[發(fā)明專利]一種輕離子濺射刻蝕制備磁性隧道結(jié)的方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201611193599.0
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN108232004A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張云森
• 申請（專利權(quán)）人: 上海磁宇信息科技有限公司
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L43/12;H01L21/306;G11C11/16
• 代理公司: 上海容慧專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31287
• 代理人: 于曉菁

1.一種制備磁性隧道結(jié)的方法，其特征在于，采用相對原子量低于Ar⁺的正離子對磁性隧道結(jié)多層膜進行物理濺射刻蝕。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備磁性隧道結(jié)的方法，其特征在于，所述正離子選自H⁺、H₂⁺、H₃⁺、He⁺或者Ne⁺。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種制備磁性隧道結(jié)的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：在底電極基底上依次沉積磁性隧道結(jié)多層膜和硬掩模膜層；

步驟二：圖形化定義磁性隧道結(jié)圖案，并轉(zhuǎn)移所述圖案到所述磁性隧道結(jié)多層膜的頂部；

步驟三：采用正離子濺射刻蝕所述磁性隧道結(jié)多層膜。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種制備磁性隧道結(jié)的方法，其特征在于，所述磁性隧道結(jié)多層膜的總厚度為15nm～40nm，所述磁性隧道結(jié)多層膜中的鐵磁層材料包括Fe、Co、Ir、Pt、Mn、Ru、Tb、Ni或B元素。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種制備磁性隧道結(jié)的方法，其特征在于，所述硬掩模膜層的厚度為20nm～100nm，所述硬掩模膜層的沉積材料選自Ta、W的單質(zhì)或者化合物。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種制備磁性隧道結(jié)的方法，其特征在于，所述硬掩模膜層的沉積材料選自Ta、TaN、W或WN。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種制備磁性隧道結(jié)的方法，其特征在于，濺射刻蝕腔體選用離子束刻蝕腔體或者反應(yīng)離子刻蝕腔體；采用洛倫茲力或電場力加速裝置使所述離子束刻蝕腔體或者所述反應(yīng)離子刻蝕腔體中的電子獲得大于H、H₂、H₃、He或者Ne電離能的能量以使H、H₂、He或者Ne電離為正離子，其中，H的電離能為13.6eV，H₂的電離能為15.4eV，Ne的電離能為21.6eV，He的電離能為24.6eV。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種制備磁性隧道結(jié)的方法，其特征在于，所述正離子受到加速偏壓電場電壓為100伏到1500伏，調(diào)節(jié)所述加速偏壓電場電壓的大小以調(diào)節(jié)對刻蝕掩模的刻蝕選擇比、刻蝕速率、側(cè)壁輪廓和刻蝕副產(chǎn)物的再次沉積。

9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種制備磁性隧道結(jié)的方法，其特征在于，選用Ta或者W作為濺射刻蝕硬掩模膜層，所述正離子選用H⁺，保持所述正離子的加速電場小于400伏。