{en=Optimization of the etching parameters of the ion milling system Nordiko 3600: Diminish of redeposition on micro-devices} {en=Diminish of redeposition on micro-devices} EVALUATED

Detalhes: {pt=Esta tese tem como objectivo optimizar os parâmetros de gravação por feixe iónico, utilizando o sistema Nordiko3600 do INESC-MN. Os esforços de optimização centram-se na segunda gravação, onde a geometria e a área do pilar da junção são definidas. Este é o ponto crítico na fabricação da junção, uma vez que condiciona as caracteristicas magnéticas e acima de tudo o sinal eléctrico. O sinal eléctrico é condicionado em termos da magnetoresistência, TMR. A redeposição de material condutor nas paredes da junção por efeito de túnel conduz a uma diminuição da condução por efeito de túnel na barreira, reduzindo o sinal TMR. Para junções de baixa resistência isto constitui um grande problema. Para diminuir a redeposição durante o gravação por feixe iónico duas direcções são escolhidas. A primeira, consiste em variar o ângulo de incidência do feixe de Árgon que grava com a amostra, removendo assim, o material redepositado nas paredes da junção. Os ângulos usados estão entre 40º-90º. A segunda, usa diferentes tempos de oxidação via plasma de oxigénio depois do gravação ser efectuada. Desta forma os materiais condutores oxidam-se, tornando-se não condutores. Como é mostrado nesta tese o TMR aumenta dramaticamente com o tempo de oxidação, no entanto a resistência também aumenta. Como tal, o tempo de oxidação é condicionado pela importância que a resistência tiver numa certa aplicação. 50 segundos de oxidação via plasma de oxigénio já faz parte do normal processo de fabrico de junções no INESC-MN., en=The aim of this thesis is to optimize the etching parameters using the ion milling system Nordiko3600 at INESC-MN. The efforts of optimization are focus on the second etching, where the geometry and area of the junction pillar is defined. This is the critical point for junction manufacturing, since the magnetic characteristics and above all the electrical signal are strongly conditioned by it. The electrical signal is characterized in terms of the so-called tunnel magnetoresistence, TMR. The redeposition of conductive material on the sidewalls of the tunnel junction drives to a decreasing of tunnelling transport across the barrier, reducing the TMR signal. For junctions with low resistance this is a higher matter of concern. To decrease redeposition during the ion milling etching two approaches are exploited. The first one is to vary the incident angle of the Argon-etching beam with the sample, removing by etching part of the redeposited material gather on the sidewalls. The angle between beam and sample surface ranges from 40º-90º. The second approach is to use different times of oxidation via oxygen plasma after performing the etching. By oxidation of the lateral material, less conduction paths are found for the electrons, which enhances the tunnelling effect. The TMR increases dramatically with oxidation time, however the resistance also increases. Therefore the oxidation time is conditioned by how critical is the resistance for a certain application. 50 seconds time oxidation via oxygen plasma has already become a standard procedure in the magnetic tunnel junction?s process at INESC-MN.}

Discussão: outubro 31, 2007, 10:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

AUTOR

André Filipe Rodrigues Augusto (ist150887)

ORIENTADOR

Susana Isabel Pinheiro Cardoso de Freitas

Departamento de Física (DF)

Professor Auxiliar Convidado