KR20170107612A - 수직자기이방성 박막 및 mtj 구조 제조방법 - Google Patents

Abstract

수직자기이방성 박막 및 MTJ 구조 제조방법을 제공한다. 수직자기이방성 박막 제조방법은 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 상에 [산화된 강자성물질/비자성물질]_m 초박막 다층구조(상기 m은 1이상의 정수)를 형성하는 단계 및 상기 [산화된 강자성물질/비자성물질]_m 초박막 다층구조를 열처리하여 상기 초박막 다층구조로부터 산소가 빠져나가면서 결정화된 초박막 합금이 형성되는 단계를 포함하고, 상기 결정화된 초박막 합금은 강자성물질과 비자성물질로 구성된 합금인 것을 특징으로 한다. 따라서, 실제 메모리 소자 공정에 사용되는 열처리 온도에 의해 높은 수직자기이방성을 가지는 수직자기이방성 박막 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

수직자기이방성 박막 및 MTJ 구조 제조방법{Method for fabricating thin film with perpendicular magnetic anisotropy and MTJ structure}

본 발명은 수직자기이방성 박막 및 MTJ 구조 제조방법에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 산화 결합 상온 증착법을 이용한 수직자기이방성 박막 제조방법 및 MTJ 구조 제조방법에 관한 것이다.

새로운 정보저장 매체에 대한 요구로 주목받고 있는 차세대 비휘발성 메모리로는 강유전체 메모리(FeRAM), 자기메모리(MRAM), 저항형 메모리(ReRAM), 상변화메모리(PRAM) 등이 있다. 이들 메모리는 각각의 장점을 가지고 있으며, 그 용도에 맞는 방향으로 연구개발이 활발하게 진행되고 있다.

이 중 MRAM(Magnetic Random Access Memory)은 자기저항(Magnetoresistance)이라는 양자역학적 효과를 이용한 기억소자로서, 저소비 전력으로 고밀도성 및 고응답성의 특징으로 비휘발적인 데이터의 기억이 가능한 장치로, 현재 널리 이용되고 있는 기억소자인 DRAM을 대체할 수 있는 대용량용 기억소자이다.

자기 저항 효과로는, 거대자기저항(Giant Magneto Resistive, GMR)과 터널자기저항(Tunneling Magneto Resistive, TMR)의 2가지 효과가 알려져 있다.

GMR 효과를 이용하는 소자는 2개의 강자성층의 사이에 위치한 도체의 저항이 상하의 강자성층의 스핀 방향에 따라 변화되는 현상을 이용하여 정보를 기억하는 것이다. 그러나, GMR 소자는 자기 저항값의 변화의 비율을 나타내는 MR(magnetoresistance)비가 10% 정도로 낮기 때문에, 기억 정보의 판독 신호가 작아서, 판독 마진의 확보가 MRAM 실현의 최대 과제이다.

한편, TMR 효과를 이용하는 대표적인 소자로서는, 자기터널접합효과에 따른 자기 저항의 변화를 이용하는 자기터널접합(Magnetic Tunnel Junction, MTJ) 소자가 알려져 있다.

이 MTJ 소자는 강자성층/절연층/강자성층의 적층 구조로 되어있다. MTJ 소자에서는, 상하의 강자성층의 스핀 방향이 동일한 경우에는, 터널 절연막을 개재한 2개의 강자성층간의 터널 확률이 최대로 되어, 그 결과 저항값이 최소로 된다. 이에 대하여, 스핀 방향이 반대인 경우에는, 그 터널 확률이 최소로 됨으로써 저항값이 최대로 된다.

이러한 2가지 스핀 상태를 실현하기 위해, 강자성층(자성체막) 중 어느 한쪽은 그 자화 방향이 고정되어 있어 외부 자화의 영향을 받지 않도록 설정되어 있다. 일반적으로, 이 자화 방향이 고정되어 있는 강자성층을 고정층 또는 핀드층(Pinned layer)이라 한다.

