[發明專利]一種自旋電子器件制備方法、制備工件及其制備方法

有效

• 申請號: 201911036784.2
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN110828558B
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 張悅;南江;趙巍勝
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H01L29/66
• 分類號: H01L29/66
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 趙平;周永君

本發明提供了一種自旋電子器件制備方法、制備工件及其制備方法，制備工件的制備方法包括：在襯底上形成電極層；在所述電極層上形成犧牲層和硬掩膜層；通過圖案化工藝在所述硬掩膜層上形成版圖圖形；通過版圖圖形的開口對所述犧牲層進行刻蝕至所述電極層形成中空硬掩膜結構；通過預設第一角度在所述中空硬掩膜結構中沉積第一材料層；通過預設第二角度在所述中空硬掩膜結構和所述第一材料層上沉積形成第二材料層，本發明可以在不破真空的條件下制備含有兩層不同圖形的器件，使得樣品的兩層材料間的界面具備較高的質量，且器材具有較高的可靠性，易于重復。

技術領域

本發明涉及自旋電子器件技術領域，尤其涉及一種自旋電子器件制備方法、制備工件及其制備方法。

背景技術

隨著集成電路特征尺寸的減小，摩爾定律難以為繼。常規的基于電子電荷(Charge)的器件越來越難滿足高性能、低功耗的需求。以巨磁阻效應(GiantMagnetoresistance，簡稱GMR)的發現為標志發展起來的自旋電子學(Spintronics)為后摩爾時代提供了一個新的發展方向。在眾多自旋電子學器件中，美國普渡大學的Datta教授提出的全自旋邏輯器件(All-spin Logic Device，簡稱ASLD)在運行的各個階段均采用自旋，相比于之前僅僅是內部變量基于自旋的器件，該概念能更充分地發揮自旋的優勢，得到了廣泛的關注。橫向自旋閥(Lateral Spin Valve，簡稱LSV)是全自旋邏輯器件的核心結構，通常先制備樣品，在樣品制備完成后，通過光刻的方式制備電極，其中，樣品由兩層及以上的圖形構成，每層圖形包含一種或多種材料，對于納米級別的器件，不同材料之間相互接觸的界面的質量會對材料的性能產生極大的影響，例如，如果在第二層的材料沉積之前，第一層的材料已經被空氣中的氧氣氧化，則該氧化層會存在于最終制得的器件的第一層和第二層材料之間，影響信號在兩種材料之間的傳遞，導致器件無法正常工作。

發明內容

本發明的一個目的在于提供一種自旋電子器件制備工件的制備方法，可以在不破真空的條件下制備含有兩層不同圖形的器件，使得樣品的兩層材料間的界面具備較高的質量，且器材具有較高的可靠性，易于重復。本發明的另一個目的在于提供一種自旋電子器件制備方法。本發明的還一個目的在于提供一種自旋電子器件制備工件。

為了達到以上目的，本發明一方面公開了一種自旋電子器件制備工件的制備方法，包括：

在襯底上形成電極層；

在所述電極層上形成犧牲層和硬掩膜層；

通過圖案化工藝在所述硬掩膜層上形成版圖圖形；

通過版圖圖形的開口對所述犧牲層進行刻蝕至所述電極層形成中空硬掩膜結構。

優選的，所述在襯底上形成電極層具體包括：

在襯底上形成刻蝕阻擋層；

在所述刻蝕阻擋層上形成電極層。

優選的，進一步包括在襯底上形成電極層，之前：

在所述襯底上形成絕緣層。

優選的，所述在所述電極層上形成犧牲層和硬掩膜層具體包括：

在所述電極層上形成鈍化層；

對所述鈍化層進行平坦化處理得到犧牲層；

在所述犧牲層上形成硬掩膜層。

優選的，通過圖案化工藝在所述硬掩膜層上形成版圖圖形具體包括：

通過圖案化工藝形成具有第一版圖圖形的硬掩膜層；

根據所述具有第一版圖圖形的硬掩膜層通過圖案化工藝形成具有第一版本圖形和第二版本圖形的硬掩膜層。

優選的，所述通過圖案化工藝形成具有第一版圖圖形的硬掩膜層具體包括：