[发明专利]高抗辐射磁随机存储器件及其制备方法

说明书

本申请公开了一种高抗辐射磁随机存储器件及其制备方法，属于存储器制造技术领域，所述高抗辐射磁随机存储器件包括：衬底；形成在所述衬底上的碳纳米管晶体管；磁性隧道结存储单元，所述磁性隧道结存储单元形成在所述碳纳米管晶体管的上方，所述碳纳米管存储单元由金属缓冲层、反铁磁层、铁磁层、氧化物势垒层、铁磁层、氧化物保护层和金属保护层自下而上堆叠组成，并通过金属通孔与所述碳纳米管晶体管的漏极垂直电相连。提高了磁随机存储器的抗辐射性能。

技术领域

本发明涉及高抗辐射磁随机存储器件及其制备方法，属于存储器制造技术领域。

背景技术

对于空间应用而言，为了保证使用的可靠性，存储器必须满足空间任务的环境要求，例如空间辐射环境以及高低温等特殊恶劣环境。然而，目前基于CMOS(ComplementaryMetal-Oxide-Semiconductor，互补金属氧化物半导体)技术的传统半导体存储器难以达到高抗辐射性能，例如，主要用于缓存的静态随机存储器(SRAM，Static Random-AccessMemory)和主要用于主存的动态随机存储器(DRAM，Dynamic Random-Access Memory)抗单粒子翻转能力较弱；而闪存(FLASH)由于栅氧厚度较厚，抗总剂量能力较弱。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高抗辐射磁随机存储器件及其制备方法，用于解决现有技术中存在的问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

根据第一方面，本发明实施例提供了一种高抗辐射磁随机存储器件，所述存储器件包括；

衬底；

形成在所述衬底上的碳纳米管晶体管；

磁性隧道结存储单元，所述磁性隧道结存储单元形成在所述碳纳米管晶体管的上方，所述碳纳米管存储单元由金属缓冲层、反铁磁层、铁磁层、氧化物势垒层、铁磁层、氧化物保护层和金属保护层自下而上堆叠组成，并通过金属通孔与所述碳纳米管晶体管的漏极垂直电相连。

可选的，所述碳纳米管晶体管通过互补金属氧化物半导体CMOS互连工艺与所述磁性隧道结存储单元相连。

可选的，所述衬底为硅片、氮化硅、石英、玻璃和氧化铝中的至少一种。

第二方面，提供了一种高抗辐射磁随机存储器件的制备方法，所述方法包括：

在衬底的上方制备碳纳米管晶体管；

制备连接所述碳纳米管晶体管漏极和磁性隧道结存储单元的金属通孔；

在所述金属通孔的顶部依次沉积金属缓冲层、反铁磁层、铁磁层、氧化物势垒层、铁磁层、氧化物保护层和金属保护层，得到磁性隧道结存储单元；

将所述磁性隧道结存储单元的电极通过所述金属通孔与所述碳纳米管晶体管的漏极垂直电相连。

可选的，所述制备连接所述碳纳米管晶体管漏极和磁性隧道结存储单元的金属通孔，包括：

在所述碳纳米管晶体管的表面沉积掺杂硼B和磷P的正硅酸乙酯TEOS，形成金属前介质；

旋涂光刻胶，曝光并显影，刻蚀接触孔位置；

去除光刻胶，沉积钛Ti和氮化钛TiN，之后采用化学气相沉积CVD方法沉积金属钨W，形成所述金属通孔。

可选的，所述在所述金属通孔的顶部依次沉积金属缓冲层、反铁磁层、铁磁层、氧化物势垒层、铁磁层、氧化物保护层和金属保护层，得到磁性隧道结存储单元之前，所述方法还包括：

涂覆低介电常数k介质，并沉积二氧化硅SiO₂，旋涂光刻胶；

通过光刻定义金属1的区域，并曝光光阻层；