• Journal of Magnetics
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• 제17권2호
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• pp.73-77
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• 2012

We investigate spin transfer torque (STT) in magnetic multilayer structures using micromagnetic simulations. We implement the STT contribution for magnetic multilayer structures in addition to the Landau-Lifshitz-Gilbert (LLG) micromagnetic simulators. In addition to the Sloncewski STT term, the zero, first, and second order field-like terms are also considered as well as the effects of the Oersted field due to the running current are addressed. We determine the switching current densities of the free layer with the exchange biased synthetic ferrimagnetic reference layers for various cases.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.76-79
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• 2005

Magnetic random access memory(MRAM) 소자재료로 사용되고 있는 NiFe, NiFeCo, Ta 등의 박막을 $Cl_2/Ar$ 유도 결합 플라즈마를 이용하여 식각하였다. NiFe와 NiFeCo의 식각 속도는 특정 ICP 공급 전력에서 최대값을 나타냈지만, Ta의 식각 속도는 ICP 공급 전력이 증가함에 따라 증가하였다. RF 하부전극 전력이 증가하면서 자성박막의 식각 속도는 증가하였지만, 공정압력과 $Cl_2$의 농도가 증가함에 따라 점진적으로 감소하였다. 식각 후에 염소에 의한 표면 부식을 방지하기 위해 이온수로 5분간 세척하였다. 식각 프로파일은 $Cl_2$ 농도가 50%일 경우에 식각 단면에 식각 잔유물들이 존재하지 않는 부드러운 단면을 얻을 수 있었다.

• 한국자기학회:학술대회 개요집
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• 한국자기학회 2000년도 International Symposium on Magnetics The 2000 Fall Conference
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• pp.5-32
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• 2000

MRAM, High performance MRAM using MTJS demostrated, fully integrated MTJ MRAM with CMOS circuits, write time ~2.3 nsec; read time ~3 nsec, Thermally stable up to ~350 C, Switching field distibution controlled by size & shape. Magnetic Tunnel Junction Properties, Magnetoresistance: ~50% at room temperature, enhanced by thermal treatment, Negative and Positive MR by interface modification, Spin Polarization: >55% at 0.25K, Insensitive ot FM composition, Resistance $\times$ Area product, ranging from ~20 to 10$^{9}$ $\Omega$(${\mu}{\textrm}{m}$)$^{2}$, Spin valve transistor, Tunnel injected spin polarization for "hot" electrons, Decrease of MTJMR at high bias originates from anode.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.213-213
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• 2010

Magnetic random access memory (MRAM), based on magnetic tunnel junction (MTJ) and CMOS, is one of the best semiconductor memories because it can provide nonvolatility, fast access time, unlimited read/write endurance, low operating voltage and high storage density. For the realization of high density MRAM, the etching of MTJ stack with good properties is one of a key process. Recently, there has been great interest in the MTJ stack using MgO as barrier layer for its huge room temperature MR ratio. The use of MgO barrier layer will undoubtedly accelerate the development of MTJ stack for MRAM. In this study, high-density plasma reactive ion etching of MgO films was investigated in an inductively coupled plasma of $Cl_2$/Ar gas mixes. The etch rate, etch selectivity and etch profile of this magnetic film were examined on vary gas concentration. As the $Cl_2$ gas concentration increased, the etch rate of MgO monotonously decreased and etch slop was slanted. The effective of etch parameters including coil rf power, dc-bais voltage, and gas pressure on the etch profile of MgO thin film was explored, At high coil rf power, high dc-bais voltage, low gas pressure, the etching of MgO displayed better etch profiles. Finally, the clean and vertical etch sidewall of MgO films was achieved using $Cl_2$/Ar plasma at the optimized etch conditions.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제41권8호
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• pp.105-113
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• 2004

MRAM (Magneto-resistive Random Access Memory)은 자성체의 스핀 방향을 정보원으로 하는 비휘발성 메모리로 magneto-resistance 물질을 정보 저장 소자로 사용한다. 본 논문에서는 MRAM 시뮬레이션시 MTJ (Magnetic Tunneling Junction)의 hysteretic 특성, asteroid 특성, R-V 특성을 HSPICE에서 재현할 수 있는 새로운 macro-model을 제안하고 HSPICE에 적용하여 그 정확도를 검증하였다. 또한 종래의 reference cell 회로에 비하여 정확한 중간 저항 값을 유지하는 새로운 reference cell 회로를 제안하고 이를 본 논문에서 제안한 macro-model을 이용하여 검증하였다.

