| 研究分担者 |
宮崎 照宣 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60101151)
安藤 康夫 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60250726)
余 澤中 東北大学, 大学院・工学研究科, 特別研究員
中塩 栄治 SONY(株), 研究員
熊谷 静似 SONY(株), 主任研究員
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| 研究概要 |
本年度は収束イオンビームを用いたサブミクロンスピントンネル接合セルの作製プロセスの確立を中心に行った.スピントンネル磁気抵抗素子の基本である強磁性体(1)/絶縁体/強磁性体(2)積層薄膜をスパッタ法を用いて作製した.基本的な膜構造は,強磁性(1)=Ta/Ni-Fe/Cu/Ni-Fe/Ir-Mn/Co-Fe,絶縁体=Al-0,強磁性体(2)=Co-Fe/Ni-Fe/Taとした.強磁性体(2)上に収束イオンビームをもちいて炭素薄膜を局所的に成長させ微小マスクパターンを形成した.マスクパターンのサイズ,高さをそれぞれ0.1μm〜1μmおよび0.3μm〜1μmの間で変化させた.収束イオンビーム装置のビーム径を最も絞った場合(約0.07μm),0.1μmx0.1μmのほぼ正方形のマスクパターンを再現性良く作製することができた.マスクパターン作製後,酸素イオン照射によりマスクパターン部以外に付着した不要な炭素を除去し,次いで,Arイオンエッチングにより強磁性体(2)をエッチングした.Arイオンの入射角が垂直から15度の場合,炭素マスク側面に再付着が生じた.そこで,入射角度を45度に変えて実験を行ったところ,再付着をなくすことができた.最後に酸素イオン照射により炭素膜を除去した.上記のプロセスを用いて,最小0.1μmxO.1μmの接合面積を持つトンネル接合セルを作製することができた.
接合セルの磁気抵抗効果を測定するため,既設の原子間力顕微鏡(AFM)に励磁用コイルを取り付けた.測定システムの構成上鉄芯を用いずにコイルを作製した.その結果,最大50Oeの磁界を試料に印加することができた.ロックインアンプ,およびデジタルオシロスコープを組み合わせて,磁気抵抗効果測定システムを構築した.
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