KR100867662B1 - 자기저항소자, 터널 장벽층 및 자기저항소자의 제조방법 - Google Patents

자기저항소자, 터널 장벽층 및 자기저항소자의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100867662B1
KR100867662B1 KR1020067019694A KR20067019694A KR100867662B1 KR 100867662 B1 KR100867662 B1 KR 100867662B1 KR 1020067019694 A KR1020067019694 A KR 1020067019694A KR 20067019694 A KR20067019694 A KR 20067019694A KR 100867662 B1 KR100867662 B1 KR 100867662B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
tunnel barrier
barrier layer
mgo
magnetoresistive element
Prior art date
Application number
KR1020067019694A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20060122970A (ko
Inventor
신지 유아사
Original Assignee
도쿠리쓰교세이호징 가가쿠 기주쓰 신코 기코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=34975880&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=KR100867662(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 도쿠리쓰교세이호징 가가쿠 기주쓰 신코 기코 filed Critical 도쿠리쓰교세이호징 가가쿠 기주쓰 신코 기코
Publication of KR20060122970A publication Critical patent/KR20060122970A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100867662B1 publication Critical patent/KR100867662B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/80—Constructional details
    • H10N50/85—Magnetic active materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/14—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements
    • G11C11/15—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using thin-film elements using multiple magnetic layers
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11C—STATIC STORES
    • G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/161—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect details concerning the memory cell structure, e.g. the layers of the ferromagnetic memory cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/08—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers
    • H01F10/10—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition
    • H01F10/12—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure characterised by magnetic layers characterised by the composition being metals or alloys
    • H01F10/13—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F10/132—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals containing cobalt
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
    • H01F10/3254—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the spacer being semiconducting or insulating, e.g. for spin tunnel junction [STJ]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00—Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/40—Capacitors
    • H01L28/55—Capacitors with a dielectric comprising a perovskite structure material
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B53/00—Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors
    • H10B53/30—Ferroelectric RAM [FeRAM] devices comprising ferroelectric memory capacitors characterised by the memory core region
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B61/00—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B61/00—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices
    • H10B61/20—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having three or more electrodes, e.g. transistors
    • H10B61/22—Magnetic memory devices, e.g. magnetoresistive RAM [MRAM] devices comprising components having three or more electrodes, e.g. transistors of the field-effect transistor [FET] type
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/01—Manufacture or treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/10—Magnetoresistive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/80—Constructional details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one galvanomagnetic or Hall-effect element covered by groups H10N50/00 - H10N52/00

Abstract

단결정ＭｇＯ(001)기판 11을 준비하고, 50ｎｍ 두께의 에피택셜Ｆｅ(001)하부전극(제1전극) 17을 ＭｇＯ(001)시드층 15위로 실온에서 성장하고, 이어서, 초고진공(2×10-8Ｐａ)에 있어서, 350℃로 아닐링을 행한다. 2ｎｍ두께의 ＭｇＯ(001)배리어층 21을 Ｆｅ(001)하부전극(제1전극) 17위로 실온에서 에피택셜 성장시킨다. 여기서는, ＭｇＯ의 전자빔증착을 썼다. ＭｇＯ(001)배리어층 21위로 실온에서, 두께 10ｎｍ의 Ｆｅ(001)상부전극(제2전극) 23을 형성했다. 이어서, 10ｎｍ두께의 Ｃｏ층 21을 Ｆｅ(001)상부전극(제2전극) 23위로 퇴적했다. Ｃｏ층 21은, 상부전극 23의 상부전극 23의 보유력을 높임으로써 반평행 자화배치를 실현하기 위한 것인다. 이어서, 상기의 작성 시료를 미세가공 해서 Ｆｅ(001)/ＭｇＯ(001)/Ｆｅ(001)ＴＭＲ소자를 형성한다. 이것으로 인해 ＭＲＡＭ의 출력 전압값을 향상시킬 수 있다.
자기저항소자, 기억소자, MRAM, DRAM, 전자빔증착법, 스퍼터링

