[發(fā)明專利]一種氣體團簇離子束平坦化磁性隧道結(jié)底電極的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611193626.4
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN108232010B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張云森
• 申請（專利權(quán)）人: 上海磁宇信息科技有限公司
• 主分類號: H01L43/14
• 分類號: H01L43/14
• 代理公司: 上海容慧專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31287
• 代理人: 于曉菁

1.一種平坦化磁性隧道結(jié)底電極的方法，其特征在于，采用氣體團簇離子束對磁性隧道結(jié)底電極進(jìn)行平坦化，使所述底電極的平均表面粗糙度達(dá)到沉積磁性隧道結(jié)薄膜的要求；

包括如下步驟：

步驟一：提供CMOS基底，并在所述基底上形成所述底電極；

步驟二：采用氣體團簇離子束對所述底電極進(jìn)行平坦化；所述氣體團簇離子束所采用的氣體為Ar、N₂、O₂、CO、CO₂、NO、N₂O、NO、NO₂、NH₃、H₂、He、Ne、Xe、CF₄、SF₆、NF₃、CHF₃、CH₂F₂或CH₄中的一種或者幾種；所述氣體團簇離子束的能量范圍是3KeV～60KeV，輻照角度范圍是0度～90度，輻照劑量范圍是5×10¹³ions/cm²～5×10¹⁸ions/cm²；

步驟三：依次形成所述磁性隧道結(jié)的多層膜和硬掩模膜層；

步驟四：對所述磁性隧道結(jié)進(jìn)行圖案化制作，具體分為如下幾個步驟：圖形化定義所述磁性隧道結(jié)的圖案，并對記憶層或參考層進(jìn)行刻蝕并停止在勢壘層上，然后采用自對準(zhǔn)工藝刻蝕所述磁性隧道結(jié)的所述勢壘層、參考層或記憶層和所述底電極，填充電介質(zhì)并采用化學(xué)機械拋光磨平所述磁性隧道結(jié)的電介質(zhì)層直到所述硬掩膜的頂部；

其中，沉積一層自對準(zhǔn)刻蝕掩模，其材料選擇SiO₂、SiN、SiCN、SiC、Al₂O₃、MgO或者AlN，其形成方法是PVD、ALD、化學(xué)氣相沉積或者離子束沉積。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平坦化磁性隧道結(jié)底電極的方法，其特征在于，所述氣體團簇離子束所采用的氣體為O₂，選用有機醇、酸或醛作為輔助氣體，所述輔助氣體分壓范圍是5×10^-4Pa～5×10^-2Pa。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種平坦化磁性隧道結(jié)底電極的方法，其特征在于，選用CH₃0H、C₂H₅0H、HCOOH或CH₃COOH作為輔助氣體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種平坦化磁性隧道結(jié)底電極的方法，其特征在于，所述氣體團簇離子束的輻照角度范圍是60度～90度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種平坦化磁性隧道結(jié)底電極的方法，其特征在于，所述氣體團簇離子束的輻照角度選用82度、85度或88度。