{en=Development of low roughness, low resistance bottom electrodes for tunnel junction devices: Designing and assembly of a new annealing setup for 150mm wafers} {en=Designing and assembly of a new annealing setup for 150mm wafers} EVALUATED

Detalhes: {pt=Deposição de estruturas complexas, como válvulas de spin ou junções de efeito túnel,requerem um excelente controlo do crescimento do grão do filme e a sua estabilidade estrutural durante o recozido, é de grande importância na integração dos dispositivos. Em particular, dispositivos operando numa geometria de corrente perpendicular ao plano, usam filmes de baixa resistência de modo a cumprir com o aumento das densidades de área, que requerem contactos eléctricos de baixa resistência (em série com a pilha do sensor), para evitar efeitos de não homogeneidade da densidade de corrente. A escolha destes eléctrodos é baseada em filmes de alumínio, cobre, ou ouro, usualmente espessos (>100nm), e rugosos. Neste trabalho estudou-se a optimização das condições de deposição dos eléctrodos inferiores em Al, num sistema de sputtering (Nordiko 7000), de modo a reduzir a sua rugosidade. Usando o método de laminação foi possível reduzir a rugosidade dos eléctrodos de uma altura RMS de ~1,2nm para 0,62nm. Estruturas de filmes finos baseadas em junções de efeito túnel, crescidas sob o eléctrodo de baixa rugosidade desenvolvido durante este trabalho foram micro-fabricadas e testadas, e a performance dos dispositivos correlacionada com a rugosidade do eléctrodo. Um novo sistema de recozimento capaz de recozer bolachas de 150mm até 400ºC, foi desenvolvido, de modo a não só testar as propriedades do recozido nos eléctrodos desenvolvidos, mas também de modo a poder executar o recozido em bolachas grandes num sistema estático até à data inexistente no INESC-MN, onde este trabalho foi realizado. , en=Deposition of complex structures such as spinvalves (SVs) or magnetic tunnel junctions(MTJ?s), require excellent film grain growth control, and its structural stability upon annealing, is of major importance for device integration. In particular, devices operating in a currentperpendicular-to-plane (CPP) geometry use low resistance films to meet the increasing area densities, which requires low resistance contact electrodes, (in series with the sensor stack),to avoid current crowding effects. The choice of these electrodes is based on aluminum (Al),copper (Cu), or gold (Au) films, which are usually thick (above 100 nm) and rough. In this work it was studied the optimization of the deposition conditions of the Al bottom electrodes in a magnetron sputtering system, (Nordiko 7000) in order to reduce its roughness. By use of the lamination method it was possible to reduce the overall roughness of the bottom electrodes from ~1,2 nm to ~0,62 nm height RMS. Thin film structures based on low resistance magnetic tunnel junctions grown on the low roughness buffers developed during this work, were micro-fabricated and tested, and the device performance correlated with the buffer roughness. A new annealing system able to anneal 150 mm wafers up to 400ºC, was developed during this work, in order not only to test the annealing properties on the buffers developed, but also to be able to anneal big wafers in a static system, un til the date inexistent at INESC-MN were this work was developed.}

Discussão: outubro 30, 2007, 12:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

AUTOR

David Filipe Coelho de Almeida Aurélio (ist151539)

ORIENTADOR

Susana Isabel Pinheiro Cardoso de Freitas

Departamento de Física (DF)

Professor Auxiliar Convidado