• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.390-390
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• 2012

Information technology industries has grown rapidly and demanded alternative memories for the next generation. The most popular random access memory, dynamic random-access memory (DRAM), has many advantages as a memory, but it could not meet the demands from the current of developed industries. One of highlighted alternative memories is magnetic random-access memory (MRAM). It has many advantages like low power consumption, huge storage, high operating speed, and non-volatile properties. MRAM consists of magnetic-tunnel-junction (MTJ) stack which is a key part of it and has various magnetic thin films like CoFeB, FePt, IrMn, and so on. Each magnetic thin film is difficult to be etched without any damages and react with chemical species in plasma. For improving the etching process, a high density plasma etching process was employed. Moreover, the previous etching gases were highly corrosive and dangerous. Therefore, the safety etching gases are needed to be developed. In this research, the etch characteristics of CoFeB magnetic thin films were studied by using an inductively coupled plasma reactive ion etching in $CH_4/O_2/Ar$ gas mixes. TiN thin films were used as a hardmask on CoFeB thin films. The concentrations of $O_2$ in $CH_4/O_2/Ar$ gas mix were varied, and then, the rf coil power, gas pressure, and dc-bias voltage. The etch rates and the selectivity were obtained by a surface profiler and the etch profiles were observed by a field emission scanning electron microscopy. X-ray photoelectron spectroscopy was employed to reveal the etch mechanism.

• 한국자기학회지
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• 제27권2호
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• pp.41-48
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• 2017

$CrPt_3$ 합금은 큰 Kerr 효과를 보여 주는 강한 자기결정 이방성을 가지고 있고 흥미롭게도 훈트 제3법칙을 따르지 않는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 $CrPt_3$ 합금 박막의 두께의 따른 자성과 자기결정 이방성의 변화를 제일원리계산 방법을 이용하여 연구하였다. 기준 자료로 활용하기 위해 덩치 $CrPt_3$의 다양한 자성 상태, 즉 강자성(FM), A-, C-, G-type 반강자성(A-, C-, G-AF)에 대한 계산을 우선 수행하였는데 덩치 $CrPt_3$은 FM 상태가 안정하였고 이는 실험과 일치하였다. A-, C-, G-AF 상태가 FM 상태일 때 보다 총에너지가 각각 0.517, 0.591, 0.183 eV 만큼 높았고 Cr의 자기모멘트는 FM, A-, C-, G-AF 일 때 각각 2.782, 2.805, 2.794, $2.869_{{\mu}_B}$으로 확인되었다. $CrPt_3$(001) 박막의 표면은 CrPt 표면과 Pt 표면으로 두 종류의 원소 구성을 가질 수 있다. 각각의 표면에 대해 3층에서 9층까지 두께를 변화시켜 가면서 계산을 수행하였다. CrPt 표면의 3층 박막은 덩치와는 다르게 C-AF 상태가 FM 상태에 비해 8 meV 안정하였고 그 보다 두꺼운 5층, 7층, 9층 박막은 덩치처럼 FM 상태가 안정하였다. Pt 표면의 3층 박막은 C-AF 상태가 FM 상태에 비해 37 meV, 5층 박막은 G-AF이 FM 상태에 비해 54 meV 만큼 안정하였고 그 보다 두꺼운 7, 9층 박막은 덩치와 같이 FM 상태가 더 안정하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 1999년도 제17회 학술발표회 논문개요집
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• pp.169-169
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• 1999

