[发明专利]一种制备磁性隧道结单元阵列的方法

权利要求书

1.一种制备磁性隧道结单元阵列的方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤一：提供表面抛光的带金属通孔Vx的CMOS基底，其中x≥1；

步骤二：在经过平坦化处理之后的CMOS基底上沉积底电极、磁性隧道结多层膜和顶电极，或者，在经过平坦化处理之后的CMOS基底上沉积底电极、磁性隧道结多层膜、顶电极和牺牲掩模；

步骤三：图形化定义磁性隧道结多层膜图案，对顶电极、磁性隧道结多层膜和底电极进行刻蚀，然后沉积一层绝缘覆盖层在磁性隧道结存储单元的周围；

步骤四：沉积一层平坦化移除停止层在绝缘覆盖层周围；

步骤五：沉积磁性隧道结电介质，对其进行平坦化处理，并使移除停止在移除停止层之上；

步骤六：沉积顶电极接触电介质，图形化定义顶电极接触图案，并对其进行刻蚀和非Cu填充以形成顶电极接触；

步骤七：制作金属位线连接。

2.如权利要求1所述的制备磁性隧道结单元阵列的方法，其特征在于，金属通孔Vx材料是Cu、CuN、TaN、Ta、Ti、TiN、Co、W、Al、WN、Ru或者它们的任意组合。

3.如权利要求1所述的制备磁性隧道结单元阵列的方法，其特征在于，底电极材料是Ta、TaN、Ru、Ti、TiN、W、WN或者它们的任意组合，底电极厚度为5nm～80nm，采用化学气相沉积、物理气相沉积、原子层沉积或离子束沉积方式实现，顶电极的厚度为20nm～100nm，选择Ta、TaN、Ti、TiN、W、W或它们的任意组合以期在卤素电浆中获得更好刻轮廓。

4.如权利要求1所述的制备磁性隧道结单元阵列的方法，其特征在于，在底电极沉积之后对其进行平坦化处理，以获得在磁性隧道结多层膜沉积之前最佳的表面平坦度，磁性隧道结多层膜的总厚度为5nm～80nm，是由参考层、势垒层和记忆层依次向上叠加的底部钉扎结构或者是由记忆层、势垒层和参考层依次向上叠加的顶部钉扎结构。

5.如权利要求1所述的制备磁性隧道结单元阵列的方法，其特征在于，牺牲掩模的总厚度为20nm～150nm，材料是C、SiO2、SiON、SiCN、SiC或SiN。

6.如权利要求1所述的制备磁性隧道结单元阵列的方法，其特征在于，绝缘覆盖层材料为SiO₂、SiON、SiC、SiN或者SiCN，其形成方法为化学气相沉积、原子层沉积或离子束沉积。

7.如权利要求1所述的制备磁性隧道结单元阵列的方法，其特征在于，平坦化移除停止层420的材料为Al₂O₃、MgO、ZnO、TiO₂、Ta₂O₅、CaO、V₂O₅、Y₂O₃、ZrO₂、HfO₂、Sc₂O₃、Nb₂O₅、In₂O₃、Ga₂O₃、B₂O₃、Mg₃Al₂O₆、Mg₃B₂O₆、AlN、MgN、ZnN、TiN、TaN、CaN、VN、YN、ZrN、HfN、ScN、NbN、InN、GaN、BN、MgAlN或MgBN，其形成方法是PVD、CVD、ALD或IBD。

8.如权利要求1所述的制备磁性隧道结单元阵列的方法，其特征在于，沉积磁性隧道结电介质一般为SiO₂、SiCOH或SiON等，平坦化工艺一般采用化学机械平坦化来实现。