09 octobre 2013
Inserts de Tantale dans les mémoires MRAM à aimantation perpendiculaire
Contact : Léa Cuchet

Généralement, les jonctions tunnel magnétiques se composent d’électrodes en alliage de cobalt, fer et bore (CoFeB) et d’une barrière en oxyde de magnésium (MgO). Pour induire une anisotropie perpendiculaire, des multicouches à base de cobalt et de platine (Co/Pt) sont utilisées. Cependant, il est nécessaire de séparer la croissance de la couche de CoFeB de la multicouche adjacente. L’épaisseur de l’espaceur de tantale (Ta) choisi influe significativement à la fois sur les propriétés magnétiques et le transport.

 

TMR en fonction de l'épaisseur de l'insertion de Tantale.

Les jonctions magnétiques à anisotropie perpendiculaire ont attiré beaucoup d’intérêt ces dernières années à cause des nombreux avantages qu’elles présentent : densités de stockage plus élevées, stabilités thermiques augmentées, possibilité d’atteindre de plus faibles densités de courant critique dans le cas d’écriture par transfert de spin (STT). Il est possible d’obtenir ce type d’anisotropie dans des structures CoFeB/MgO en introduisant des multicouches Co/Pt. Dans les dispositifs, de forts signaux de magnétorésistance tunnel (TMR) sont nécessaires afin de différencier aisément les deux états de résistance du point mémoire. Or, à cause des effets de texture,  de fortes valeurs de TMR ne peuvent être atteintes si la couche de CoFeB croît directement sur le Co ou sur le Pt. C’est pourquoi un espaceur de Ta est introduit entre la couche de CoFeB et la multicouche Co/Pt, son épaisseur devant être soigneusement contrôlée afin d’éviter la perte de couplage magnétique.

Avec nos structures, il nous a été possible de lier les propriétés magnétiques et de transport en fonction de l’épaisseur de Ta. Cela nous a permis d’optimiser l’épaisseur d’insert de manière à améliorer la texture de CoFeB, et donc le signal de TMR (jusqu’à 70%), tout en maintenant l’anisotropie perpendiculaire dans toute la structure.

 

Influence of a Ta spacer on the magnetic and transport properties of perpendicular magnetic tunnel junctions

 

 

Ce travail a reçu le soutien financier de l’ANR (projet NANO PATHOS) et de l’Union Européenne (projet ERC HYMAGINE projet n°246942).

 

Maj : 01/06/2016 (862)

 

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