KR101144211B1 - 자기저항소자 - Google Patents
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Abstract
자기저항소자가 개시된다. 본 자기저항소자는, 전기전도성 금속에서 선택된 주금속; 및 전이금속에서 선택된 보조금속;을 포함하는 하지층과, 하지층 위에 적층된 제1 자성층과, 제1 자성층 위에 적층된 절연층과, 절연층 위에 적층된 제2 자성층을 포함한다.
자기저항
Description
본 발명은 반도체 소자에 관한 것으로, 더 자세하게는 자기저항(Magneto-Resistance) 변화를 이용한 자기저항소자에 관한 것이다.
현재 널리 사용되고 있는 대표적인 메모리 소자인 디램(DRAM)의 경우, 고속 동작과 고집적이 가능하다는 장점이 있는 반면에, 휘발성 메모리로서 전원이 꺼지면 데이터를 잃게 될 뿐만 아니라 동작 중에도 계속하여 데이터의 리프레쉬(REFRESH)를 통해 재기록해야 하므로 전력 손실 측면에서 큰 단점이 있다. 또한 비휘발성과 고집적을 특징으로 하는 플래쉬(FLASH) 메모리는 동작 속도가 느린 단점이 있다. 이에 대하여, 자기저항 차이를 이용하여 정보를 저장하는 자기저항 메모리(MRAM)는 비휘발성 및 고속 동작의 특성을 가지면서도 고집적이 가능하다는 장점이 있다.
한편, MRAM은 강자성체 간의 자화(Magnetization) 방향에 따른 자기저항 변 화를 이용한 비휘발성 메모리 소자를 말한다. 현재 MRAM으로 가장 많이 채용되고 있는 셀(Cell) 구조로는, 거대자기저항(Giant Magneto-Resistance; GMR) 효과를 이용한 GMR 소자, 터널자기저항(Tunnel Magneto-Resistance: TMR) 효과를 이용한 자기터널접합(Magnetic Tunnel Junction; MTJ) 소자 등이 있으며, 이외에도 GMR 소자의 단점을 복하기 위해 강자성층을 영구자석으로 보강하고 자유층을 연자성층으로 채용한 스핀 밸브(Spin-Valve) 소자 등이 있다. 특히, MTJ 소자는 빠른 속도, 저전력을 갖으며, 디램(DRAM)의 커패시터 대용으로 사용되어 저전력 및 고속 그래픽, 모바일 소자에 응용될 수 있다.
일반적으로, 자기저항소자는 두 자성층의 스핀 방향(즉, 자기모멘텀의 방향)이 같은 방향이면 저항이 작고 스핀 방향이 반대이면 저항이 크다. 이와 같이 자성층의 자화 상태에 따라 셀의 저항이 달라지는 사실을 이용하여 자기저항 메모리 소자에 비트 데이터를 기록할 수 있다. MTJ 구조의 자기저항 메모리를 예로 하여 설명하면, 강자성층/절연층/강자성층 구조의 MTJ 메모리 셀에서 첫번째 강자성체층을 지나가는 전자가 터널링 장벽(Tunneling Barrier)으로 사용된 절연층을 통과할 때 두번째 강자성체층의 자화 방향에 따라 터널링 확률이 달라진다. 즉, 두 강자성층의 자화방향이 평행일 경우 터널링 전류는 최대가 되고, 반평행할 경우 최소가 되므로, 예를 들면, 저항이 클 때 데이터 '1'(또는 '0')이, 그리고 저항이 작을 때 데이터 '0'(또는 '1')이 기록된 것으로 간주할 수 있다. 여기서, 두 강자성층 중 한 층은 자화 방향이 고정된 고정자화층으로, 그리고 나머지 하나는 외부 자기장 또는 전류에 의해 자화 방향이 반전되는 자유자화층이라 칭한다.
한편, 자기저항을 이용한 소자가 산업상으로 그 응용이 가능하기 위해서, 특히 메모리 소자로서 응용되기 위해서는, 고정자화층의 전자 스핀 방향과 자유자화층의 전자 스핀 방향이 동일하거나 반대인 두가지 경우에서 전기 전도도의 차이가 커야 한다. 구체적으로는, 고정자화층과 자유자화층 사이의 얇은 절연층을 통해 전류가 흐를 때 고정자화층과 자유자화층의 전자 스핀 방향이 같은 경우와 반대인 경우의 자기저항비(Magneto-Resistance Ratio)가 커야 한다. 이렇게 자기저항비를 크게 하기 위해서는, 고정자화층과 절연층 사이의 계면의 표면거칠기 및 자유자화층과 절연층 사이의 계면의 표면거칠기가 개선되어야 한다. 일반적으로는 이들 계면의 표면거칠기는 열처리 과정을 통해 개선될 수는 있으나, 고온에서 자성층의 탈자 현상이 발생되는 문제가 야기된다.