We studied magnetic properties of co thin films deposited on Pd (111) surface, which attracted much attention recently due to the perpendicular magnetic anisotropy, using magnetic circular dichroism(MCD). Special attention was paid on the effect of Pd capping and interface roughness on the direction of magnetic easy axis, and for that purpose MCD signals for all Co thicknesses were measured with two different ways : in-plane and out-of-plane geometry. In case of bare Co films deposited on smooth Pd(111) surface, no MCD signal was observed under 4$\AA$ co thickness. At 4$\AA$ Co thickness, MCD signal at the out-of-plane geometry was observed, and for thicker Co films, only in-plane MCD signal was measured. This type of magnetic easy axis transition has been reported for other cases like Co/Pt system. The effect of 5$\AA$ Pd capping on these bare Co films made an remarkable change on the transition of magnetic easy axis. Out-of-plane MCD signals exists up to 20$\AA$ Co thickness, and disappears at 24$\AA$ Co thickness. In-plane MCD signals first appears at 10$\AA$ Co thickness and gradually increases up to 24$\AA$ Co thickness. Between 10$\AA$ and 20$\AA$ Co thickness, in-plane and out-of-plane MCD signal coexist. The formation of multi-domain structure or the existence of tilted magnetic easy axis is an possible scenario for such an interesting coexistence. The effect of interface roughness was also tested by measuring MCD signal on Co films deposited on un-annealed Pd(111) surface. Out-of-plane MCD signal was observed up to 8$\AA$ Co thickness and the anisotropy of MCD signal at 4$\AA$ Co thickness was very large with respect to that of Co film deposited on the smooth substrate. Above 8$\AA$ thickness, there exists only in-plane MCD signal. From above results, it was concluded that both Pd capping and interface roughness induce and reenforce the perpendicular magnetic anisotropy. The large perpendicular magnetic anisotropy of Co/Pd multilayer system made by sputtering method can be well understood from our results.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제8권4호
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• pp.464-471
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• 1995

메그네트론 스퍼터링으로 제작한 고밀도 다층박막($Co_75{{Pt_12}{Cr_13}}$합금) 디스크를 투과전자현미경을 이용해 단면 및 평면의 미세조직의 조사 혹은 미소부위 성분분석을 할 경우, 선행되어야하는 시편준비 경로와 각 단계별 구체적방법 및 그 효과를 연구하였다. Ion밀링시간이 증가함에 따라 시료가 얇게 되는과정에서 스퍼터링된 물질이 관찰될 시편부위의 다른 표면에 증착되므로써 미세조직의 선명도를 해칠 수 있고, 이로인한 해석상의 오류가능성이 시사되었다. 또한, 자기박막 디스크와 같이 다층으로 구성된 단면분석용 시료에서는 서로 맞붙인 실리콘 단결정 접착면을 따라 밀링속도가 선택적으로 커서 우선축이 생김으로써 양질의 시편을 얻기 어려운 문제점이 제기되었다. 이같은 문제를 포함한 전자현미경 시료준비과정에서 생길 수 있는 문제를 해결할 수 있는 실마리와 이를 이용해 수행한 전자현미경 분석결과 및 효과적인 시편준비방법이 본 논문에서 언급되었다.

• Journal of Magnetics
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• 제7권4호
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• pp.151-155
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• 2002

In situ stress changes at interfaces of ultrathin magnetic films were measured by means of a non-contact optical fiber bundle displacement detector. A bending of the substrate due to stress of a deposited film was detected in cantilever geometry. The highest sensitivity of 134 mV/$\mu$m for the displacement detector was realized with a help of computer simulation. The detector was applied to in situ stress measurements of Co/Pt and Ni/Pd magnetic multilayer films prepared on the glass substrates by dc magnetron sputtering. The detector turned out to have a submonolayer sensitivity that enables to observe coherent-to-incoherent transition in these mismatched multilayers and even detect the stress changes within the monoatomic coverage. This highly sensitive detector paves new way to probe the stress relaxation at an interface in ultrathin films.

• 한국자기학회지
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• 제15권2호
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• pp.61-66
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• 2005

서브 마이크론 크기의 셀을 제조하기 위하여 종래의 방식인 전체시료구조를 증착한 후 이온밀링 방식으로 제조하는 대신에 Pt 스텐실 마스크 공정과 e-beam 리소 및 습식 식각 공정을 이용하여 배치형 submicron 셀을 lift-off 방식으로 제조하였다. $500nm{\times}500 nm,\;200nm{\times}300 nm$ 크기에 $CoFe(30 {\AA})/Cu(100{\AA})/CoFe(120{\AA}$) 3층 구조를 셀내에 증착하고 수직전류를 인가하여 자기저항 특성을 조사하였다. 자기저항 특성은 두 자성층의 보자력 차이를 이용하여 스핀의 반평형 구조를 유도하여 슈도 스핀밸브이며 각 셀의 크기에서 1.1, $0.8{\%}$의 자기저항비가 얻어졌다. 또한 전류인가에 따른 저항변화로부터 스핀전달 효과에 따른 스위칭 변화가 일어남을 확인하였으며, 이 구조에서 저항의 변화로부터 측정된 임계전류밀도는 약 $7.65{\times}10^{7}A/cm^2$였다.