Description

자기저항소자, 터널 장벽층 및 자기저항소자의 제조방법{MAGNETORESISTIVE ELEMENT, TUNNEL BARRIER LAYER AND METHOD OF MANUFACTURING THE MAGNETORESISTIVE ELEMENT }
본 발명은, 자기저항소자 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히, 높은 자기저항을 가지는 자기저항소자 및 그 제조 방법에 관한다.
MRAM (Magnetoresistive Random Access Memory)은, 현재 널리 이용되고 있 는 기억소자인 ＤＲＡＭ을 대신할 것으로 예상되는 대용량 집적 기억소자이다. 또한, 고속이며 불휘발성 메모리(non-volatile memory)인 MRAM 소자는 널리 연구 개발이 행하여지고 있으며 4Mbit의 MRAM의 샘플이 실제로 출시되었다.
도 8은, ＭＲＡＭ의 가장 중요부분인 터널자기저항소자 (이하, 「ＴＭＲ소자)라고 칭한다)의 구조와, 그 동작 원리를 도시한 도면이다. 도8 (a)에 나타나 있는 바와 같이 ＴＭＲ소자에 있어서는, 산화물로부터 만들어지는 터널 장벽 (이하,「배리어층」이라고도 칭한다)의 양측을 강자성금속으로 이루어지는 제1, 제2 의 두개의 전극사이에 끼워진 터널 접합 구조를 가지고 있다. 터널 장벽층으로서는, 아모르포스(amorphous)의 Ａｌ-Ｏ층이 이용되고 있다 (비특허문헌1참조). 도8 (a)에 나타나 있는 바와 같이, 제1 강자성 전극과 제2 강자성 전극과의 자화의 방향이 평행한 평행 자화의 경우에는, 터널 구조의 계면에 있어서의 법선방향에 관 한 소자의 전기 저항이 작아진다. 한편, 도 8(b)에 나타나 있는 바와 같이 제1 강자성전극과 제2 강자성전극과의 자화의 방향이 평행한 반평행 자화의 경우에는, 터널 구조의 계면에 있어서의 법선방향에 관한 소자의 전기 저항이 커진다.
이 저항치는, 일반적인 상태에서는 변화되지 않기 때문에, 정보 "1" 또는"0"이 저항값의 고저에 따라 기억될 수 있는 것이다. 평행 자화와 반평행 자화배열은 불휘발식(a non-volatile fashion)으로 기억되므로, 불휘발성 메모리의 기본소자로서 사용될 수 있다.
도 9는, ＭＲＡＭ의 기본 구조의 예를 나타낸 도면이고, 도9 (a)은 ＭＲＡＭ의 사시도이며, 도 9(b)은 모식적인 회로 구성도이며, 도 9(c)은, 구조예의 단면도이다.
도 9(a)에 나타나 있는 바와 같이, ＭＲＡＭ에 있어서는 워드선 ＷＬ과 비트선 ＢＬ이 교차하는 것 같이 배치되어, 교차부에 ＭＲＡＭ셀이 배치되어 있다. 도 9(b) 에 나타나 있는 바와 같이, 워드선과 비트선과의 교차부에 배치된 ＭＲＡＭ셀 은, ＴＭＲ소자와, 이 ＴＭＲ소자와 직렬접속 된 ＭＯＳＦＥＴ를 소유하고 있어, 부하 저항으로서 기능을 수행하는 ＴＭＲ소자의 저항치를 ＭＯＳＦＥＴ에 의해 읽어내는 것에 의해, 기억 정보를 읽어 낼 수 있다. 한편, 정보의 고쳐 쓰기는, 예를 들면,ＴＭＲ소자에의 자장의 인가에 의해 행할 수 있다. 도 9(c)에 나타나 있는 바와 같이, ＭＲＡＭ memory cell은, ｐ형Ｓｉ기판 101안에 형성된 소스 영역 105과 드레인 영역 103과, 그 동안에 획정되는 채널 영역에 대하여 형성된 게이트 전극 111를 소유하는 ＭＯＳＦＥＴ 100과, ＴＭＲ소자 117를 소유하고 있다. 소스 영역 105는 접지(ＧＮＤ) 되어, 드레인은, ＴＭＲ소자를 거쳐서 비트선 ＢＬ 에 접속되어 있다. 워드선 ＷＬ은 게이트 전극 111에 대하여 도면에 나타나 있지 않은 영역에 있어서 접속되어 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 불휘발성메모리 ＭＲＡＭ은, 1개의 ＭＯＳＦＥＴ 100과 ＴＭＲ소자 117 에 의해 1개의 memory cell 을 형성할 수 있기 때문에,고집적화에 알맞은 메모리 소자라고 할 수 있다.
비특허문헌 1:D.Wang, et al.:Science 294(2001)1488.
현재의 기술을 사용함으로써 64Ｍｂｉｔ정도의 ＭＲＡＭ을 실현할 전망은 서고 있지만, 그 이상의 높은 수준의 고집적화를 이루기 위해서는, ＭＲＡＭ의 심장부인 ＴＭＲ소자의 특성을 향상시킬 필요가 있다. 특히, ＴＭＲ소자의 출력 전압을 향상시키기 위해서는, 자기저항의 증대와 바이아스전압 특성(the bias voltage characteristics)의 개선이 필요하다. 도 10은, 터널장벽으로서 아모르포스(amorphous)Ａｌ-O를 사용한 종래형ＴＭＲ소자에서의 자기저항의 바이어스 전압에 의한 변화를 나타내는 도면이다(L1). 도 10에 나타나 있는 바와 같이, 종래의ＴＭＲ소자에 있어서는, 자기저항이 작아지고, 특히 전압을 인가하는 것보다 자기저항이 급격하게 작아지는 경향이 보여진다. 이러한 특성에서는, 동작 마진(operation margins)을 고려할 때 출력 전압이 지나치게 작기 때문에, 이러한 장치는 실제의 기억소자에 적용하기 어렵다. 더 구체적으로는, 현재의 ＴＭＲ소자의 자기저항은 약70％ 정도 낮을 뿐 아니라 출력 전압도 200 ｍＶ이하로 낮기 때문에, ＤＲＡＭ의 출력 전압에 비교해서 실질적으로 반 정도이며, 집적도를 늘이는 것에 따라서 신호가 노이즈에 파묻혀서 판독되지 않는 문제가 있었다.
본 발명은, ＴＭＲ소자에 있어서의 출력 전압을 크게 하는 것을 목적이라고 한다. 또한, 안정된 동작을 위해 큰 자기저항(magnetoresistance)을 가진 기억소자(a memory device)를 제공하는 것을 목적이라고 한다.
본 발명의 1관점에 의하면, 터널 장벽층과, 상기 터널 장벽층의 제1면측에 형성된 ＢＣＣ구조를 가지는 제1 강자성체층과, 상기 터널 장벽층의 제2면측에 형성된 ＢＣＣ구조를 가지는 제2 강자성체층을 포함한 자기터널접합구조를 갖추고, 상기 터널 장벽층이, 단결정ＭｇＯｘ(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯｘ (0 <x <1)층에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 자기저항소자가 제공된다.
또한 ＭｇＯ(001)를 포함한 터널 장벽층과, 상기 터널 장벽층의 제1면측에 형성된 Ｆｅ(001)을 포함한 제1 강자성체층과, 상기 터널 장벽층의 제2면측에 형성된 Ｆｅ(001)을 포함한 제2 강자성체층를 포함하는 자기터널접합구조이며, 상기 ＭｇＯ층이, 단결정ＭｇＯｘ(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯｘ (0 <x <1)층에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 자기저항소자가 제공된다. 상기 ＭｇＯ(001)층의 전도대 하단(the bottom of the conduction band)과 상기 Ｆｅ(001)층의 Fermi 에너지 준위 사이의 불연속값(터널 장벽높이)이, 결함이 없는 완전한 단결정에 있어서의 이상적인 값보다도 낮게 한 것을 특징으로 한다. 상기 구성을 쓰면, 자기저항이 증대해 ＴＭＲ소자의 출력 전압을 크게 할 수 있었다. 1개의 트랜지스터의 부하로서 상기 자기저항소자를 이용하면, 비휘발성의 기억소자를 형성할 수 있었다.
본 발명의 다른 관점에 의하면, 기판을 준비하는 공정과, 상기 기판위로 제1Ｆｅ(001)층을 퇴적하는 공정과, 전기 제1Ｆｅ(001)층 위로 전자빔증착법(electron beam evaporation)에 의해 단결정ＭｇＯｘ(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯｘ (0 <x <1)으로 이루어진 터널 장벽층을 고진공상태에서 퇴적하는 공정과, 상기 터널 장벽층 위로 제2Ｆｅ(001)층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항소자의 제조 방법이 제공된다.
