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自旋角动量转移磁随机存储器（Spin Torque Transfer Magnetic Random Access Memory，STT-MRAM）是一种新型非易失性存储器，它具有存储密度大、读写速度极快、功耗低、非易失性、重复读写次数极大等优点。 磁性隧道结（Magnetic tunnel junction，MTJ）是STT-MRAM存储单元的核心部分。常用的MTJ制备方法多种多样，但是步骤繁琐、成本较高、误差较大，且几乎全部涉及干法刻蚀。干法刻蚀又具有易形成“金字塔”状、材料再沉积易形成侧壁、误差增大的缺点。本文提出了一种新的MTJ纳米柱阵列制备方法，此方法不涉及干法刻蚀，全部采用lift-off工艺技术，通过此方法可以同时制备大批量不同尺寸MTJ单元，不但可以减少工艺步骤，节约时间和成本，而且可以降低实验误差。本文首先概述了MTJ纳米柱阵列的掩膜版设计和各层备选薄膜材料，其次详细介绍了MTJ纳米柱阵列制备工艺流程，最后对样品物理特性和电学特性进行测试，结果显示采用此方法制备的MTJ纳米柱结构形状良好，边缘整齐，图形清晰，室温下TMR达到71.43％。 为了进一步减小误差和降低成本，本文又对HSQ光刻胶进行了工艺研究，实验表明变性HSQ不但电阻率比SiO2更大，具有更好的绝缘特性，而且光刻图形更加准确清晰，所以可以用变性HSQ取代传统的SiO2或Al2O3作为绝缘隔离层加入到MTJ阵列中，不但可以减少两步工艺步骤，而且可以减小实验误差。