[发明专利]MRAM与其制作方法

说明书

本申请提供了一种MRAM与其制作方法。该制作方法包括：步骤S1，在基底上设置预存储结构，预存储结构至少包括MTJ单元；步骤S2，在预存储结构的裸露表面上设置保护层材料，或者在预存储结构的裸露表面上以及基底的裸露表面上设置保护层材料；步骤S3，采用各向异性刻蚀法自对准刻蚀去除部分保护层材料，形成位于预存储结构的至少部分侧壁上的保护层。采用自对准刻蚀技术刻蚀保护层，该方法无需设置掩膜层，方法简单，容易控制，且只留下预存储结构侧壁上的保护层材料，避免了MTJ单元两侧的基底表面上或者是部分预存储结构的表面上的保护层材料带来的电容效应和应力效应，保证了器件具有较好的性能。

技术领域

本申请涉及存储器领域，具体而言，涉及一种MRAM与其制作方法。

背景技术

磁性随机存储器(Magnetic Random Access Memory，简称MRAM)由于具有高密度、寿命长以及非易失等优点，被认为是未来最广泛应用的“通用”处理器。它的核心工作单元是由“磁参考层/隔离层/磁自由层”三明治结构组成的磁隧道结(MTJ)。

MRAM中的主要功能单元为MTJ单元，其结构主要包括磁性自由层/非磁性氧化层(MgO)/磁性钉扎层。在外加磁场或电流等驱动下，磁性自由层的磁矩方向发生翻转，与磁性钉扎层的磁矩方向呈现平行态或反平行态，使得MRAM出现低高电阻态，可分别定义为存储态“0”和“1”，从而实现信息的存储。

现有技术中在刻蚀形成MTJ单元后，会在MTJ单元1'的裸露表面上沉积一层绝缘的保护层2'，如图1所示，在后续的制作过程中，需要将MTJ单元1'上方的那一部分保护层2'去除，形成如图2所示的结构，以方便MTJ单元1'与顶电极相连，或者当保护层设置在MTJ单元以及其上方的顶电极形成的结构的裸露表面上时，方便顶电极与其他结构的电连接。但是，这一部分保护层的介电常数比较大，会降低器件的处理速度；并且，剩余的除了MTJ侧壁上的部分之外的保护层会给器件带来一定的应力问题，从而降低器件的可靠性。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种MRAM与其制作方法，以解决现有技术中MTJ周围保护层过多的电容效应和保护层带来的应力问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种MRAM的制作方法，该制作方法包括：步骤S1，在基底上设置预存储结构，上述预存储结构至少包括MTJ单元；步骤S2，在上述预存储结构的裸露表面上设置保护层材料，或者在上述预存储结构的裸露表面上以及上述基底的裸露表面上设置保护层材料；步骤S3，采用各向异性刻蚀法自对准刻蚀去除部分上述保护层材料，形成位于上述预存储结构的至少部分侧壁上。

进一步地，上述步骤S1包括：步骤S11，在上述基底上依次叠置设置底电极层与MTJ结构层；步骤S12，刻蚀去除部分上述MTJ结构层，剩余的上述MTJ结构层形成上述MTJ单元，得到包括上述MTJ单元的上述预存储结构。

进一步地，采用各向异性刻蚀法实施上述步骤S12中的刻蚀。

进一步地，在设置上述MTJ结构层之后，上述步骤S11还包括：在上述MTJ结构层的远离上述底电极层的表面上设置第一顶电极层，且在刻蚀上述MTJ结构层之前，上述步骤S12还包括：刻蚀去除部分上述第一顶电极层，剩余的上述第一顶电极层形成第一顶电极，上述预存储结构还包括上述第一顶电极。

进一步地，上述步骤S12中，保留上述底电极层，上述预存储结构包括底电极层，且上述步骤S3中，上述保护层位于上述MTJ单元以及上述第一顶电极的侧壁上。