또한, 단결정ＭｇＯｘ(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향(preferentially oriented)인 다결정 ＭｇＯｘ (0 <x <1)으로 이루어지는 기판을 준비하는 제1공정과, 상기 기판위로 제1Ｆｅ(001)층을 퇴적하고, 이어서, 표면을 평탄하게 하기 위한 아닐링(annealing)을 수행하는 제2공정과, 상기 제1Ｆｅ(001)층 위로 전자빔증착법에 의해 단결정ＭｇＯｘ(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯｘ (0 <x <1)으로 이루어지는 터널 장벽층을 고진공상태에서 퇴적하는 제3공정과, 상기 터널 장벽층 위로 제2Ｆｅ(001)층을 형성하는 제4공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항소자의 제조 방법이 제공된다.
한편, 상기 제1공정과 제2공정과의 사이에, 단결정ＭｇＯｘ(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯｘ (0 <x <1)으로 이루어지는 시드층(the seed layer)을 성장시키는 공정이 더 포함되어도 된다.
또한, 상기 ＭｇＯ층을, ＭｇＯｘ의 ｘ값이 조정된 타겟을 이용해서(using a target with the value of ｘ in ＭｇＯｘ adjusted) 퇴적해도 좋다. ＭｇＯｘ의 ｘ값은 상기 ＭｇＯ를 형성하는 공정중에 조정해도 좋다.
본 발명의 또다른 관점에 의하면, ＭｇＯ(001)를 포함하는 터널 장벽층과, 상기 터널 장벽층의 제1면측에 형성된 아모르포스(amorphous) 자성합금으로 된 제1 강자성체층과, 상기 터널 장벽층의 제2면측에 형성된 아모르포스(amorphous) 자성합금으로 된 제2 강자성체층을 포함하는 자기터널접합구조를 갖추고, 상기ＭｇＯ(001)층의 전도대 하단과 상기 아모르포스(amorphous) 자성합금으로 이루어지는 제1 또는 제2 강자성체층과 Fermi 준위의 사이의 불연속값(터널 장벽의 높이)을, 결함이 없는 완전한 단결정에 있어서의 이상적인 값보다도 낮게 한 것을 특징으로 하는 자기저항소자가 제공된다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시예에 의한 ＴＭＲ소자의 구조(도 1(b))과, 강자성체 금속인 Ｆｅ(001)의 에너지 밴드구조를 나타내는 도면이고, 파수공간(momentum space)의 [001]방향에 대한 E-ＥＦ의 관계를 도시한 도면(도1 (a))이다.
도 2(a) 내지 도 2(d)는, 본 발명의 실시예에 의한 Ｆｅ(001)/ＭｇＯ(001)/Ｆｅ(001) 구조를 가지는 자기저항소자 (이하, 「Ｆｅ(001)/ＭｇＯ(001)/Ｆｅ(001)ＴＭＲ소자)라고 칭한다.)의 제조 공정을 모식적으로 도시한 도면이다.
도 3(a)는, Ｆｅ(001)하부전극(제1전극)의 RHEED 이미지를 나타내는 도면이 고, 도 3(a)는, 이 때의 ＭｇＯ(001)배리어층의 RHEED 이미지를 도시한 도면이다.
도 4는, ＭｇＯ증착시에 있어서의 성막 챔버(deposition chamber)중의 사중극자 질량 스펙트럼(quadrupole mａｓｓ spectra)의 관측 결과를 도시한 도면이다.
도 5는, ＭｇＯ증착중의 산소분압의 막 퇴적 속도에 대한 상관관계를 도시한 도면이다.
도 6은, Ｆｅ(001)/ＭｇＯ(001)/Ｆｅ(001)ＴＭＲ소자의 전형적인 자기저항곡선을 도시한 도면이다.
도 7(a)는, 실온에 있어서의 ＭＲ비의 바이어스 전압에 대한 의존성을 도시한 도면이다. 도 7(b)는, ＴＭＲ소자의 출력 전압 Ｖｏｕｔ (= 바이어스 전압× (Ｒａｐ-Ｒｐ)/Ｒａｐ)을 도시한 도면이다.]
도 8은, ＴＭＲ소자의 구조와, 그 동작 원리를 도시한 도면이다.
도 9는, ＭＲＡＭ의 기본 구조예를 나타내는 도면이고, 도 9(a)는 ＭＲＡＭ의 사시도이며, 도 9(b)는 모식적인 회로 구성도이며, 도 9(c)는, 구조예를 나타내는 단면도이다.
도 10은, 터널 장벽으로서 아모르포스(amorphous)Ａｌ-O를 사용한 종래의ＴＭＲ소자의 자기저항의 바이어스 전압에 따른 변화를 도시한 도면이다.
도 11은, 본 발명의 실시예의 변형예에 의한 ＴＭＲ소자의 소자구조를 나타내는 도면이고, 도 1(b)에 대응하는 도면이다.
본 명세서에 있어서, ＭｇＯ는 입방형(ＮａＣｌ형 구조)이기 때문에, (001) 면, (100)면, (010)면은 모두 등가다. 여기에서는, 막표면에 수직한 방향을 z축으로 함으로써, 막면을 (001)면과 통일적으로 기술하고 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 전극층의 결정구조인 ＢＣＣ구조는 체심입방형이다. 더 구체적으로는, 화학적명명(chemical ordering)이 없는 소위 Ａ2형태구조의 ＢＣＣ구조와 화학적명명이 있는 ＢＣＣ구조, 예를 들면 B2형태구조나 L21 구조 등의 것을 의미하고, 상기한 ＢＣＣ구조들의 결정격자가 약간 삐뚤어진 것도 포함된다.
본 명세서에서 사용하고 있는 결함이 없는 완전한 단결정에 있어서의 「이상적인 값」라는 용어는, 자외선광전자분광 실험에서 추측한 값이다 (참고 문헌:W. Wulfhekel, et al.:Appl. Phys. Lett. 78(2001)509. ). 이러한 상태에서는, 산소결손이나 격자결함이 대부분 없는 이상적인 단결정ＭｇＯ의 터널 장벽의 높이의 상한치라고 할 수 있기 때문에, 이상적인 값이라고 하는 용어를 사용했다.
발명의 적절한 실시예에 관하여 설명하기 전에, 발명자에 의해 수행된 분석 에 관한 설명을 행한다. ＴＭＲ소자의 자기저항(ＭＲ)비는, 이하의 식으로 표현된다.
R/Ｒｐ= (Ｒａｐ-Ｒｐ)/Ｒｐ, 여기에서, Ｒｐ 및 Ｒａｐ은, 2개의 전극의 자화가 평행과 반평행의 경우의 터널접합저항이다. Ｊｕｌｌｉｒｅ의 공식에 의하면, 저바이어스 전압(low bias voltage)에 있어서의 ＭＲ비는, 아래와 같이 나타내진다.
ＭＲ비= (Ｒａｐ-Ｒｐ)/Ｒｐ=2P1P2/ (1-P1P2)이며,
Pα= (Dα↑（ＥＦ）-Dα↓（ＥＦ）)/(Dα↑（ＥＦ）+Dα↓（ＥＦ）)
여기서, α=1,2 (1)
이라고 나타내어진다. 여기에서, Pα는 전극의 스핀분극율이며, Dα↑（ＥＦ）와 Dα↓（ＥＦ）는, 각각 다수 스핀 밴드(majority-spin band)와 소수 스핀 밴드(minority-spin band)의 Fermi 에너지(ＥＦ)에 있어서의 상태밀도(Ｄｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｓｔａｔｅ: ＤＯＳ) 이다. 강자성 천이금속 및 합금의 스핀의 편극은 대략 0. 5 이하이기 때문에, Ｊｕｌｌｉｒｅ의 공식에 의하면, 가장 높은 추정ＭＲ비가 약 70% 로 예측된다.
ＴＭＲ소자를 아모르포스(amorphous)의 Ａｌ-O의 터널 장벽과 다결정전극을 써서 제작하면, 실온에서의 ＭＲ비로서 약70%이라고 하는 값을 얻을 수 있지만, ＤＲＡＭ보통의 출력 전압인 200mV를 얻는 것은 어렵고, 전술한 바와 같이 ＭＲＡＭ실현이 어려운 문제점이 되어 있다.