다른 쪽 강자성층(자성체막)은 인가되는 자계의 방향에 따라 자화 방향이 고정층의 자화 방향과 동일하거나 반대가 가능하게 되어 있다. 이때의 강자성층을 일반적으로 자유층(Free layer)이라 하며, 정보를 저장하는 역할을 담당하고 있다.

MTJ 소자의 경우, 현재, 저항 변화율로서의 MR비가 50%를 초과하는 것도 얻어지고 있으며, MRAM 개발의 주류가 되고 있다.

한편, 이러한 MTJ 소자 중 수직자기이방성 물질을 이용한 MTJ 소자가 주목받고 있다.

특히, 이러한 수직자기이방성 물질을 이용한 MTJ 소자를 수직스핀전달토크형 자기저항메모리(STT-MRAM) 등에 적용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.

스핀전달토크형 기록방식은 외부 자기장이 아닌 자기터널접합에 직접 전류를 주입하여 자화반전을 유도하는 방식을 말한다. 이러한 STT 기록방식은 별도의 외부 도선이 필요없어 고집적화에 유리한 특징이 있다.

상기와 같은 수직자기이방성을 가지는 물질로는 희귀전이금속, 자성체-전이금속의 다층박막 혹은 그 합금을 들 수 있는데, 특히 Co 및 Fe 과 같은 자성체와 Pt, Pd 와 같은 전이금속으로 구성되는 다층박막 혹은 그 합금이 많이 사용된다.

하지만 상기와 같은 [(Co or Fe) / (Pt or Pd)] 다층박막의 경우, 높은 수직자기이방성에도 불구하고, 열적안정성이 취약하며, 결정화 온도가 높기에 상온에서 수직자기이방성을 발현시키기 위한 구조를 형성하기 어렵다. 또한 다층구조 박막으로 구성되기에 (Co or Fe) - (Pt or Pd) 계면의 영향을 크게 받는다는 문제점이 존재한다. 또한, 씨앗층 및 여러 기법을 통해 상온에서 수직자기이방성을 발현시켰다 할지라도, 이는 결정화 온도에서 형성되는 L₁ ⁰ 구조가 아닌 L₁ ¹ 구조가 형성될 가능성이 높기에 기대되는 수직자기이방성 특성에 미치지 못하는 경우가 존재한다.

실제 메모리 소자 형성에 사용되는 열처리 온도는 350 ℃ 내지 400 ℃ 부근인데, 이는 상기 물질의 결정화 온도에 비해 200 ℃ 내지 400 ℃ 가량 모자라는 수치이며, 상온에서 수직자기이방성을 발현시킨 상기 물질의 경우 350 ℃ 내지 400 ℃ 부근에서 오히려 자성특성이 점감되는 경우 역시 존재한다.

대한민국 등록특허 제10-1287370호

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 향상된 수직자기이방성과 높은 열정안정성을 갖는 수직자기이방성 박막 및 MTJ 구조 제조방법을 제공함에 있다.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 수직자기이방성 박막 제조방법을 제공한다. 상기 수직자기이방성 박막 제조방법은 기판을 준비하는 단계, 상기 기판 상에 [산화된 강자성물질/비자성물질]_m 초박막 다층구조(상기 m은 2이상의 정수)를 형성하는 단계 및 상기 [산화된 강자성물질/비자성물질]_m 초박막 다층구조를 열처리하여 상기 초박막 다층구조로부터 산소가 빠져나가면서 결정화된 초박막 합금이 형성되는 단계를 포함하고, 상기 결정화된 초박막 합금은 강자성물질과 비자성물질로 구성된 합금인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 산화된 강자성물질은 NiO_x, CoO_y 또는 FeO_z이고, 상기 x, y 및 z는 각각 독립적으로 0.1 내지 0.5의 실수인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 비자성물질은 Pd 또는 Pt인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열처리는 400 ℃ 내지 450 ℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결정화된 초박막 합금은 산소가 비포함되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기판을 준비하는 단계 및 상기 초박막 다층구조를 형성하는 단계 사이에, 상기 기판 상에 씨앗층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 씨앗층은 Ru, Pd 또는 Pt를 포함할 수 있다.

