[发明专利]MTJ器件与其制作方法

说明书

本申请提供了一种MTJ器件与其制作方法。该制作方法包括：步骤S1，提供基底，基底包括底电极以及位于其两侧的介质层，底电极以及介质层的裸露表面在第一平面上；步骤S2，在第一平面上设置光刻胶膜，经过曝光与显影得到光刻胶图形膜，光刻胶图形膜包括多个光刻胶单元，光刻胶单元位于各底电极两侧的第一平面上；步骤S3，在部分第一平面上以及光刻胶图形膜的裸露表面上设置结构层；步骤S4，采用金属剥离工艺剥离去除光刻胶图形膜以及设置在光刻胶图形膜的表面上的部分结构层，底电极表面上的结构层被保留。该方法无需采用干法刻蚀即可形成MTJ位元，简化了MTJ位元的工艺制程，使得其具有更好的性能。

技术领域

本申请涉及半导体制作工艺领域，具体而言，涉及一种MTJ器件与其制作方法。

背景技术

目前，MTJ位元的制备方法是“自上而下”法。即首先，在底电极和介质上按照MTJ位元的结构顺序依次溅射沉积磁性金属多层薄膜；其次，在该多层膜的远离底电极的表面上沉积掩膜层；然后，利用光刻、刻蚀去除掉非MTJ位元图形位置处的掩膜层；最后，利用离子束刻蚀磁性金属多层薄膜，没有掩膜层保护的部分磁性薄膜被刻蚀掉，留下掩膜层下方的磁性金属薄膜，进而形成MTJ位元。

上述的“自上而下”法中存在很多问题，主要有：该方法采用干法刻蚀，对MTJ位元的刻蚀提出了挑战，增加了芯片制造成本；MTJ位元一般由参考层/势垒层/自由层组成，其中，势垒层的厚度很小，一般为1～2nm，干法刻蚀产生的金属颗粒物很容易在MTJ位元侧壁位置造成参考层和自由层的连通，造成短路，进而导致MTJ位元失效。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种MTJ器件与其制作方法，以解决现有技术中采用干法刻蚀容易造成MTJ位元失效的问题。

为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了MTJ器件的制作方法，该制作方法包括：步骤S1，提供基底，上述基底包括多个间隔设置的底电极以及位于上述底电极两侧的介质层，上述底电极以及上述介质层的裸露表面在第一平面上；步骤S2，在上述第一平面上设置光刻胶膜，并对上述光刻胶膜依次进行曝光与显影，得到光刻胶图形膜，上述光刻胶图形膜包括多个依次间隔排列光刻胶单元，且上述光刻胶单元位于各上述底电极两侧的上述第一平面上，且上述光刻胶膜的厚度大于或者等于欲设置的结构层的总厚度；步骤S3，在部分上述第一平面上以及上述光刻胶图形膜的裸露表面上设置结构层，上述结构层包括磁性结构层，上述磁性结构层包括参考层、绝缘势垒层以及自由层；步骤S4，采用金属剥离工艺剥离去除上述光刻胶图形膜以及设置在上述光刻胶图形膜的表面上的部分上述结构层，上述底电极表面上的上述结构层被保留。

进一步地，上述步骤S2包括：步骤S21，在上述第一平面上设置光刻胶膜；步骤S22，对上述光刻胶膜进行曝光，且使得上述光刻胶膜在厚度方向上的不同位置处的曝光量不同；步骤S23，对上述光刻胶膜进行显影，得到上述光刻胶图形膜，相邻两个上述光刻胶单元之间的间隔在与上述第一平面距离最小的位置处的宽度为W1，相邻两个上述光刻胶单元之间的间隔在与上述第一平面距离最大的位置处的宽度为W2，W1>W2。

进一步地，上述光刻胶膜为正光刻胶膜。

进一步地，上述步骤S22中，对上述光刻胶膜进行过曝光，使得上述光刻胶膜中靠近上述第一平面处的光刻胶的曝光量大于远离上述第一平面处的光刻胶的曝光量，从而使得显影后形成的光刻胶图形膜中，相邻两个上述光刻胶单元之间的间隔的宽度先沿远离上述第一平面的方向逐渐减小，后保持不变。

进一步地，上述光刻胶膜包括第一光刻胶层与第二光刻胶层，上述步骤S21包括：在上述第一平面上依次设置上述第一光刻胶层与上述第二光刻胶层，上述第一光刻胶的曝光敏感度大于上述第二光刻胶的曝光敏感度；对上述第一光刻胶层与上述第二光刻胶层进行曝光，使得显影后形成的光刻胶图形膜中的各上述光刻胶单元包括第一光刻胶单元与第二光刻胶单元，且上述相邻两个上述第一光刻胶单元之间的间隔的宽度为上述W1，相邻两个上述第二光刻胶单元之间的间隔的宽度为W2。