[发明专利]一种非挥发性只读存储器及其制备方法

权利要求书

1.一种非挥发性只读存储器，其特征在于，由磁性金属薄膜和可控氧化的金属薄膜构成上下层结构，其中下层磁性金属薄膜的厚度应在1nm～2nm之间，上层金属薄膜厚度在2nm～3nm之间，通过对上层金属薄膜的部分区域进行氧化，使磁性金属薄膜被诱导变为具有垂直各向异性和非垂直各向异性两部分，所述非挥发性只读存储器中垂直各向异性区域和非垂直各向异性区域分别设定为信息存储中的“1”和信息存储中的“0”。

2.如权利要求1所述非挥发性只读存储器，其特征在于，所述磁性金属薄膜为过渡区3d金属，包括铁、钴、镍。

3.如权利要求1所述非挥发性只读存储器，其特征在于，所述上层金属薄膜为铝。

4.一种制备如权利要求1所述的非挥发性只读存储器的方法，其步骤包括：

1)选择合适的衬底，在其表面淀积一层缓冲层；

2)通过光刻，选择合适的位置打开窗口，确定能够满足数据存储所要求的物理空间的大小与形状，分别淀积磁性金属薄膜和可控氧化的金属薄膜；

3)根据所需要的存储内容，在金属薄膜进行氧化区域位置打开窗口，以光刻胶为掩模，进行氧化，形成垂直各向异性区域和非垂直各向异性区域，所述垂直各向异性区域和非垂直各向异性区域分别设定为信息存储中的“1”和信息存储中的“0”；

4)在已经完成的非挥发性只读存储器阵列上制备一层保护层。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中衬底为硅、氧化硅、氧化硅/硅、氮化硅、云母或蓝宝石。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤1)中缓冲层为铂(Pt)、钌(Ru)或铬(Cr)，厚度为5nm～20nm。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中氧化为，氧等离子体环境利用等离子体刻蚀机实现，刻蚀气体选择氧气，氧气气压为10～50mTorr，将刻蚀功率设定为10～50W，起辉功率设置为50～100W，刻蚀时间设定为0.5～1分钟。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤3)中光刻方式采用电子束光刻、紫外光刻方式。

9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤4)中保护层为重金属、多晶硅或氮化硅，保护层厚度为2nm到5nm。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述步骤4)中采用电子束沉积保护层，其中真空腔的真空度控制在10^-7Torr以下，淀积速度设定在0.01～0.1nm/s。