상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 측면은 MTJ 구조 제조방법을 제공한다. MTJ 구조 제조방법은 기판 상에 씨앗층을 형성하는 단계, 상기 씨앗층 상에 [산화된 강자성물질/비자성물질]_m 초박막 다층구조(상기 m은 1이상의 정수)의 제1 강자성층을 형성하는 단계, 상기 제1 강자성층 상에 터널링 배리어층을 형성하는 단계 및 상기 터널링 배리어층 상에 수직자기이방성을 갖는 제2 강자성층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 강자성층을 형성하는 단계 이후에, 상기 제1 강자성층을 열처리하여 상기 초박막 다층구조로부터 산소가 빠져나가면서 상기 제1 강자성층은 결정화된 초박막 합금이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 산화된 강자성물질은 NiO_x, CoO_y 또는 FeO_z이고, 상기 x, y 및 z는 각각 독립적으로 0.1 내지 0.5의 실수인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 비자성물질은 Pd 또는 Pt인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 열처리는 400 ℃ 내지 450 ℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 결정화된 초박막 합금은 산소가 비포함되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 실제 메모리 소자 공정에 사용되는 열처리 온도에 의해 높은 수직자기이방성을 갖는 수직자기이방성 박막 및 MTJ 구조를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에서 제시하는 방안을 이용하게 되면, 초박막(4 nm 이하 두께) 상태의 CoPd 등의 합금구조에서도 뛰어난 구조적 안정성을 기대할 수 있다.

본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직자기이방성 박막 제조방법의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 MTJ 구조를 나타낸 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.

층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.

또한, 본 발명에서 사용하는 용어 "[A/B]_m 다층박막"은 A층과 B층을 교대로 반복적으로 m번 적층한 다층박막을 의미한다. 이때의 m은 1 이상의 정수이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수직자기이방성 박막 제조방법을 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수직자기이방성 박막 제조방법의 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수직자기이방성 박막 제조방법은 기판(10)을 준비하는 단계, 상기 기판(10) 상에 [산화된 강자성물질/비자성물질]_m 초박막 다층구조(200) (상기 m은 1이상의 정수)를 형성하는 단계 및 상기 [산화된 강자성물질/비자성물질]_m 초박막 다층구조(200)를 열처리하여 상기 초박막 다층구조(200)로부터 산소가 빠져나가면서 결정화된 초박막 합금(300)이 형성되는 단계를 포함할 수 있다. 이때 상기 결정화된 초박막 합금(300)은 강자성물질과 비자성물질로 구성된 합금인 것을 특징으로 한다.

먼저 기판(10)을 준비한다. 기판(10)은 공지된 다양한 물질의 기판을 이용할 수 있다. 예를 들어, 이러한 기판은 실리콘 기판으로 구현될 수 있다. 또한, 이러한 기판(10)은 전극으로 구현될 수도 있다. 한편, 이러한 기판(10)은 경우에 따라 생략될 수 있다.

그 다음에, 상기 기판(10) 상에 [산화된 강자성물질/비자성물질]_m 초박막 다층구조(200) (상기 m은 1이상의 정수)를 형성할 수 있다. 즉 이때의 초박막 다층구조(200)는 산화된 강자성물질층(210)과 비자성물질층(220)이 교대로 반복적으로 m번 적층한 다층박막을 의미한다.

예를 들어, 이때의 상기 산화된 강자성물질은 NiO_x, CoO_y 또는 FeO_z이고, 상기 x, y 및 z는 각각 독립적으로 0.1 내지 0.5의 실수인 것을 특징으로 한다. 다만, 상기 예시된 산화된 강자성 물질로만 한정되는 것은 아니다.

또한, 예를 들어, 이때의 비자성물질은 Pd 또는 Pt인 것을 특징으로 한다. 다만, 상기 예시된 비자성물질로만 한정되는 것은 아니다.

따라서, 이때의 초박막 다층구조(200)는 [NiO_x, CoO_y 또는 FeO_z / Pd 또는 Pt]_m 구조일 수 있다.

