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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 李肯遠
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 고려대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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DRAM으로 대표되는 전자공학은 그간 한국의 반도체 산업을 이끌었고, 수십 나노미터 이하의 최소 선폭 확보는 과학계의 큰 성과로 평가된다. 하지만 DRAM의 기술 장벽은 끝없이 높아지고 있으며, 물리적 한계가 존재한다. 이 때문에 차세대 메모리 분야의 연구는 필수적이며, 이러한 요구에 따라 오늘날 스핀트로닉스(spintronics)의 기술이 전 세계 반도체 업계에서 활발히 연구진행 되고 있다.
스핀트로닉스는 양자역학적인 스핀 상태를 바꾸거나 영향을 주는 기술이다. 이러한 스핀트로닉스의 기술로 만들어진 스핀 메모리는, 전자의 두 가지 특성인 전하와 스핀 중에서 스핀을 고려하지 않고 전기장을 이용하여 전하만을 제어하여 사용하던 기존 반도체 메모리에 비하여 높은 집적도와 내구성, 1나노초 이하의 빠른 정보 기록 속도를 갖는 장점을 갖고 있다. 이러한 스핀메모리의 구동원리는 자유층과 고정층인 2개의 자성층과 그 사이 절연층으로 구성된 자기터널접합(magnetic tunnel junction)에 의해 이루어진다. 자기터널접합 구조에서 자성층은 수직자기이방성(Perpendicular Magnetic Anisotropy)을 갖게 하여 집적도를 높여준다. STT (spin transfer torque) 또는 SOT (spin orbit torque)를 이용하는 스핀메모리의 최종목표는 낮은 구동전류 밀도, 높은 열안정성을 확보하는 것이다.
본 연구주제는 낮은 구동전류 밀도, 높은 열안정성을 확보할 수 있는 수직자기이방성 특성을 갖게 하는 자성층의 박막특성에 대한 연구이다. 수직자기이방성 시료를 만드는데 사용되는 마그네트론 스퍼터링에 대한 이해와 증착조건에 따른 박막의 특성변화에 대해 분석했고, 또한 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering) 에너지를 조절하여 자성층 박막 증착 시 하부 박막과의 계면의 손상을 줄이고, 자성층 자체의 높은 밀도와 낮은 저항을 갖는 높은 질의 박막을 성장하는 방법을 연구하고 제시했다.
스핀트로닉스는 양자역학적인 스핀 상태를 바꾸거나 영향을 주는 기술이다. 이러한 스핀트로닉스의 기술로 만들어진 스핀 메모리는, 전자의 두 가지 특성인 전하와 스핀 중에서 스핀을 고려하지 않고 전기장을 이용하여 전하만을 제어하여 사용하던 기존 반도체 메모리에 비하여 높은 집적도와 내구성, 1나노초 이하의 빠른 정보 기록 속도를 갖는 장점을 갖고 있다. 이러한 스핀메모리의 구동원리는 자유층과 고정층인 2개의 자성층과 그 사이 절연층으로 구성된 자기터널접합(magnetic tunnel junction)에 의해 이루어진다. 자기터널접합 구조에서 자성층은 수직자기이방성(Perpendicular Magnetic Anisotropy)을 갖게 하여 집적도를 높여준다. STT (spin transfer torque) 또는 SOT (spin orbit torque)를 이용하는 스핀메모리의 최종목표는 낮은 구동전류 밀도, 높은 열안정성을 확보하는 것이다.
본 연구주제는 낮은 구동전류 밀도, 높은 열안정성을 확보할 수 있는 수직자기이방성 특성을 갖게 하는 자성층의 박막특성에 대한 연구이다. 수직자기이방성 시료를 만드는데 사용되는 마그네트론 스퍼터링에 대한 이해와 증착조건에 따른 박막의 특성변화에 대해 분석했고, 또한 마그네트론 스퍼터링(magnetron sputtering) 에너지를 조절하여 자성층 박막 증착 시 하부 박막과의 계면의 손상을 줄이고, 자성층 자체의 높은 밀도와 낮은 저항을 갖는 높은 질의 박막을 성장하는 방법을 연구하고 제시했다.
목차
List of Figures IV1. Introduction 12. Theory 32.1 perpendicular magnetic anisotropy 32.2 magnetron sputtering 93. Experiments and method 143.1 sample making process 143.2 atomic force microscopy 193.3 four probe method 224. Results and discussion 264.1 roughness(surface property change via sputtering energy manipulation) 264.1 resistivity(volume property change via sputtering energy manipulation) 304.2 magnetic anisotropy field(magnetic property change via sputtering energy manipulation) 355. Conclusion 396. References 41
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