[发明专利]一种磁存储器件的制备方法及磁存储器件

说明书

本发明提供了一种磁存储器件的制备方法及磁存储器件，该制备方法包括：提供一衬底，该衬底上具有底电极；在底电极上设置辅助层；在辅助层上设置磁性隧道结。在上述的方案中，通过先在底电极上方设置辅助层，之后将磁性隧道结设置在辅助层上，使磁性隧道结与辅助层之间存在物理上的高度差，以减少磁性隧道结侧壁上金属再沉积现象，防止磁存储器件短路。且由于磁性隧道结与辅助层之间的高度差，可以减少采用刻蚀方式形成磁性隧道结过程中，刻蚀对磁性隧道结中不同的材料层的影响，提高磁性隧道结的良率以及性能。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种磁存储器件的制备方法及磁存储器件。

背景技术

磁性随机存储器(Magnetic Random Access Memory，简称MRAM)以磁性隧道结(magnetic tunnel junctions，简称MTJ)为信息存储基本单元。MRAM具备SRAM(StaticRandom-Access Memory，静态随机存取存储器)的快速读写特性和DRAM(Dynamic RandomAccess Memory，动态随机存取存储器)的高密度集成特点，是极具潜力的下一代非易失性存储器。作为主要器件，磁隧道结的制备工艺流程极为复杂和重要。其中MTJ ETCH(刻蚀)又显得尤为重要，因为MTJ器件需要从几十层金属薄膜经过刻蚀形成圆形器件，而圆形的圆整度和均匀性对器件的读/写性能至关重要。

目前加工磁存储器件的方法为在底电极上直接沉积磁性隧道结。具体的，参考图1，首先在底电极1上沉积磁性隧道结中的多层材料层2；参考图2，之后采用刻蚀方式刻蚀出磁性隧道结3。在刻蚀磁性隧道结3的多层材料层2以形成磁性隧道结3时，采用IBE(IonBeam Etching，离子束刻蚀)的方法进行刻蚀，虽然可以有效避免RIE(Reactive IonEtching，反应离子刻蚀)因化学腐蚀对器件造成的破坏和磁学性能的影响，但是IBE方法主要依靠物理轰击方式进行刻蚀，对于MTJ薄膜顶部的硬质掩膜结构具有极为苛刻的要求，并且较难控制刻蚀过程对器件边缘的损伤。且物理轰击容易造成MTJ器件顶部硬质掩模材料破坏严重，影响MTJ器件的可靠性。刻蚀过程对磁性材料层的影响较大，影响MTJ器件性能。另外，MTJ器件侧壁金属再沉积严重，影响器件性能，容易导致短路。

发明内容

本发明提供了一种磁存储器件的制备方法及磁存储器件，以改善磁存储器件的性能。

第一方面，本发明提供了一种磁存储器件的制备方法，该制备方法包括：提供一衬底，该衬底上具有底电极；在底电极上设置辅助层；在辅助层上设置磁性隧道结。

在上述的方案中，通过先在底电极上方设置辅助层，之后将磁性隧道结设置在辅助层上，使磁性隧道结与辅助层之间存在物理上的高度差，以减少磁性隧道结侧壁上金属再沉积现象，防止磁存储器件短路。且由于磁性隧道结与辅助层之间的高度差，可以减少采用刻蚀方式形成磁性隧道结过程中，刻蚀对磁性隧道结中不同的材料层的影响，提高磁性隧道结的良率以及性能。

在一个具体的实施方式中，在底电极上设置辅助层具体为：先在底电极上沉积辅助材料层，之后在辅助材料层上刻蚀出辅助层。

在一个具体的实施方式中，该制备方法还包括在辅助材料层上刻蚀出辅助层之前，对辅助材料层进行CMP，以使辅助材料层的表面更平整。

在一个具体的实施方式中，在辅助材料层上刻蚀出辅助层具体为：在辅助材料层上沉积掩膜层；在掩膜层上刻蚀出辅助层的图案；采用刻蚀方式刻蚀辅助材料层，以得到辅助层；去除掩膜层。

在一个具体的实施方式中，掩膜层为硬质掩膜层、氧化物掩膜层中的一层或由两层组成的复合层。

在一个具体的实施方式中，采用刻蚀方式刻蚀辅助材料层，以得到辅助层具体为：采用RIE刻蚀、IBE刻蚀中的一种或两种刻蚀方法刻蚀辅助材料层，以得到辅助层。