Abstract
本研究利用場發射式穿透電子顯微鏡(FEG-TEM)及X光能量分散譜儀(EDS)觀察退火後Si/Co(100A)AlOx(36A)/CoFe(12 A)/NiFe(100 A)穿隧磁阻(TMR)多層膜結構之微結構變化與擴散現象對磁阻變化率(磁阻率)的影響。 本論文研究目的主要有兩個；第一：研究退火後穿隧磁阻多層膜的微結構變化、擴散效應、及界面粗糙度對磁阻變化率的影響。實驗結果顯示隨著退火溫度的提高，氧化鋁層中的氧原子向外擴散造成絕緣層不夠緻密，加上Ni、Fe、Co等原子的交互擴散，破壞了絕緣層的性質，而使得磁阻變化率降低。再者，隨著退火溫度的上升，界面的粗糙度因為擴散效應有明顯的增加，而導致漏電流的產生。第二：研究不同的絕緣層氧化方法及氧化時間對穿隧磁阻多層膜結構及磁阻變化率的影響，實驗結果發現自然氧化法所得到的絕緣層品質與磁阻變化率較電漿氧化法所得到之絕緣層品質差。在本次實驗中，以30秒電漿氧化時間所得到的穿隧磁阻多層膜品質最佳，其磁阻變化率高達19%，且氧化鋁層的鋁氧比接近2:3。