[发明专利]一种磁性随机存储器自对准顶电极的形成方法

权利要求书

1.一种磁性随机存储器自对准顶电极的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1设置基底；

S2在基底上依次形成粘连层和硬掩模层；

S3采用与MTJ相反的图案对MTJ进行图行化定义；

S4将MTJ相反图案转移到硬掩模层底部，并对硬掩模膜层行刻蚀；

S5沉积顶电极材料并覆盖硬掩模，形成自对准顶电极；

S6移除顶电极材料、硬掩模材料和残留物；

所述粘连层为双层结构其厚度为0.4nm～10nm，所述粘连层的第一粘连层和第二粘连层的依次向上叠加，所述第一粘连层用于后续硬掩模刻蚀的刻蚀阻挡层，所述第二粘连层用于顶电极和磁性隧道结之间的粘连。

2.根据权利要求1所述的磁性随机存储器自对准顶电极的形成方法，其特征在于，所述基底为具有底电极和磁性隧道结多层膜结构的基底。

3.根据权利要求2所述的磁性随机存储器自对准顶电极的形成方法，其特征在于，所述底电极为TiN，Ti，Ta，TaN，Ru，W，WN或其组合；

所述磁性隧道结多层膜的厚度为10nm～30nm，其形成材料包括CoFeB，Fe,Co，MgO，Ni,W，Ru，Pt，Ni，Ta,Hf,Mo,Zr，Nb，Pd或CoFe。

4.根据权利要求1所述的磁性随机存储器自对准顶电极的形成方法，其特征在于，所述硬掩模层厚度为50～200nm，其形成材料包括SiN_x，SiC_x，SiON，SiCN，C，CHN，CN，SiO_x或其组合的多层膜结构。

5.根据权利要求1所述的磁性随机存储器自对准顶电极的形成方法，其特征在于，所述第一粘连层的组成材料为Ru，Ir或其组合；

所述第二粘连层为Mo，Ta，Cu，Si,Ti，Zn，Mg，C，V，Cr，Al，Ga，Ge，Nb，Tc，Hf或其组合导电氮化物。

6.根据权利要求1所述的磁性随机存储器自对准顶电极的形成方法，其特征在于，所述S3中，通过制作与MTJ图案相反的掩模，进行MTJ图案的反向定义，所述掩模的图案为网状结构。

7.根据权利要求1所述的磁性随机存储器自对准顶电极的形成方法，其特征在于，所述S5中，沉积一层顶电极材料在MTJ相反图案化的硬掩模之间的间隙并覆盖硬掩模。

8.根据权利要求7所述的磁性随机存储器自对准顶电极的形成方法，其特征在于，所述顶电极材料为Ta,Ti,W，TaN，TiN，WN或其组合，最终形成沉积在硬掩模间隙之间的顶电极和覆盖层硬掩模之上的顶电极。

9.根据权利要求1所述的磁性随机存储器自对准顶电极的形成方法，其特征在于，移除覆盖在硬掩模上的顶电极材料采用刻蚀或者化学机械平坦化的方式显示；除去硬掩模材料和残留物采用刻蚀或者化学清洗方式。