발명자는, 산화마그네슘(ＭｇＯ)의 단결정(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯ를 터널 장벽으로 채용한 ＴＭＲ소자를 배치하는 접근을 시험해 보고 있다. 종래의 아모르포스(amorphous)의 Ａｌ-O 장벽과는 달리, 산화마그네슘은 결정(원자가 규칙 바르게 배열한 물질)이기 때문에, 전자가 산란되지 않고, 전자의 정합상태(the coherent states of electrons)가 터널 과정 동안에 보존되는 것이 예측된다. 도 1은, 본 실시예에 의한 ＴＭＲ소자 구조(도 1(B))와, 강자성체 금속인 Ｆｅ(001)의 에너지 밴드구조를 나타내는 도면이고, 파수공간(the momentum space)의 [001]방향에 대한E-ＥＦ의 관계를 도시한 도면(도1 (a))이다. 도 1(b)에 나타나 있는 바와 같이, 본 실시예에 의한 ＴＭＲ소자 구조는, 제1Ｆｅ(001)층 1과, 제2Ｆｅ(001)층 5과, 이것들의 사이에 끼워져 있었던 단결정ＭｇＯｘ(001)층 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯｘ (0 <x <1)층 3을 포함하여 구성되어 있다. 상기 Ｊｕｌｌｉｒｅ의 모델에 의하면, 전도전자의 운동량이 터널 과정에 있어서 보존된다고 하면, ＭｇＯ를 투과하는 터널 전류는 터널 장벽에 수직한 방향(접합계면에 대한 법선방향)의 파수벡터(wave vector) ｋz를 가지는 전자들에 의해 좌우되어진다. 도1 (a)에 나타낸 바와 같이, [001] (Γ-H)방향에 있어서의 Ｆｅ의 에너지 밴드 도면에 따르면, Fermi 준위ＥＦ에 있어서의 상태밀도(ＤＯＳ)는, 다수 스핀과 소수 스핀의 서브 밴드가 Fermi 준위ＥＦ에 있어서의 상태를 소유하고 있기 때문에, 그다지 높은 편극율을 나타내지 않는다. 그러나, 전자의 정합상태(coherent state)가 터널 과정에 있어서 보존될 경우에는, 장벽에 수직한 축에 관해서 완전하게 대칭인 파동관수(totally symmetrical wave function)를 소유하는 전도전자만이 장벽영역에 있어서의 상태와 접속하고, 유한한 터널 확률(a finite tunneling probability)을 가지게 된다. Ｆｅ(001)전극의 Δ1밴드가 상기한 바와 같은 완전하게 대칭인 파동함수(symmetric wave functions)를 가진다. 도1 (a)에 나타나 있는 바와 같이 다수 스핀Δ1 밴드(실선)가 Fermi 준위ＥＦ의 상태를 소유하지만, 소수 스핀Δ1 밴드(파선)은 Fermi 준위ＥＦ의 상태를 소유하지 않는다. 이 러한 ＦｅΔ1밴드의 하프 메탈적인 특징에 의해, 대단히 높은 ＭＲ비가 정합 스핀 편자극 터널링(a coherent spin polarized tunneling)을 얻을 수 있다는 가능성이 있다. 에피택셜(epitaxial)(단결정 혹은 (001)배향다결정)의 ＴＭＲ소자는, 터널 과정중에 있어서의 전자의 산란이 억제되기 때문에, 상기와 같은 정합터널(coherent tunnel)을 실현하기 위한 이상적인 것이라고 생각된다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 의한 자기저항소자 및 그 제조 방법에 대해서 도면을 참조하면서 설명을 행한다. 도2 (a) 내지 도 2(d)는, 본 발명의 실시예에 의한 Ｆｅ(001)/ＭｇＯ(001)/Ｆｅ(001)구조를 가지는 자기저항소자 (이하, 「Ｆｅ(001)/ＭｇＯ(001)/Ｆｅ(001)ＴＭＲ소자)라고 칭한다.)의 제조 공정을 모식적으로 도시한 도면이다. Ｆｅ(001)은, ＢＣＣ구조를 가지는 강자성체이다. 우선, 단결정ＭｇＯ(001) 기판 11을 준비하고, ＭＢＥ법 (the molecular beam epitaxy method)에 의해, 단결정ＭｇＯ(001) 기판 11의 표면조직(the morphology of the surface)을 개선하기 위해서, ＭｇＯ(001)시드층 15을 성장시킨다. 연속하여, 도 1(b)에 나타나 있는 바와 같이, 50ｎｍ 두께의 에피택셜 Ｆｅ(001)하부전극(제1전극) 17을 ＭｇＯ(001)시드층 15 위에서 실온에서 성장시키고, 이어서, 초고진공하(2×10-8Ｐａ)에 있어서, 350℃로 아닐링을 행한다. 한편, 전자선증착에 있어서의 조건은, 가속 전압이 8kV이며, 성장속도가 0.02ｎｍ/초, 성장 온도가 실온 (약293K), 전자선증착의 소스 재료로서는 화학양론적 조성의 ＭｇＯ(Ｍｇ과 O와의 비교가 1:1)을 쓰고, 소스와 기판과의 거리를 40cm 로 하여 최고도달 진공도가 1×10- 8Ｐａ, O2분압이 1×0-6Ｐａ이다. 한편, 화학양론적 조성의 ＭｇＯ(Ｍｇ과 O 와의 비가 1:1) 대신에, O 결손을 갖는 소스를 사용하는 것도 가능하다.
도 3(a)는, 이 때의 Ｆｅ(001)하부전극(제1전극) 17의 RHEED 이미지를 도시한 도면이다. 도 3(a)에 나타나 있는 바와 같이 Ｆｅ(001)하부전극(제1전극) 17은 양호한 결정성과 평탄성을 소유하고 있는 것을 나타내고 있다. 이어서, 도 2(c)에 나타나 있는 바와 같이, 2ｎｍ 두께의 ＭｇＯ(001)배리어층 21을 Ｆｅ(001)하부전극(제1전극) 17 위에서 실온에서 에피택셜 성장시킨다. 이 경우에도, ＭｇＯ의 전자빔증착법을 썼다. 도 3(b)는 이 때의 ＭｇＯ(001)배리어층 21의 RHEED 이미지를 도시한 도면이다. 도 3(b)에 나타나 있는 바와 같이, ＭｇＯ(001)배리어층 21도 양호한 결정성과 평탄성을 소유하고 있는 것을 나타내고 있다.
도 2(d)에 나타나 있는 바와 같이, ＭｇＯ(001)배리어층 21위에서, 실온에서 두께 10ｎｍ의 Ｆｅ(001)상부전극(제2전극) 23을 형성했다. 이어서 10ｎｍ두께의 Ｃｏ층 25을 Ｆｅ(001)상부전극(제2전극) 23 위로 퇴적했다. Ｃｏ층 25은, 상부전극 23의 보유력을 높이는 것으로서, 반평행 자화배치를 실현하기 위한 것인다. 이어서, 상기의 작성 시료를 미세가공 해서 Ｆｅ(001)/ＭｇＯ(001)/Ｆｅ(001) ＴＭＲ소자를 형성한다.
상기 전자빔에 의한 ＭｇＯ증착은, 10-9Ｔｏｒｒ의 초고진공상태에서의 성막(film)형성을 수반(involved)한다. 이 방법에서는, 예를 들면, 그라스(유리) 기판 위로 300ｎｍ의 성막이 형성되는 경우에도, 무색 투명이며, 양호한 결정막이 형 성되어 있는 것을 확인할 수 있다. 도 4는, ＭｇＯ성장시에 있어서의 성막 챔버내의 사중극자 질량 스펙트럼(quadrupole mass spectra)의 관측 결과를 도시한 도면이다. 도 4에 나타나 있는 바와 같이, O 의 스펙트럼P1과 O2의 스펙트럼P2에 관한 분압이 높은 것을 알 수 있다.
도 5는, ＭｇＯ증착 중에서의 산소분압과 막퇴적속도와의 상관관계를 도시한 도면이다. 도 5에 나타나 있는 바와 같이, 산소분압 자체가 상당히 높은 것, 퇴적속도와 함께 산소분압도 커지게 되는 것 등을 알 수 있는데, 이것은, ＭｇＯ의 퇴적시에 있어서의 ＭｇＯ로부터의 산소의 이탈을 시사하는 것이며, 이탈한 산소는 진공펌프에 의해 성막 장치의 외부로 배출되는 점에서, ＭｇＯｘ (0.9 <x <1)과 같이 산소결손이 생길 수 있는 가능성이 있다. 산소결손이 생기면 ＭｇＯ터널 장벽의 높이가 낮아지고,(예를 들면 0.10∼0.85ｅＶ, 더 상세하게는 0.2∼0.5ｅＶ의 범위내), 이에 따라 터널 전류가 증가하는 것으로 생각된다.
한편, 일반적인 Ａｌ-O 터널 장벽의 경우, Ｆｅ(001)과의 사이의 터널 장벽의 높이는, 0.7∼2.5ｅＶ 정도로 생각된다. 이에 대하여, ＭｇＯ결정의 터널 장벽의 높이는 3.6ｅＶ이며, 실험치로서는 0.9∼3.7ｅＶ의 값을 얻을 수 있었다. 본 실시예에 의한 방법을 사용하면, 0.3ｅＶ정도의 터널 장벽의 높이가 예상되어, 터널 장벽의 저저항화가 가능하다. 단, 그 밖의 요인, 예를 들면 상술한 정합터널(coherent tunneling)과 같은 다른 요소의 영향도 고려되어야 한다. 한편, 산소결손에 근거하는 ＭｇＯｘ의 ｘ의 값으로서는, 0.98 <x <1, 더 바람직하게는 0.99 <x <1정도이며, 이것은, 순수한 Ｍｇ과 같은 것을 제외하고, ＭｇＯ의 특성이 기본적으로 유지되는 범위다.
한편, 상기, 터널 장벽의 높이φ은, ＴＭＲ소자의 전기전도특성(터널 전류밀도J와 바이어스 전압V의 관계)을, ＷＫＢ근사에 근거한 Ｓｉｍｍｏｎｓ의 공식(비특허문헌 J. G. Simmons: J. Appl. Phys. 34, pp.1793-1803(1963).의 (20)식)에 잘 맞는 것 같이 최소제곱법에서 fitting 함으로써 결정하였다. 이것은, 전자의 유효질량으로서, 자유전자의 질량(m=9.11×10-31kg)을 써서 fitting을 수행하였다. J-V특성에 비선형성이 드러나는 정도까지 바이어스 전압V (보통 500mV∼1000mV 정도)를 인가하면, Ｓｉｍｍｏｎｓ의 식을 이용해서 J-V특성을 fitting 하는 것에 의해, 터널 장벽의 높이 φ과 터널 장벽의 유효두께 Δs를 동시에 결정할 수 있다. 여기에서, 터널 장벽의 유효두께Δs는, ＴＭＲ소자의 단면투과 전자현미경(ＴＥＭ)사진으로부터 결정되는 실제의 ＭｇＯ(001)터널 장벽층의 두께(ｔＭｇＯ)보다도, 약0.5ｎｍ 정도 얇은 값이 되었다. 이것은, ＭｇＯ(001)층과 Ｆｅ나 Ｃｏ를 주성분이라고 하는 합금층의 계면에 보이는 경상 퍼텐셜 효과(the effect of the image potential)에 의해, 터널 장벽의 유효두께Δs가 실제의 ＭｇＯ(001)층의 두께보다도 얇아진 결과이다.
