當(dāng)前，全世界主要半導(dǎo)體研發(fā)機(jī)構(gòu)和企業(yè)都在SOT-MRAM刻蝕工藝上開展了大量工作，然而，SOT-MRAM的刻蝕工藝依然是業(yè)界面臨的一項(xiàng)重要技術(shù)挑戰(zhàn)。
近日，中科院微電子所在SOT-MRAM的關(guān)鍵集成技術(shù)領(lǐng)域取得新進(jìn)展。
據(jù)“中科院微電子研究所”消息，為了更好地解決SOT-MRAM的刻蝕技術(shù)難題以實(shí)現(xiàn)SOT-MTJ的高密度片上集成，同時(shí)研究不同的刻蝕工藝對器件磁電特性的影響，中國科學(xué)院微電子研究所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心羅軍研究員課題組開發(fā)了一種基于垂直磁各向異性SOT-MTJ的刻蝕“停MgO”工藝（SOMP-MTJ），該工藝有效地解決了SOT-MRAM制造中的刻蝕短路問題。
消息稱，課題組開發(fā)了刻蝕“停MgO”工藝，該工藝使MTJ刻蝕終點(diǎn)精確地停止在~1 nm厚的MgO層上（圖 1c,d）。由于隧穿層MgO的側(cè)壁從未暴露，從而避免了MgO層的短路。利用“停MgO”刻蝕工藝制備的SOT-MTJ器件陣列，晶圓的電阻良率可提升至100%，同時(shí)還提高了器件的TMR、電阻、矯頑力等關(guān)鍵參數(shù)的均勻性（圖 2a,b）。
另外，“停MgO”器件還具有更高的熱穩(wěn)定性、更低的翻轉(zhuǎn)電流密度以及高達(dá)1 ns的翻轉(zhuǎn)速度（圖 2c,d）。該研究成果為高速、低功耗、高集成度SOT-MRAM的刻蝕技術(shù)問題提供了關(guān)鍵解決方案。
