• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.386-386
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• 2012

We studied a bilateral switching device for spin transfer torque (STT-MRAM) based on 3D device simulation. Metal/P/N+or Metal/N/P+ junction device with $30{\times}30nm2$ area which is composed of one side schottky junction at Metal/P/N+ and Metal/N/P+ provides sufficient bidirectional current flow to write data by a drain induced barrier lowering (DIBL). In this work, Junction device confirmed that write current is more than 30 uA at 2 V, It is also has high on-off ratio over 105 under read operation. Junction device has good process feasibility because metal material of junction device could have been replaced by bottom layer of MTJ. Therefore, additional process to fabricate two outer terminals is not need. so, it provides simple fabrication procedures. it is expected that Metal/P/N+ or Metal/N/P+ structure with one side schottky junction will be a promising switch device for beyond 30 nm STT-MRAM.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.233-233
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• 2010

Magnetic random access memory (MRAM), based on magnetic tunnel junction (MTJ) and CMOS, is a prominent candidate among prospective semiconductor memories because it can provide nonvolatility, fast access time, unlimited read/write endurance, low operating voltage and high storage density. The etching of MTJ stack with good properties is one of a key process for the realization of high density MRAM. In order to achieve high quality MTJ stack, the use of CoFeB and IrMn magnetic films as free layers was proposed. In this study, inductively coupled plasma reactive ion etching of CoFeB and IrMn thin films masked with Ti hard mask was investigated in a $Cl_2$/Ar gas mix. The etch rate of CoFeB and IrMn films were examined on varying $Cl_2$ gas concentration. As the $Cl_2$ gas increased, the etch rate monotonously decreased. The effective of etch parameters including coil rf power, dc-bais voltage, and gas pressure on the etch profile of CoFeB and IrMn thin film was explored, At high coil rf power, high dc-bais voltage, low gas pressure, the etching of CoFeB and IrMn displayed better etch profiles. Finally, the clean and vertical etch sidewall of CoFeB and IrMn free layers can be achieved by means of thin Ti hard mask in a $Cl_2$/Ar plasma at the optimized condition.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.232-232
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• 2010

정보화 산업의 발달은 DRAM, flash memory 등을 포함한 기존의 반도체 메모리 소자를 대체할 수 있는 차세대 메모리 소자에 대한 개발을 요구하고 있다. 특히 magnetic random access memory (MRAM)는 SRAM과 대등한 고속화 그리고 DRAM 보다 높은 기록 밀도가 가능하고 낮은 동작 전압과 소비전력 때문에 대표적인 차세대 비휘발성 메모리로 주목받고 있다. 또한 MRAM소자의 고집적화를 위해서 우수한 프로파일을 갖고 재증착이 없는 나노미터 크기의 magnetic tunnel junction (MTJ) stack의 건식 식각에 대한 연구가 선행되어야 한다. 본 연구에서는 고밀도 반응성 이온 식각법(Inductively coupled plasma reactive ion etching; ICPRIE)을 이용하여 재증착이 없이 우수한 식각 profile을 갖는 CoFeB과 IrMn 박막을 형성하고자 하였다. Photoresist(PR) 및 Ti 박막의 두 가지 마스크를 이용하여 HBr/Ar, HBr/$O_2$/Ar 식각 가스들의 농도를 변화시키면서 CoFeB과 IrMn 박막의 식각 특성들이 조사되었다. 자성 박막과 동일한 조건에 대하여 hard mask로서 Ti가 식각되었다. 좋은 조건을 얻기 위해 HBr/Ar 식각 가스를 이용 식각할 때 pressure, bias voltage, rf power를 변화시켰고 식각조건에서 Ti 하드마스크에 대한 자성 박막들의 selectivity를 조사하고 식각 profile을 관찰하였다. 식각 속도를 구하기 위해 alpha step(Tencor P-1)이 사용되었고 또한 field emission scanning electron microscopy(FESEM)를 이용하여 식각 profile을 관찰함으로써 최적의 식각 가스와 식각 조건을 찾고자 하였다.

• Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
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• 2007.05a
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• pp.136.2-136.2
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• 2007

• Journal of Magnetics
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• v.17 no.2
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• pp.73-77
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• 2012

We investigate spin transfer torque (STT) in magnetic multilayer structures using micromagnetic simulations. We implement the STT contribution for magnetic multilayer structures in addition to the Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) micromagnetic simulators. In addition to the Sloncewski STT term, the zero, first, and second order field-like terms are also considered as well as the effects of the Oersted field due to the running current are addressed. We determine the switching current densities of the free layer with the exchange biased synthetic ferrimagnetic reference layers for various cases.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.14-14
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• 2014

STT-MRAM의 구성물질인 magnetic tunnel junction의 효과적인 식각을 위하여 다양한 가스 조합을 연구하였다. 그 결과 $CH_4/N_2O$ gas 조합보다는 $CH_3OH$ gas 가 보다 향상된 식각 특성을 나타내었고 pulse duty ratio 변화와 기판온도 변화가 식각특성 향상에 영향을 주었음을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
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• 2004.06a
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• pp.12-12
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• 2004

• Journal of Magnetics
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• v.18 no.4
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• pp.380-385
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• 2013

We find a metastable vortex state of the perpendicular magnetic anisotropy free layer in spin transfer torque magnetic tunneling junctions by using micromagnetic simulations. The metastable vortex state does not exist in a single layer, and it is only found in the trilayer structure with the perpendicular magnetic anisotropy polarizer layer. It is revealed that the physical origin is the non-uniform stray field from the polarizer layer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2008.08a
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• pp.67-67
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• 2008

• Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
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• 2002.12a
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• pp.70-71
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• 2002

터널 접합 소자은 절연층을 사이에 둔 두 강자성체로 이루어지는 데 두 강자성체의 서로 다른 보자력 차이로 인가해주는 자장의 방향에 기인한 spin들의 평행함과 반평행함에 의해 나타나는 자기 저항 현상을 이용한 것이다. 이 TMR 현상은 비휘발성, 고집적도, 적은 전력손실로 인해 차세대 RAM으로 사용될 것으로 보이는 MRAM 소자로써의 적용을 위해 연구 중에 있다. 그러나 TMR소자 공정중에서 비중이 큰 절연층 형성에서의 여러 요인의 개입으로 인해 고른 절연층 형성이 어려운 실정이다. (중략)