[发明专利]一种半导体器件制作方法

权利要求书

1.一种半导体器件制作方法，所使用的刻蚀装置包括样品装载腔室、真空过渡腔室、反应离子等离子体刻蚀腔室、离子束刻蚀腔室、镀膜腔室以及真空传输腔室，所述真空过渡腔室分别与所述样品装载腔室、所述真空传输腔室以可联通的方式相连接，所述反应离子等离子体刻蚀腔室、所述离子束刻蚀腔室、所述镀膜腔室分别与所述真空传输腔室以可联通的方式相连接，其特征在于，包括以下步骤：

样品准备步骤，在半导体衬底上形成包括底电极金属层、磁隧道结、帽层和掩膜层的待刻蚀结构，所述磁隧道结包括固定层、隔离层和自由层；

样品装载步骤，将所述样品装载到所述样品装载腔室，并使所述样品通过真空过渡腔室，进入所述真空传输腔室；

第一反应离子刻蚀步骤，使样品进入到所述反应离子等离子体刻蚀腔室，利用反应离子刻蚀方法对样品进行刻蚀，当到达隔离层时停止刻蚀，之后使所述样品返回到所述真空传输腔室；

离子束刻蚀步骤，将所述样品从所述真空传输腔室传送到所述离子束刻蚀腔室，利用离子束刻蚀方法对样品进行刻蚀，直到到达固定层中接近底电极金属层的位置为止；

第二反应离子刻蚀步骤，使所述样品进入所述反应离子刻蚀腔室，利用反应离子刻蚀方法继续对样品进行刻蚀，当刻蚀到达底电极金属层时停止刻蚀，之后使所述样品返回到所述真空传输腔室；

第一离子束清洗步骤，使所述样品进入到所述离子束刻蚀腔室，进行金属残留物去除以及样品表面处理，使上述刻蚀步骤中所形成的金属沾污、侧壁损伤层完全去除，之后使所述样品返回到所述真空传输腔室；

保护步骤，使所述样品进入到所述镀膜腔室，在完成刻蚀的样品上表面和周边形成介质薄膜，之后使所述样品返回到所述真空传输腔室；以及

样品取出步骤，将所述样品从所述真空传输腔室，通过所述真空过渡腔室，返回到所述样品装载腔室。

2.根据权利要求1所述的半导体器件制作方法，其特征在于，

在所述离子束刻蚀步骤和所述第二反应离子刻蚀步骤之间，还包括以下步骤：

第二离子束清洗步骤，使所述样品继续停留在所述离子束刻蚀腔室，利用离子束进行金属残留物去除以及样品表面处理，使上述刻蚀步骤中所形成的金属沾污以及侧壁损伤层完全去除，之后使所述样品返回到真空传输腔室；

介质镀膜步骤，使所述样品进入到所述镀膜腔室，在所述样品上表面和周边形成介质薄膜，之后使所述样品返回到所述真空传输腔室；

介质薄膜打开步骤，使所述样品进入到反应离子刻蚀腔室，利用反应离子等离子体对样品进行刻蚀，打开样品上表面及底电极金属层上的所述介质薄膜，并且保留样品侧墙处的部分介质薄膜，停止刻蚀。

3.根据权利要求1所述的半导体器件制作方法，其特征在于，

所述磁隧道结的隔离层为单层或者多层。

4.根据权利要求1所述的半导体器件制作方法，其特征在于，

在所述反应离子等离子体刻蚀腔室中，所使用的气体包括惰性气体、氮气、氧气、氟基气体、NH₃、氨基气体、CO、CO₂、醇类或其组合。

5.根据权利要求1或2所述的半导体器件制作方法，其特征在于，

在所述离子束刻蚀腔室中，所使用的气体包括惰性气体、氮气、氧气或其组合。

6.根据权利要求1或2所述的半导体器件制作方法，其特征在于，

所述介质薄膜为四族氧化物、四族氮化物、四族氮氧化物、过渡金属氧化物、过渡金属氮化物、过渡金属氮氧化物、碱土金属氧化物、碱土金属氮化物、碱土金属氮氧化物或其组合。

7.根据权利要求2所述的半导体器件制作方法，其特征在于，

在所述介质镀膜步骤中，所述介质薄膜的厚度为0.5nm～50nm。