[发明专利]一种自旋电子器件制备方法、制备工件及其制备方法

说明书

本发明提供了一种自旋电子器件制备方法、制备工件及其制备方法，制备工件的制备方法包括：在衬底上形成电极层；在所述电极层上形成牺牲层和硬掩膜层；通过图案化工艺在所述硬掩膜层上形成版图图形；通过版图图形的开口对所述牺牲层进行刻蚀至所述电极层形成中空硬掩膜结构；通过预设第一角度在所述中空硬掩膜结构中沉积第一材料层；通过预设第二角度在所述中空硬掩膜结构和所述第一材料层上沉积形成第二材料层，本发明可以在不破真空的条件下制备含有两层不同图形的器件，使得样品的两层材料间的界面具备较高的质量，且器材具有较高的可靠性，易于重复。

技术领域

本发明涉及自旋电子器件技术领域，尤其涉及一种自旋电子器件制备方法、制备工件及其制备方法。

背景技术

随着集成电路特征尺寸的减小，摩尔定律难以为继。常规的基于电子电荷(Charge)的器件越来越难满足高性能、低功耗的需求。以巨磁阻效应(GiantMagnetoresistance，简称GMR)的发现为标志发展起来的自旋电子学(Spintronics)为后摩尔时代提供了一个新的发展方向。在众多自旋电子学器件中，美国普渡大学的Datta教授提出的全自旋逻辑器件(All-spin Logic Device，简称ASLD)在运行的各个阶段均采用自旋，相比于之前仅仅是内部变量基于自旋的器件，该概念能更充分地发挥自旋的优势，得到了广泛的关注。横向自旋阀(Lateral Spin Valve，简称LSV)是全自旋逻辑器件的核心结构，通常先制备样品，在样品制备完成后，通过光刻的方式制备电极，其中，样品由两层及以上的图形构成，每层图形包含一种或多种材料，对于纳米级别的器件，不同材料之间相互接触的界面的质量会对材料的性能产生极大的影响，例如，如果在第二层的材料沉积之前，第一层的材料已经被空气中的氧气氧化，则该氧化层会存在于最终制得的器件的第一层和第二层材料之间，影响信号在两种材料之间的传递，导致器件无法正常工作。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种自旋电子器件制备工件的制备方法，可以在不破真空的条件下制备含有两层不同图形的器件，使得样品的两层材料间的界面具备较高的质量，且器材具有较高的可靠性，易于重复。本发明的另一个目的在于提供一种自旋电子器件制备方法。本发明的还一个目的在于提供一种自旋电子器件制备工件。

为了达到以上目的，本发明一方面公开了一种自旋电子器件制备工件的制备方法，包括：

在衬底上形成电极层；

在所述电极层上形成牺牲层和硬掩膜层；

通过图案化工艺在所述硬掩膜层上形成版图图形；

通过版图图形的开口对所述牺牲层进行刻蚀至所述电极层形成中空硬掩膜结构。

优选的，所述在衬底上形成电极层具体包括：

在衬底上形成刻蚀阻挡层；

在所述刻蚀阻挡层上形成电极层。

优选的，进一步包括在衬底上形成电极层，之前：

在所述衬底上形成绝缘层。

优选的，所述在所述电极层上形成牺牲层和硬掩膜层具体包括：

在所述电极层上形成钝化层；

对所述钝化层进行平坦化处理得到牺牲层；

在所述牺牲层上形成硬掩膜层。

优选的，通过图案化工艺在所述硬掩膜层上形成版图图形具体包括：

通过图案化工艺形成具有第一版图图形的硬掩膜层；

根据所述具有第一版图图形的硬掩膜层通过图案化工艺形成具有第一版本图形和第二版本图形的硬掩膜层。

优选的，所述通过图案化工艺形成具有第一版图图形的硬掩膜层具体包括：