low cost in manufacturing. Although the conventional MCo (M=Cu, Ag) amorphous ribbons using a rapid solidification process have showed appropriate for magnetic property for bulk devices, they are not appropriate for micro-scale devices due to their brittleness. We prepared the thermal evaporated 100 nm-thick $Cu_{1-x}Co_x\;and\;Ag_{1-x}Co_x(x=0.1{\sim}0.7)$ films on silicon wafers and investigated the magnetic property of the as-depo films such as magnetization and magnetoresistance ratio. We confirmed that the maximum MR ratio of 1.4 and 2.6% at the external field of 0.5 Tesla in $CuCo_{30},\;AgCo_{40}$ films, respectively. Our result implies that AMR may be slightly less than those of the conventional CuCo and AgCo ribbons due to surface scattering, but their AMR ratio be enough for micro-scale application with easy integration compatibility for the process without surface oxidation.

이방성 자기저항효과(anisotropic magnetoresistance : AMR)는 단층 자성박막으로 구성되므로 경제성 있게 박막화 시켜서 소형화가 가능하다. 기존의 급속응고법으로 생산된 리본형 MCo(M=Cu, Ag) 소자가 경제적으로 공업적 목적을 달성하였으나, 리본형 특유의 두께와 가공성이 부족하여 소형 소자에 함께 집적하기 곤란한 단점이 있었다. 새로운 박막형을 쓰면 추가 열처리 없이 기존의 리본형 소자와 비교하여 박막상태로 적절한 AMR 특성이 나오는지와 최적 AMR을 얻기 위한 Co의 조성을 아는 것이 중요하다. 열증착기를 써서 100nm의 $Cu_{1-x}Co_x$와 $Ag_{1-x}$ 박막을 Co의 조성을 $10{\sim}70wt%$로 달리하며 제작하여 이때의 자기적 특성을 확인하였다. CuCo는 40% Co에 0.5T에서 1.4%, AgCo는 30% Co에 2.6%의 MR비를 얻었고 이는 리본형 소자보다는 표면 산란 효과에 의해 MR비는 작지만 표면산화막 없이 직접 다른 소자공정과 함께 진행할 수 있는 장점이 있음을 확인하였다.