近日中科院微電子所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心在STT-MRAM器件與集成技術(shù)研究領(lǐng)域取得了階段性進展。

 
什么是STT-MRAM？
STT代表旋轉(zhuǎn)傳遞扭矩。在STT-MRAM器件中，電子的自旋使用自旋極化電流翻轉(zhuǎn)。這種效果是在磁性隧道結(jié)（MTJ）或自旋閥中實現(xiàn)的，ST-MRAM設(shè)備使用STT隧道結(jié)（STT-MTJ）。通過使電流流過薄磁性層來產(chǎn)生自旋極化電流。然后該電流被引導(dǎo)到一個較薄的磁性層中，該磁性層將角動量傳遞到改變其自旋的薄層中。
   
中科院微電子聯(lián)合北京航空航天大學(xué)趙巍勝教授團隊以及江蘇魯汶儀器有限公司，基于8英寸CMOS先導(dǎo)工藝研發(fā)線，自主研發(fā)原子層級磁性薄膜沉積、深紫外曝光、原子層級隧道結(jié)刻蝕以及金屬互連等關(guān)鍵工藝模塊，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了晶圓級亞百納米STT-MRAM非易失性存儲器件制備，為新型定制化STT-MRAM非易失性存儲器的研制奠定了基礎(chǔ)。

針對STT-MRAM存儲器集成工藝中磁性薄膜沉積和刻蝕技術(shù)兩大關(guān)鍵工藝模塊研發(fā)了原子層級磁性薄膜沉積工藝并創(chuàng)新性地提出基于SiNx的類側(cè)墻轉(zhuǎn)移隧道結(jié)刻蝕方法，有效抑制了刻蝕過程中反濺金屬沉積導(dǎo)致的MgO側(cè)壁短路問題。

此外采用Ta/Ru/Ta的復(fù)合硬掩模結(jié)構(gòu)，不僅有效改善了隧道結(jié)的刻蝕陡直度，還結(jié)合Trimming工藝將隧道結(jié)尺寸減小至100nm以下，一定程度上解決了漏磁場干擾問題。據(jù)了解目前組已全線打通8英寸晶圓級STT-MRAM集成工藝，實現(xiàn)了晶圓級STT-MRAM的存儲器件制備。
 
 
 關(guān)鍵詞：ST-MRAM