MRAM器件的制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111952440A(43)申请公布日2020.11.17(21)申请号201910407222.8(22)申请日2019.05.16(71)申请人中电海康集团有限公司地址311121浙江省杭州市余杭区文一西路1500号1幢311室申请人浙江驰拓科技有限公司(72)发明人杨成成刘瑞盛(74)专利代理机构北京兰亭信通知识产权代理有限公司11667代理人赵永刚(51)Int.Cl.H01L43/08(2006.01)H01L43/12(2006.01)H01L27/22(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称MRAM器件的制造方法(57)摘要本发明提供一种MRAM器件的制造方法，包括：在底电极上依次形成MTJ元件层、第一硬掩膜层和第二硬掩膜层；图形化第二硬掩膜层，依次刻蚀第二硬掩膜层及第一硬掩膜层；去除剩余的第二硬掩膜层；沉积一保护层，所述保护层覆盖剩余的第一硬掩膜层的侧壁和表面以及MTJ元件层的表面；对保护层进行刻蚀，只保留覆盖于剩余的第一硬掩膜层的侧壁的保护层；以剩余的第一硬掩膜层及其侧壁的保护层为硬掩膜，刻蚀MTJ元件层，得到MTJ预制件；去除覆盖于剩余的第一硬掩膜层的侧壁的保护层；以剩余的第一硬掩膜层为硬掩膜，刻蚀MTJ预制件，得到与剩余的第一硬掩膜层的侧壁平齐的MTJ元件。本发明能够降低MTJ元件的侧壁损伤，提高MRAM器件的可靠性。CN111952440ACN111952440A权利要求书1/1页1.一种MRAM器件的制造方法，其特征在于，包括：在底电极上依次形成MTJ元件层、第一硬掩膜层和第二硬掩膜层；图形化所述第二硬掩膜层，依次刻蚀所述第二硬掩膜层及所述第一硬掩膜层；去除剩余的第二硬掩膜层；沉积一保护层，所述保护层覆盖剩余的第一硬掩膜层的侧壁、剩余的第一硬掩膜层的表面以及所述MTJ元件层的表面；对所述保护层进行刻蚀，只保留覆盖于所述剩余的第一硬掩膜层的侧壁的保护层；以所述剩余的第一硬掩膜层及其侧壁的保护层为硬掩膜，刻蚀所述MTJ元件层，得到MTJ预制件；去除覆盖于所述剩余的第一硬掩膜层的侧壁的保护层；以所述剩余的第一硬掩膜层为硬掩膜，刻蚀所述MTJ预制件，得到与所述剩余的第一硬掩膜层的侧壁平齐的MTJ元件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护层采用等离子体增强原子层沉积或者等离子体增强化学气相沉积的方法进行沉积。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护层的材料包括SiO2、SiN、SiC、SiON和SiCN中的任意一种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用化学反应离子刻蚀的方法对所述保护层进行刻蚀，刻蚀气体为包括C和F元素的气体。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用化学反应离子刻蚀的方法刻蚀所述MTJ元件层，刻蚀气体为包括C、H和O元素的气体。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用物理离子酰刻蚀的方法刻蚀所述MTJ元件层，刻蚀气体为Ar气、Kr气或者Xe气。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用低能物理离子酰刻蚀的方法刻蚀所述MTJ预制件，刻蚀气体为Ar气、Kr气或者Xe气。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一硬掩膜层采用Ta或者Ti的单层结构，或者，采用Ta/Ru/Ta或者Ti/Ru/Ti的多层复合结构。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二硬掩膜层采用TaOx或者TiOx的单层结构，或者，采用TaOx/Ru/Ta或者TiOx/Ru/Ti的多层复合结构。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二硬掩膜层为一层介电质层。2CN111952440A说明书1/4页MRAM器件的制造方法技术领域[0001]本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种MRAM器件的制造方法。背景技术[0002]磁性随机存取存储器(MagneticRandomAccessMemory，MRAM)具有高速读写、非易失性、低功耗、接近无限次反复擦写等优点，具有广阔的应用前景。[0003]MRAM的核心存储部分是磁性隧道结(MagneticTunnelJunction，MTJ)元件，MTJ元件的性能直接影响MRAM的性能。在现有工艺下，制造MRAM时需要对沉积的MTJ元件层进行刻蚀，从而得到MTJ元件。但是现有的刻蚀工艺，不论是采用反应离子刻蚀(ReactiveIonEtch，RIE)还是离子束刻蚀(IonBeamEtch，IBE)，最终得到的MTJ元件的侧壁都会有较大损伤，进而影响MRAM的性能。发明内容[0004]为解决上述问题，本发明提供一种MRAM器件的制造方法，能够降低MTJ元件的侧壁损伤，提高MRAM器件的可靠性。[0005]本发明提供一种