【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁性存储器，尤其涉及一种磁性存储器顶电极制备方法以及磁性存储单元。
技术介绍
1、在磁性隧道结的制备过程中，通常在图形化之后的磁性隧道结上覆盖介质层，再通过刻蚀和填充金属形成顶部的金属互连结构。但是，随着磁性隧道结的尺寸减小，磁性隧道接顶部的工艺窗口变小，又受限于顶部互连金属材料填充深宽比等工艺限制，很难在刻蚀过程中准确的暴露磁性隧道结顶部。
2、为了增大磁性隧道结顶部的工艺窗口，可以在磁性隧道结的顶部形成一个尺寸大于磁性隧道结的顶电极后再覆盖介质层，再通过刻蚀的方式使顶电极暴露后形成顶部的金属互连结构。但是，这种方式会导致阵列区和逻辑区的通孔高度差异较大，较大高度差对刻蚀选择比的要求非常高，工艺难度较大，因为开路问题造成成品的良率较低的风险，同时也增加了光罩成本。
技术实现思路
1、本专利技术提供的磁性存储器顶电极制备方法以及磁性存储单元，能够在不增大阵列区和逻辑区通孔高度的前提下，增大磁性隧道结顶部的工艺窗口。
2、第一方面，本专利技术提供一种磁性存储器顶电极制备方法，包括：
3、提供一底部结构，所述底部结构具有图形化的磁性隧道结，所述磁性隧道结顶部覆盖有金属硬掩膜；
4、在所述磁隧道结和所述金属硬掩膜的侧壁形成侧壁层，以形成第一中间结构；其中，所述侧壁层为单层膜层或堆叠膜层；
5、在所述第一中间结构上形成回填介质，所述回填介质与单层膜层或所述堆叠膜层的刻蚀选择比高于预定阈值；
6、在所述回填
7、可选地，在所述磁隧道结和所述金属硬掩膜的侧壁形成侧壁层，以形成第一中间结构包括：
8、在所述底部结构上形成介质材料膜层；
9、对所述介质材料膜层进行各向异性刻蚀，去除水平区域的介质材料膜层，以形成第二中间结构；
10、在所述第二中间结构上形成金属材料膜层；其中，所述回填介质与所述金属材料膜层的刻蚀选择比高于预定阈值；
11、对所述金属材料膜层进行各向异性刻蚀，去除水平区域的金属材料膜层，以形成第一中间结构。
12、可选地，所述介质材料膜层采用al2o3和sin中的一种或两种的组合形成。
13、可选地，所述金属材料膜层采用ta、ti、al及其金属氮化物中的一种或几种的组合形成。
14、可选地，对所述介质材料层进行各向异性刻蚀后，继续进行过刻蚀，以使所述金属硬掩膜的侧壁至少部分暴露。
15、可选地，在所述回填介质上形成金属互连结构包括：
16、对所述回填介质对应于所述磁隧道结单元的位置进行刻蚀，至少暴露出金属硬掩膜的部分上表面和金属材料膜层的部分上表面；
17、对刻蚀的区域采用金属材料进行填充，以形成顶部通孔。
18、可选地，在所述磁隧道结和所述金属硬掩膜的侧壁形成侧壁层，以形成第一中间结构包括：
19、在所述底部结构上形成介质材料膜层；其中，所述回填介质与所述介质膜层的刻蚀选择比超过预定阈值；
20、对所述介质材料膜层进行各向异性自对准刻蚀，去除水平区域的介质膜层，以形成第一中间结构。
21、第二方面，本专利技术提供一种磁性存储单元，包括：
22、底部结构，所述底部结构具有图形化的磁性隧道结，所述磁性隧道结顶部覆盖有金属硬掩膜；
23、侧壁层，与所述磁性隧道结侧壁接触，所述侧壁层为单层膜层或堆叠膜层，所述单层膜层或所述堆叠膜层与回填介质的刻蚀选择比超过预定阈值；
24、回填介质，覆盖所述底部结构和所述侧壁层；
25、顶部金属互连结构，与所述金属硬掩膜上表面和所述侧壁层上表面接触。
26、可选地，所述侧壁层包括：
27、介质材料膜层，所述介质材料膜层设置在所述磁性隧道结的侧壁和所述金属硬掩膜的至少部分侧壁；
28、金属材料膜层，所述金属材料膜层设置在所述介质材料膜层的侧壁和所述金属硬掩膜的至少部分侧壁，其中，所述金属材料膜层与所述回填介质的刻蚀选择比超过预定阈值，且所述金属材料膜层需完全覆盖所述介质材料膜层。
29、可选地，所述侧壁层包括：
30、介质材料膜层，所述介质材料膜层设置在所述磁隧道结的侧壁和所述金属硬掩膜的至少部分侧壁，其中，所述介质材料膜层与所述回填介质的刻蚀选择比超过预定阈值。
31、在本专利技术的技术方案中，通过在磁隧道结和金属硬掩膜的侧壁形成单层膜层或者堆叠膜层，将磁隧道结顶部能够与回填介质具有高刻蚀选择比的区域进行扩大，从而，增大了顶部通孔在制备过程中的工艺窗口。在本专利技术提供的技术方案中，可以利用金属材料膜层的厚度对顶部通孔的工艺窗口进行扩大，这种情况下，为了避免磁性隧道结的短路，通过介质材料膜层对磁性隧道结和金属材料膜层进行分隔。也可以采用介质材料膜层的厚度对顶部通孔的工艺窗口进行扩大，在这种情况下，介质材料膜层应当与后续的回填介质具有高刻蚀选择比。由于本专利技术提供的技术方案是在水平方向上以金属材料膜层的厚度对顶部通孔的工艺窗口进行扩大，并未在竖直方向上增加额外的叠层，因此，本专利技术提供的技术方案能够在不增大阵列区和逻辑区通孔高度的前提下，增大磁性隧道结顶部的工艺窗口。
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1.一种磁性存储器顶电极制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述磁隧道结和所述金属硬掩膜的侧壁形成侧壁层，以形成第一中间结构包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述介质材料膜层采用Al2O3和SiN中的一种或两种的组合形成。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述金属材料膜层采用Ta、Ti、Al及其金属氮化物中的一种或几种的组合形成。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述介质材料层进行各向异性刻蚀后，继续进行过刻蚀，以使所述金属硬掩膜的侧壁至少部分暴露。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述回填介质上形成顶部金属互连结构包括：
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述磁隧道结和所述金属硬掩膜的侧壁形成侧壁层，以形成第一中间结构包括：
8.一种磁性存储单元，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述磁性存储单元，其特征在于，所述侧壁层包括：
10.根据权利要求8所述的磁性存储单元，其特
...【技术特征摘要】
1.一种磁性存储器顶电极制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述磁隧道结和所述金属硬掩膜的侧壁形成侧壁层，以形成第一中间结构包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述介质材料膜层采用al2o3和sin中的一种或两种的组合形成。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述金属材料膜层采用ta、ti、al及其金属氮化物中的一种或几种的组合形成。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述介质材料层进行各...
【专利技术属性】
技术研发人员：申力杰，于志猛，
申请(专利权)人：浙江驰拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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