[发明专利]一种磁阻式随机存取存储器及其制造方法

说明书

本发明提供一种磁阻式随机存取存储器及其制造方法，一些实施方式涉及包括磁阻式随机存取存储器单元的集成电路及其制造方法，所述集成电路包括：衬底；磁性隧道结，其包括第一端和第二端，所述第一端靠近所述衬底，所述第二端与所述第一端相对设置；导体层，位于所述磁性隧道结的所述第一端和所述衬底之间，可导入电流；以及刻蚀停止层，位于所述磁性隧道结的第二端端面上；其中，形成刻蚀停止层的材料为金属，本发明扩大了磁性隧道结顶部通孔互联的工艺窗口，使得纳米尺度的磁性隧道结与底电极配线层更易于进行后道金属互联相关工艺。

技术领域

本发明涉及半导体领域，更具体的，涉及一种磁阻式随机存取存储器及其制造方法。

背景技术

许多现代电子器件包含电子存储器，存储器可以分为易失性存储器和非易失性存储器，高速存储器类如SRAM，DRAM等都是易失性存储器，在失去电源供电后会丢失存储的数据；大容量存储器类如基于Flash技术的SSD固态硬盘，是非易失性存储器，但是读写速度较慢，且读写次数受限。磁随机存储器(Magnetic Random Access Memory,MRAM)作为下一代存储器技术，其拥有非易失性同时拥有高速的写入操作，MRAM的基本单元是磁性隧道结(Magnetic Tunnel Junction，MTJ)，由自由层(铁磁层)/绝缘层(隧穿层，势垒层)/参考层(铁磁层)三明治基本结构组成的隧穿磁阻(Tunneling Magnetoresistance,TMR)器件，具有高集成度、非易失、写入速度快、与CMOS工艺兼容等特点，在嵌入式存储器及计算机末级缓存等领域具有独特的优势，尤其是基于垂直磁各向异性(Perpendicular MagneticAnisotropy,PMA)磁性隧道结的磁随机存储器具有集成度更高、功耗更低的优势。

在常用金属互联工艺中，通孔尺寸通常远大于磁性隧道结，在隧道结顶部使用通孔互联时，通孔对准和刻蚀深度难以控制，必须使用刻蚀停止层保证工艺窗口，然而目前的刻蚀停止层通常为介质等绝缘体层。在信息写入时，残留的绝缘刻蚀停止层会造成较差的电接触，所以一般需要对刻蚀停止层进行减薄处理。绝缘刻蚀停止层虽然可以控制刻蚀深度实现磁性隧道结顶部互联，但是对于小尺寸磁性隧道结，工艺窗口依然很难控制，且在通孔打开后，刻蚀停止层需要二次打开，如果有绝缘体残留可能存在电极与磁性隧道结接触问题，所以在整个存储单元的加工过程中，如何进行稳定的金属互联，同时扩大各部分互联的工艺窗口是急需解决的难题。

发明内容

本发明提供一种磁阻式随机存取存储器及其制造方法，一些实施方式涉及包括磁阻式随机存取存储器单元的集成电路及其制造方法，所述集成电路包括：衬底；磁性隧道结，其包括第一端和第二端，所述第一端靠近所述衬底，所述第二端与所述第一端相对设置；导体层，位于所述磁性隧道结的所述第一端和所述衬底之间，可导入电流；以及刻蚀停止层，位于所述磁性隧道结的第二端端面上；其中，形成刻蚀停止层的材料为金属，本发明扩大了磁性隧道结顶部通孔互联的工艺窗口，使得纳米尺度的磁性隧道结与底电极配线层更易于进行后道金属互联相关工艺。

本发明第一方面实施方式提供一种磁阻式随机存取存储器单元的集成电路，包括：

衬底；

磁性隧道结，其包括第一端和第二端，所述第一端靠近所述衬底，所述第二端与所述第一端相对设置；

导体层，位于所述磁性隧道结的所述第二端和所述衬底之间，可接入电流；以及

刻蚀停止层，位于所述磁性隧道结的第二端端面上；其中，形成刻蚀停止层的材料为金属。

在某些实施方式中，所述集成电路还包括：

第一电连接件，其包括两个，分别位于所述磁性隧道结相对设置的两侧，并且与所述导体层电连接，用于向所述导体层导入第一方向电流和第二方向电流；其中所述第一方向和所述第二方向相反，并且与所述磁性隧道结两端所在的延长线垂直。

在某些实施方式中，所述集成电路还包括：