• 산업공학
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• 제25권3호
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• pp.309-318
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• 2012

Forecasting probability or likelihood of technology development success has been a crucial factor for critical decisions in technology management such as R&D project selection and go or no-go decision of new product development (NPD) projects. This paper proposes an analytic network process (ANP) approach to forecasting of technology development success. Reviewing literature on factors affecting technology development success has constructed the ANP model composed of four criteria clusters : R&D characteristics, R&D competency, technological characteristics, and technological environment. An alternative cluster comprised of two elements, success and failure is also included in the model. The working of the proposed approach is provided with the help of a case study example of MRAM (magnetic random access memory) technology.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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• 제10권4호
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• pp.6-11
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• 2018

As embedded memory technology evolves, the traditional Static Random Access Memory (SRAM) technology has reached the end of development. For deepening the manufacturing process technology, the next generation memory technology is highly required because of the exponentially increasing leakage current of SRAM. Non-volatile memories such as STT-MRAM (Spin Torque Transfer Magnetic Random Access Memory), PCM (Phase Change Memory) are good candidates for replacing SRAM technology in embedded memory systems. They have many advanced characteristics in the perspective of power consumption, leakage power, size (density) and latency. Nonetheless, nonvolatile memories have two major problems that hinder their use it the next-generation memory. First, the lifetime of the nonvolatile memory cell is limited by the number of write operations. Next, the write operation consumes more latency and power than the same size of the read operation.These disadvantages can be solved using the compiler. The disadvantage of non-volatile memory is in write operations. Therefore, when the compiler decides the layout of the data, it is solved by optimizing the write operation to allocate a lot of data to the SRAM. This study provides insights into how these compiler and architectural designs can be developed.

• 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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.356.2-356.2
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• 2014

Spin Transfer Torque (STT) is of great interest in data writing scheme for the Magneto-resistive Random Access Memory (MRAM) using Magnetic Tunnel Junction (MTJ). Scalability for high density memory requires ferromagnetic electrodes having the perpendicular magnetic easy axis. We investigated CoZr as the ferromagnetic electrode. It is observed that interfacial magnetic anisotropy is preferred perpendicular to the plane with thickness dependence on the interfaces with Pt layer. The anisotropy energy (Ku) with thickness dependence shows a change of magnetic-easy-axis direction from perpendicular to in-plane around 1.2 nm of CoZr. The interfacial anisotropy (Ki) as the directly related parameters to switching and thermal stability, are estimated as $1.64erg/cm^2$ from CoZr/Pt multilayered system.

• 한국자기학회지
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• 제9권6호
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• pp.301-305
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• 1999

보자력의 차이는 나타내는 NiFe(60$\AA$)/Co(5$\AA$) 두 자성층으로 구성된 NiFe(60$\AA$)/Co(5$\AA$)/Cu(40~60$\AA$)/Co(30$\AA$) 스핀밸브 박막을 일반적인 사진식각 공정을 사용하여 $\mu\textrm{m}$크기의 자기저항 메모리 셀로 패턴하고, 형상자기이방성이 자기저항 메모리 셀의 스위칭 특성에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 자기저항 메모리 셀의 출력 및 스위칭 특성은 셀의 크기에 따라 1mA의 일정한 전류와 30 Oe 이내의 스위칭 자장에서 수 ~ 수십 mV의 출력 전압을 나타내었다. 특히, NiFe/Co/Cu/Co 스핀밸브 박막의 증착시 기판에 의해 유도된 결정성에 의한 일축자기이방성과 스핀밸브 박막을 직사각형 형태의 셀로 패턴할 때 부가되는 형상자기이방성의 크기 및 방향을 적절히 조절함으로써, 메모리 셀을 구성하는 NiFe/Co 층의 스위칭 자장을 약 1/3로 감소시킬 수 있었으며, 이는 자기저항 메모리 셀의 크기가 서브마이크론 범위로 감소될 때 발생하는 스위칭 자장의 증가 문제를 해결하는 데 도움이 될 것으로 사료된다.