한편, 단면ＴＥＭ 사진을 이용해서 ｔＭｇＯ를 정확하게 결정할 수 있는 경우에는, 이하에 말하는 것과 같은 기법으로, 보다 간편하게 터널 장벽의 높이 φ을 어림잡을 수 있다. 즉, ＴＭＲ소자에 인가하는 바이어스 전압V가 낮을 (통상, 100mV이하)경우, 터널 전류밀도J는 바이어스 전압V 에 비례하고, J-V 특성은 선형관계가 된다. 이러한 저바이어스 전압의 영역에서는, Ｓｉｍｍｏｎｓ의 식은, 식(2)과 같이 기술할 수 있다.
J=[(2mφ)1/2 /Δs](e/h)2 ×exp[-(4πΔs/h)×(2mφ)1/2 ]×V (2) 여기에서, m은 자유전자의 질량(9.11×10-31kg), e는 기본전하량(1.60×10-19C), h는 프랑크 상수(6.63×10-34Ｊ·S) 이다. 또한, 터널 장벽의 유효두께Δs≒ｔＭｇＯ-0.5 ｎｍ이다. ＴＭＲ소자의 저바이어스 전압영역의 Ｊ-V특성을 (2)식에 fitting 하면, 터널 장벽의 높이 φ을 간편 또한 정확하게 어림잡을 수 있다.
도 6은, 상기의 방법에 의해 제조한 Ｆｅ(001)/ＭｇＯ(001)/Ｆｅ(001)ＴＭＲ
소자의 전형적인 자기저항곡선을 도시한 도면이다. 측정 온도 20K에 있어서 ＭＲ비는 146%이며, 측정 온도 293K에 있어서 ＭＲ비는 88%이었다. 이 값은, 현재까지 실온에 있어서 얻을 수 있었던 가장 높은 ＭＲ비다. 이러한 높은 ＭＲ비는, Ｆｅ(001)전극의 스핀분극율에 의해 설명할 수는 없지만, 오히려, 정합스핀편자극터널링(a coherent spin-polarized tunneling)에 관련되어 있다고 생각된다. 160개의 ＴＭＲ소자를 제작한 결과, ＭＲ비와 터널 저항치에 관한 격차(불균일)는 20%이내 이었다. ＴＭＲ소자의 양품비율(the yield )도 실험실단계에서 90%이상이었다. 이러한 높은 수치는, 본 발명의 접근법에 따른 유효성을 시사하고 있는 것이다. ＴＭＲ소자의 저항×면적(ＲＡ, resistance-area product)은, 수kΩμm2이며, 이 값은, ＭＲＡＭ에 적합한 값이다.
도 7(a)은, 실온에 있어서의 ＭＲ비의 바이어스 전압과의 상관관계를 도시한 도면이다. 도 7(a)에 나타나 있는 바와 같이, ＭＲ비의 바이어스 전압에 대한 종속성은 상당히 낮은 것을 알 수 있다. 비록 비대칭적인 특성을 내보이지만, ＭＲ비가 반감하는 전압Ｖｈａｌｆ는 1250mV 라고 하는 대단히 높은 값을 얻을 수 있다. 한편, 종래의 Ａｌ-Ｏ계에 있어서의 ＭＲ비의 반감하는 전압Ｖｈａｌｆ는 300∼600mV 이다.
도 7(b)는 ＴＭＲ소자의 출력 전압 Ｖｏｕｔ(= 바이어스 전압× (Ｒａｐ-Ｒｐ)/Ｒａｐ) 을 가리킨다. 출력 전압 Ｖｏｕｔ의 최대값은 순 바이어스에 있어서 380mV 의 값을 얻을 수 있다. 이 값은, Ａｌ-O 배리어의 경우의 값(200mV약)의 약 2배에 해당하는 값이다. 이와같이, ＭＲ비와 출력 전압과의 양쪽에서 높은 값을 얻을 수 있었던 것은, 본 실시예에 의한 기술의 유효성을 증명하고 있는 것이다.
한편, 상기 실시예에 있어서는, ＢＣＣ의 Ｆｅ(001)을 채용했지만, 대신에 ＢＣＣ의 Ｆｅ계 합금, 예를 들면 Ｆｅ-Ｃｏ합금, Ｆｅ-Ｎｉ합금, Ｆｅ-Ｐｔ합금을 사용할 수도 있다. 또는 전극층과 ＭｇＯ(001)층과의 사이에, 1 또는 수개의 단원자층 정도의 두께의 Ｃｏ, Ｎｉ등을 삽입해도 좋다.
다음에 본 발명의 제2 실시예에 의한 자기저항소자 및 그 제조 방법에 관하 여 설명을 행한다. 본 실시예에 의한 Ｆｅ(001)/ＭｇＯ(001)/Ｆｅ(001)ＴＭＲ
소자의 제조 방법에서는, 우선 스퍼터링(sputtering)법 등에 의해 ＭｇＯ(001)을 다결정 또는 아모르포스(amorphous) 상태에서 퇴적하고, 그 후에 아닐링 처리를 함 으로써 (001)결정면이 배향한 다결정 또는 단결정화 된다는 점이 특징이라고 할 수 있다. 스퍼터링 조건은, 예를 들면. 온도가 실온(293K)이며, 타겟으로서는 2인치φ의 ＭｇＯ를 쓰고, Ａｒ분위기에서 스퍼터링을 행한다. 가속 전력은 200W이며, 성장속도는 0.008ｎｍ/s이다. 이 조건으로 퇴적한 ＭｇＯ는 아모르포스(amorphous) 상태이기 때문에, 실온온도에서 300도까지 온도를 상승시키고, 이를 일정시간 유지하는 것으로써 결정화된 ＭｇＯ를 얻을 수 있다.
한편, O 결손의 도입 방법으로서는, 성장시에 O 결손이 생기게 하는 방법으로 O결손이 뒤이어 생기도록 하는 방법, O 결손이 있는 상태로부터 산소 플라스마 처리 또는 자연산화 등에 의해 Ｏ결손이 일어나기까지 조정하는 상태로 행하는 방법 등 어느 것을 사용해도 된다.
이상, 본 실시예에 의한 자기저항소자 기술에 의하면, 스퍼터링법을 써서 아모르포스(amorphous)ＭｇＯ를 퇴적한 후에 아닐링 처리에 의해 결정화하기 때문에, 대규모인 장치가 필요없게 되는 이점이 있다.
다음에, 본 발명의 실시예의 변형예에 의한 자기저항소자에 대해서 도면을 참조하면서 설명을 행한다. 도 11은, 본 발명의 실시예의 변형예에 의한 ＴＭＲ소자의 구조를 나타내는 도면이고, 도 1(b)에 대응하는 도다. 도 11에 나타나 있는 바와 같이 본 실시예에 의한 자기저항소자는, 상기 실시예에 의한 자기저항소자와 같이(마찬가지로),단결정ＭｇＯｘ(001)혹은 (001)결정면이 우선배향인 산소결손 다결정ＭｇＯｘ (0 <x <1)층 503의 양측에 마련되어지는 전극으로서, 아모르포스(amorphous) 강자성합금, 예를 들면 ＣｏＦｅＢ층 501, 505 을 채용한 점에 특징 이 있다. 아모르포스(amorphous) 강자성합금은, 예를 들면 증착법 또는 스퍼터링법을 써서 형성 가능하다. 여기서 얻을 수 있었던 특성 등은 제1 실시예의 경우와 거의 같다.
한편, 아모르포스(amorphous) 자성합금에 대해서는, 예를 들면 FeCoB, FeCoBSi, FeCoBP, FeZr, CoZr 등을 쓸 수도 있다. 또한, 소자를 제작한 후에 아닐링 처리를 하면 전극층의 아모르포스(amorphous) 자성합금이 부분적 혹은 전체적으로 결정화 할 경우가 있지만, 이것에 의해 ＭＲ비가 크게 열화(deterioration)할 일은 없다. 따라서, 이렇게 결정화한 아모르포스(amorphous) 자성합금을 전극층에 써도 무방하다.
이상, 본 실시예에 의한 자기저항소자에 관하여 설명했지만, 본 발명은 이것들에 제한되는 것은 아니다. 그 외, 여러가지의 변경, 개량, 편성(조합)이 가능한 것은 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들면 ＭｇＯ층에 산소결함을 도입하는 대신에 Ｃａ나 Ｓｒ를 도핑 하는 것으로 터널 장벽의 높이를 조정하는 방법을 사용해도 된다. 또한, ＭｇＯ층의 퇴적 방법으로서, 전자빔증착법 또는 스퍼터링법을 예로 해서 설명했지만, 그 밖의 퇴적법도 적용 가능한 것은 말할 필요도 없다. 또한, 고진공(high vacuum)의 용어는, 예를 들면 산소를 도입하지 않을 경우에 있어서, 대강 10-6Ｐａ이하의 값을 가리키는 것이고, 산소를 적극적으로 도입하는 경우에 있어서는 10-4Ｐａ정도의 값을 가리킨다.
본 발명에 의하면, 종래의 ＴＭＲ소자에 비교해서 큰 자기저항을 얻을 수 있고, ＴＭＲ소자의 출력 전압을 크게 할 수 있고, 동시에 ＴＭＲ소자의 저항치를 ＭＲＡＭ 에 최적인 저항으로 줄일 수 있다. 따라서, ＴＭＲ소자를 채용한 ＭＲＡＭ의 고집적화가 용이해진다고 하는 이점이 있다. ＭＲＡＭ의 출력 전압값이 종래의 약 2배를 상회하고, 기가 비트급의 초고집적 ＭＲＡＭ에 알맞다.

