[发明专利]一种磁性隧道结阵列及其制备方法

权利要求书

1.一种磁性隧道结阵列的制备方法，其特征在于，包括：

S10：提供基底；

S20：在所述基底上依次形成底电极层、磁性隧道结层和硬掩膜层；

S30：对所述磁性隧道结层和硬掩膜层进行图案化；

S40：使氰基自由基的前驱体气体在等离子体中形成氰基自由基，将所述氰基自由基与图案化的磁性隧道结层和硬掩膜层的材料进行化学反应和/或采用所述氰基自由基对图案化的磁性隧道结层和硬掩膜层的材料进行化学修饰，并使惰性气体离子的离子源气体形成惰性气体离子，采用所述惰性气体离子将化学反应产物和/或被化学修饰的材料和/或未发生化学反应并且未被化学修饰的图案化的磁性隧道结层和硬掩膜层的材料移除，得到磁性隧道结阵列。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述磁性隧道结层的材料包括铁、钴、钴铁硼、镍、钨、钼、铬、钌、铱、钯、铂、氧化镁、铝、锌、钛和铑中的任意一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述硬掩膜层的材料选自钽和氮化钽中的任意一种或多种。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，所述氰基自由基的前驱体气体选自HCN、(CN)₂、CH₃CN、CH₄/NH₃、CH₃OH/NH₃和CH₃CH₂OH/NH₃中的任意一种或多种。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其中，所述化学反应和/或所述化学修饰进行时的压强为0.3mTorr-10mTorr。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其中，所述惰性气体离子的离子源气体包括氖气、氩气、氪气、氙气中的任意一种或多种；

任选地，所述惰性气体离子的离子源气体还包括携气，所述携气选自CO、CO₂、N₂、O₂和He中的任意一种或多种。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其中，所述氰基自由基的前驱体气体和所述惰性气体离子的离子源气体的总流量为100sccm-2000sccm；

任选地，产生并维持所述等离子体的射频源电源的功率为100watt-3000watt；还任选地，所述射频源电源的频率为13.56MHz；

任选地，所述采用所述惰性气体离子将化学反应产物和/或被化学修饰的材料和/或未发生化学反应并且未被化学修饰的图案化的磁性隧道结层和硬掩膜层的材料移除包括：采用射频偏压电源将所述惰性气体离子加速，并采用加速后的惰性气体离子对所述化学反应产物和/或被化学修饰的材料和/或未发生化学反应并且未被化学修饰的图案化的磁性隧道结层和硬掩膜层的材料进行轰击以将材料移除；所述射频偏压电源提供的离子加速电压为30V-1000V；还任选地，所述射频偏压电源的频率为13.56MHz、2MHz或400kHz，优选为400kHz。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的制备方法，其中，步骤S40在电感耦合等离子体刻蚀腔体中进行。

9.根据权利要求至1至8中任一项所述的制备方法，还包括：在步骤S40进行过程中和/或步骤S40完成之后，采用离子束刻蚀对磁性隧道结侧壁进行修剪，得到所述磁性隧道结阵列；

任选地，所述离子束刻蚀的离子源气体选自氖气、氩气、氪气、氙气中的任意一种或多种。

10.一种磁性隧道结阵列，其特征在于，通过权利要求至1至9中任一项所述的制备方法得到；

任选地，所述磁性隧道结阵列的磁性隧道结的直径为亚80nm、亚70nm、亚60nm或亚50nm。