【技术实现步骤摘要】
本公开涉及半导体，尤其涉及一种磁存储器及其制备方法。
技术介绍
1、随着半导体技术和存储技术的不断发展进步，磁存储器（magnetic randomaccess memory，简称mram）逐渐成为下一代存储器技术的主要候选者之一。磁存储器包括磁隧道结（magnetic tunnel junction，简称mtj），磁隧道结包括依次叠置的自由层、隧穿层和固定层。自由层和固定层是具有磁性的材料，隧穿层则是绝缘的材料。固定层具有固定的磁畴方向，自由层的磁畴方向可以被外界激励改变。当固定层和自由层的磁畴方向相同时，磁隧道结对外表现出低电阻；当固定层和自由层的磁畴方向相反时，磁隧道结对外表现出高电阻。磁隧道结的这两种阻态可分别代表二进制数据“0”和“1”，从而进行信息的存储。
2、其中，自旋轨道矩磁存储器（spin-orbit torque mram，简称sot-mram）是一种利用重金属材料所具有的自旋轨道矩效应来改变自由层的磁畴方向的存储设备，具有非易失性、高速读写（<1 ns）、低功耗数据写入（<~0.1 pj/bit）和高耐久性等优点，应用前景广阔。
3、sot-mram中磁隧道结具有type x、type y、type z三种类型，其中type y 型的磁隧道结能够实现无磁场辅助翻转，全电控的优势。具有面内磁化的type y型磁隧道结为椭圆柱，以保持磁各向异性，从而提升数据保持度。然而，形成不同长宽比的椭圆柱时需要不同的掩膜版，增加磁存储器的制备成本。
技术实现思
1、鉴于上述问题，本公开实施例提供一种磁存储器及其制备方法，在不改变掩膜版的前提下以获得不同长宽比的椭圆柱。
2、根据一些实施例，本公开提供一种磁存储器的制备方法，其包括：
3、形成磁隧道结堆叠层、位于所述磁隧道结层上的第一掩膜层，以及位于所述第一掩膜层上的多个掩膜柱，所述多个掩膜柱通过至少两次图形化工艺形成，每个所述掩膜柱包括依次叠置的第一分层和第二分层；
4、各向同性刻蚀所述掩膜柱，至少周向缩小所述第一分层，使所述第一分层的横向尺寸小于所述第二分层的横向尺寸；
5、去除所述第二分层；
6、刻蚀暴露的所述第一掩膜层及相对应的所述磁隧道结堆叠层，形成多个磁隧道结。
7、在一些可能的实现方式中，所述形成磁隧道结堆叠层、位于所述磁隧道结层上的第一掩膜层，以及位于所述第一掩膜层上的多个掩膜柱，所述多个掩膜柱通过至少两次图形化工艺形成，每个所述掩膜柱包括依次叠置的第一分层和第二分层，包括：
8、形成依次叠置的所述磁隧道结堆叠层、所述第一掩膜层和第二掩膜层，所述第二掩膜层包括依次叠置的第一子层和第二子层；
9、刻蚀所述第二掩膜层，形成多个第一子柱；
10、形成第三掩膜层，所述第三掩膜层包括依次叠置的第三子层和第四子层，所述第三子层至少填充在所述第一子柱之间；
11、刻蚀所述第三掩膜层，形成多个第二子柱，所述第二子柱位于相邻的所述第一子柱之间，所述第二子柱和所述第一子柱形成所述掩膜柱，所述第一子层和所述第三子层形成所述第一分层，所述第二子层和所述第四子层形成所述第二分层。
12、在一些可能的实现方式中，所述刻蚀所述第二掩膜层，形成多个第一子柱，包括：
13、在所述第二掩膜层上形成第一光刻胶层；
14、对所述第一光刻胶层执行图案化，在所述第一光刻胶层形成第一图案；
15、以具有所述第一图案的所述第一光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第二掩膜层，形成所述第一子柱；
16、去除所述第一光刻胶层。
17、在一些可能的实现方式中，所述刻蚀所述第三掩膜层，形成多个第二子柱，包括：
18、在所述第三掩膜层上形成第二光刻胶层；
19、对所述第二光刻胶层执行图案化，在所述第二光刻胶层形成第二图案；
20、以具有所述第二图案的所述第二光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第三掩膜层，形成所述第二子柱；
21、去除所述第二光刻胶层。
22、在一些可能的实现方式中，周向缩小后的所述第一子层和所述第三子层之间的间隔距离大于或者等于所述光刻机曝光的极限尺寸。
23、在一些可能的实现方式中，形成磁隧道结堆叠层、位于所述磁隧道结层上的第一掩膜层，以及位于所述第一掩膜层上的多个掩膜柱，所述多个掩膜柱通过至少两次图形化工艺形成，每个所述掩膜柱包括依次叠置的第一分层和第二分层，包括：
24、形成所述磁隧道结堆叠层、所述第一掩膜层，并在所述第一掩膜层上形成第二掩膜层，所述第二掩膜层包括依次叠置的第一子层和第二子层；
25、在所述第二掩膜层上形成第一光刻胶层；
26、对所述第一光刻胶层执行图案化，在所述第一光刻胶层形成第一图案；
27、形成第二光刻胶层，所述第二光刻胶层覆盖具有所述第一图案的所述第一光刻胶层；
28、对所述第二光刻胶层执行图案化，在所述第二光刻胶层形成第二图案；
29、以具有所述第一图案的所述第一光刻胶层和具有所述第二图案的所述第二光刻胶层为掩膜，刻蚀所述第二掩膜层，形成所述掩膜柱，所述第一子层形成所述第一分层，所述第二子层形成所述第二分层；
30、去除所述第一光刻胶层和所述第二光刻胶层。
31、在一些可能的实现方式中，所述第一图案包括多个第一椭圆柱，所述第二图案包括多个第二椭圆柱，所述第二椭圆柱对应设置于所述第一椭圆柱的空隙之间，所述第二椭圆柱的关键尺寸与所述第一椭圆柱的关键尺寸相同；