본 발명은 고정자화층 또는 자유자화층과 절연층 사이의 계면에서의 전자 산란을 억제함으로써 자기저항비를 개선한 자기저항소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
아울러, 본 발명의 다른 목적은, 자기저항비가 개선된 자기저항소자를 채용하며 보다 신뢰성이 향상된 자기저항 메모리 소자를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 자기저항소자는, 전기전도성 금속에서 선택된 주금속; 및 전이금속에서 선택된 보조금속;을 포함하는 하지층과, 하지층 위에 적층된 제1 자성층과, 제1 자성층 위에 적층된 절연층과, 절연층 위에 적층된 제2 자성층을 포함한다.
여기서, 제1 및 제2 자성층은 NiFe, Co, Fe, Ni, CoFe, CoFeB 및 CoFeSiB를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 강자성층일 수 있다.
또한, 절연층은 TiO, CuO, NiO, CoO, MgO, TiAlO, ZrAlO, HfO2, AlO, Ga2O3, TaO, EuO, EuS, Fe2O3 및 ZrO를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어질 수 있다. 아울러, 절연층은 제1 및 제2 자성층보다 전기전도도가 작은 것이 바람직하다. 나아가, 절연층은 산소를 포함하는 금속계 또는 비금속계 화합물로 형성될 수 있다.
한편, 제1 자성층은, 두개의 강자성층과, 이 두개의 강자성층 사이에 비자성층이 개재된 구조자화층으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 자기저항소자는 하지층 및 제1 자성층 사이에 개재된 반자성층을 더 포함할 수 있다.
아울러, 반자성층은 MnFe, MnIr, MnRh, PtMn 및 Ru를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 자기저항소자의 하지층은, 주금속보다 원자 크기가 작은 보조금속을 포함할 수 있다. 여기서, 보조금속은 상기 주금속의 원자 백분율(atomic percent)에 대비할 때 50% 이하로 포함될 수 있다. 아울러, 주금속으로는 Al, Cu 및 W을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나가 포함될 수 있고, 보조금속으로는 Fe, Co, Zr, Nb, Ru, Ag, Ta, Pt 및 Au 를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나가 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 자기저항 메모리 소자는, 메모리셀이 자기터널접합 소자 및 선택 트랜지스터로 구성되며, 여기서, 자기터널접합 소자는, 전도성 금속에서 선택된 주금속; 및 전이금속에서 선택된 보조금속;을 포함하는 하지층과, 하지층 위에 적층된 제1 자성층과, 제1 자성층 위에 적층된 절연층과, 절연층 위에 적층된 제2 자성층을 포함할 수 있다. 여기서, 보조금속은 주금속보다 원자 크기가 작은 것이 바람직하고, 주금속의 원자 백분율(atomic percent)에 대비할 때 50% 이하로 포함될 수 있다. 그리고, 주금속은 Al, Cu 및 W을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나일 수 있고, 보조금속은 Ti, Fe, Co, Zr, Nb, Ru, Ag, Ta, Pt 및 Au 를 포함하 는 그룹에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
본 발명에 따르면, 전이금속을 포함하는 새로운 하지층 재료를 통해 자기저항소자를 형성함으로써 자기저항비를 크게 개선할 수 있다. 이를 통해 자기저항소자를 이용한 자기저항 메모리 소자의 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 자기저항소자는 자기저항을 이용하는 다양한 산업분야, 예컨대 자기저항 메모리 소자 이외에도, 자기저항을 판독하여 정보를 파악하는 센서 등에도 다양하게 이용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
먼저, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 자기저항소자를 설명한다. 참고로 도 1은 본 발명에 따른 자기저항소자의 단면 구조를 도시한다. 도 1에서 보듯이, 맨 아래에 하지층(10)이 배치되고, 그 위로 고정자화층(Pinned Magnetic Layer)으로 기능하는 제1 자성층(20), 터널장벽층으로 기능하는 절연층(30) 및 자유자화층(Free Magnetic Layer)으로 기능하는 제2 자성층(40)이 순차적으로 적층된다. 아울러, 선택적으로, 하지층(10) 및 제1 자성층(20) 사이에는 반강자성층(60)이 개재될 수 있으며, 제2 자성층(40)의 상부에는 전기전도성의 보호층(50)이 추가로 형성될 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 자성층(20, 40)은 NiFe, Co, Fe, Ni, CoFe, CoFeB 및 CoFeSiB를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 강자성층으로 형성될 수 있다. 특히, 제1 자성층(20)은 단층의 강자성층으로 형성될 수도 있고, 도 1에서 보듯이, 두개의 강자성층(21)과, 이 두개의 강자성층(21) 사이에 예컨대 Ru층과 같은 비자성층(23)이 개재된 구조자화층(Synthetic anti-ferromagnet; SAF)으로 형성될 수도 있다. 이와 같은 구조자화층을 제1 자성층(20)으로 이용하면, Ru층(23)을 경계로 두 강자성층(21)이 생성하는 반평행 상태의 필드(Field)가 서로 자화 반전되는 것을 막아주게 된다. 아울러, 제1 자성층(20)은 제2 자성층(40)이 자화반전되는 영역에서는 자화반전되지 않는 전류밀도 또는 자기장 영역이 존재하며, 따라서 제2 자성층(40)이 자화반전되더라도 제1 자성층(20)은 자화반전되지 않을 수 있다.