Claims (30)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 터널 장벽층과; 상기 터널 장벽층의 제1면측에 형성된 Ｆｅ 또는 ＢＣＣ구조를 가지는 Ｆｅ계 합금의 단결정(001)층 또는 (001)결정면이 우선배향인 다결정층으로 이루어지는 제1 강자성체층과; 상기 터널 장벽층의 제2면측에 형성된 Ｆｅ 또는 ＢＣＣ구조를 가지는 Ｆｅ계 합금의 단결정(001)층 또는 (001)결정면이 우선배향인 다결정층으로 이루어지는 제2 강자성체층; 을 포함하는 자기 터널접합구조를 갖추고, 상기 터널 장벽층이, 단결정ＭｇＯｘ(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯｘ(0 <x <1)층에 의해 형성되어 있는 자기저항소자이며, 상기 터널 장벽층의 전도대 하단과, 상기 제1또는 제2 중의 적어도 일방의 강자성체층의 Fermi 준위와의 사이의 불연속값(터널 장벽의 높이)이 0.10 ~ 0.85 eV의 범위 내인 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
  4. 터널 장벽층과; 상기 터널 장벽층의 제1면측에 형성된 ＢＣＣ구조를 가지는 제1 강자성체층과; 상기 터널 장벽층의 제2면측에 형성된 ＢＣＣ구조를 가지는 제2 강자성체층; 을 포함하는 자기 터널접합구조를 갖추고, 상기 터널 장벽층이 단결정ＭｇＯX(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯX(0<X<1)층에 의해 형성되어 있는 자기저항소자이며, 상기 터널 장벽층의 전도대 하단과, 상기 제1또는 제2 중의 적어도 한편의 강자성체층의 Fermi 준위와의 사이의 불연속값(터널 장벽의 높이)이 0.10 ~ 0.85 eV의 범위 내인 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
  5. 제3항에 있어서, 상기 불연속값은 0.2∼0.5ｅＶ의 범위 내인 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
  6. 제4항에 있어서, 상기 불연속값은 0.2∼0.5 ｅＶ의 범위 내인 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
  7. 1개의 트랜지스터와; 상기 트랜지스터의 부하로서 쓸 수 있는 제3항 내지 제6항 중 어느 한 항의 자기저항소자; 를 포함하여 구성된 기억소자.
  8. 기판을 준비하는 제1공정과;
    상기 기판 위에 제1Ｆｅ 또는 ＢＣＣ구조를 가지는 Ｆｅ계 합금의 단결정(001)층 또는 (001)결정면이 우선배향인 다결정층을 퇴적하는 제2공정과;
    상기 제1Ｆｅ 또는 ＢＣＣ구조를 가지는 Ｆｅ계 합금의 단결정(001)층 위로, 단결정ＭｇＯｘ(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯｘ(0 <x <1)으로 이루어지는 터널 장벽층을 고진공상태에서 퇴적하는 제3공정과;
    상기 터널 장벽층 위로 제2Ｆｅ 또는 ＢＣＣ구조를 가지는 Ｆｅ계 합금의 단결정(001)층 또는 (001)결정면이 우선배향인 다결정층을 형성하는 제4공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항소자의 제조 방법.
  9. 단결정ＭｇＯｘ(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯｘ(0 <x <1)으로 이루어진 기판을 준비하는 제1공정과;
    상기 기판 위로 제1Ｆｅ 또는 ＢＣＣ구조를 가지는 Ｆｅ계 합금의 단결정(001)층 또는 (001)결정면이 우선배향인 다결정층을 퇴적하고, 이어서, 결정화를 위한 아닐링을 행하는 제2공정과;
    상기 제1Ｆｅ 또는 ＢＣＣ구조를 가지는 Ｆｅ계 합금의 (001)층 위로 단결정ＭｇＯｘ(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯｘ(0 <x <1)으로 이루어진 터널 장벽층을 고진공상태에서 퇴적하는 제3공정과;
    상기 터널 장벽층 위로 제2Ｆｅ 또는 ＢＣＣ구조를 가지는 Ｆｅ계 합금의 단결정(001)층 또는 (001)결정면이 우선배향인 다결정층을 형성하는 제4공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항소자의 제조 방법.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제1공정과 제2공정과의 사이에, 단결정ＭｇＯｘ(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯｘ (0 <x <1)으로 이루어지는 시드층을 성장시키는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항소자의 제조 방법.
  11. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 단결정ＭｇＯｘ(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯｘ(0 <x <1)으로 이루어진 터널 장벽층을 형성하는 공정 중에, ＭｇＯｘ의 ｘ값을 조정하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항소자의 제조 방법.
  12. 기판을 준비하는 공정과;
    상기 기판 위로 제1Ｆｅ 또는 ＢＣＣ구조를 가지는 Ｆｅ계 합금의 단결정(001)층 또는 (001)결정면이 우선배향인 다결정층을 퇴적하는 공정과;
    상기 제1Ｆｅ 또는 ＢＣＣ구조를 가지는 Ｆｅ계 합금의 (001)층 위로 아모르포스(amorphous)ＭｇＯX층을 형성하고, 아닐링에 의해 상기 아모르포스(amorphous) ＭｇＯX층을 결정화해서 단결정ＭｇＯｘ(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯｘ(0 <x <1)으로 이루어지는 터널 장벽층을 형성하는 공정과;
    상기 터널 장벽층 위로 제2Ｆｅ 또는 ＢＣC구조를 가지는 Ｆｅ계 합금의 단결정(001)층 또는 (001)결정면이 우선배향인 다결정층을 형성하는 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항소자의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 아모르포스(amorphous) ＭｇＯX층을 스퍼터링 (sputtering)법에 의해, ＭｇＯｘ의 ｘ값이 조정된 타겟을 이용해서 퇴적하는 것을 특징으로 하는 자기저항소자의 제조 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 아모르포스(amorphous) ＭｇＯX를 형성하는 공정 중에, ＭｇＯｘ의 ｘ값을 조정하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항소자의 제조 방법.
  15. 터널 장벽층과; 상기 터널 장벽층의 제1면측에 형성된 아모르포스(amorphous) 자성합금으로 이루어진 제1 강자성체층과, 상기 터널 장벽층의 제2면측에 형성된 아모르포스(amorphous) 자성합금으로 이루어진 제2 강자성체층; 을 포함하는 자기 터널접합구조를 갖추고, 상기 터널 장벽층은, (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯｘ (0 <x <1)층에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
  16. 제15항에 있어서, 상기 터널 장벽층의 전도대 하단과, 상기 제1 또는 제2 중의 적어도 일방의 강자성체층의 Fermi 준위와의 사이의 불연속값(터널 장벽의 높이)이 0.10 ~ 0.85 eV 범위 내인 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
  17. 삭제
  18. 제16항에 있어서, 상기 불연속값이 0.2∼0.5ｅＶ의 범위 내인 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
  19. 삭제
  20. 1개의 트랜지스터와; 상기 트랜지스터의 부하로서 쓸 수 있는 제15항, 제16항 또는 제18항 중 어느 한 항에 기재된 자기저항소자; 를 포함하는 기억소자.
  21. 기판을 준비하는 공정과;
    상기 기판 위로 아모르포스(amorphous) 자성합금으로 이루어진 제1 강자성체층을 퇴적하는 공정과;
    상기 제1 강자성체층 위로 아모르포스(amorphous)ＭｇＯ층을 형성하고, 아닐링에 의해 상기 아모르포스(amorphous)ＭｇＯ층을 결정화해서 단결정ＭｇＯｘ(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯｘ (0 <x <1)으로 이루어지는 터널 장벽층을 형성하는 공정과;
    상기 터널 장벽층 위로 아모르포스(amorphous) 자성합금으로 이루어진 제2 강자성체층을 퇴적하는 공정; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항소자의 제조 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 단결정ＭｇＯｘ(001) 혹은 (001)결정면이 우선배향인 다결정ＭｇＯｘ (0 <x <1)으로 이루어지는 터널 장벽층을 형성하는 공정은, 스퍼터링법에 의해 ＭｇＯｘ의 ｘ값이 조정된 타겟을 이용해서 퇴적하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항소자의 제조 방법.
  23. 터널 장벽층과; 그 터널 장벽층의 제1면 측에 형성된 제1강자성체층과; 상기 터널 장벽층의 제2면 측에 형성된 제2강자성체층; 을 가지는 자기터널접합구조를 갖추고,
    상기 터널 장벽층이, (001)결정면이 우선배향된 다결정 MgOX (0<X<1)층에 위에 형성되어 있고,
    상기 터널 장벽층의 전도대 하단과, 상기 제1 또는 제2 중 적어도 하나의 강자성체층의 페르미 준위와의 사이의 불연속 값(터널장벽의 높이)이 0.10 ~ 0.85 eV 범위 내인 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
  24. 제23항에 있어서, 상기 불연속 값이 0.2 ~ 0.5 eV 범위 내인 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
  25. 삭제
  26. 아모르포스 자성합금으로 이루어진 강자성체층 위에 형성된, (001)결정면이 우선배향된 다결정 MgOX (0<X<1)로 이루어진 터널 장벽층이며,
    상기 터널 장벽층의 전도대 하단과, 상기 강자성체층의 페르미 준위와의 불연속 값(터널 장벽층의 높이)이 0.10 ~ 0.85 eV 범위 내인 것을 특징으로 하는 터널 장벽층.
  27. 제26항에 있어서, 상기 불연속 값이 0.2 ~ 0.5 eV 범위 내인 것을 특징으로 하는 터널 장벽층.
  28. 삭제
  29. (001)결정면이 우선배향인 다결정 MgOX (0<X<1)로 이루어진 터널 장벽층으로, 터널 장벽의 높이가 0.2 ~ 0.5 eV 범위 내인 것을 특징으로 하는 터널 장벽층.
  30. 삭제
KR1020067019694A 2004-03-12 2005-03-10 자기저항소자, 터널 장벽층 및 자기저항소자의 제조방법 KR100867662B1 (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2004-00071186 2004-03-12
JP2004071186 2004-03-12
JP2004313350 2004-10-28
JPJP-P-2004-00313350 2004-10-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060122970A KR20060122970A (ko) 2006-11-30
KR100867662B1 true KR100867662B1 (ko) 2008-11-10

