• Journal of Magnetics
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• 제6권4호
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• pp.126-128
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• 2001

The effect of rapid thermal anneal (RTA) has been investigated on the properties of an FeMn exchange-biased magnetic tunnel junction (MTJ) using magnetoresistance and I-V measurements and transmission electron microscopy (TEM). The tunneling magnetoresistance (TMR) in an as-grown MTJ is found to be ∼27%, while the TMR in MTJs annealed by RTA increases with annealing temperature up to 300$\^{C}$, reaching ∼46%. A TEM image reveals a structural change in the interface of A1$_2$O$_3$layer for the MTJ annealed by RTA at 300$\^{C}$. The oxide barrier parameters are found to vary abruptly with annealing time within a few ten seconds. Our results demonstrate that the present RTA enhances the magnetoresistive properties of MTJs.

• 한국자기학회지
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• 제12권5호
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• pp.168-173
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• 2002

본 연구에서는 인체모델(humman body model; HBM)을 터널링 자기저항(tunneling magneto resistance; TMR)소자에 연결하여 정전기에 대한 방전특성을 연구하였다. 이를 위해 제조된 TMR 시편을 전기적 등가회로 바꿔 HBM에 연결하여 PSPICE를 이용해 시뮬레이션 하였다. 이러한 등가회로에서 접합부분의 모델링 요소들의 값을 변화시켜 방전특성을 관찰할 수 있었다. 그 결과 시편의 저항과 정전용량 성분의 값이 다른 요소들에 비해 수배에서 수백 배까지 커서 정전기 방전(electrostatic discharge; ESD) 민감도를 좌우하는 주요한 요소임을 알 수 있었다. 여기에서 ESD현상에 대한 내구성을 향상시키기 위해서는 정전용량을 증가시키는 것 보다 접합면과 도선의 저항값을 줄이는 것이 유리하다. 그리고 직류 전압에 대해 절연층의 전위 장벽이 낮아져 많은 전류가 흐르게 되는 항복(breakdown)전압과 셀의 물리적 구조 및 성질이 변형되어 회복되지 못하는 파괴(failure)전압을 측정하여 DC 상태에서의 내구성을 연구하였다. 이 결과를 HBM 전압에 대한 파괴 전압으로 간주하여 TMR 소자가 견딜 수 있는 HBM 전압을 예측할 수 있었다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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• pp.174-175
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• 2002

A ramp-type tunneling magnetoresistance (TMR) junction having structure NiO(60 nm)/pinned Co(10 nm)MiO(60 nm)/barrier SrTiO$_3$(2-10 nm)/free NiFe(10 nm) with the 15 degree slope was investigated. We obtained nonlinear I(V) characteristics for ramp-type tunneling junctions that have distinctive difference with and without applied magnetic field. In the barrier SrTiO$_3$ thickness of 4 nm, the TMR was about 52% at a bias voltage of 50 mV. (omitted)

• 한국표면공학회지
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• 제32권1호
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• pp.61-66
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• 1999

The Spin-dependent tunneling magnetoresistance (TMR) effect was observed in $NiFe/Al_2O_3$/Co thin films. The samples were prepared by magnetron sputtering in a system with a base pressure of $3\times10^{-6}$Torr. the insulating $Al_2O_3$layer was prepared by r.f. plasma oxydation method of a metallic Al layer. The ferromagnetic and insulating layers were deposited through metallic masks to produce the cross pattern form. The junction has an active area of $0.3\times0.3\textrm{mm}^2$ and the $Al_2O_3$layer is deposited through a circular mask with a diameter of 1mm. It is very important that insulating layer is formed very thinly and uniformly in tunneling junction. The ferromagnetic layer was fabricated in optimum conditions and the surface of that was very flat, which was observed by AFM. Tunneling junction was confirmed through nonlinear I-V curve. $NiFe/Al_2O_3$/Co junction was observed for magnetization behavior and magnetoresistance property and magnetoresistance property is dependent on magnetization behavior and magnetoresistance property and magnetoresistance property is dependent on magnetization behavior of t재 ferromagnetic layer. The maximum magnetoresistance ratio was about 6.5%.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2002년도 동계연구발표회 논문개요집
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• pp.72-73
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• 2002

MR(Magnetoresistance)현상이란 인가된 자장에 의해 저항이 변하는 현상이다. 이 현상은 여러 측면에서 연구되고 있고 그 중 TMR(Tunneling Magnetoresistance)현상은 sensor, head, memory device의 적용에 대한 연구가 진행 중에 있다. 특히 memory 소자 측면에서 MRAM은 현재 사용되고 있는 DRAM이나 SRAM들과는 달리 비휘발성과 기록밀도의 고집적 등 많은 장점을 갖는 소자로써 연구되고 있다. (중략)

• 한국자기학회지
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• 제26권6호
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• pp.201-205
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• 2016

본 연구에서는 터널링 자기저항(TMR) 소자의 임피던스 스펙트럼을 측정하였으며, 절연체 장벽에 의한 터널링 저항($R_T$)과 터널링 전기 용량을 갖는 축전기($C_T$)가 병렬로 연결된 등가회로를 활용하여 TMR 소자의 완화 특성을 분석하였다. 두 자성체의 자화가 반평행 및 평행 상태일 때 모두 완화 주파수는 교류 전압에 따라 증가하는 경향을 보였다. 스펙트럼 측정 결과로부터 도출한 $R_T$는 TMR소자의 전형적인 바이어스 전압 의존성을 보였으나, $C_T$는 기하학적인 전기 용량에 비하여 약 4,500배 이상 증가하였다. 이러한 $C_T$의 거대한 증가는 TMR 소자의 고속 동작을 제한하는 요소로 작용하므로, 고속 동작을 요구하는 TMR 소자는 초고용량 $C_T$의 특성을 설계에 반영하여야 한다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.373-379
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• 2002

