[發明專利]一種自對準光刻腐蝕制作存儲器的方法

有效

• 申請號: 201610733780.X
• 申請日: 2016-08-25
• 公開（公告）號: CN107785484B
• 公開（公告）日: 2021-08-06
• 發明（設計）人: 劉少鵬;孟皓;劉波;李輝輝
• 申請（專利權）人: 中電海康集團有限公司;浙江馳拓科技有限公司
• 主分類號: H01L43/12
• 分類號: H01L43/12;H01L27/22;G11C11/02
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊天嬌

本發明公開了一種自對準光刻腐蝕制作存儲器的方法，首先在金屬層上淀積生長下電極，MTJ層和阻擋層，緊接著繼續淀積犧牲氧化層和上電極，緊接著進行MTJ的光刻，并且刻蝕，刻蝕之后淀積保護層側墻以進行保護，再進行刻蝕留下一定厚度的側墻，再以側墻進行硬掩模最對準，對下電極進行刻蝕，之后進行氧化層填充滿，隨后進行光刻顯影并對犧牲氧化層進行刻蝕，然后再進行金屬通孔填充工藝，之后再進行CMP化學機械剖光。本發明的方法使成本大大降低，大大的提高了器件的質量和可靠性。

技術領域

本發明屬于半導體制造技術領域，尤其涉及一種自對準光刻腐蝕制作存儲器的方法。

背景技術

半導體器件尺寸越來越小，成本越來越低已成為趨勢。傳統的磁性隧道結隨機存貯器(MRAM)器件由于金屬尺寸的限制，雖然單元記憶體的特征尺寸(PMRAM)已經可以做到60nm甚至更小，但是由于金屬尺寸的限制使單元的尺寸不能夠繼續變小，大大限制了高密度MRAM記憶體的發展。

MRAM傳統制作過程包括如下步驟：

1)、下電極TaN的淀積和刻蝕；

2)、氧化層淀積；

3)、下電極CMP化學機械剖光；

4)、MTJ磁性隧道結、Ta硬掩膜、oxide硬掩膜淀積和刻蝕；

5)、氮化硅保護層淀積；

6)、氧化層淀積；

7)、上電極CMP化學機械剖光；

8)、上電極TaN淀積；

9)、上電極刻蝕TaN；

10)、氧化層淀積；

11)、氧化層CMP剖光；

12)、上通孔光刻刻蝕；

13)、上通孔Cu銅電鍍，CMP剖光。

上述傳統工藝在制作過程中要用到化學機械剖光CMP來使MTJ磁性隧道結上電極平坦化，由于CMP在打磨過程中巨大的壓力，使得MTJ中間的隧穿層只有10A的MgO很容易被破壞，使整個器件失效。

發明內容

本發明的目的是提供一種自對準光刻腐蝕制作存儲器的方法，很好的解決了必須采用多層套刻才能夠完成的制作過程帶來的技術問題，由于中間加入了緩沖和犧牲氧化層，使MTJ中間的MgO層免于CMP的破壞，大大的提高了器件的質量和可靠性。

為了實現上述目的，本發明技術方案如下：

一種自對準光刻腐蝕制作存儲器的方法，所述制作方法包括：

在襯底之上，依次淀積下電極、MTJ、阻擋層、犧牲氧化層、上電極；

刻蝕出MTJ圓柱體，刻蝕停在下電極上面；

在下電極上面、及MTJ圓柱體周圍淀積保護層；

進行保護層刻蝕，刻蝕出自對準側墻；

以自對準側墻為依據，刻蝕下電極；

在襯底之上填充滿氧化層后進行CMP化學機械剖光；

光刻顯影，將要刻蝕的圖形顯露出來；

以光刻膠作為掩膜，對犧牲氧化層進行刻蝕，形成通孔；

對通孔進行金屬填充后，再進行CMP化學機械剖光。

其中：

所述犧牲氧化層為SiO2，所述犧牲氧化層厚度為1500～2000A。