Family

ID=34975880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020067019694A KR100867662B1 (ko) 2004-03-12 2005-03-10 자기저항소자, 터널 장벽층 및 자기저항소자의 제조방법

Country Status (6)

Country Link
US (12) US7884403B2 (ko)
EP (1) EP1737055B1 (ko)
JP (6) JP4082711B2 (ko)
KR (1) KR100867662B1 (ko)
TW (1) TWI334663B (ko)
WO (1) WO2005088745A1 (ko)

Families Citing this family (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7386532B2 (en) * 2002-12-19 2008-06-10 Mathon Systems, Inc. System and method for managing versions
JP4082711B2 (ja) 2004-03-12 2008-04-30 独立行政法人科学技術振興機構 磁気抵抗素子及びその製造方法
JP4581133B2 (ja) * 2004-03-12 2010-11-17 独立行政法人科学技術振興機構 磁気抵抗素子
JP4292128B2 (ja) * 2004-09-07 2009-07-08 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP2006210391A (ja) * 2005-01-25 2006-08-10 Japan Science & Technology Agency 磁気抵抗素子及びその製造方法
JP5077802B2 (ja) 2005-02-16 2012-11-21 日本電気株式会社 積層強磁性構造体、及び、ｍｔｊ素子
JP4877575B2 (ja) * 2005-05-19 2012-02-15 日本電気株式会社 磁気ランダムアクセスメモリ
JP2008283207A (ja) * 2005-10-19 2008-11-20 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子、磁気ランダムアクセスメモリ、電子カード及び電子装置
JP4444241B2 (ja) 2005-10-19 2010-03-31 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ランダムアクセスメモリ、電子カード及び電子装置
US7479394B2 (en) * 2005-12-22 2009-01-20 Magic Technologies, Inc. MgO/NiFe MTJ for high performance MRAM application
US7851785B2 (en) * 2006-02-08 2010-12-14 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetic tunnel transistor with thin read gap for head applications
CN101615653B (zh) * 2006-03-03 2012-07-18 佳能安内华股份有限公司 磁阻效应元件的制造方法以及制造设备
JP2008010509A (ja) * 2006-06-27 2008-01-17 Fujitsu Ltd 磁気抵抗効果素子及び磁気ディスク装置
JP5429480B2 (ja) * 2007-04-24 2014-02-26 日本電気株式会社 磁気抵抗素子、ｍｒａｍ、及び磁気センサー
JP5062832B2 (ja) * 2007-12-28 2012-10-31 富士通株式会社 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP4703660B2 (ja) * 2008-01-11 2011-06-15 株式会社東芝 スピンｍｏｓ電界効果トランジスタ
JP5351140B2 (ja) * 2008-03-03 2013-11-27 キヤノンアネルバ株式会社 磁気トンネル接合デバイスの製造方法
JP4774082B2 (ja) * 2008-06-23 2011-09-14 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗効果素子の製造方法
CN102132434A (zh) * 2008-09-01 2011-07-20 佳能安内华股份有限公司 磁阻元件及其制造方法、用于该制造方法的存储介质
WO2010026705A1 (ja) * 2008-09-08 2010-03-11 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗素子とその製造方法、該製造方法に用いる記憶媒体
KR20110040894A (ko) * 2008-09-09 2011-04-20 캐논 아네르바 가부시키가이샤 자기 저항 소자의 제조 방법, 그 제조 방법에 이용되는 기억 매체
JP4764466B2 (ja) 2008-09-25 2011-09-07 株式会社東芝 ホイスラー合金を有する積層体、この積層体を用いた磁気抵抗素子、及びスピントランジスタ
JP2010080806A (ja) * 2008-09-29 2010-04-08 Canon Anelva Corp 磁気抵抗素子の製造法及びその記憶媒体
JP4774092B2 (ja) * 2008-10-06 2011-09-14 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗効果素子およびそれを用いたｍｒａｍ
JP2009044173A (ja) * 2008-10-06 2009-02-26 Canon Anelva Corp 磁性多層膜形成装置
KR101584747B1 (ko) * 2009-01-20 2016-01-13 삼성전자주식회사 자기 메모리 소자
JP4902686B2 (ja) * 2009-04-06 2012-03-21 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗効果素子の製造方法
US8154828B2 (en) * 2009-07-10 2012-04-10 Tdk Corporation Magnetoresistive effect element in CPP-type structure and magnetic disk device
JP4774116B2 (ja) * 2009-08-19 2011-09-14 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗効果素子
US8194364B2 (en) * 2009-08-31 2012-06-05 Tdk Corporation Magnetoresistive effect element in CPP-type structure including ferromagnetic layer configured with CoFe system alloy and magnetic disk device therewith
JP2011123923A (ja) * 2009-12-08 2011-06-23 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv 磁気抵抗効果ヘッド、磁気記録再生装置
US9287321B2 (en) * 2010-05-26 2016-03-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Magnetic tunnel junction device having amorphous buffer layers that are magnetically connected together and that have perpendicular magnetic anisotropy
JP5598975B2 (ja) * 2010-09-02 2014-10-01 独立行政法人理化学研究所 スピン注入源およびその製造方法
JP5318137B2 (ja) 2011-03-22 2013-10-16 株式会社東芝 多層膜の製造方法
US8758909B2 (en) * 2011-04-20 2014-06-24 Alexander Mikhailovich Shukh Scalable magnetoresistive element
TWI415253B (zh) 2011-05-17 2013-11-11 Novatek Microelectronics Corp 光學感測器及其製造方法
KR102130054B1 (ko) * 2012-06-07 2020-07-06 삼성전자주식회사 자기 터널링 접합 시드, 캡핑 및 스페이서 막 물질들
JP2013016820A (ja) * 2012-08-20 2013-01-24 Hitachi Ltd トンネル磁気抵抗効果素子、それを用いた磁気メモリセル及びランダムアクセスメモリ
JP5774568B2 (ja) 2012-09-21 2015-09-09 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
US10479569B2 (en) * 2012-09-21 2019-11-19 The Decor Corporation Pty. Ltd. Sealable containers
US8995181B2 (en) 2013-03-21 2015-03-31 Daisuke Watanabe Magnetoresistive element
JP5865858B2 (ja) 2013-03-22 2016-02-17 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果素子の製造方法
US9123879B2 (en) 2013-09-09 2015-09-01 Masahiko Nakayama Magnetoresistive element and method of manufacturing the same
US9231196B2 (en) 2013-09-10 2016-01-05 Kuniaki SUGIURA Magnetoresistive element and method of manufacturing the same
US9385304B2 (en) 2013-09-10 2016-07-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic memory and method of manufacturing the same
US9368717B2 (en) 2013-09-10 2016-06-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistive element and method for manufacturing the same
US9425388B2 (en) 2013-09-12 2016-08-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic element and method of manufacturing the same
US8956882B1 (en) 2013-09-12 2015-02-17 Kazuhiro Tomioka Method of manufacturing magnetoresistive element
JP6173854B2 (ja) 2013-09-20 2017-08-02 株式会社東芝 歪検知素子、圧力センサ、マイクロフォン、血圧センサ及びタッチパネル
US9373781B2 (en) 2013-11-12 2016-06-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Dual perpendicular magnetic anisotropy magnetic junction usable in spin transfer torque magnetic random access memory applications
KR102465539B1 (ko) 2015-09-18 2022-11-11 삼성전자주식회사 자기 터널 접합 구조체를 포함하는 반도체 소자 및 그의 형성 방법
US9633678B2 (en) 2015-09-29 2017-04-25 Seagate Technology Llc Data reader with spin filter
KR20170064054A (ko) * 2015-11-30 2017-06-09 에스케이하이닉스 주식회사 전자 장치 및 그 제조 방법
JP6826344B2 (ja) * 2017-02-09 2021-02-03 Tdk株式会社 強磁性トンネル接合体の製造方法及び強磁性トンネル接合体
US11367551B2 (en) * 2017-12-20 2022-06-21 Montana State University Large moments in BCC FExCOyMNz and other alloy thin films
JP2020155565A (ja) 2019-03-20 2020-09-24 キオクシア株式会社 磁気記憶装置
US11646143B2 (en) * 2019-05-21 2023-05-09 International Business Machines Corporation Magnetic multi-layers containing MgO sublayers as perpendicularly magnetized magnetic electrodes for magnetic memory technology
CN110246656A (zh) * 2019-07-02 2019-09-17 西华大学 一种多层耦合图形化磁性薄膜及制备和测试方法
CN113130735B (zh) * 2019-12-31 2023-08-04 浙江驰拓科技有限公司 磁隧道结中势垒层的制备方法、磁隧道结及其制备方法
KR20220125050A (ko) * 2021-03-04 2022-09-14 삼성전자주식회사 자기터널접합 소자, 자기터널접합 소자를 포함하는 메모리 장치, 및 자기터널접합 소자의 제조 방법
US20230084970A1 (en) * 2021-09-10 2023-03-16 Western Digital Technologies, Inc. Tunneling magnetoresistive (tmr) device with improved seed layer

