2019年6月27日)【概要】STT-MRAM用極薄MgO層(0.8nm)を有するCoFeB/MgO磁気トンネル接合膜におけるMgO層の化学状態をSPring-8-BL47XUの角度分解硬X線光電子分光法を用いて解析した。その結果、MgO層は過酸化状態にあった。製膜時のIR照射によって結晶性を向上させたMgO層では熱処理による酸素の放出が抑えられることがわかった。(研究代表者:遠藤哲郎)において、STT-MRAMにおけるCoFeB/MgO磁気トンネル接合内のMgOの化学結合状態をSPring-8-BL47XUの角度分解硬X線光電子分光法(AR-HAXPES)により解明することに成功した。RA)が必要であり、欠陥のない薄いMgO層が求められている。層厚が1.2nmをきると欠陥のためにTMR効果が劣化するが、製膜中にIR照射をするとMgO層の結晶性が向上し、TMR効果が回復することが報告されている。そこで、本研究ではSPring-8-BL47XUの角度分解硬X線光電子分光法を用いて、B1s、Mg1sなどの結合エネルギーを解析した。Mg1sの結合エネルギーを解析から、製膜中にIR照射したMgO層は過酸化状態にあり、CoFeBを結晶化させるための熱処理後もMgO層からの酸素の離脱が抑制されていた。B1sの解析から、MgO層の結晶粒界を通じてのO原子、B原子の拡散が抑制されていた。これらの結果から、MgO層の結晶性を制御してその過酸化状態を維持することで、極薄MgOを有する磁気トンネル抵抗の劣化を抑制できることがわかった。