一种磁性隧道结顶电极连接孔的形成方法技术

本发明专利技术提供了一种磁性隧道结顶电极连接孔的形成方法，步骤如下：S1.提供包括底电极、第一电介质层、MTJ结构单元，钽顶电极的衬底；步骤S2.采用氮化硅填充衬底剩余部分；S3.磨平氮化硅直到钽顶电极；S4.沉积氧化硅膜层、顶电极连接孔刻蚀阻挡层和第二电介质层；S5.图形化转移顶电极连接孔图案到第二电介质层；S6.刻蚀所述第二电介质层，并去掉在图形化转移过程中残留的有机物，使图案转移到所述刻蚀阻挡层；S7.对刻蚀阻挡层进行刻蚀；S8.刻蚀氧化硅层；S9.去掉残留的有机物；S10.在顶电极连接孔内壁形成扩散阻止层；S11.采用铜填充顶电极连接孔，并采用化学机械抛光的方法磨平填充物。

A method of forming the connecting hole of the top electrode of a magnetic tunnel

The present invention provides a method of forming the top electrode junction, connecting hole magnetic tunnel steps are as follows: S1. includes a bottom electrode, a first dielectric layer, the MTJ structure, the top electrode of tantalum substrate; step S2. the remaining part of silicon nitride substrate filling; S3. polished silicon nitride tantalum until top electrode; depositing a silicon oxide film S4. and the top electrode connecting hole etching barrier layer and a second dielectric layer; S5. graphic transfer hole pattern to the top electrode connected second S6. dielectric layer; etching the second dielectric layer, and removing the organic residues of the transfer process in the graphic, the pattern transferred to the etching barrier layer; etching the etch stop S7. S8. layer; etching the silicon oxide layer; removing residual organic compounds S9.; S10. diffusion in the top electrode layer formed on the inner wall of the connecting hole stop; S11. adopts copper filled the top electrode and the connecting hole. The method of chemical mechanical polishing is used to smooth the filler.

【技术实现步骤摘要】
一种磁性隧道结顶电极连接孔的形成方法
本专利技术涉及一种磁性隧道结(MTJ，MagneticTunnelJunction)的制备方法，特别涉及一种磁性隧道结顶电极连接孔(TEV，TopElectrodeVia)的形成方法，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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性隧道结顶电极连接孔的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：提供包括底电极、第一电介质层、磁性隧道结结构单元、钽顶电极的衬底；步骤S2：采用化学气相沉积的方法得到氮化硅并填充所述衬底的剩余部分；步骤S3：采用化学机械抛光的方法磨平所述氮化硅直到所述钽顶电极；步骤S4：沉积氧化硅膜层、顶电极连接孔刻蚀阻挡层和第二电介质层；步骤S5：图形化转移顶电极连接孔图案到所述第二电介质层；步骤S6：采用主要包含C4F8或者C4F6的气体刻蚀所述第二电介质层，并用O2去掉在图形化转移过程中残留的有机物，使所述顶电极连接孔图案转移到所述刻蚀阻挡层；步骤S7：采用CH2F2/CF4或者CH2F2/C...

【技术特征摘要】
1.一种磁性隧道结顶电极连接孔的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：提供包括底电极、第一电介质层、磁性隧道结结构单元、钽顶电极的衬底；步骤S2：采用化学气相沉积的方法得到氮化硅并填充所述衬底的剩余部分；步骤S3：采用化学机械抛光的方法磨平所述氮化硅直到所述钽顶电极；步骤S4：沉积氧化硅膜层、顶电极连接孔刻蚀阻挡层和第二电介质层；步骤S5：图形化转移顶电极连接孔图案到所述第二电介质层；步骤S6：采用主要包含C4F8或者C4F6的气体刻蚀所述第二电介质层，并用O2去掉在图形化转移过程中残留的有机物，使所述顶电极连接孔图案转移到所述刻蚀阻挡层；步骤S7：采用CH2F2/CF4或者CH2F2/CHF3气体对所述刻蚀阻挡层进行刻蚀；步骤S8：采用C4F8/CO、C4F6/CO、C4F8/O2或者C4F6/O2气体刻蚀所述氧化硅膜层；步骤S9：采用N2/H2或者O2气体去掉残留的有机物；步骤S10：在顶电极连接孔内壁形成扩散阻止层；步骤S11：采用铜填充所述顶电极连接孔，再磨平所述顶电极连接孔的顶部。2.根据权利要求1所述的一种磁性隧道结顶电极连接孔的形成方法，其特征在于，所述氧化硅膜层的厚度为5nm～20nm；所述刻蚀阻挡层为SiCN或者SiN，所述刻蚀阻挡层的厚度为20nm～40nm；所述第二电介质层为SiO2，所述第二电介质层的厚度为150nm～300nm。3.根据权利要求1所述的一种磁性隧道结顶电极连接孔的形成方法，其特征在于，使用碳膜层、抗反射层和光刻胶实现对所述顶电极连接孔的图形化定义。4.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云森，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