Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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MA: Magnetismus

MA 7: Spinabhängige Transportphänomene II

MA 7.2: Vortrag

Dienstag, 12. März 2002, 09:45–10:00, H22

Präparation von Tunnelbarrieren in magnetischen Tunnelelementen durch mikrowellenunterstützte Plasmaoxidation — •Andy Thomas, Jan Schmalhorst, Maik Justus, Hubert Brückl und Günter Reiss — Universität Bielefeld, Fakultät für Physik, Universitätsstr.25, 33615 Bielefeld

Bei der Herstellung von magnetischen Tunnelelementen ist die Präparation der Tunnelbarriere von größter Bedeutung. Es wurden Proben der Schichtfolge NiFe/Al₂O₃/CoFe aufgebaut, die Barriere wird durch Sputtern von Aluminium und anschließender Plasmaoxidation hergestellt. Eine hohe Amplitude des Magnetowiderstands und eine gute Spannungsfestigkeit werden nur erreicht, wenn einerseits kein metallisches Aluminium nach der Oxidation übrigbleibt, andererseits kein CoFe anoxidiert ist. Dies wurde mit Hilfe einer mikrowellenunterstützten Plasmaoxidation erreicht, welche sich insbesondere durch niederenergetische Ionen von ca. 10 eV auszeichnet.

Damit konnten Tunnelelemente mit einer Effektamplitude von bis zu 45 Prozent hergestellt werden. Sowohl Widerstand als auch Effektamplitude waren dabei unabhängig von der Tunnelfläche von 100x100 bis 400x400 µm². Auch die Spannungsfestigkeit von 1,5 Volt und die Barrienparameter (nach Brinkman Fit) mit über 2,5 eV Barrierenhöhe und um 0 eV Asymmetrie lassen auf nahezu ideale Oxidation schließen.