The present invention provides a magnetic tunnel junction etching method of double-layer conductive hard mask, which comprises the following steps: providing a substrate including a S1. multilayer magnetic tunnel junction; S2. in the substrate are sequentially formed on the tantalum film and titanium nitride film; S3. graphic transfer magnetic tunnel junction pattern to a titanium nitride film, complete the graphical definition of the use of pattern photoresist and organic anti reflective layer; using S4. Cl2/CH4 mixed gas dry etching titanium nitride film, the pattern is transferred to the Ta film; S5. HCl/He/O2 was used for selective etching of titanium nitride film and tantalum film, to complete the double layer patterned conductive hard mask; S6. by removing the photoresist ashing process excess oxygen and the organic anti reflective layer. It effectively improves the size of the magnetic tunnel junction pattern when the double mask transfers, and the tantalum film is excessively consumed ahead of time, which reduces the risk of the MRAM circuit bit line and the MTJ unit short circuit.
【技术实现步骤摘要】
一种磁性隧道结双层导电硬掩模的刻蚀方法
本专利技术涉及一种磁性隧道结(MTJ,MagneticTunnelJunction)硬掩模,特别涉及一种磁性隧道结导电双层硬掩模的刻蚀方法,属于集成电路制造
技术介绍
近年来,采用磁性隧道结(MTJ)的磁电阻效应的磁性随机存储器(MRAM,MagneticRadomAccessMemory)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。为能在这种磁电阻元件中记录信息,建议使用基于自旋动量转移或称自旋转移矩(STT,SpinTransferTorque)转换技术的写方法,这样的MRAM称为STT-MRAM。根据磁极化方向的不同,STT-MRAM又分为面内STT-MRAM和垂直STT-MRAM(即pSTT-MRAM),后者有更好的性能。依此方法,即可通过向磁电阻元件提供自旋极化电流来反转磁性记忆层的磁化强度方向。此外,随着磁性记忆层的体积的缩减,写或转换操作需注入的自旋极化电流也越小。因此,这种写方法可同时实现器件微型化和降低电流。同时,鉴于减小MTJ元件尺寸时所需的切换电流也会减小,所以在尺度方面pSTT-MRAM可以很好的与最先进的技术节点相契合。因此,期望是将pSTT-MRAM元件做成极小尺寸,并具有非常好的均匀性,以及把对MTJ磁性的影响减至最小,所采用的制备方法还可实现高良莠率、高精确读、高可靠写、低能耗, ...
【技术保护点】
一种磁性隧道结双层导电硬掩模的刻蚀方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:提供包括磁性隧道结多层膜的衬底;步骤S2:在所述衬底上依次形成钽膜层和氮化钛膜层;步骤S3:图形化转移磁性隧道结图案到所述氮化钛膜层,使用光刻胶和有机抗反射层完成对所述图案的图形化定义;步骤S4:采用Cl2/CH4混合气体干刻蚀所述氮化钛膜层,使所述图案转移到所述钽膜层;步骤S5:采用HCl/He/O2对所述氮化钛膜层和所述钽膜层进行选择性刻蚀,以完成对双层导电硬掩模的图案化;步骤S6:采用氧气灰化工艺除去多余的所述光刻胶和所述有机抗反射层。
【技术特征摘要】
1.一种磁性隧道结双层导电硬掩模的刻蚀方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤S1:提供包括磁性隧道结多层膜的衬底;步骤S2:在所述衬底上依次形成钽膜层和氮化钛膜层;步骤S3:图形化转移磁性隧道结图案到所述氮化钛膜层,使用光刻胶和有机抗反射层完成对所述图案的图形化定义;步骤S4:采用Cl2/CH4混合气体干刻蚀所述氮化钛膜层,使所述图案转移到所述钽膜层;步骤S5:采用HCl/He/O2对所述氮化钛膜层和所述钽膜层进行选择性刻蚀,以完成对双层导电硬掩模的图案化;步骤S6:采用氧气灰化工艺除去多余的所述光刻胶和所述有机抗反射层。2.根据权利要求1所述的一种磁性隧道结双层导电硬掩模的刻蚀方法,其特征在于,所述磁性隧道结多层膜的厚度为15~40nm。3.根据权利要求1所述的一种磁性隧道结双层导电硬掩模的刻蚀方法,其特征在于,所述钽膜层的厚度为50~200nm,所述氮化钛膜层的厚度为20~100nm。4.根据权利要求1所述的一种磁性隧道结双层导电硬...
【专利技术属性】
技术研发人员:张云森,
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
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