極微細スピントロニクスデバイス形成技術の開発

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23560355
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 電子・電気材料工学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 池田 正二 東北大学, 電気通信研究所, 准教授 (90281865)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 磁気トンネル接合

研究概要

30nm以下の微細レジストパターン形成の問題を解決するために、HMDSを用いたレジストパターン形成技術を構築した。HMDSの塗布プロセスによって、レジストパターンの形成状態に違いがあることが分かった。このプロセスの改善により、30nm以下のMTJを形成することが可能となった。30nm以下のMTJの実現に向け、CoFeB/MgO積層構造、2重MgO記録層構造の材料探索を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Magnetic properties of MgO-[Co/Pt] multilayers with a CoFeB insertion layer (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Ishikawa, H. Sato, M. Yamanouchi, S. Ikeda, S. Fukami, F. Matsukura, and H. Ohno
  • 雑誌名: Journal of Applied Physics 巻: 113巻 ページ: 017C721-1-017C721-3
  • DOI: 10.1063/1.4798499
  • 査読あり
• [雑誌論文] Boron composition dependence of magnetic anisotropy and tunnel magnetoresistance in MgO/CoFe(B) based stack structures (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ikeda , R. Koizumi , H. Sato , M. Yamanouchi , K. Miura, K. Mizunuma , H. D. Gan , F.Matsukura , and H. Ohno
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 巻: 46巻 ページ: 3829-3832
  • DOI: 10.1109/TMAG.2012.2203588
  • 査読あり
• [雑誌論文] B Recent progress of perpendicular anisotropy magnetic tunnel junctions (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ikeda, H. Sato, M. Yamanouchi, H. D. Gan, K.Miura, K. Mizunuma, S. Kanai, S. Fukami, F. Matsukura, and H. Ohno
  • 雑誌名: SPIN 巻: 2巻 ページ: 1240003-1- 1240003-12
  • DOI: 10.1142/S2010324712400036
  • 査読あり
• [学会発表] Top MgO layer thickness dependence of magnetic anisotropy in MgO/FeB/MgO stacks (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Horikawa, S.Ishikawa, S. Ikeda, H. Sato, S. Fukami, M. Yamanouchi, F. Matsukura, and H. Ohno
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山大学
  • 年月日: 2014-03-20
• [学会発表] MgO/Fe(B)/MgO積層膜の磁気特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 堀川喜久, 石川慎也, 池田正二, 佐藤英夫, 山ノ内路彦, 深見俊輔, 松倉文礼, 大野英男
  • 学会等名: 応用物理学会東北支部第68回学術講演会
  • 発表場所: 青山大学
  • 年月日: 2013-12-06
• [学会発表] 不揮発性集積回路のための磁気トンネル接合の進展 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池田正二, 佐藤英夫, 山ノ内路彦, 石川慎也, 水沼広太朗, 金井駿, 深見俊輔, 松倉文礼, 笠井直記, 大野英男
  • 学会等名: 半導体界面制御技術154委員会・薄膜131委員会合同研究会
  • 発表場所: キャンパスイノベーションセンター東京
  • 年月日: 2013-01-18
  • 招待講演
• [学会発表] Magnetic anisotropy in CoFe(B)/MgO stack structures (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ikeda, R. Koizumi, S. Ishikawa, H. Sato, M.Yamanouchi, K. Mizunuma, S. Kanai, F. Matsukura, H. Ohno
  • 学会等名: The 2nd International conference of Asia Union of Magnetics Societies (ICAUMS 2012)
  • 発表場所: Nara prefectural New Public Hall
  • 年月日: 20121002-05
• [学会発表] Perpendicular CoFeB-MgO magnetic tunnel junction (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ikeda, M. Yamanouchi, H. Sato, K. Miura, H. D. Gan, K. Mizunuma, S. Fukami, S. Kanai, F. Matsukura, N. Kasai, and H. Ohno
  • 学会等名: SPIE Nanoscience+Engineering 2012
  • 発表場所: San Diego Convention Center、USA
  • 年月日: 20120812-16
  • 招待講演
• [学会発表] CoFeB composition dependence of magnetic anisotropy and tunnel magnetoresistance in CoFeB/MgO stack structures (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Ikeda, R. Koizumi, H. Sato, M. Yamanouchi, K. Miura, K. Mizunuma, H. D. Gan, F. Matsukura,and H. Ohno
  • 学会等名: IEEE International Magnetic Conference (INTERMAG)
  • 発表場所: Vancouver Convention Center、Canada
  • 年月日: 20120507-11
• [学会発表] スピントロニクスの基礎 (2012)
  • 著者名/発表者名: 池田正二
  • 学会等名: 新学術領域研究「超低速ミュオン顕微鏡が拓く物質・生命・素粒子科学のフロンティア」プレスクール「異分野理解を深めるために」
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2012-08-29
  • 招待講演
• [学会発表] 不揮発性集積回路応用に向けたナノ微細磁気トンネル接合 (2012)
  • 著者名/発表者名: 池田正二, 佐藤英夫, 山ノ内路彦, 三浦勝哉, 水沼広太朗, 金井駿, 松倉文礼, 大野英男
  • 学会等名: 共同プロジェクトS研究会
  • 発表場所: 早稲田大学理工学部
  • 年月日: 2012-07-13
• [学会発表] CoFeB/MgO積層構造における磁気特性のCoFeB組成依存性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小泉遼平, 佐藤英夫, 山ノ内路彦, 池田正二, 松倉文礼, 大野英男
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] 超薄膜を用いた垂直磁化型強磁性トンネル接合 (2012)
  • 著者名/発表者名: 池田正二, 山ノ内路彦, 佐藤英夫, 甘華東, 小泉遼平, 三浦勝哉, 水沼広太朗, 金井駿, 松倉文礼, 大野英男
  • 学会等名: 第59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-15
  • 招待講演
• [学会発表] B concentration dependence of magnetic anisotropy in MgO/CoFeB/Ta stack structure (2012)
  • 著者名/発表者名: R. Koizumi, S. Ikeda, H. Sato, M. Yamanouchi, K. Miura, K. Mizunuma, H. D. Gan, F. Matsukura, and H. Ohno
  • 学会等名: The 2nd CSIS International Symposium on Spintronics-based VLSIs
  • 発表場所: Tohoku University, Sendai
  • 年月日: 2012-02-02
• [図書] 不揮発性集積回路のための磁気トンネル接合の進展 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池田正二, 佐藤英夫, 山ノ内路彦, 石川慎也, 水沼広太朗, 金井駿, 深見俊輔, 松倉文礼, 笠井直記, 大野英男
  • 総ページ数: 41(9-15)
  • 出版者: 半導体界面制御技術154委員会・薄膜131委員会合同研究会資料
• [産業財産権] 磁気抵抗効果素子及び磁気メモリ (2013)
  • 発明者名: 池田正二, 佐藤英夫, 深見俊輔, 山ノ内路彦, 松倉文礼, 大野英男, 石川慎也
  • 権利者名: 東北大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2013-219675
  • 出願年月日: 2013-10-22
  • 外国