32、和/或，周向缩小后的所述第一子层之间的间隔距离大于或者等于所述光刻机曝光的极限尺寸。
33、在一些可能的实现方式中，所述第一分层与所述第二分层具有刻蚀选择比。
34、本公开实施例提供的磁存储器的制备方法至少具有如下优点：
35、本公开实施例提供的磁存储器的制备方法中，形成磁隧道结堆叠层、第一掩膜层和多个掩膜柱，且每个掩膜柱包括依次叠置的第一分层和第二分层，再各向同性刻蚀掩膜柱，至少周向缩小第一分层，使第一分层的横向尺寸小于第二分层的横向尺寸。利用各向同性刻蚀可以对掩膜柱横向进行刻蚀，通过调整各向同性刻蚀的时间，可以获得不同尺寸的掩膜柱，从而获得不同尺寸/不同长宽比的硬掩膜，进而获得不同尺寸/不同长宽比的磁隧道结。去除第二分层，再刻蚀暴露的第一掩膜层及相对应的磁隧道结堆叠层，将第一分层的形状传递至磁隧道结堆叠层，形成多个磁隧道结，可以保证磁隧道结的轮廓，使得磁隧道结形成较为准确的形状。
36、根据一些实施例，本公开提供一种磁存储器的制备方法，其包括：
37、形成磁隧道结堆叠层、位于所述磁隧道结层上的第一掩膜层，以及位于所述第一掩膜层上的多个第一掩膜柱，每个所述第一掩膜柱包括依次叠置的第一分层和第二分层；
38、各向同性刻蚀所述第一掩膜柱，至少周向本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磁存储器的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成磁隧道结堆叠层、位于所述磁隧道结层上的第一掩膜层，以及位于所述第一掩膜层上的多个掩膜柱，所述多个掩膜柱通过至少两次图形化工艺形成，每个所述掩膜柱包括依次叠置的第一分层和第二分层，包括：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述刻蚀所述第二掩膜层，形成多个第一子柱，包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述刻蚀所述第三掩膜层，形成多个第二子柱，包括：
5.根据权利要求2-4任一项所述的制备方法，其特征在于，周向缩小后的所述第一子层和所述第三子层之间的间隔距离大于或者等于光刻机曝光的极限尺寸。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成磁隧道结堆叠层、位于所述磁隧道结层上的第一掩膜层，以及位于所述第一掩膜层上的多个掩膜柱，所述多个掩膜柱通过至少两次图形化工艺形成，每个所述掩膜柱包括依次叠置的第一分层和第二分层，包括：
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述第一图案
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一分层与所述第二分层具有刻蚀选择比。
9.一种磁存储器的制备方法，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，形成磁隧道结堆叠层、位于所述磁隧道结层上的第一掩膜层，以及位于所述第一掩膜层上的多个第一掩膜柱，每个所述第一掩膜柱包括依次叠置的第一分层和第二分层，包括：
11.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，形成第三掩膜层，以及位于所述第三掩膜层上的多个第二掩膜柱，所述第三掩膜层至少填充在所述第一分层之间，每个所述第二掩膜柱包括依次叠置的第三分层和第四分层，包括：
12.一种磁存储器，其特征在于，通过权利要求1-11任一项所述的制备方法形成。
...【技术特征摘要】
1.一种磁存储器的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成磁隧道结堆叠层、位于所述磁隧道结层上的第一掩膜层，以及位于所述第一掩膜层上的多个掩膜柱，所述多个掩膜柱通过至少两次图形化工艺形成，每个所述掩膜柱包括依次叠置的第一分层和第二分层，包括：
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述刻蚀所述第二掩膜层，形成多个第一子柱，包括：
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述刻蚀所述第三掩膜层，形成多个第二子柱，包括：
5.根据权利要求2-4任一项所述的制备方法，其特征在于，周向缩小后的所述第一子层和所述第三子层之间的间隔距离大于或者等于光刻机曝光的极限尺寸。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述形成磁隧道结堆叠层、位于所述磁隧道结层上的第一掩膜层，以及位于所述第一掩膜层上的多个掩膜柱，所述多个掩膜柱通过至少两次图形化工艺形成，每个所述掩膜柱包括依次叠置的第一分层和第二分层，包括：...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜晓东，张丛，李云鹏，冯春辉，张宝宁，刘宏喜，王戈飞，
申请(专利权)人：致真存储北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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