29 septembre 2014
Optimisation de l’épaisseur des électrodes magnétiques pour des jonctions tunnel à anisotropie perpendiculaire
Contact : Ricardo SOUSA

Afin d'améliorer la magnétorésistance tunnel (TMR) de jonctions tunnel magnétiques à anisotropie perpendiculaire les épaisseurs des électrodes des deux côtés de la barrière tunnel MgO doivent être optimisées. En ajustant les épaisseurs des couches magnétiques il est possible d'obtenir des signaux plus élevés de TMR qui permettent un accès plus rapide à l’information stockée dans un point mémoire.

 

Les jonctions tunnel magnétiques à anisotropie perpendiculaire sont utilisées comme briques de base pour fabriquer des mémoires magnétiques MRAM (Magnetic Random Access Memory). Elles présentent des avantages importants par rapport aux jonctions à anisotropie planaire, la possibilité d’atteindre des densités de stockage plus élevées, une meilleure stabilité thermique et des courants faibles pour écrire l’information. Pour obtenir de l’anisotropie perpendiculaire, les paramètres des matériaux doivent être adaptés, en particulier l'épaisseur des électrodes magnétiques. Nous avons étudié le cas de jonctions, comprenant des multicouches Co/Pt couplées, à travers un espaceur de Ta, à l’électrode référence inférieure en CoFeB. La couche de stockage est une couche unique de CoFeB déposée sur barrière de MgO. Les épaisseurs de CoFeB à la fois en haut et en bas ont été modifiées de façon indépendante afin d'évaluer l'impact sur ​​l'anisotropie et le signal TMR.

En mesurant l'évolution de l'aimantation en fonction de l'épaisseur, on a pu estimer la «couche morte» magnétique de deux électrodes, à savoir l'épaisseur en dessous laquelle le matériau devient non-magnétique. Ces «couches mortes» se forment à l'interface entre le Ta et le CoFeB. Il a été alors possible de mesurer le signal TMR en fonction de l'épaisseur effective. La même tendance a été observée pour les deux électrodes; le signal TMR augmente et atteint sa valeur maximale (90%) pour une épaisseur effective supérieure à 0,6nm.

 

Ce travail a bénéficié du soutien financier de l'ANR dans le cadre du projet ANR-NANO PATHOS et de l'Union européenne au titre du projet ERC HYMAGINE n ° 246942. Les mesures de TMR ont été réalisées à Crocus Technology.

 

Référence

L. Cuchet, B. Rodmacq, S. Auffret, R. C. Sousa, and B. Dieny, Appl. Phys. Lett. 105, 052408, 2014

 

Maj : 02/10/2014 (1070)

 

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