• 제목/요약/키워드: CoFeB/MgO

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Comparison of Tunneling Characteristics in the MTJs of CoFeB/MgO/CoFeB with Lower and Higher Tunneling Magnetoresistance

  • Choi, G.M.;Shin, K.H.;Seo, S.A.;Lim, W.C.;Lee, T.D.
    • Journal of Magnetics
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    • 제14권1호
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    • pp.11-14
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    • 2009

  • We investigated the I-V curves and differential tunneling conductance of two, CoFeB/MgO/CoFeB-based, magnetic tunnel junctions (MTJs): one with a low tunneling magnetoresistance (TMR; 22%) and the other with a high TMR (352%). This huge TMR difference was achieved by different MgO sputter conditions rather than by different annealing or deposition temperature. In addition to the TMR difference, the junction resistances were much higher in the low-TMR MTJ than in the high-TMR MTJ. The low-TMR MTJ showed a clear parabolic behavior in the dI/dV-V curve. This high resistance and parabolic behavior were well explained by the Simmons' simple barrier model. However, the tunneling properties of the high-TMR MTJ could not be explained by this model. The characteristic tunneling properties of the high-TMR MTJ were a relatively low junction resistance, a linear relation in the I-V curve, and conduction dips in the differential tunneling conductance. We explained these features by applying the coherent tunneling model.

  • https://doi.org/10.4283/JMAG.2009.14.1.011 인용 PDF KSCI

Etch Characteristics of CO/NH3 Plasma Gas for Magnetic Random Access Memory in Pulsed-biased Inductively Coupled Plasmas

  • 양경채;전민환;염근영
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.200-200
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    • 2013

  • 기존 메모리 반도체에 비교해 빠른 재생속도와 높은 집적도, 비휘발성 등의 특성을 가지는 MRAM (Magnetic Random Access Memory)은 DRAM, flash memory 등을 대체할 수 있는 차세대 기억 소자로서 CoFeB/MgO/CoFeB로 구성된 한 개의 MTJ (Magnetic Tunnel Junction)를 단위 메모리로 사용한다. 이 MTJ 물질들은 고밀도 플라즈마를 이용한 건식 식각공정시 Cl2, BCl3 등과 같은 chlorine 을 포함한 가스를 이용하여 왔으나 식각 후 sidewall에서 발생하는 부식과 식각 선택비 확보의 어려움 등으로 마스크 물질에 제약을 받고 소자 특성이 감소하게 되는 등의 문제가 있다. 따라서 이러한 식각 문제점을 해결하기 위한 대안으로 noncorrosive 가스인 CO/NH3, CH3OH, CH4 등을 이용한 MTJ 식각 연구가 진행되어 오고 있으며 이중 CO/NH3 혼합가스는 부식성이 없고 hard mask와의 높은 선택비를 가지는 기체로 CO gas에 NH3 gas를 첨가하게 되면 etch rate이 증가하는 특성을 보인다. 또한 rf pulse-biased power를 이용하여 이온의 입사를 시간에 따라 제어함으로써 pulse off time 때 etch gas와 MTJ 물질간의 chemical reaction을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 연구에서는 CO/NH3 혼합가스를 이용하여 다양한 rf pulse-biased power 조건에서 MTJ 물질인 CoFeB, MgO와 hard mask 물질인 W을 식각 한 뒤 식각특성을 분석하였으며 MTJ surface의 chemical binding state, surface roughness 측정을 진행하였다. 식각 샘플의 측정은 Alpha step profiler, XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy), AFM (Atomic Force Microscopy)를 통해 진행되었다. Time-averaged pulse bias에서는 duty ratio가 감소할수록 etch rate의 큰 감소 없이 CoFeB/W, MgO/W 물질의 etch selectivity가 향상됨을 확인할 수 있었으며 pulse off time 구간에서의 chemical reaction 향상으로 인해 식각부산물의 재증착이 감소하고 CoFeB의 surface roughness가 감소하는 것을 확인하였다.

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