한편, 제1 자성층(20)이 고정자화층으로서 안전하게 기능을 발휘되도록, 즉 제1 자성층(20)의 자화반전을 억제하기 위한 방법으로, 하지층(10) 및 제1 자성층(20) 사이에 반강자성층(60)을 개재할 수도 있다. 여기서, 반강자성층(60)은, 제1 자성층(20)의 자화반전에 필요한 자기장 또는 임계전류밀도의 영역을 제2 자성층(40)과 완전히 분리함으로써, 실제 사용 범위에 해당되는 외부 자기장 또는 전류 영역에서는 제1 자성층(20)의 자화 반전이 일어나지 않고 제2 자성층(40)만 자화 반전이 가능하게 한다. 이러한 반강자성층(60)은, MnFe, MnIr, MnRh, PtMn 및 Ru를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다.
또한, 절연층(30)은 산소를 포함하는 금속계 또는 비금속계 화합물로 형성될 수 있다. 특히, 절연층(30)은 TiO, CuO, NiO, CoO, MgO, TiAlO, ZrAlO, HfO2, AlO, Ga2O3, TaO, EuO, EuS, Fe2O3 및 ZrO를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료로 형성될 수 있다. 나아가, 절연층(30)은, 제1 및 제2 자성층(20, 40)보다 전기전도도가 작은 것이 바람직하다.
자기저항소자를 구성하는 제1 자성층(20), 절연층(30) 및 제2 자성층(40)은 모두 하지층(10)위에 적층되어 형성되는데, 여기서 본 발명에서의 하지층(10)은, 전기전도성 금속에서 선택된 주금속 및 전이금속에서 선택된 보조금속의 합금으로 형성된다. 종래에는 하지층 재료로 주로 전기전도도가 높은 금속 재료만으로 형성되었으나, 본 발명에서는 전기전도성 금속 재료에서 선택된 주금속에 전이금속에서 선택된 보조금속의 합금을 이용하는 것을 특징으로 한다. 특히, 주금속은, Al, Cu 및 W을 포함하는 그룹에서 선택될 수 있으며, 보조금속은, Ti, Fe, Co, Zr, Nb, Ru, Ag, Ta, Pt 및 Au 를 포함하는 그룹에서 선택될 수 있다. 또한, 보조금속은 주금속보다 원자 크기가 작은 것이 바람직하며, 이는 예컨대 보조금속이 주금속 결 정의 침입형 자리(Interstitial site)에 들어가서 주금속의 그레인 성장을 억제하게 하기 위함이다. 아울러, 보조금속은 주금속의 원자 백분율(atomic percent)에 대비할 때 50% 이하의 원자 백분율로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명의 하지층(10)은 이러한 주금속 및 보조금속의 합금으로 형성되며, 그에 따라 하지층(10)의 표면거칠기가 크게 개선될 수 있다. 도 2에는, Al 주금속에 대비하여 Ti 보조금속을 약 6%의 원자백분율(atomic percent)로 첨가한 합금에 대한 TEM(Transmission Electron Microscopy) 이미지를 나타내었다. 도 2에서 보듯이, Al-Ti 합금으로 형성된 하지층(10)은 매우 미세한 그레인을 가짐을 알 수 있으며, 이는 보조금속으로 첨가된 Ti 원자가 Al의 그레인 성장을 억제하기 때문이다. 하지층(10)의 표면거칠기가 개선되면, 그 위로 적층되는 다른 층들 및 그들 사이의 계면의 거칠기도 크게 개선될 수 있다. 그 결과, 제1 자성층(20) 또는 제 2 자성층(40)과 절연층(30) 사이의 계면들의 거칠기도 크게 개선될 수 있다. 이와 같이 제1 자성층(20) 또는 제2 자성층(40)과 절연층(30) 사이의 계면들의 거칠기가 개선되면, 계면들에서 발생되는 스핀을 가진 전자들의 산란이 크게 억제될 수 있으며, 따라서 자기저항소자의 자기저항특성이 저하되는 것이 방지되고 나아가 높은 자기저항비를 가진 자기저항소자로 구현될 수 있다.
