一种磁性随机存储器的制备方法技术

本发明专利技术提供一种磁性随机存储器的制备方法，包括以下步骤：(1)在CMOS衬底上，依次形成底电极膜层、磁性隧道结多层膜和硬掩模膜层；(2)图形化定义磁性隧道结图案，刻蚀硬掩模膜层和磁性隧道结多层膜并停止在底电极膜层上；(3)离子束刻蚀去除侧壁的覆盖层/破坏层；(4)自对准刻蚀底电极膜层，直到底电极膜层之下的层间介电质被部分刻蚀掉；(5)填充介电质并磨平。本发明专利技术提供的磁性随机存储器的制备方法，采用先制备磁性隧道结，再对底电极进行制作，提高了底电极和磁性隧道结相互对准的精准度；在刻蚀底电极时，采用自对准的方式，不需要额外的底电极光罩，降低了工艺复杂程度和制造成本，有利于MRAM的大规模生产。

A preparation method of magnetic random access memory

The invention provides a preparation method of magnetic random access memory, which comprises the following steps: (1) on the CMOS substrate, sequentially forming a bottom electrode layer, magnetic tunnel junction multilayer film and hard mask layer; (2) the graphical definition of magnetic tunnel junction pattern, etching the hard mask film and multilayer magnetic tunnel junction film and stop at the bottom electrode layer; (3) ion beam etching decoat / sidewall damage layer; (4) self-aligned etching bottom electrode film, until the end of the electrode film under the interlayer dielectric is partially etched; (5) filled with dielectric and polished. Preparation method of magnetic random access memory provided by the invention, the preparation of magnetic tunnel junction, the bottom electrode of production, improve the bottom electrode and magnetic tunnel junction mutual alignment accuracy; in etching the bottom electrode, using a self-aligned manner, without additional mask bottom electrode, reducing process the complexity and cost of manufacture, which is good for the mass production of MRAM.

【技术实现步骤摘要】
一种磁性随机存储器的制备方法
本专利技术涉及集成电路制造
，具体涉及一种磁性随机存储器的制备方法。
技术介绍
近年来，利用磁性隧道结(MTJ，MagneticTunnelJunction)的磁电阻效应的磁性随机存储器(MRAM，MagneticRadomAccessMemory)，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，它可以通过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；以及磁性参考层，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，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，这种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁性随机存储器的制备方法，其特征在于，所述磁性随机存储器的制备方法包括以下步骤：(1)在包括层间介电质和导电插塞的CMOS衬底上，依次形成底电极膜层、磁性隧道结多层膜和硬掩模膜层；(2)图形化定义磁性隧道结图案，采用反应离子刻蚀硬掩模膜层和磁性隧道结多层膜并停止在底电极膜层上；(3)离子束刻蚀去除侧壁的覆盖层/破坏层；(4)自对准刻蚀底电极膜层，直到底电极膜层之下的层间介电质被部分刻蚀掉；(5)填充介电质在被刻蚀的硬掩模膜层、磁性隧道结多层膜和底电极膜层周围的空隙里，并采用化学机械抛光磨平介电质直到硬掩模膜层。

【技术特征摘要】
1.一种磁性随机存储器的制备方法，其特征在于，所述磁性随机存储器的制备方法包括以下步骤：(1)在包括层间介电质和导电插塞的CMOS衬底上，依次形成底电极膜层、磁性隧道结多层膜和硬掩模膜层；(2)图形化定义磁性隧道结图案，采用反应离子刻蚀硬掩模膜层和磁性隧道结多层膜并停止在底电极膜层上；(3)离子束刻蚀去除侧壁的覆盖层/破坏层；(4)自对准刻蚀底电极膜层，直到底电极膜层之下的层间介电质被部分刻蚀掉；(5)填充介电质在被刻蚀的硬掩模膜层、磁性隧道结多层膜和底电极膜层周围的空隙里，并采用化学机械抛光磨平介电质直到硬掩模膜层。2.如权利要求1所述的磁性随机存储器的制备方法，其特征在于，步骤(4)中的自对准刻蚀底电极膜层包括以下步骤：(41)在蚀刻后的硬掩模膜层和磁性隧道结多层膜的周围，沉积一层覆盖侧墙的第一介电质层与覆盖底电极膜层的第二介电质层；(42)反应离子刻蚀或者离子束刻蚀所述第二介电质层与底电极膜层，同时避免所述第一介电质层被刻蚀穿。3.如权利要求2所述的磁性随机存储器的制备方法，其特征在于，步骤(41)中的第一介电质层的厚度为2nm～20nm，所述第一介电质层为SiO2、SiN、SiCN、SiC、MgO或者Al2O3。4.如权利要求2所述的磁性随机存储器的制备方法，其特征在于，步骤(41)中的第二介电质层的厚度为2nm～20nm，所述第二介电质层为SiO2、SiN、SiCN、SiC、MgO或者Al2O3。5.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云森，肖荣福，郭一民，陈峻，
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