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002204004A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子、磁気メモリ、磁気ヘッド、及び磁気再生装置
JP2003318465A (ja) * 2002-04-23 2003-11-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 平坦化トンネル磁気抵抗素子

Family Cites Families (95)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA849070B (en) 1983-12-07 1985-07-31 Energy Conversion Devices Inc Semiconducting multilayered structures and systems and methods for synthesizing the structures and devices incorporating the structures
JPH02101268A (ja) 1988-10-11 1990-04-13 Taisei Corp 制振性を有する構造物
US5506063A (en) * 1990-11-14 1996-04-09 Nec Corporation Soft magnetic film of iron and process of formation thereof
US5239504A (en) * 1991-04-12 1993-08-24 International Business Machines Corporation Magnetostrictive/electrostrictive thin film memory
JPH05144729A (ja) 1991-11-20 1993-06-11 Hitachi Ltd 異種材料成長方法
US5514484A (en) * 1992-11-05 1996-05-07 Fuji Xerox Co., Ltd. Oriented ferroelectric thin film
JP2924574B2 (ja) * 1993-05-31 1999-07-26 富士ゼロックス株式会社 配向性強誘電体薄膜素子
JPH08181289A (ja) 1994-12-26 1996-07-12 Yasuo Tarui 強誘電体薄膜と基体との複合構造体およびその製造方法
US5800635A (en) * 1995-06-15 1998-09-01 Alliedsignal Inc. Method of achieving a controlled step change in the magnetization loop of amorphous alloys
US5817366A (en) * 1996-07-29 1998-10-06 Tdk Corporation Method for manufacturing organic electroluminescent element and apparatus therefor
JP3325478B2 (ja) * 1996-12-27 2002-09-17 ワイケイケイ株式会社 磁気抵抗効果素子および磁気検出器並びにその使用方法
US5945694A (en) * 1997-01-31 1999-08-31 Motorola, Inc. Compound semiconductor device having reduced temperature variability
JPH1197766A (ja) 1997-09-17 1999-04-09 Res Inst Electric Magnetic Alloys 強磁性トンネル接合素子
US20020004595A1 (en) 1997-12-08 2002-01-10 Smithkline Beecham Corporation Process for preparing potassium clavulanate
JP3041273B2 (ja) 1998-07-14 2000-05-15 株式会社日立製作所 垂直磁気記録媒体及びそれを用いた磁気記録再生装置
WO2000004555A2 (de) * 1998-07-15 2000-01-27 Infineon Technologies Ag Speicherzellenanordnung, bei der ein elektrischer widerstand eines speicherelements eine information darstellt und durch ein magnetfeld beeinflussbar ist, und verfahren zu deren herstellung
JP4027041B2 (ja) 1999-03-19 2007-12-26 インフィネオン テクノロジース アクチエンゲゼルシャフト メモリセル装置及びその製造方法
US6181537B1 (en) * 1999-03-29 2001-01-30 International Business Machines Corporation Tunnel junction structure with junction layer embedded in amorphous ferromagnetic layers
US6201672B1 (en) * 1999-04-26 2001-03-13 International Business Machines Corporation Spin valve sensor having improved interface between pinning layer and pinned layer structure
JP3220116B2 (ja) 1999-07-06 2001-10-22 株式会社日立製作所 垂直磁気記録媒体および磁気記憶装置
US6219274B1 (en) * 1999-06-08 2001-04-17 Tdk Corporation Ferromagnetic tunnel magnetoresistance effect element and method of producing the same
JP2001007420A (ja) * 1999-06-17 2001-01-12 Sony Corp 磁気抵抗効果膜とこれを用いた磁気読取りセンサ
US6436526B1 (en) 1999-06-17 2002-08-20 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magneto-resistance effect element, magneto-resistance effect memory cell, MRAM and method for performing information write to or read from the magneto-resistance effect memory cell
US6252750B1 (en) * 1999-07-23 2001-06-26 International Business Machines Corporation Read head with file resettable double antiparallel (AP) pinned spin valve sensor
US6275362B1 (en) * 1999-07-30 2001-08-14 International Business Machines Corporation Magnetic read head having spin valve sensor with improved seed layer for a free layer
US6611405B1 (en) 1999-09-16 2003-08-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistive element and magnetic memory device
JP3434476B2 (ja) 1999-09-29 2003-08-11 秋田県 高密度情報記録媒体及びその媒体の製造方法
WO2001056090A1 (fr) 2000-01-28 2001-08-02 Sharp Kabushiki Kaisha Dispositif a magnetoresistance et procede de fabrication de celui-ci, base pour dispositif a magnetoresistance et procede de fabrication de celle-ci, et capteur a magnetoresistance
JP2002020400A (ja) 2000-07-03 2002-01-23 Yakult Honsha Co Ltd 抗活性型ケラチノサイトトランスグルタミナーゼ抗体
JP2002050011A (ja) * 2000-08-03 2002-02-15 Nec Corp 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド、磁気抵抗変換システム及び磁気記録システム
US6767655B2 (en) * 2000-08-21 2004-07-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magneto-resistive element
US6544801B1 (en) * 2000-08-21 2003-04-08 Motorola, Inc. Method of fabricating thermally stable MTJ cell and apparatus
JP2002167661A (ja) * 2000-11-30 2002-06-11 Anelva Corp 磁性多層膜作製装置
JP2002270790A (ja) * 2000-12-27 2002-09-20 Toshiba Corp 半導体記憶装置
JP2002319722A (ja) 2001-01-22 2002-10-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd 磁気抵抗効果素子とその製造方法
US6771473B2 (en) 2001-01-22 2004-08-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Magnetoresistive element and method for producing the same
JP2002246567A (ja) 2001-02-14 2002-08-30 Toshiba Corp 磁気ランダムアクセスメモリ
JP3576111B2 (ja) 2001-03-12 2004-10-13 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子
JP3961777B2 (ja) * 2001-03-26 2007-08-22 株式会社東芝 磁気センサー
JP3815601B2 (ja) 2001-09-14 2006-08-30 独立行政法人産業技術総合研究所 トンネル磁気抵抗素子および磁気ランダムアクセスメモリ
WO2002099905A1 (fr) * 2001-05-31 2002-12-12 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Element de magnetoresistance tunnel
JP2002359413A (ja) 2001-05-31 2002-12-13 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 強磁性トンネル磁気抵抗素子
FR2830971B1 (fr) * 2001-10-12 2004-03-12 Commissariat Energie Atomique Dispositif magnetoresistif a vanne de spin a performances ameliorees
EP1580821B1 (en) * 2001-10-12 2015-12-09 Sony Corporation Magnetoresistance effect element, magnetic memory element, magnetic memory device, and their manufacturing method
JP2003124541A (ja) * 2001-10-12 2003-04-25 Nec Corp 交換結合膜、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気ランダムアクセスメモリ
JP2003133531A (ja) 2001-10-26 2003-05-09 Fujitsu Ltd 電子装置とその製造方法
JP2003152239A (ja) * 2001-11-12 2003-05-23 Fujitsu Ltd 磁気抵抗効果素子、及び、それを有する読み取りヘッド並びにドライブ
JP3638563B2 (ja) 2002-03-27 2005-04-13 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子およびこれを用いた磁気メモリ
JP4100025B2 (ja) * 2002-04-09 2008-06-11 ソニー株式会社 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ装置
JP2003304012A (ja) * 2002-04-10 2003-10-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd トンネル磁気抵抗効果素子
US6794695B2 (en) * 2002-04-29 2004-09-21 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Magneto resistive storage device having a magnetic field sink layer
JP2004022599A (ja) 2002-06-12 2004-01-22 Sony Corp 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ装置、磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ装置の製造方法
JP4352659B2 (ja) 2002-06-25 2009-10-28 ソニー株式会社 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP3729159B2 (ja) 2002-06-26 2005-12-21 ソニー株式会社 磁気メモリ装置
JP2004063592A (ja) 2002-07-25 2004-02-26 Sony Corp 磁気抵抗効果素子および磁気メモリ装置
JP2004071897A (ja) * 2002-08-07 2004-03-04 Sony Corp 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ装置
US6621730B1 (en) * 2002-08-27 2003-09-16 Motorola, Inc. Magnetic random access memory having a vertical write line
TWI277363B (en) * 2002-08-30 2007-03-21 Semiconductor Energy Lab Fabrication system, light-emitting device and fabricating method of organic compound-containing layer
US6831312B2 (en) * 2002-08-30 2004-12-14 Freescale Semiconductor, Inc. Amorphous alloys for magnetic devices
US6801451B2 (en) * 2002-09-03 2004-10-05 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Magnetic memory devices having multiple bits per memory cell
WO2004025744A1 (ja) 2002-09-13 2004-03-25 Fujitsu Limited 感磁素子及びその製造方法、並びにその感磁素子を用いた磁気ヘッド、エンコーダ装置、及び磁気記憶装置
US6838740B2 (en) * 2002-09-27 2005-01-04 Grandis, Inc. Thermally stable magnetic elements utilizing spin transfer and an MRAM device using the magnetic element
JP2004128015A (ja) * 2002-09-30 2004-04-22 Sony Corp 磁気抵抗効果素子および磁気メモリ装置
JP2004128229A (ja) * 2002-10-02 2004-04-22 Nec Corp 磁性メモリ及びその製造方法
US6828260B2 (en) 2002-10-29 2004-12-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ultra-violet treatment of a tunnel barrier layer through an overlayer a tunnel junction device
US7192787B2 (en) * 2002-12-10 2007-03-20 International Business Machines Corporation Highly nonlinear magnetic tunnel junctions for dense magnetic random access memories
JP3999677B2 (ja) 2003-01-23 2007-10-31 富士通株式会社 磁気記録媒体の製造方法
JP3889710B2 (ja) * 2003-01-23 2007-03-07 三洋電機株式会社 混成集積回路装置
JP4050709B2 (ja) * 2003-04-01 2008-02-20 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及びこの電気光学装置を備えた電子機器
JP2004348777A (ja) * 2003-05-20 2004-12-09 Hitachi Ltd 垂直磁気記録媒体および磁気記録装置
US7598555B1 (en) * 2003-08-22 2009-10-06 International Business Machines Corporation MgO tunnel barriers and method of formation
US6967366B2 (en) * 2003-08-25 2005-11-22 Freescale Semiconductor, Inc. Magnetoresistive random access memory with reduced switching field variation
US7227728B2 (en) 2003-08-29 2007-06-05 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method and apparatus for a current-perpendicular-to-plane Giant Magneto-Resistance sensor with embedded composite film
US6911685B2 (en) * 2003-10-10 2005-06-28 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Thermally-assisted magnetic memory structures
US6819586B1 (en) 2003-10-24 2004-11-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Thermally-assisted magnetic memory structures
US20050110004A1 (en) * 2003-11-24 2005-05-26 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junction with improved tunneling magneto-resistance
US7252852B1 (en) * 2003-12-12 2007-08-07 International Business Machines Corporation Mg-Zn oxide tunnel barriers and method of formation
US7149105B2 (en) * 2004-02-24 2006-12-12 Infineon Technologies Ag Magnetic tunnel junctions for MRAM devices
JP4082711B2 (ja) 2004-03-12 2008-04-30 独立行政法人科学技術振興機構 磁気抵抗素子及びその製造方法
JP4581133B2 (ja) 2004-03-12 2010-11-17 独立行政法人科学技術振興機構 磁気抵抗素子
TW200600282A (en) * 2004-06-30 2006-01-01 Kabo Tool Co A tool sleeve capable of preventing undesirable rolling on a plane
US7357995B2 (en) * 2004-07-02 2008-04-15 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel barriers and associated magnetic tunnel junctions with high tunneling magnetoresistance
US7270896B2 (en) * 2004-07-02 2007-09-18 International Business Machines Corporation High performance magnetic tunnel barriers with amorphous materials
US20060012926A1 (en) * 2004-07-15 2006-01-19 Parkin Stuart S P Magnetic tunnel barriers and associated magnetic tunnel junctions with high tunneling magnetoresistance
US7408749B2 (en) * 2004-08-23 2008-08-05 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. CPP GMR/TMR structure providing higher dR
KR100875707B1 (ko) 2004-08-27 2008-12-23 도쿠리쓰교세이호징 가가쿠 기주쓰 신코 기코 자기저항소자 및 그 제조 방법
JP4292128B2 (ja) * 2004-09-07 2009-07-08 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗効果素子の製造方法
US7377025B2 (en) * 2004-10-29 2008-05-27 Headway Technologies, Inc. Method of forming an improved AP1 layer for a TMR device
JP4951858B2 (ja) 2005-01-12 2012-06-13 ソニー株式会社 メモリ
US7443639B2 (en) * 2005-04-04 2008-10-28 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junctions including crystalline and amorphous tunnel barrier materials
US8091209B1 (en) 2005-12-16 2012-01-10 Seagate Technology Llc Magnetic sensing device including a sense enhancing layer
JP2008263031A (ja) * 2007-04-11 2008-10-30 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子とその製造方法、磁気抵抗効果素子を備えた磁気記憶装置とその製造方法
JP2009124058A (ja) * 2007-11-19 2009-06-04 Fujitsu Ltd 磁気抵抗効果素子の面積抵抗の測定方法
JP4774092B2 (ja) 2008-10-06 2011-09-14 キヤノンアネルバ株式会社 磁気抵抗効果素子およびそれを用いたｍｒａｍ
US8183653B2 (en) 2009-07-13 2012-05-22 Seagate Technology Llc Magnetic tunnel junction having coherent tunneling structure

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002204004A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子、磁気メモリ、磁気ヘッド、及び磁気再生装置
JP2003318465A (ja) * 2002-04-23 2003-11-07 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 平坦化トンネル磁気抵抗素子

Also Published As

Publication number Publication date
EP1737055A4 (en) 2008-07-30
US8405134B2 (en) 2013-03-26
US20120161262A1 (en) 2012-06-28
US11233193B2 (en) 2022-01-25
US10680167B2 (en) 2020-06-09
JP2012033957A (ja) 2012-02-16
JP4963744B2 (ja) 2012-06-27
JP5152734B2 (ja) 2013-02-27
US20100181632A1 (en) 2010-07-22
EP1737055B1 (en) 2012-01-11
EP1737055A1 (en) 2006-12-27
US20130228883A1 (en) 2013-09-05
TWI334663B (en) 2010-12-11
US9123463B2 (en) 2015-09-01
US9608198B2 (en) 2017-03-28
US20110031570A1 (en) 2011-02-10
JP2012054577A (ja) 2012-03-15
JPWO2005088745A1 (ja) 2007-08-09
US20170155042A1 (en) 2017-06-01
JP5002788B2 (ja) 2012-08-15
US7884403B2 (en) 2011-02-08
WO2005088745A8 (ja) 2006-12-07
JP5120680B2 (ja) 2013-01-16
JP2012039144A (ja) 2012-02-23
US20160020385A1 (en) 2016-01-21
US8319263B2 (en) 2012-11-27
US11968909B2 (en) 2024-04-23
WO2005088745A1 (ja) 2005-09-22
TW200531323A (en) 2005-09-16
US20070195592A1 (en) 2007-08-23
JP4082711B2 (ja) 2008-04-30
US20200259077A1 (en) 2020-08-13
KR20060122970A (ko) 2006-11-30
US20230363288A1 (en) 2023-11-09
US20200020851A1 (en) 2020-01-16
US11737372B2 (en) 2023-08-22
JP2009021626A (ja) 2009-01-29
JP2012151494A (ja) 2012-08-09
US20220115588A1 (en) 2022-04-14
US10367138B2 (en) 2019-07-30
US20230413685A1 (en) 2023-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100867662B1 (ko) 자기저항소자, 터널 장벽층 및 자기저항소자의 제조방법
KR100875707B1 (ko) 자기저항소자 및 그 제조 방법
US20060176735A1 (en) Magnetic tunnel junction device and method of manufacturing the same
JP4581133B2 (ja) 磁気抵抗素子
US10858730B2 (en) Multilayer thin films exhibiting perpendicular magnetic anisotropy

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E90F Notification of reason for final refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
AMND Amendment
B701 Decision to grant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121026

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131022

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141007

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151005

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161005

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171027

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181029

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200205

Year of fee payment: 17