한국자기학회지 (Journal of the Korean Magnetics Society)

  • 제25권2호
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  • Pages.47-51
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  • 2015
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  • 1598-5385(pISSN)
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  • 2233-6648(eISSN)
한국자기학회 (The Korean Magnetics Society)
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MgO 절연막을 갖는 자기 터널 접합구조에서의 급속 열처리 효과

Rapid Theraml Annealing Effect on the Magnetic Tunnel Junction with MgO Tunnel Barrier

  • Min, Kiljoon (Korea Research Institute of Standards and Science) ;
  • Lee, Kyungil (Nano Advanced Materials Engineering, Sejong University) ;
  • Kim, Taewan (Nano Advanced Materials Engineering, Sejong University) ;
  • Jang, Joonyeon (Korea Institute of Science and Technology)
  • 투고 : 2015.01.28
  • 심사 : 2015.03.31
  • 발행 : 2015.04.30
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초록

이 연구에서는 DC스퍼터링(DC Magnetron Sputtering)방식으로 제작 된 MgO 터널 장벽층을 갖는 자기터널접합을 급속 열처리 방식(Rapid Thermal Annealing)을 이용하여 열처리 공정 중의 구조적, 조성적 변화 및 스핀 수송 특성의 변화를 연구하였다. 본 연구를 통하여 급속 열처리 방식이 기존 일반적인 열처리 방식에 비하여 높은 터널링자기저항비를 얻을 수 있다는 것을 발견하였다. 또한, 열처리 시간의 단축을 통하여 Mn, Ta, Ru 등의 내부물질의 인접한 층으로의 확산을 억제할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 유의미한 데이터를 수집하기 위하여 다양한 열처리 온도 조건과 시간조건에서 급속 열처리를 실시 한 후 자기 터널 접합의 전, 자기적 특성을 관찰하였다. 이러한 특성 변화는 향후 보다 우수하고 안정적인 자기적 특성과 열적 안정성을 갖는 자기터널접합 제작을 위해 다양하게 응용될 수 있다고 생각된다.

To achieve a high tunneling magneto resistance (TMR) of sputtered magnetic tunnel junctions (MTJs) with an MgO barrier, the annealing process is indispensable. The structural and compositional changes as consequences of the annealing greatly affect the spin-dependent transport properties of MTJs. Higher TMR could be obtained for MTJs annealed at higher annealing temperature. The diffusion of Ru, Mn and/or Ta in the MTJs may occur during annealing process, which is known to be detrimental to spin-dependent tunneling effect. The rapid thermal annealing (RTA) process was used for annealing the MTJs with synthetic antiferromagnets. To suppress the diffusion of Mn, Ru and/or Ta in the MTJs, the process time and temperature of RTA were minutely controlled.

키워드

참고문헌

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