이중 절연층 공정에서 상부절연층의 산화시간에 따른 터널자기저항 특성연구

이기영; 송오성

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이기영 송오성

저널정보: 한국자기학회 한국자기학회지 한국자기학회지 제12권 제3호

발행연도: 2002.6

수록면: 99 - 102 (4page)

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기존 절연막보다 균일한 AlO 절연막을 형성하기 위해 플라즈마 산화법을 이용하여 이중 연속 절연막을 형성한 TMR 소자를 제작하였다. 10 Å의 Al 하부 절연막의 산화시간을 10 sec로 우선 완성하고 그 위에 13 Å의 Al을 성막하고 50, 80, 120 sec간 산화시켜 완성한 절연막의 특성을 알아본 결과 산화시간이 증가할수록 전기저항은 500 Ω에서 2000 Ω까지 크게 변화하며 80 sec에서 가장 작았고, MR비는 27~31 %로 큰 변화가 없었으나, 단일산화 절연막을 가진 시편(24 %)보다는 모두 높은 자기저항비를 보였다. Ⅰ-Ⅴ 측정을 통해 간접적으로 유효 장벽 높이와 장벽 폭을 계산한 결과 장벽 높이는 1.3~1.8 eV로 터널링 장벽으로서 충분한 크기를 보였으며 장벽 폭의 경우에는 15.0 Å 이하로 실제 물리적으로 측정한 값보다 작음을 알 수 있었다. 이는 Al 금속이 완전히 안정한 Al₂O₃로 산화되지 않았기 때문으로 생각되었으며, 그럼에도 불구하고 단일 AlO 절연막 시편보다는 균일하고 치밀한 절연막을 형성하였음을 확인하였다. 이러한 결과는 이중절연층 산화공정이 기존 공정보다 절연장벽을 우수하게 하여 MR비를 향상시키고 기준저항을 조절하는데 유리한 공정임을 의미하였다.

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