Abstract
MR characteristics in magnetic tunnel junction using CoO as the oxide barrier were investigated. Spin-dependent tunnel junctions were fabricated on 4$\^$o/ tilt-cut (111)Si substrates in 3-gun magnetron sputtering system. The top and bottom ferromagnetic electrodes were Ni$\_$80/Fe$\_$20/(300 $\AA$) and Co(300 $\AA$), respectively. The oxide barriers (CoO) were formed by the thermal oxidation at room temperature in an O$_2$ atmosphere and the plasma oxidation. The increase of coercive field due to antiferromagnetic-ferromagnetic coupling has been observed in O$_2$plasma-oxidized CoO based junctions at room temperature. At a sensing current of 1 mA, MR ratios of O$_2$plasma-oxidized CoO based junction and thermal-oxidized CoO based junction at room temperature were 1% and 5%, respectively. Larger MR ratios are observed in magnetic tunnel juctions with thermal oxidized CoO when sensing current more than applied 1.5 mA. At a sensing current of 1.5 mA, we have observed MR value of 28 % and specific resistance (RA=R$\times$A) value of 10.9 ㏀$\times$㎛$^2$. When specific resistance values reached 2.28 ㏀$\times$㎛$^2$, we have observed that MR ratios become as high as 120%.
절연층으로 CoO를 사용한 스핀의존성 터널링 접합 NiFe(30 nm)/CoO(t)/Co(30 nm-t)에서 터널링 자기저항성질을 연구하였다. 3-gun 스퍼터링 시스템에서 4$^{\circ}$tilt-cut (111)Si을 기판으로, 상부자성층으로 Ni$_{80}$Fe$_{20}$를 사용하였고 Co를 하부 자성층으로 사용하였다. 절연층으로 사용된 CoO른 하부 자성층 Co를 산소 플라즈마 산화법과 상온에서의 자연산화를 통해 얻었다. CoO를 플라즈마 산화법으로 얻은 경우 플라즈마 산화시간이 증가할수록 자기이력곡선에서 반강자성 물질인 CoO에 의해 NiFe와 Co의 보자력이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 플라즈마 산화된 CoO의 경우, 상온에서 1mA의 감지전류를 흘려줬을 경우 최대 1.2 %의 자기저항비를 얻을 수 있었다. 자연산화법으로 CoO를 얻은 경우 감지 전류 1 mA에서 4.8 %의 자기저항비를 관찰할수 있었고, 감지전류 1.5 mA의 경우 28 %의 자기저항비와 10.9 ㏀$\times$$\mu\textrm{m}$$^2$의 값을 얻을 수 있었다. 저항$\times$면적값이 2.28 ㏀$\times$$\mu\textrm{m}$$^2$일 때 최대 120 %의 자기저항비를 얻을 수 있었다.다.
