[发明专利]磁性随机存储器及其制造方法

说明书

本发明提供了一种磁性随机存储器及其制造方法，其中，所述磁性随机存储器的制造方法包括：提供一半导体衬底，所述半导体衬底具有接触孔；对所述接触孔执行金属填充；在金属填充后的半导体衬底的表面形成导电层；刻蚀所述导电层形成导线；在形成导线后的半导体衬底的表面形成MTJ层；刻蚀所述MTJ层形成MTJ存储单元。本发明磁性随机存储器的制造方法中，在金属填充后的半导体衬底的表面增加了一层非常平整的导电层，MTJ层沉积在所述导电层的表面，使得刻蚀形成的MTJ存储单元不会出现Mx波纹。

技术领域

本发明涉及随机存储器技术领域，特别涉及一种磁性随机存储器及其制造方法。

背景技术

随机存取存储器(RAM)能够读和写，通常用于存放各种输入／输出的程序、数据、中间运算结果以及存放与外界交换的信息。比如，计算机的随机存取存储器(RAM)，开机时，操作系统和应用程序的所有正在运行的数据和程序都会放置其中，并且随时可以对存放在里面的数据进行修改和存取。目前，常用的随机存取存储器(RAM)包括静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（DRAM）。但是，静态随机存储器（SRAM）和动态随机存储器（DRAM）都属于挥发性的存储器性，需要持续供电，一旦系统断电，存放在里面的所有数据和程序都会自动清空掉，并且再也无法恢复。

磁性随机存储器（MRAM）的结构包括控制晶体管和插在两条金属线之间的磁性隧道结存储单元（MTJ）。磁性随机存储器（MRAM）的磁性不会因为掉电而消失，所以它不像一般SRAM和DRAM一样具有易失性，而是能够在掉电以后继续保持其内容，是一种非挥发性的存储器。

而且，磁性随机存储器（MRAM）拥有静态随机存储器（SRAM）的高速读取写入能力，以及动态随机存储器（DRAM）的高集成度，具有高速、省电、可无限次重写、不易失的优点，已经成为随机存储器发展的主要方向。

磁性随机存储器（MRAM）的制造方法通常是先在半导体衬底上制备CMOS器件，然后进行金属互连，在金属互连的过程中在相邻两层金属之间形成磁性隧道结（MTJ）存储单元。但是，在制造过程中发现，MTJ存储单元容易出现Mx波纹，如图1所示，衬底1上面形成的MTJ存储单元2是三层结构，包括上下各一层磁层和中间的介电层，MTJ存储单元截面中出现了Mx波纹3，即上下磁层和介电层之间的连接面有起伏，不是水平面。出现Mx波纹会影响开关电流，造成MTJ存储单元性能下降。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磁性随机存储器的制造方法，以解决现有技术中MTJ存储单元产生Mx波纹的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种磁性随机存储器的制造方法所述磁性随机存储器的制造方法包括：

提供一半导体衬底，所述半导体衬底具有接触孔；

对所述接触孔执行金属填充；

在金属填充后的半导体衬底的表面形成导电层；

刻蚀所述导电层形成导线；

在形成导线后的半导体衬底的表面形成MTJ层；

刻蚀所述MTJ层形成MTJ存储单元。

优选的，在所述的磁性随机存储器的制造方法中，所述导电层采用的材料是TaN。

优选的，在所述的磁性随机存储器的制造方法中，所述导电层采用的材料是TaN/Ta/Al。

优选的，在所述的磁性随机存储器的制造方法中，所述导电层采用的材料是TaN/Al。

优选的，在所述的磁性随机存储器的制造方法中，所述TaN是通过PVD或者MOCVD工艺形成的。

优选的，在所述的磁性随机存储器的制造方法中，所述Al是通过溅射工艺形成的。