한편, 초박막 다층구조(200)의 전체 두께는 4 nm 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 0.3 nm 두께의 CoO_x층과 0.3 nm 두께의 Pt층을 교대로 5번 반복적층하여 전체 3 nm 두께의 [CoO_x/Pt]₅ 초박막 다층구조를 형성할 수 있다.

이러한 초박막 다층구조(200)는 통상의 증착 방법을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 물리적 기상 증착법, 화학적 기상 증착법 또는 스퍼터링법이 가능하다.

한편, 경우에 따라, 상기 기판(10)을 준비하는 단계 및 상기 초박막 다층구조(200)를 형성하는 단계 사이에, 상기 기판(10) 상에 씨앗층(100)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 씨앗층(100)은 조밀 육방 결정 구조를 가질 수 있다. 구체적 예로, 상기 씨앗층(100)은 Ru, Pd 또는 Pt를 포함할 수 있다. 이러한 씨앗층(100)은 통상의 증착 방법을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 물리적 기상 증착법, 화학적 기상 증착법 또는 스퍼터링법이 가능하다.

그 다음에, 상기 [산화된 강자성물질/비자성물질]_m 초박막 다층구조(200)를 열처리하여 상기 초박막 다층구조(200)로부터 산소가 빠져나가면서 결정화된 초박막 합금(300)이 형성될 수 있다.

따라서, 초박막 다층구조(200)에 존재하였던 산화된 강자성물질층(210)의 산소는 열처리를 통하여 모두 빠져나가게 되고 결정구조 형성에 도움을 줌으로써 결정화된 초박막 합금(300)이 형성된다. 예를 들어, 이때의 초박막 다층구조(200)가 [NiO_x, CoO_y 또는 FeO_z / Pd 또는 Pt]_m 구조인 경우, 열처리를 통해 형성된 결정화된 초박막 합금(300)은 NiPd, NiPt, CoPd, CoPt, FePd 또는 FePt 합금일 것이다.

상기 열처리는 400 ℃ 내지 450 ℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다. 즉, 상술한 산소의 역할에 의해 초박막 다층구조(200)의 결정화 온도를 400 ℃ 내지 450 ℃로 낮출 수 있는 장점이 있다.

또한, 이와 같이 상기 결정화된 초박막 합금(300)은 산소가 비포함되는 것을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 MTJ 구조를 나타낸 단면도이다.

도 2의 구조를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 MTJ 구조 제조방법을 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 MTJ 구조 제조방법은 기판(10) 상에 씨앗층(100)을 형성하는 단계, 상기 씨앗층(100) 상에 [산화된 강자성물질/비자성물질]_m 초박막 다층구조(200) (상기 m은 1이상의 정수)의 제1 강자성층을 형성하는 단계, 상기 제1 강자성층 상에 터널링 배리어층(400)을 형성하는 단계 및 상기 터널링 배리어층(400) 상에 수직자기이방성을 갖는 제2 강자성층(500)을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제1 강자성층을 형성하는 단계 이후에, 상기 제1 강자성층을 열처리하여 상기 초박막 다층구조(200)로부터 산소가 빠져나가면서 상기 제1 강자성층은 결정화된 초박막 합금(300)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

먼저 기판(10)을 준비한다. 기판(10)은 공지된 다양한 물질의 기판을 이용할 수 있다. 예를 들어, 이러한 기판(10)은 실리콘 기판으로 구현될 수 있다. 또한, 이러한 기판(10)은 전극으로 구현될 수도 있다. 한편, 이러한 기판(10)은 경우에 따라 생략될 수 있다.

그 다음에 기판(10) 상에 씨앗층(100)을 형성한다. 이러한 씨앗층(100)은 통상의 증착 방법을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 씨앗층(100)은 조밀 육방 결정 구조를 가질 수 있다. 구체적 예로, 상기 씨앗층(100)은 Ru, Pd 또는 Pt를 포함할 수 있다. 이러한 씨앗층(100)은 통상의 증착 방법을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 물리적 기상 증착법, 화학적 기상 증착법 또는 스퍼터링법이 가능하다.

그 다음에 씨앗층(100) 상에 [산화된 강자성물질/비자성물질]_m 초박막 다층구조(200) (상기 m은 1이상의 정수)의 제1 강자성층을 형성한다.

