[發(fā)明專利]磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元及其制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810293503.0
• 申請日: 2013-07-12
• 公開（公告）號: CN108550694A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳國銘;鄭凱文;蔡正原;蔡嘉雄
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L43/02
• 分類號: H01L43/02;H01L43/08;H01L43/12
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

1.一種制造磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)單元的方法，包括：

在底部電極上方形成固定層；

在所述固定層上方形成被固定層；

在所述被固定層上方形成隧道層；

在所述隧道層上方形成自由層；

在所述自由層上方形成保護(hù)層，其中，所述保護(hù)層提供抗蝕刻性，以保護(hù)所述自由層和所述隧道層免受邊緣損壞，形成所述保護(hù)層包括在物理汽相沉積(PVD)工具中實(shí)施沉積，在沉積過程中引入氮以形成金屬氮化物保護(hù)層，其中，根據(jù)所述磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)單元的隧道電磁電阻(TMR)和電阻區(qū)(RA)的目標(biāo)調(diào)整所述金屬氮化物保護(hù)層的氮濃度；

在所述保護(hù)層上方形成頂部電極；以及

通過圖案化和蝕刻所述頂部電極，所述保護(hù)層，所述自由層，所述隧道層，所述被固定層，所述固定層以及所述底部電極形成磁隧道結(jié)(MTJ)堆疊結(jié)構(gòu)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，

所述金屬氮化物的金屬選自于由鈹(Be)，鎂(Mg)，鋁(Al)，鈦(Ti)，鎢(W)，鍺(Ge)，鉑(Pt)以及這些的合金組成的組。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，所述保護(hù)層的厚度在3埃至20埃的范圍內(nèi)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，所述蝕刻包括干蝕刻、濕蝕刻、或干蝕刻與濕蝕刻的組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，干蝕刻工藝可以實(shí)施含氟氣體、含氯氣體、含溴氣體、含碘氣體、等離子體、和/或它們的組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，所述含氟氣體包括CF₄、SF₆、CH₂F₂、CHF₃、和/或C₂F₆。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，含氯氣體包括Cl₂、CHCl₃、CCl₄、和/或BCl₃。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制造磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，所述含溴氣體包括HBr和/或CHBR₃。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，所述蝕刻可以包括多步驟蝕刻以獲得蝕刻選擇性、流動(dòng)性以及需要的蝕刻輪廓。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器單元的方法，其中，在所述固定層上方形成被固定層包括：

在所述固定層上方形成第一鐵磁子層；

在所述第一鐵磁子層上形成分隔子層；以及

在所述分隔子層上形成第二鐵磁子層。