一种制备小尺寸高质量MRAM元件的方法技术

本发明专利技术是一种制备小尺寸MRAM元件的方法，其在半导体晶片上构建尽可能靠近相关通孔的MTJ，该通孔连接相关电路。本发明专利技术提供了一种在膜沉积过程中底电极表面平坦化的工艺方案，确保获得原子级平滑度而非粗糙的MTJ多层膜沉积，该MTJ多层膜尽可能靠近相关通孔。该平坦化方案首先在底电极沉积的中间沉积薄的非晶态导电层，并立即用低能量离子束轰击此非晶态层，从而为表面原子扩散提供动能，使其从高点移动到低扭折。通过此平坦化方案，不仅MRAM器件可以做得非常小，并且也大大提高了器件的性能与磁稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种制备小尺寸高质量的磁性随机存储器(MRAM，MagneticRandomAccessMemory)元件的方法，以生产高密度和高良莠率的MRAM芯片。
技术介绍
近年来，采用磁性隧道结(MTJ，MagneticTunnelJunction)的磁电阻效应的MRAM被人们认为是未来的固态非易失性记忆体，它具有高速读写、大容量以及低能耗的特点。铁磁性MTJ通常为三明治结构，其中有磁性记忆层，它可以改变磁化方向以记录不同的数据；位于中间的绝缘的隧道势垒层；磁性参考层，位于隧道势垒层的另一侧，它的磁化方向不变。当磁性记忆层与磁性参考层之间的磁化强度矢量方向平行或反平行时，磁记忆元件的电阻态相应为低阻态或高阻态。因此，测量磁电阻元件的电阻即可得到存储在其中的信息。一般通过不同的写操作方法来对MRAM器件进行分类。传统的MRAM为磁场切换型MRAM，其在写操作时，采用两条交叉的电流线的交汇处产生的磁场，来改变磁电阻元件中的磁性记忆层的磁化强度方向。自旋转移力矩(STT，Spin本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备MRAM元件的方法，其特征在于，在半导体晶片中的通孔上制备底电极层，所述通孔连接读/写/控制电路，并在所述底电极层上制备磁性隧道结。

【技术特征摘要】
2014.12.05 US US14/5626601.一种制备MRAM元件的方法，其特征在于，在半导体晶片中的通孔上制备
底电极层，所述通孔连接读/写/控制电路，并在所述底电极层上制备磁性隧
道结。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，制备所述底电极层和所述磁性隧道
结包括以下步骤：
步骤一、制备所述底电极层；
步骤二、制备所述磁性隧道结。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，制备所述底电极层和所述磁性隧道
结包括以下步骤：
步骤一、制备所述底电极层；
步骤二、采用化学机械抛光对所述底电极层的顶部表面进行抛光；
步骤三、制备所述磁性隧道结。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，制备所述底电极层包括以下步骤：
步骤一、在所述晶片上制备种子层；
步骤二、在所述种子层上制备导电层子层一；
步骤三、在所述导电层子层一上制备非晶态的导电层子层二，以破坏所述导
电层子层一的晶粒生长；
步骤四、对所述非晶态的导电层子层二进行平坦化；
步骤五、在所述非晶态的导电层子层二上制备导电层子层一；
步骤六、重复N次所述步骤三至所述步骤五，N为自然数。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，制备所述磁性隧道结包括以下步骤：
步骤一、在所述底电极层上制备种子层；
步骤二、在所述种子层上制备磁性参考层，所述磁性参考层具有固定磁化方
向的磁各向异性；
步骤三、在所述磁性参考层上制备隧道势垒层；
步骤四、在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖荣福，
申请(专利权)人：上海磁宇信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31