cppmtj纳米柱制备工艺地研究

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1、AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonthemicro-fabricationofCPP-MTJnanopillarsCandidate:LiuHuiMajor:Microelectronics&SolidStateElectronicsSupervisor:AssocProf.ChengXiaominHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.

2、R.ChinaJan.2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内

3、容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要自旋角动量转移磁随机存储器（SpinTorqueTransferMagneticRandomAccessMemory，STT-MRAM）是一种新型非易失性存储器，它具有存储密度大、读写速度极快、功耗低、非易失性、重复读写次数极大等优点。磁性隧道结（Magnetictunneljunction，MTJ）是STT-MR

4、AM存储单元的核心部分。常用的MTJ制备方法多种多样，但是步骤繁琐、成本较高、误差较大，且几乎全部涉及干法刻蚀。干法刻蚀又具有易形成“金字塔”状、材料再沉积易形成侧壁、误差增大的缺点。本文提出了一种新的MTJ纳米柱阵列制备方法，此方法不涉及干法刻蚀，全部采用lift-off工艺技术，通过此方法可以同时制备大批量不同尺寸MTJ单元，不但可以减少工艺步骤，节约时间和成本，而且可以降低实验误差。本文首先概述了MTJ纳米柱阵列的掩膜版设计和各层备选薄膜材料，其次详细介绍了MTJ纳米柱阵列制备工艺流程，最后对样品物理特性和电学特性进行测试，结果显示采用此方法制备的MTJ

5、纳米柱结构形状良好，边缘整齐，图形清晰，室温下TMR达到71.43%。为了进一步减小误差和降低成本，本文又对HSQ光刻胶进行了工艺研究，实验表明变性HSQ不但电阻率比SiO2更大，具有更好的绝缘特性，而且光刻图形更加准确清晰，所以可以用变性HSQ取代传统的SiO2或Al2O3作为绝缘隔离层加入到MTJ阵列中，不但可以减少两步工艺步骤，而且可以减小实验误差。关键词:自旋角动量转移（STT）磁性隧道结（MTJ）电子束曝光制备工艺I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractSpinTorqueTransferMagneticRandomAccessMemory

6、(STT-MRAM)isanewnon-volatilememory,whichhasagreatnumberofadvantages,suchasalargerstoragedensity,highspeedread-writecapability,lowpowerconsumption,non-volatile,almostinfinitewritingendurance.Themagnetictunneljunction(MTJ)isacorepartoftheSTT-MRAM.Thereareavarietyofmethodsfortheirmicro

7、-fabrication,butalmostallinvolvingdryetching(ionmilling).Dryetchingiseasytoforma"pyramid"shapeandthesidewalls,whichmakestheerrorsincrease.Thisthesispresentsanewmethodformicro-fabricationofMTJnanopillararrays,whichdoesnotinvolvedryetchingandalluseslift-offtechnology.Largequantitiesof

8、MTJsindifferentsize