2013 Fiscal Year Annual Research Report
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23560355
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
池田 正二 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (90281865)
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| Keywords | 磁気トンネル接合 / MRAM |
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| Research Abstract |
磁気トンネル接合(MTJ)を利用した不揮発性集積回路は消費電力を低減可能なため注目されている。スピン注入磁化反転型のCoFeB/MgO垂直MTJは接合サイズの縮小により書込み電流が低減でき、消費電力の低減が可能なことを我々は確認している。記録保持性能を左右する熱安定性はCoFeB/MgO単界面記録層のMTJにおいて、ニュークリエーション領域に相当する40nm以上の接合サイズでほぼ40の一定値を示す。しかし、これまでに構築しているリフトオフプロセスで20～30nmの微細な素子を形成する時に、レジスト流れ・レジスト倒れによる素子不良が顕著にみられ、再現性も悪く、20～30nmでの熱安定性の挙動は明確になっていない。そこで、20～30nmスケールの微細な素子を形成し熱安定性を評価することを目的に、H23年度は、基板とレジストとの濡れ性（親水性・疎水性）の観点から30nm以下のレジストパターンを形成する際のHMDS(密着性向上塗布剤)での処理方法を検討し、レジスト流れ・倒れの改善が可能であることを示した。また、その濡れ性を検討するために新規に接触角計を導入した。さらに、MTJ構造の最適化のためにMgO/CoFeB上部記録層構造の磁気異方性を調べ、磁気異方性がB組成に依存することを示した。H24年度は、HMDSの処理方法によってレジストの接触角に違いが見られ、レジスト流れと基板の濡れ性に関連性があることがわかった。そして、CoFeB/MgO下部参照層構造の磁気特性の最適化を図るとともに、改善したHMDS条件を用いMTJ素子を作製した。作製した素子は、参照層と記録層ともにCoFeB単層を使用したために、参照層と記録層の熱安定性に大きな違いが無く、詳細なTMR特性評価には至らなかった。そこで、最終年(H25)度は、熱安定性向上のための参照層と記録層の材料・構造について検討し、さらに微細素子に関する知財化を行った。
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