KR101096517B1 - 수직 자화 자성층을 갖는 자기 터널 접합 구조 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (20)
- 고정된 자화 방향을 지닌 제1 자성층과;반전 가능한 자화 방향을 지닌 제2 자성층과;상기 제1 자성층과 상기 제2 자성층 사이에 형성되는 비자성층(터널장벽층)과;상기 제1 자성층과의 자성 결합에 의해 상기 제1 자성층의 자화 방향을 박막면에 대하여 수직방향으로 향하게 하며, 수직 자기 이방성 에너지가 수평 자기 이방성 에너지보다 큰 제3 자성층과;상기 제1 자성층과 상기 제3 자성층 사이에 형성되며, 상기 제1 및 상기 제3 자성층 간의 결정 배향성을 분리하는 제1 결정구조 분리층과;상기 제2 자성층과의 자성 결합에 의해 상기 제2 자성층의 자화 방향을 박막면에 대하여 수직방향으로 향하게 하며, 수직 자기 이방성 에너지가 수평 자기 이방성 에너지보다 큰 제4 자성층 및;상기 제2 자성층과 상기 제4 자성층 사이에 형성되며, 상기 제2 및 상기 제4 자성층 간의 결정 배향성을 분리하는 제2 결정구조 분리층을 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 비자성층은 절연체 또는 반도체를 포함하여 이루어지며, 상기 절연체는 MgO, Al2O3, HfO2, TiO2, Y2O3 및 Yb2O3로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 자성층은 자성층/비자성층/자성층의 적층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 자성층 및 상기 제2 자성층 중 적어도 어느 하나의 자성층은 FeX, CoX, NiX, FeCoX, CoNiX 또는 NiFeX (여기서, X는 B, Re, Rh, Cr, Cu, Gd 및 Tb로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 자성층 및 상기 제2 자성층 중 적어도 어느 하나의 자성층은 체심입방격자구조를 가지며, 상기 제3 자성층 및 상기 제4 자성층 중 적어도 어느 하나의 자성층은 각각 면심입방, 면심정방 또는 조밀육방격자구조를 갖는 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 제3 자성층 및 상기 제4 자성층의 자화 용이 축은 각각 상기 제1 자성층 및 상기 제2 자성층의 평면에 대하여 수직인 방향으로 배향된 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 제3 자성층 및 상기 제4 자성층의 자화 방향이 각각 상기 제3 자성층 및 상기 제4 자성층의 평면에 대하여 경사진 각도는 60°≤θ≤120°인 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 제3 자성층 및 상기 제4 자성층 중 적어도 어느 하나의 자성층은 면심정방구조를 갖는 합금을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제8항에 있어서, 상기 면심정방구조를 갖는 합금은 FePt, CoPt, FePd 및 MnAl로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 제3 자성층 및 상기 제4 자성층 중 적어도 어느 하나의 자성층은 조밀육방구조를 갖는 합금을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제10항에 있어서, 상기 조밀육방구조를 갖는 합금은 Co3Pt 합금 또는 CoCrPt 합금인 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 제3 자성층 및 상기 제4 자성층 중 적어도 어느 하나 의 자성층은 희토류 전이금속 합금을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제12항에 있어서, 상기 희토류 전이금속 합금은 Fe14Nd2B 또는 SmCo5인 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 제3 자성층 및 상기 제4 자성층 중 적어도 어느 하나의 자성층은 다층 박막을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제14항에 있어서, 상기 다층 박막은 [Co/Pt]n, [CoX 합금/Pt]n, [Co/Pd]n, [CoX 합금/Pd]n, [Co/Ni]n, [CoX 합금/Ni]n 또는 [Ni/Pt]n이고, 상기 n은 1과 10 사이의 수이며, 상기 X는 Fe, Ni, Cr, Ru, Re, Rh, Gd 및 Tb로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 결정구조 분리층 및 상기 제2 결정구조 분리층 중 적어도 어느 하나의 결정구조 분리층은 비정질 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 제1 결정구조 분리층은 Ru, Ta, Re, Hf, W, Os, Ir 및 Rh로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어진 것이고,상기 제2 결정구조 분리층은 Ru, Ta, Re, Hf, W, Os, Ir 및 Rh로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제1항에 있어서, 상기 제3 자성층 아래에 형성되는 하지층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
- 제19항에 있어서, 상기 하지층은 Au, Cu, Pd, Pt, Ta 및 다이아몬드상 탄소로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 자기 터널 접합 구조.
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