Предыдущая
Магниторезистивные свойства многослойных тонкопленочных материалов зависят от толщины окисленного алюминиевого слоя. При оптимальной толщине промежуточного слоя АlOх около 0,9 нм сформирован магниторезистивный элемент с туннельным переходом с относительным магнетосопротивлением - около 20% и сравнительно низким электрическом сопротивлении R (произведение R на площадь туннельного перехода составляет менее 7,8 Ом*мкм2). В таком магниторезистивном элементе направление задающего тока
перпендикулярно плоскости его слоев. Многослойная структура магниторезистивного элемента сформирована при последовательном осаждении на термически окисленную поверхность силиконовой подложки тонкопленочных слоев: промежуточный связующий слой /NiFe(4 HM)/CoFe(3 HM)AlO8/CoFe (2,5 нм)/IrМn(15 нм)/Аu(25 НМ). Между промежуточным нижним слоем и слоем золота находились в контакте токоведущие полосы. Эта многослойная структура ограничивалась сравнительно толстыми слоями SiO2, сопряженными с торцевыми поверхностями многослойных тонкопленочных элементов. Все слои осаждались в атмосфере аргона при начальном сверхнизком давлении - около 3*10-7 Па. Окисление алюминиевого слоя производилось в атмосфере сверхчистого кислорода.
Относительное магнетосопротивление многослойных тонкопленочных образцов с туннельным переходом зависит от электрического сопротивления перехода R и его площади S. Для количественной оценки такой зависимости определялось относительное магнетосопротивление как функция произведения RS. Ферромагнитный туннельный переход формировался при различной толщине промежуточного алюминиевого слоя и разных условиях его окисления. Тонкопленочные образцы с туннельным переходом осаждались методом магнетронного напыления.
Относительное магнетосопротивление этих образцов увеличивалось примерно с 1 до 20% с возрастанием величины RS от 2 до 10 Ом*мкм2. Дальнейшее увеличение RS от 10 до 30 Ом*мкм2 не привело к заметному изменению относительного магнетосопротивления. При оптимальных условиях окисления и оптимальной толщине промежуточного алюминиевого слоя величина ∆p/p (20%) может быть достигнута и при меньшем значении RS, примерно равном 7,8 Ом*мкм2, т.е. при меньшем электрическом сопротивлении туннельного перехода.
Гораздо большая величина относительного магнетосопротивления достигнута в тонкопленочных образцах со сложной многослойной структурой: Ta/Ni(80%)Fe(20%)/Cu/Ni(80%)Fe(20%)/ IrMn/Co(75%) Fe(25%)/AlOx/Co(75%)Fe (25%)/Ni(80%)Fe(20%)/Ta.
Туннельный переход в таких образцах формировался при разном времени плазменного окисления промежуточного алюминиевого слоя, толщина которого варьировалось от 0,66 до 1,3 нм. Максимальное относительное магнетосопротивление (примерно 45%) получено для магниторезистивных образцов при окислении алюминиевого слоя в течение 15 с. При уменьшении или увеличении времени окисления от 15 с величина ∆p/p заметно уменьшалась. По мере возрастания толщины окисленного алюминиевого слоя от 0,66 до 1,3 нм относительное магнетосопротивление монотонно увеличивалось с 35 до 45%.
перпендикулярно плоскости его слоев. Многослойная структура магниторезистивного элемента сформирована при последовательном осаждении на термически окисленную поверхность силиконовой подложки тонкопленочных слоев: промежуточный связующий слой /NiFe(4 HM)/CoFe(3 HM)AlO8/CoFe (2,5 нм)/IrМn(15 нм)/Аu(25 НМ). Между промежуточным нижним слоем и слоем золота находились в контакте токоведущие полосы. Эта многослойная структура ограничивалась сравнительно толстыми слоями SiO2, сопряженными с торцевыми поверхностями многослойных тонкопленочных элементов. Все слои осаждались в атмосфере аргона при начальном сверхнизком давлении - около 3*10-7 Па. Окисление алюминиевого слоя производилось в атмосфере сверхчистого кислорода.
Относительное магнетосопротивление многослойных тонкопленочных образцов с туннельным переходом зависит от электрического сопротивления перехода R и его площади S. Для количественной оценки такой зависимости определялось относительное магнетосопротивление как функция произведения RS. Ферромагнитный туннельный переход формировался при различной толщине промежуточного алюминиевого слоя и разных условиях его окисления. Тонкопленочные образцы с туннельным переходом осаждались методом магнетронного напыления.
Относительное магнетосопротивление этих образцов увеличивалось примерно с 1 до 20% с возрастанием величины RS от 2 до 10 Ом*мкм2. Дальнейшее увеличение RS от 10 до 30 Ом*мкм2 не привело к заметному изменению относительного магнетосопротивления. При оптимальных условиях окисления и оптимальной толщине промежуточного алюминиевого слоя величина ∆p/p (20%) может быть достигнута и при меньшем значении RS, примерно равном 7,8 Ом*мкм2, т.е. при меньшем электрическом сопротивлении туннельного перехода.
Гораздо большая величина относительного магнетосопротивления достигнута в тонкопленочных образцах со сложной многослойной структурой: Ta/Ni(80%)Fe(20%)/Cu/Ni(80%)Fe(20%)/ IrMn/Co(75%) Fe(25%)/AlOx/Co(75%)Fe (25%)/Ni(80%)Fe(20%)/Ta.
Туннельный переход в таких образцах формировался при разном времени плазменного окисления промежуточного алюминиевого слоя, толщина которого варьировалось от 0,66 до 1,3 нм. Максимальное относительное магнетосопротивление (примерно 45%) получено для магниторезистивных образцов при окислении алюминиевого слоя в течение 15 с. При уменьшении или увеличении времени окисления от 15 с величина ∆p/p заметно уменьшалась. По мере возрастания толщины окисленного алюминиевого слоя от 0,66 до 1,3 нм относительное магнетосопротивление монотонно увеличивалось с 35 до 45%.