예를 들어, 이때의 상기 산화된 강자성물질은 NiO_x, CoO_y 또는 FeO_z이고, 상기 x, y 및 z는 각각 독립적으로 0.1 내지 0.5의 실수인 것을 특징으로 한다. 다만, 상기 예시된 산화된 강자성 물질로만 한정되는 것은 아니다.

또한, 예를 들어, 이때의 비자성물질은 Pd 또는 Pt인 것을 특징으로 한다. 다만, 상기 예시된 비자성물질로만 한정되는 것은 아니다.

따라서, 이때의 초박막 다층구조(200)는 [NiO_x, CoO_y 또는 FeO_z / Pd 또는 Pt]_m 구조일 수 있다.

한편, 초박막 다층구조(200)의 전체 두께는 4 nm 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 0.3 nm 두께의 CoO_x층과 0.3 nm 두께의 Pt층을 교대로 5번 반복적층하여 전체 3 nm 두께의 [CoO_x/Pt]₅ 초박막 다층구조를 형성할 수 있다.

이러한 초박막 다층구조(200)는 통상의 증착 방법을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 물리적 기상 증착법, 화학적 기상 증착법 또는 스퍼터링법이 가능하다.

그 다음에, 상기 제1 강자성층 상에 터널링 배리어층을(400) 형성한다.

이러한 터널링 배리어층(400)의 물질은 절연물질인 것이면 어느 것이나 가능할 것이다. 예를 들어, 이러한 절연물질은 MgO, Al₂O₃, HfO₂, TiO₂, Y₂O₃ 및 Yb₂O₃로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 바람직하게 터널링 배리어층(400)은 MgO층일 수 있다.

이러한 터널링 배리어층(400)은 통상의 증착 방법을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 물리적 기상 증착법, 화학적 기상 증착법 또는 스퍼터링법이 가능하다.

그 다음에, 상기 터널링 배리어층(400) 상에 수직자기이방성을 갖는 제2 강자성층(500)을 형성한다. 이러한 제2 강자성층(500)은 수직자기이방성을 갖는 강자성 물질을 주 원소로 한다. 예컨대, 이러한 제2 강자성층(500)은 수직자기이방성을 갖기 위하여 Fe, Co, Ni, B, Si, Zr, Pt, Tb, Pd, Cu, W, Ta 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

한편, 경우에 따라, 제2 강자성층(500)도 제1 강자성층과 같은 [산화된 강자성물질/비자성물질]_m 초박막 다층구조(200) (상기 m은 1이상의 정수)로 형성할 수 있다.

이때, 상기 제1 강자성층을 형성하는 단계 이후에, 상기 제1 강자성층을 열처리하여 상기 초박막 다층구조(200)의 산소가 빠져나가면서 상기 제1 강자성층은 결정화된 초박막 합금(300)이 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 열처리는 400 ℃ 내지 450 ℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 한다. 즉, 상술한 산소의 역할에 의해 초박막 다층구조(200)의 결정화 온도를 400 ℃ 내지 450 ℃로 낮출 수 있는 장점이 있다.

따라서, 상기 결정화된 초박막 합금(300)은 산소가 비포함되는 것을 특징으로 한다.

한편, 만일, 제2 강자성층(500)도 제1 강자성층과 같은 [산화된 강자성물질/비자성물질]_m 초박막 다층구조(상기 m은 1이상의 정수)로 형성한 경우, 제2 강자성층(500)을 형성하는 단계 이후에 제1 강자성층 및 제2 강자성층(500)을 열처리하여 제1 강자성층 및 제2 강자성층(500)을 결정화된 초박막 합금으로 형성할 수 있을 것이다.

이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 수직자기이방성을 갖는 MTJ 구조를 포함하는 자성소자를 설명한다.

이러한 자성소자는 복수개의 디짓 라인들, 이러한 디짓 라인들의 상부를 가로지르는 복수개의 비트 라인들 및 디짓 라인과 비트 라인 사이에 개재된 자기 터널 접합을 포함할 수 있다. 이 때의 자기 터널 접합은 도 2를 통하여 상술한 수직자기이방성을 갖는 MTJ 구조 제조방법에 의해 제조된 MTJ 구조일 수 있다.