We investigated the evolution of magnetoresistance and magnetic property of tunneling magnetoresistive(TMR) device with microstructure and plasma oxidation time. TMR devices have potential applications for non volatile MRAM and high density HDD reading head. We prepared the tunnel magnetoresistance(TMR) devices of Ta($50{\AA}$)/NiFe($50{\AA}$)/IrMn($150{\AA}$)/CoFe($50{\AA}$)/Al($13{\AA}$)-O/CoFe($40{\AA}$)/FiFe($400{\AA}$)/Ta(($50{\AA}$) structure which have $100{\times}100\mu\textrm{m}^2$ junction area on $2.5{\times}2.5\textrm{cm}^2$ Si/$SiO_2$(($1000{\AA}$) substrates by an inductively coupled plasma(ICP) magnetron sputter. We fabricated the insulating layer using an ICP plasma oxidation method by with various oxidation time from 30 sec to 360 sec, and measured resistances and magnetoresistance(MR) ratios of TMR devices. We found that the oxidized sample for oxidation time of 80 sec showed the highest MR radio of 30.31 %, while the calculated value regarding inhomogeneous current effect indicated 25.18 %. We used transmission electron microscope(TEM) to investigate microstructural evolution of insulating layer. Comparing the cross-sectional TEM images at oxidation time of 150 sec and 360 sec, we found that the thickness and thickness variation of 360 sec-oxidized insulating layer became 30% and 40% larger than those of 150 sec-oxidized layer, repectively. Therefore, our results imply that increase of thickness variation with oxidation time may be one of the major treasons of the MR decrease.

• 한국자기학회지
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• 제11권5호
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• pp.196-201
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• 2001

Si(100)/Ta(50 )/NiFe(60 )/FeMn(250 )/NiFe(70 )/Al$_2$O$_3$/NiFe(150 )/Ta(50 )구조를 가진 자기터널접합의 자기저항비 향상에 관해서 연구하였다. 자성층과 절연층 사이 계면에 CoFe을 삽입하여 5.75%에서 13.7%까지 향상시켰다. 그리고 절연층은 16 의 Al을 순수한 산소 및 산소/아르곤 혼합 분위기에서 프라즈마 산화법으로 형성하였다. 순수한 산소 분위기에서는 최적 산화시간 30초에서 13.7%의 자기저항비를 얻었지만,산소/아르곤의 혼합기체를 사용하면 최적 산화시간 40초에서 15.3%의 자기저항비를 얻었다.

• 한국자기학회지
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• 제9권6호
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• pp.291-295
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• 1999

IrMn을 반강자성체로 사용하고 순수한 Al을 자연산화시켜서 제작한 Al203를 절연층으로 사용한 spin-valve 형태의 NiFe/Co/Al2O3/Co/IrMn 터널링 접합의 자기저항효과를 조사하였다. IrMn의 두께가 약 100$\AA$이상일 경우 강자성체와의 교환상호작용이 발생하기 때문에 NiFe(183$\AA$)/Co(17$\AA$)/Al-oxide(16$\AA$)IrMn(100$\AA$) 터널링 접합에서 자기저항효과가 관찰되며 TMR비(%)는 $\pm$20 Oe의 인가자장에서 10% 이상의 값을 갖는다. 하부 자성층인 NiFe/Co의 길이방향으로 수행한 자장 중 열처리에 의해 저항은 다소 감소하고 TMR비(%)는 열처리온도에 따라 증가하여 20$0^{\circ}C$에서 23%의 최대값을 갖는다. 자성층의 폭을 변호시켜 접합면적을 달리한 시료의 TMR비(%)는 접합면적이 증가할수록 증가하고 저항은 감소한다.

• 한국자기학회지
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• 제14권3호
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• pp.99-104
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• 2004

자기 터널 접합(Magnetic Tunnel Junction, MTJ)의 플라즈마 산화시간과 열처리 온도에 따른 자기저항(Tunneling Magnetoresistance, TMR) 온도의존특성을 연구하였다. 플라즈마 산화시간을 30$_{s}$ 70$_{s}$ 까지 10$_{s}$ 간격으로 변화시켜 측정한 결과, 산화시간 50초에서 상온에서 25.3%의 가장 높은 TMR 비를 얻었다. 스핀 분극도 $P_{0}$ 스핀파 지수(spin wave parameter) $\alpha$를 구한 결과, 산화시간 50$_{s}$ 에서 40.3%의 가장 높은 스핀 분극도와 가장 낮은 온도 의존 특성인 (10$\pm$4.742)${\times}$$10^{-6}$ $K^{－1.5}$스핀파 지수(spin wave parameter) $\alpha$값을 얻었다. 그리고 온도별 열처리 결과 175$^{\circ}C$에서 TMR비가 25.3%에서 27.5%까지 증가하였으며 스핀파 지수는 (10$\pm$0.719)${\times}$$10^{-6}$ K $^{－1.5}$ 까지 감소하여 온도의존도가 감소하였다.