[发明专利]磁存储器件的制作方法

说明书

本发明公开了一种存储器件的制作方法，包括：提供一叠层，包括第一电极层、第一磁性层、隧穿层、第二磁性层和第二电极层；形成掩膜；采用惰性元素离子束轰击去除该预定区域的第一电极层和第一磁性层；钝化处理非预定区域的第一电极层的侧部和第一磁性层侧部以去除部分侧部的第一电极层和第一磁性层并在侧部形成第一钝化层；采用惰性元素离子束轰击该预定区域以去除该预定区域的隧穿层、第二磁性层和第二电极层。本发明在进一步刻蚀隧穿层和第二磁性层、第二电极之前，在第一磁性层和第一电极的侧部利用化学反应形成钝化层并去除损伤层，以避免第一磁性层和第一电极被后续轰击出的导电材料溅射到，从而致使两个磁性层和两个电极造成连接。

技术领域

本发明涉及一种存储器件的制作方法，特别是涉及一种MRAM(Magnetic RandomAccess Memory，磁性随机存储器)的制作方法。

背景技术

MRAM作为一种新的存储器逐渐为人们所认识，是一种非易失性存储器件。MRAM具有和DRAM相当的写入速度，比FLASH高100倍。由于其在制造成本、读写速度、非易失性和寿命上的优势，MRAM被认为是未来取代DRAM和FLASH的下一代存储器件。MRAM的存储单元主要包括下层电极、下磁性层、隧穿层、上磁性层和上层电极。在普通的半导体器件制作工艺中，常用的刻蚀手段例如有RIE(Reactive Ion Etching，反应离子刻蚀)，通过使气体(例如氟)和硅发生化学反应，产生挥发性产物，以此来达到刻蚀的效果。但是这一刻蚀手段在MRAM的制作中遇到了难题，由于MRAM的制作中用到了铁磁材料，铁磁材料与现有的刻蚀气体发生化学反应的产物都是不挥发性的，反应产物会留在材料表面阻止刻蚀反应进一步进行，因此目前的MRAM制作多用离子束轰击来完成刻蚀。参考图1和图2，MRAM器件存储单元的基本结构包括：依次叠置的衬底100、电介质层200、第二电极302、第二磁性层402、隧穿层500、第一磁性层401和第一电极301，在制作过程中，先在第一电极301上形成掩膜，之后采用离子束轰击未被掩膜覆盖的部分，通过这种方式来完成刻蚀。但是这种工艺会带来以下问题，参考图2中的A区域，在轰击过程中离子束轰击出来的电极材料和磁性材料会被溅射到A区域的侧壁上，这有可能会造成第一磁性层、第二磁性层、第一电极和第二电极的连接短路，如此一来MRAM器件就失效了。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中RIE难以用于MRAM的刻蚀、离子束轰击有可能会造成两个磁性层连接的缺陷，提供一种磁存储器件的制作方法，其能够避免磁存储器件中上下两个磁性层、上下两个电极在刻蚀过程中连接短路。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种磁存储器件的制作方法，其特点在于：包括以下步骤：

步骤S1：提供一叠层，该叠层依次包括第一电极层、第一磁性层、隧穿层、第二磁性层和第二电极层；

步骤S2：在该第一电极层上形成掩膜，暴露出预定区域；

步骤S3：采用惰性元素离子束轰击去除该预定区域的第一电极层和第一磁性层以暴露出隧穿层；

步骤S4：钝化处理非预定区域的第一电极层的侧部和第一磁性层侧部以去除部分侧部的第一电极层和部分侧部的第一磁性层并在非预定区域的第一电极层的侧部和第一磁性层侧部形成第一钝化层；

步骤S5：采用惰性元素离子束轰击该预定区域以去除该预定区域的隧穿层、第二磁性层和第二电极层。

在本发明的技术方案中，通过钝化第一电极层的侧部和第一磁性层侧部形成第一钝化层，虽然牺牲掉非常小一部分的第一电极层的侧部和第一磁性层侧部(几纳米的薄层)，但是却将第一电极层的侧部和第一磁性层侧部保护起来了。这样在后续的轰击刻蚀过程中，即使第二电极层和第二磁性层的材料被溅射到器件的侧部，由于钝化层的存在也不会造成上下磁性层、上下电极的连接短路。