垂直磁化 Co_2FeSi膜を用いた磁気トンネル接合多層膜の作製

摘要

垂直磁化型磁気トンネル接合(p-MTJ）は，高密度集積化·低消費電力化の面で優れており，次世代の MRAM 用メモリセルとして期待され，近年では CoFeB／MgO／CoFeB 構造での p-MTJ 素子が実現されている．本研究では，高い TMR 比を持つ p-MTJ の実現のため，スピン分極率が 100% のハーフメタル強磁性体（HMF）として期待されるフルホイスラー合金 Co_2FeSi（CFS）を用いた CFS／MgO／CFS 構造の p-MTJ 多層膜の作製に取り組hでいる．その結果，MgO 層下部に位置する下部 CFS は，理想的な CFS／MgO 界面の形成と CFS の結晶へ加えられる歪みが垂直磁化発現に寄与していることを見出した．また MgO 層上の上部 CFS は，キャップ層との界面が垂直磁化の発現に影響している可能性が高いことを見出した．これら上下の CFS 層の垂直磁化の発現機構が異なるため，保磁力差による 2 段ステップを有する磁化特性の獲得に成功したので報告する．