[發明專利]磁電阻薄膜及其制作方法

有效

• 申請號: 201310371152.8
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103427019A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 趙波;劉瑋蓀
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L43/12
• 分類號: H01L43/12;H01L43/08
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 高靜;駱蘇華

技術領域

本發明涉及磁性傳感器領域，具體涉及一種磁電阻薄膜及其制作方法。

背景技術

磁電阻薄膜廣泛地應用于各類隨機存儲存儲器、讀取磁頭和磁性傳感器等設備當中。在這些設備中，信息存儲密度在很大程度上有賴于所述磁電阻薄膜的性能。

磁電阻效應（Magneto?Resistance,MR）指物質的電阻隨著外加磁場的改變而變化的現象?，F今最常見的采用磁電阻效應的磁電阻薄膜主要為巨磁電阻（Giant?Magneto?Resistance,GMR）以及各向異性磁電阻（Anisotropic?Magneto?Resistance,AMR）。但是，由于所述巨磁電阻薄膜制成的信息存儲設備存在穩定性較差的問題，相對傳統的各向異性磁電阻薄膜制成的信息存儲設備仍然占據著主流市場。

各向異性磁電阻指電阻大小隨著電流以及磁化方向變化的一類電阻器件?；诟飨虍愋源烹娮栊纬傻拇烹娮杵骷哂畜w積小、功耗低、靈敏度高以及抗干擾能力強的特點。

由于各向異性磁電阻相對變化率的大小與磁電阻器件的性能直接相關，各項異性磁電阻相對變化率越大，則磁電阻器件的性能越好，因此，如何提高各向異性磁電阻相對變化率是本領域技術人員亟待解決的問題之一。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種磁電阻薄膜及其制作方法，提高磁電阻薄膜的各向異性磁電阻相對變化率。

為解決上述問題，本發明提供一種磁電阻薄膜的制作方法，包括：

在基底上形成絕緣材料層；

在所述絕緣材料層中形成溝槽；

在所述溝槽的底部、側壁以及所述絕緣材料層的表面形成第一阻擋層；

在所述第一阻擋層上形成第二阻擋層，所述第二阻擋層的厚度小于所述第一阻擋層的厚度；

在所述第二阻擋層上形成磁性材料層；

對所述磁性材料層進行退火處理，以形成所述磁電阻薄膜。

可選的：

在形成第一阻擋層的步驟中，所述第一阻擋層的厚度在1600～2000埃的范圍內；

在形成第二阻擋層的步驟中，所述第二阻擋層的厚度在200～400埃的范圍內。

可選的，采用等離子體增強化學氣相沉積的方式形成所述第一阻擋層和所述第二阻擋層的至少其中之一。

可選的，等離子體增強化學氣相沉積的沉積氣壓在2.47～2.73托的范圍內，溫度保持在361～399攝氏度的范圍內。

可選的，在形成所述第一阻擋層的步驟之后，形成第二阻擋層的步驟之前，所述制作方法還包括：對位于所述絕緣材料層表面的所述第一阻擋層進行化學機械拋光處理。

可選的，所述第一阻擋層和所述第二阻擋層均采用氮化硅材料。

可選的，形成磁性材料層的步驟包括：依次在所述第二阻擋層上形成鎳鐵層以及氮化鈦層。

可選的，在形成磁性材料層的步驟中，所述鎳鐵層的厚度在100～300埃的范圍內，所述氮化鈦層的厚度在500～900埃的范圍內。

可選的，形成磁性材料層的步驟包括，通過物理氣相沉積的方式形成所述磁性材料層，其中沉積氣壓在4～6毫托的范圍內。

本發明還提供一種磁電阻薄膜，包括：

絕緣材料層，所述絕緣材料層中設有溝槽；

設置在所述溝槽底部、側壁以及絕緣材料層表面上的第一阻擋層；

設置在所述第一阻擋層上的第二阻擋層，所述第二阻擋層的厚度小于所述第一阻擋層的厚度；

磁性材料層，設置于所述第二阻擋層上。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：

在較厚的第一阻擋層上另外形成相對較薄的第二阻擋層，可以使得到的第二阻擋層表面更為平整，有利于后續的磁性材料層的形成，使得所述磁性材料層的晶粒排列更加規律，進而提高所述磁電阻薄膜的各向異性磁電阻相對變化率。

另外，退火步驟可以使磁性材料層的晶粒排列更加整齊，從而提高各向異性磁電阻相對變化率。

進一步，第二阻擋層的厚度在200～400埃的范圍內，所述第二阻擋層可以形成更為平整光滑的表面，可以進一步使磁性材料層的晶粒有規律地排列。

附圖說明

圖1是本發明磁電阻薄膜的制作方法實施例的流程示意圖；

圖2至圖6是本發明磁電阻薄膜的制作方法一實施例形成磁電阻薄膜的示意圖；

圖7是本發明磁電阻薄膜的制作方法一實施例的實驗數據圖；

圖8是本發明磁電阻薄膜的制作方法一實施例的實驗效果對比圖。

具體實施方式