본 발명에 따른 자기저항소자는, 메모리셀이 자기터널접합 소자 및 선택 트랜지스터(예컨대, MOSFET)로 구성된 자기저항 메모리 소자에 응용될 수 있으며, 여기서, 자기터널접합 소자를 본 발명에 따른 자기저항소자로 형성하면, 높은 자기저항비를 가진 자기터널접합 소자를 구현할 수 있다. 특히, STT(Spin Transfer Torque) 방식의 자기저항 메모리 소자에서, 전류가 자기저항소자를 통과할 때 자유자화층 또는 고정자화층과 절연층 사이의 계면에서 발생되는 전자의 산란이 억제될 수 있으며, 그에 따라 자기저항소자의 자기저항비가 크게 향상되므로 보다 신뢰성이 높은 자기저항 메모리 소자를 구현할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
삭제
도 1은 본 발명에 따른 자기저항소자의 단면도이다.
도 2는 Al 주금속에 대하여 약 6%의 원자백분율로 Ti 보조금속을 포함하는 합금으로 형성된 하지층의 투과전자현미경의 이미지이다.
도 2는 Al 주금속에 대하여 약 6%의 원자백분율로 Ti 보조금속을 포함하는 합금으로 형성된 하지층의 투과전자현미경의 이미지이다.
< 도면 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
10: 하지층 20: 고정자화층(제1 자성층)
30: 절연층 40: 자유자화층(제2 자성층)
50: 보호층 60: 반강자성층
Claims (17)
- Cu 및 W 중 적어도 어느 하나를 주금속으로 하고, Fe, Co, Zr, Nb, Ru, Ag, Ta, Pt 및 Au 중 적어도 어느 하나를 보조금속으로 하여, 혼합된 합금의 하지층;상기 하지층 상에 적층된 제1 자성층;상기 제1 자성층 상에 적층된 절연층; 및상기 절연층 상에 적층된 제2 자성층을 포함하는 자기저항소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제1 및 제2 자성층은 NiFe, Co, Fe, Ni, CoFe, CoFeB 및 CoFeSiB를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 강자성층인 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 절연층은 TiO, CuO, NiO, CoO, MgO, TiAlO, ZrAlO, HfO2, AlO, Ga2O3, TaO, EuO, EuS, Fe2O3 및 ZrO를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료로 이루어진 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
- 제 3 항에 있어서,상기 절연층은 상기 제1 및 제2 자성층보다 전기전도도가 작은 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 절연층은 산소를 포함하는 금속계 또는 비금속계 화합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 제1 자성층은, 두개의 강자성층과, 상기 두개의 강자성층 사이에 비자성층이 개재된 구조자화층으로 형성된 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
- 제 1 항에 있어서,상기 하지층 및 상기 제1 자성층 사이에 개재된 반자성층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
- 제 7 항에 있어서,상기 반자성층은 MnFe, MnIr, MnRh, PtMn 및 Ru를 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나의 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 보조금속은 상기 주금속보다 원자 크기가 작은 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
- 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 보조금속은 상기 주금속의 원자 백분율(atomic percent)에 대비할 때 50% 이하인 것을 특징으로 하는 자기저항소자.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090030407A KR101144211B1 (ko) | 2009-04-08 | 2009-04-08 | 자기저항소자 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020090030407A KR101144211B1 (ko) | 2009-04-08 | 2009-04-08 | 자기저항소자 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20100111924A KR20100111924A (ko) | 2010-10-18 |
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| KR1020090030407A KR101144211B1 (ko) | 2009-04-08 | 2009-04-08 | 자기저항소자 |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101144211B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9841915B1 (en) | 2016-09-06 | 2017-12-12 | SK Hynix Inc. | Electronic device |
| US10002903B2 (en) | 2015-09-21 | 2018-06-19 | SK Hynix Inc. | Electronic device and method for fabricating the same |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20050036985A (ko) * | 2002-08-30 | 2005-04-20 | 프리스케일 세미컨덕터, 인크. | 향상된 ｍｒａｍ 터널 접합들을 위한 나노결정층들 |
| KR20070098423A (ko) * | 2006-03-30 | 2007-10-05 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 자기 저항 효과 소자, 자기 헤드, 자기 기록 장치, 자기랜덤 액세스 메모리 |
-
2009
- 2009-04-08 KR KR1020090030407A patent/KR101144211B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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| KR20070098423A (ko) * | 2006-03-30 | 2007-10-05 | 후지쯔 가부시끼가이샤 | 자기 저항 효과 소자, 자기 헤드, 자기 기록 장치, 자기랜덤 액세스 메모리 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10002903B2 (en) | 2015-09-21 | 2018-06-19 | SK Hynix Inc. | Electronic device and method for fabricating the same |
| US9841915B1 (en) | 2016-09-06 | 2017-12-12 | SK Hynix Inc. | Electronic device |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20100111924A (ko) | 2010-10-18 |
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