어레이 IrMn 스핀밸브 소자의 자기저항특성 연구

Abstract

어레이(array) 자성센서 개발을 위해 고진공 스퍼터링 증착장비를 이용하여 스펙큘러형(specular type) Glass/Ta(5)/NiFe(7)/IrMn(10)/NiFe(5)/O2/CoFe(5)/Cu(2.6)/CoFe(5)/O2/NiFe(7)/Ta(5)(nm) 거대자기저항-스핀밸브(giant magnetoresistive-spin valves; GMR-SV) 박막을 제작하였다. 다층박막 시료를 20 ?80 mm2의 미세 활성영역을 가진 15개 어레이를 8 ?8 mm2 영역 내에 최적화한 제작 조건으로 광 리소그래피 패터닝 하였다. Cu를 증착하여 만든 2단자 전극법으로 측정한 자성특성은 15개 모든 소자들이 균일한 자기저항특성을 나타내었고, 5 Oe 근방에서 가장 민감한 자기저항비 자장민감도와 출력전압들은 각각 0.5 %/Oe, DV = 3.9 mV이었다. 형상자기이방성이 적용된 상부 자유층 CoFe/O2/NiFe층은 하부 고정 자성층 IrMn/NiFe/O2/CoFe층 자화 용이축과 직교하였다. 측정시 인가전류 값을 각각 1 mA에서 10 mA까지 인가하였을 때 출력 작동 전압 값은 균일하게 증가하였으며, 자장 감응도도 거의 일정하여 미세 외부자장에 민감한 나노자성소자로서 좋은 특성을 띠었다.