본 발명에 따르면, 실제 메모리 소자 공정에 사용되는 열처리 온도에 의해 높은 수직자기이방성을 갖는 수직자기이방성 박막 및 MTJ 구조를 제조할 수 있다.

또한, 본 발명에서 제시하는 방안을 이용하게 되면, 초박막(4 nm 이하 두께) 상태의 CoPd 등의 합금구조에서도 뛰어난 구조적 안정성을 기대할 수 있다.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

10: 기판 100: 씨앗층
200: 초박막 다층구조 210: 산화된 강자성물질층
220: 비자성물질층 300: 초박막 합금
400: 터널링배리어층 500: 제2 강자성층

Claims (12)

1. 기판을 준비하는 단계;
   상기 기판 상에 [산화된 강자성물질/비자성물질]_m 초박막 다층구조(상기 m은 1이상의 정수)를 형성하는 단계; 및
   상기 [산화된 강자성물질/비자성물질]_m 초박막 다층구조를 열처리하여 상기 초박막 다층구조로부터 산소가 빠져나가면서 결정화된 초박막 합금이 형성되는 단계를 포함하고,
   상기 결정화된 초박막 합금은 강자성물질과 비자성물질로 구성된 합금인 것을 특징으로 하는 수직자기이방성 박막 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 산화된 강자성물질은 NiO_x, CoO_y 또는 FeO_z이고,
   상기 x, y 및 z는 각각 독립적으로 0.1 내지 0.5의 실수인 것을 특징으로 하는 수직자기이방성 박막 제조방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 비자성물질은 Pd 또는 Pt인 것을 특징으로 하는 수직자기이방성 박막 제조방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 열처리는 400 ℃ 내지 450 ℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 수직자기이방성 박막 제조방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 결정화된 초박막 합금은 산소가 비포함되는 것을 특징으로 하는 수직자기이방성 박막 제조방법.
6. 제1항에 있어서,
   상기 기판을 준비하는 단계 및 상기 초박막 다층구조를 형성하는 단계 사이에,
   상기 기판 상에 씨앗층을 형성하는 단계를 더 포함하는 수직자기이방성 박막 제조방법.
7. 제1항에 있어서,
   상기 씨앗층은 Ru, Pd 또는 Pt를 포함하는 수직자기이방성 박막 제조방법.
8. 기판 상에 씨앗층을 형성하는 단계;
   상기 씨앗층 상에 [산화된 강자성물질/비자성물질]_m 초박막 다층구조(상기 m은 1이상의 정수)의 제1 강자성층을 형성하는 단계;
   상기 제1 강자성층 상에 터널링 배리어층을 형성하는 단계; 및
   상기 터널링 배리어층 상에 수직자기이방성을 갖는 제2 강자성층을 형성하는 단계를 포함하고,
   상기 제1 강자성층을 형성하는 단계 이후에, 상기 제1 강자성층을 열처리하여 상기 초박막 다층구조로부터 산소가 빠져나가면서 상기 제1 강자성층은 결정화된 초박막 합금이 형성되는 것을 특징으로 하는 MTJ 구조 제조방법.
9. 제8항에 있어서,
   상기 산화된 강자성물질은 NiO_x, CoO_y 또는 FeO_z이고,
   상기 x, y 및 z는 각각 독립적으로 0.1 내지 0.5의 실수인 것을 특징으로 하는 MTJ 구조 제조방법.
10. 제8항에 있어서,
    상기 비자성물질은 Pd 또는 Pt인 것을 특징으로 하는 MTJ 구조 제조방법.
11. 제8항에 있어서,
    상기 열처리는 400 ℃ 내지 450 ℃의 온도에서 수행하는 것을 특징으로 하는 MTJ 구조 제조방법.
12. 제8항에 있어서,
    상기 결정화된 초박막 합금은 산소가 비포함되는 것을 특징으로 하는 MTJ 구조 제조방법.

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