[发明专利]一种磁性隧道结顶电极连接孔的形成方法有效
| 申请号： | 201610407810.8 | 申请日： | 2016-06-12 |
| 公开（公告）号： | CN107492518B | 公开（公告）日： | 2019-08-13 |
| 发明（设计）人： | 张云森;肖荣福 | 申请（专利权）人： | 上海磁宇信息科技有限公司 |
| 主分类号： | H01L21/768 | 分类号： | H01L21/768 |
| 代理公司： | 上海容慧专利代理事务所(普通合伙) 31287 | 代理人： | 于晓菁 |
| 地址： | 201800 上海*** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 磁性 隧道 电极 连接 形成 方法 | ||
1.一种磁性隧道结顶电极连接孔的形成方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：提供包括底电极、第一电介质层、磁性隧道结结构单元、钽顶电极的衬底；
步骤S2：采用化学气相沉积的方法得到氮化硅并填充所述衬底的剩余部分；
步骤S3：采用化学机械抛光的方法磨平所述氮化硅直到所述钽顶电极；
步骤S4：沉积氧化硅膜层、顶电极连接孔刻蚀阻挡层和第二电介质层；
步骤S5：图形化转移顶电极连接孔图案到所述第二电介质层；
步骤S6：采用主要包含C4F8或者C4F6的气体刻蚀所述第二电介质层，并用O2去掉在图形化转移过程中残留的有机物，使所述顶电极连接孔图案转移到所述刻蚀阻挡层；
步骤S7：采用CH2F2/CF4或者CH2F2/CHF3气体对所述刻蚀阻挡层进行刻蚀；
步骤S8：采用C4F8/CO、C4F6/CO、C4F8/O2或者C4F6/O2气体刻蚀所述氧化硅膜层；
步骤S9：采用N2/H2或者O2气体去掉残留的有机物；
步骤S10：在顶电极连接孔内壁形成扩散阻止层；
步骤S11：采用铜填充所述顶电极连接孔，再磨平所述顶电极连接孔的顶部。
2.根据权利要求1所述的一种磁性隧道结顶电极连接孔的形成方法，其特征在于，所述氧化硅膜层的厚度为5nm～20nm；所述刻蚀阻挡层为SiCN或者SiN，所述刻蚀阻挡层的厚度为20nm～40nm；所述第二电介质层为SiO2，所述第二电介质层的厚度为150nm～300nm。
3.根据权利要求1所述的一种磁性隧道结顶电极连接孔的形成方法，其特征在于，使用碳膜层、抗反射层和光刻胶实现对所述顶电极连接孔的图形化定义。
4.根据权利要求3所述的一种磁性隧道结顶电极连接孔的形成方法，其特征在于，所述碳膜层的厚度为150nm～300nm；所述光刻胶的厚度为90nm～250nm；所述抗反射层为电介质抗反射层单层结构或者底部抗反射层和电介质抗反射层的双层结构，所述抗反射层的总厚度为30nm～100nm。
5.根据权利要求4所述的一种磁性隧道结顶电极连接孔的形成方法，其特征在于，用CF4作为主刻蚀气体干刻蚀所述底部抗反射层，用CF4/O2、CH2F2/SF6或者CH2F2/CF4干刻所述电介质抗反射层，用N2/H2、HBr/O2、CH4/N2/O2/Ar或者SO2/O2刻蚀所述碳膜层，使得所述顶电极连接孔图案图形化到所述第二电介质层的顶部。
6.根据权利要求1所述的一种磁性隧道结顶电极连接孔的形成方法，其特征在于，C4F8/CO、C4F6/CO、C4F8/O2或者C4F6/O2气体的压强为30mT～90mT，加入Ar或者He作为稀释气体，以得到顶电极连接孔底部倾斜的侧壁。
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H01L 半导体器件；其他类目中不包括的电固体器件
H01L21-00 专门适用于制造或处理半导体或固体器件或其部件的方法或设备
H01L21-02 .半导体器件或其部件的制造或处理
H01L21-64 .非专门适用于包含在H01L 31/00至H01L 51/00各组的单个器件所使用的除半导体器件之外的固体器件或其部件的制造或处理
H01L21-66 .在制造或处理过程中的测试或测量
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