[发明专利]MTJ器件的制作方法、MTJ器件及STT-MRAM

权利要求书

1.一种MTJ器件的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

依次设置钉扎层、绝缘势垒层与自由层的第一过程，或者依次设置自由层、绝缘势垒层与钉扎层的第二过程，所述自由层包括至少一个结构层，

当所述制作方法包括所述第一过程时，所述制作方法还包括：在设置所述自由层之前，采用等离子体法对设置所述绝缘势垒层的裸露表面进行刻蚀，和/或，在设置所述自由层的过程中采用等离子体法对至少一个所述结构层的裸露表面进行刻蚀；

当所述制作方法包括所述第二过程时，所述制作方法还包括：在设置所述自由层的过程中采用等离子体法对至少一个所述结构层的裸露表面进行刻蚀。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，控制所述刻蚀的速率小于0.02nm/s。

3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述绝缘势垒层和/或所述结构层被刻蚀的厚度在0.01～1nm之间。

4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，控制所述刻蚀的时间在0.1s～60s之间。

5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，控制所述刻蚀的温度在25～250℃之间。

6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，控制所述刻蚀的压力在50～150mTorr之间。

7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述等离子体法采用的刻蚀气体包括Ne、Ar、Kr与Xe中的一种。

8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述等离子体法采用的辅助气体包括He、N₂、H₂与O₂中的一种。

9.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述结构层包括第一铁磁层、非磁金属层与第二铁磁层，所述自由层的设置过程包括：

依次设置所述第一铁磁层、所述非磁金属层与所述第二铁磁层，其中，

所述第一铁磁层与所述第二铁磁层通过所述非磁金属层呈铁磁耦合状态。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于，所述自由层的设置过程还包括：

采用所述等离子体法对所述第一铁磁层的裸露的表面进行刻蚀。

11.根据权利要求9或10所述的制作方法，其特征在于，所述自由层的设置过程还包括：

采用所述等离子体法对所述第二铁磁层的裸露表面进行刻蚀。

12.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：设置衬底层，当所述制作方法包括所述第一过程时，所述钉扎层设置在所述衬底层的表面上；当所述制作方法包括所述第二过程时，所述自由层设置在所述衬底层的表面上。

13.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括：设置保护层，当所述制作方法包括所述第一过程时，所述保护层设置在所述自由层的远离所述绝缘势垒层的表面上；当所述制作方法包括所述第二过程时，所述保护层设置在所述钉扎层的远离所述绝缘势垒层的表面上。

14.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，采用磁控溅射法或分子束外延法沉积所述钉扎层、所述绝缘势垒层和/或所述自由层。

15.一种MTJ器件，其特征在于，所述MTJ器件采用权利要求1至14中的任一项所述制作方法制作而成。

16.一种STT-MRAM，包括MTJ器件，其特征在于，所述MTJ器件为权利要求15所述的MTJ器件。