[发明专利]一种磁性存储单元及其的制备方法、磁性存储器

说明书

本发明公开了一种磁性存储单元的制备方法，通过在预设的自旋轨道矩金属基体表面，向外依次设置磁性自由层、绝缘隧道层、磁性参考层及掩膜层，得到待刻蚀单元；对所述掩膜层、所述磁性参考层及所述绝缘隧道层进行刻蚀，得到包括柱状凸起的刻蚀工件；在所述刻蚀工件表面设置保护层；对柱状外围区的磁性自由层进行定向处理形成高电阻率区，得到存储单元预置物；去除所述存储单元预置物的掩膜层上方的保护层，得到磁性存储单元。本发明使所述磁性自由层起到了所述自旋轨道矩金属基体的保护层的作用，保障了所述自旋轨道矩金属基体的厚度均匀性不会被破坏。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的磁性存储单元及磁性存储器。

技术领域

本发明涉及存储技术领域，特别是涉及一种磁性存储单元及其的制备方法、磁性存储器。

背景技术

相比于传统的STT-MRAM(自旋转移矩磁性随机存储器)，SOT-MRAM(自旋轨道矩磁性随机存储器)既保持了MRAM高速度和低功耗等优异特性，又实现了低写入电压及读写路径分离。有望取代STT-MRAM，利用自旋轨道矩实现快速而可靠的磁化翻转。然而，基于MTJ(磁性隧道结)的自旋轨道磁存储器，自由层与自旋轨道矩提供线直接接触。但需要注意的是，由于通过其内部的电流大小将直接控制其上的存储单元，因此超薄自旋轨道矩材料表面平整度要求极高，不同位置薄厚偏差过大会导致内部电流不同，进而导致存储器件的可靠性下降。

而现有技术中在器件制备的刻蚀及化学机械抛光过程中，不可避免地会对自旋轨道矩金属基体造成影响，而刻蚀与抛光的不均匀性会进一步增加所述自旋轨道矩金属基体的不均匀性。

因此，如何找到一种避免刻蚀与抛光过程对自旋轨道矩金属基体的破坏，提高自旋轨道矩金属基体厚度均匀性的方法，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁性存储单元及其的制备方法、磁性存储器，以解决现有技术中刻蚀与抛光过程对自旋轨道矩金属基体造成破坏，进而导致自旋轨道矩金属基体厚度均匀性不佳的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种磁性存储单元的制备方法，包括：

在预设的自旋轨道矩金属基体表面，向外依次设置磁性自由层、绝缘隧道层、磁性参考层及掩膜层，得到待刻蚀单元；

对所述掩膜层、所述磁性参考层及所述绝缘隧道层进行刻蚀，得到包括柱状凸起的刻蚀工件；

在所述刻蚀工件表面设置保护层；

对柱状外围区的磁性自由层进行定向处理形成高电阻率区，得到存储单元预置物；

去除所述存储单元预置物的掩膜层上方的保护层，得到磁性存储单元。

可选地，在所述的磁性存储单元的制备方法中，所述对柱状外围区的磁性自由层进行定向处理形成高电阻率区，得到存储单元预置物包括：

对柱状外围区的磁性自由层进行掺杂形成高电阻率区，得到存储单元预置物。

可选地，在所述的磁性存储单元的制备方法中，所述对柱状外围区的磁性自由层进行定向处理形成高电阻率区，得到存储单元预置物包括：

对柱状外围区的磁性自由层进行定向氧化形成高电阻率区，得到存储单元预置物。

可选地，在所述的磁性存储单元的制备方法中，在对柱状外围区的磁性自由层进行定向处理形成高电阻率区之前，还包括：

去除所述磁性自由层表面的保护层，保留所述柱状凸起侧壁的保护层。

可选地，在所述的磁性存储单元的制备方法中，在所述刻蚀工件表面设置保护层之前，还包括：

对所述柱状凸起的侧壁进行物理清洁。

可选地，在所述的磁性存储单元的制备方法中，所述物理清洁包括等离子体清洗或离子束刻蚀。