極微磁性多層膜細線のメゾスコピック磁化過程制御

軟磁性層、非磁性層、硬磁性層からなる金属磁性多層膜に微細加工を施すことにより、クォーターμmオーダの磁性多層膜細線を作製し、強い形状磁気異方性に起因する特異な磁化過程の詳細を明らかするとともに、その磁性ランダムアクセスメモリ(MRAM)への応用に関する基礎検討を行い以下のような成果を得た。1) 電子ビーム露光条件、イオンミリング条件等の最適化を図ることにより最小線幅0.2μmの磁性多層膜細線作製プロセス、及び極微領域における巨大磁気抵抗効果測定のための極微電極形成技術を確立した。2) 磁性超薄膜における膜構造の不連続性を数値モデル化したマイクロマグネティクスシミュレーションにより、結晶粒間の交換結合や静磁気相互作用等の材料パラメータと、磁性細線の磁化反転様態や磁化反転時のエネルギー障壁との相関を明らかにした。3) 磁性多層膜細線と局所磁界発生用極微導体パタンを備えた評価素子を作製し、導体電流磁界によるサブμm^2領域の局所磁化反転を磁気抵抗測定により検証した。また、このようなメゾスコピックな磁区制御が新しいMRAM記憶方式に応用できることを基本動作実験により検証した。

軟磁性層、非磁性層、硬磁性層からなる金属磁性多層膜に微細加工を施すことにより、クォーターμmオーダの磁性多層膜細線を作製し、強い形状磁気異方性に起因する特異な磁化過程の詳細を明らかするとともに、その磁性ランダムアクセスメモリ(MRAM)への応用に関する基礎検討を行い以下のような成果を得た。1) 電子ビーム露光条件、イオンミリング条件等の最適化を図ることにより最小線幅0.2μmの磁性多層膜細線作製プロセス、及び極微領域における巨大磁気抵抗効果測定のための極微電極形成技術を確立した。2) 磁性超薄膜における膜構造の不連続性を数値モデル化したマイクロマグネティクスシミュレーションにより、結晶粒間の交換結合や静磁気相互作用等の材料パラメータと、磁性細線の磁化反転様態や磁化反転時のエネルギー障壁との相関を明らかにした。3) 磁性多層膜細線と局所磁界発生用極微導体パタンを備えた評価素子を作製し、導体電流磁界によるサブμm^2領域の局所磁化反転を磁気抵抗測定により検証した。また、このようなメゾスコピックな磁区制御が新しいMRAM記憶方式に応用できることを基本動作実験により検証した。