[發(fā)明專利]高抗輻射磁隨機存儲器件及其制備方法

有效

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• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113053942B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 施輝;張海良;徐何軍;曹利超;王印權;吳建偉;洪根深;賀琪
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十八研究所
• 主分類號: H01L27/22
• 分類號: H01L27/22;H01L27/28;H01L43/08;H01L51/30;H01L51/05;H01L43/12;B82Y30/00
• 代理公司: 無錫派爾特知識產權代理事務所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊立秋

本申請公開了一種高抗輻射磁隨機存儲器件及其制備方法，屬于存儲器制造技術領域，所述高抗輻射磁隨機存儲器件包括：襯底；形成在所述襯底上的碳納米管晶體管；磁性隧道結存儲單元，所述磁性隧道結存儲單元形成在所述碳納米管晶體管的上方，所述碳納米管存儲單元由金屬緩沖層、反鐵磁層、鐵磁層、氧化物勢壘層、鐵磁層、氧化物保護層和金屬保護層自下而上堆疊組成，并通過金屬通孔與所述碳納米管晶體管的漏極垂直電相連。提高了磁隨機存儲器的抗輻射性能。

技術領域

本發(fā)明涉及高抗輻射磁隨機存儲器件及其制備方法，屬于存儲器制造技術領域。

背景技術

對于空間應用而言，為了保證使用的可靠性，存儲器必須滿足空間任務的環(huán)境要求，例如空間輻射環(huán)境以及高低溫等特殊惡劣環(huán)境。然而，目前基于CMOS(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，互補金屬氧化物半導體)技術的傳統(tǒng)半導體存儲器難以達到高抗輻射性能，例如，主要用于緩存的靜態(tài)隨機存儲器(SRAM，Static Random-AccessMemory)和主要用于主存的動態(tài)隨機存儲器(DRAM，Dynamic Random-Access Memory)抗單粒子翻轉能力較弱；而閃存(FLASH)由于柵氧厚度較厚，抗總劑量能力較弱。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種高抗輻射磁隨機存儲器件及其制備方法，用于解決現有技術中存在的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

根據第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種高抗輻射磁隨機存儲器件，所述存儲器件包括；

襯底；

形成在所述襯底上的碳納米管晶體管；

磁性隧道結存儲單元，所述磁性隧道結存儲單元形成在所述碳納米管晶體管的上方，所述碳納米管存儲單元由金屬緩沖層、反鐵磁層、鐵磁層、氧化物勢壘層、鐵磁層、氧化物保護層和金屬保護層自下而上堆疊組成，并通過金屬通孔與所述碳納米管晶體管的漏極垂直電相連。

可選的，所述碳納米管晶體管通過互補金屬氧化物半導體CMOS互連工藝與所述磁性隧道結存儲單元相連。

可選的，所述襯底為硅片、氮化硅、石英、玻璃和氧化鋁中的至少一種。

第二方面，提供了一種高抗輻射磁隨機存儲器件的制備方法，所述方法包括：

在襯底的上方制備碳納米管晶體管；

制備連接所述碳納米管晶體管漏極和磁性隧道結存儲單元的金屬通孔；

在所述金屬通孔的頂部依次沉積金屬緩沖層、反鐵磁層、鐵磁層、氧化物勢壘層、鐵磁層、氧化物保護層和金屬保護層，得到磁性隧道結存儲單元；

將所述磁性隧道結存儲單元的電極通過所述金屬通孔與所述碳納米管晶體管的漏極垂直電相連。

可選的，所述制備連接所述碳納米管晶體管漏極和磁性隧道結存儲單元的金屬通孔，包括：

在所述碳納米管晶體管的表面沉積摻雜硼B(yǎng)和磷P的正硅酸乙酯TEOS，形成金屬前介質；

旋涂光刻膠，曝光并顯影，刻蝕接觸孔位置；

去除光刻膠，沉積鈦Ti和氮化鈦TiN，之后采用化學氣相沉積CVD方法沉積金屬鎢W，形成所述金屬通孔。

可選的，所述在所述金屬通孔的頂部依次沉積金屬緩沖層、反鐵磁層、鐵磁層、氧化物勢壘層、鐵磁層、氧化物保護層和金屬保護層，得到磁性隧道結存儲單元之前，所述方法還包括：

涂覆低介電常數k介質，并沉積二氧化硅SiO₂，旋涂光刻膠；

通過光刻定義金屬1的區(qū)域，并曝光光阻層；