[发明专利]一种磁性随机存储器顶电极及其形成方法

权利要求书

1.一种磁性随机存储器顶电极的形成方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：提供表面抛光的包括底电极、第一电介质层、磁性隧道结单元、钽电极和第二电介质层的衬底；

步骤S2：在所述衬底上依次形成顶电极连接孔刻蚀阻挡层和第三电介质层；

步骤S3：刻蚀形成顶电极连接孔；

步骤S4：在顶电极连接孔内壁和第三电介质表面形成扩散阻止层；

步骤S5：采用钨、铝或者钌填充顶电极连接孔，并在顶电极连接孔和第三电介质之上形成顶电极导电层；

步骤S6：图形化定义顶电极图案；

步骤S7：对顶电极导电层进行刻蚀，直到相邻记忆单元之间的顶电极导电层被全部刻蚀掉并部分刻蚀第三电介质层；

步骤S8：采用灰化工艺除去残留的有机物。

2.根据权利要求1所述的一种磁性随机存储器顶电极的形成方法，其特征在于，所述步骤S2中，顶电极连接孔刻蚀阻挡层为SiN或SiCN，厚度为20-40nm；第三电介质层为SiO₂，厚度为150-300nm。

3.根据权利要求1所述的一种磁性随机存储器顶电极的形成方法，其特征在于，所述步骤S4中，所述扩散阻止层为Ti/TiN或者Ta/TaN，厚度为0.5-2nm。

4.根据权利要求1所述的一种磁性随机存储器顶电极的形成方法，其特征在于，所述步骤S5中，所述顶电极导电层的厚度为200-1000nm。

5.根据权利要求1所述的一种磁性随机存储器顶电极的形成方法，其特征在于，采用TiN和光刻胶来定义顶电极图案，或者采用光刻胶来定义顶电极图案，或者采用BARC和光刻胶来定义顶电极图案。

6.根据权利要求5所述的一种磁性随机存储器顶电极的形成方法，其特征在于，TiN的厚度为10-50nm，BARC的厚度为20nm-100nm，光刻胶层的厚度为500-2000nm。

7.根据权利要求5所述的一种磁性随机存储器顶电极的形成方法，其特征在于，当采用TiN和光刻胶来定义顶电极图案，在曝光完成后，采用SF₆、CF₄、BCl₃或者Cl₂对TiN进行刻蚀，使图案转移到顶电极导电层顶部；当采用BARC和光刻胶来定义顶电极图案，在曝光完成后，采用Cl₂/O₂，CF₄或者HBr/O₂对BARC进行刻蚀，使图案转移到顶电极导电层顶部。

8.根据权利要求1所述的一种磁性随机存储器顶电极的形成方法，其特征在于，所述步骤S7中，采用SF₆或者CF₄对钨导电层其进行刻蚀；采用BCl₃/Cl₂对铝导电层进行刻蚀；采用Cl₂/O₂、CH₃OH、CH₃OH/Ar、CO/NH₃或C₂H₅OH对钌导电层进行刻蚀。

9.根据权利要求1所述的一种磁性随机存储器顶电极的形成方法，其特征在于，所述步骤S8中，灰化工艺采用的气体选自N₂/H₂、N₂/O₂、H₂O、O₂中的一种。

10.如权利要求1-9任意一项所述的一种磁性随机存储器顶电极的形成方法形成的顶电极。