[发明专利]磁隧道结的制备方法及单元结构

说明书

本发明提供了一种磁隧道结的制备方法及单元结构，所述制备方法包括：在衬底上形成底电极层；在所述底电极层上形成磁隧道结；在所述磁隧道结和所述底电极层组成的表面上形成第一介质层，并根据底电极图案对所述底电极层进行图案化；在图案化后的底电极层和第一介质层组成的表面上形成第二介质层；刻蚀所述第二介质层直至所述底电极层和所述磁隧道结分别得到底电极通孔和顶电极通孔并金属化，本发明可降低或避免刻蚀副产物再沉积带来的影响。

技术领域

本发明涉及自旋电子器件技术领域，尤其涉及一种磁隧道结的制备方法及单元结构。

背景技术

磁隧道结(MTJ，Magnetic Tunnel Junction)是磁性随机存储器(MRAM,MagneticRandom Access Memory)、TMR型自旋传感器(Spintronics sensor)等应用的核心器件之一。磁隧道结一般采用减法工艺进行制备，即首先在衬底上沉积底电极、TMR膜堆和顶电极，利用光刻和干法刻蚀进行底电极和MTJ的图形化，采用介质层保护MTJ侧壁，最后完成MTJ顶电极和底电极互连。在MTJ的干法刻蚀工艺中，由于刻蚀副产物再沉积在图形化膜堆的侧壁，导致MTJ的隧穿磁阻比率(TMR,Tunnel Magnetoresistance)下降，甚至使MTJ的自由层与参考层短路而失效。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种磁隧道结的制备方法，降低或避免刻蚀副产物再沉积带来的影响。本发明的另一个目的在于提供一种磁隧道结单元结构。

为了达到以上目的，本发明一方面公开了一种磁隧道结的制备方法，包括：

在衬底上形成底电极层；

在所述底电极层上形成磁隧道结；

在所述磁隧道结和所述底电极层组成的表面上形成第一介质层，并根据底电极图案对所述底电极层进行图案化；

在图案化后的底电极层和第一介质层组成的表面上形成第二介质层；

刻蚀所述第二介质层直至所述底电极层和所述磁隧道结分别得到底电极通孔和顶电极通孔并金属化。

优选的，所述在所述底电极层上形成磁隧道结具体包括：

在所述底电极层上形成核心层；

在所述核心层上形成覆盖层；

在所述覆盖层上形成第三介质层并在所述第三介质层上形成磁隧道结图形；

以具有磁隧道结图形的第三介质层为掩模对所述核心层和所述覆盖层进行刻蚀得到磁隧道结。

优选的，所述刻蚀所述第二介质层直至所述底电极层和所述磁隧道结分别得到底电极通孔和顶电极通孔并金属化具体包括：

刻蚀所述第二介质层直至所述底电极层和所述覆盖层分别得到底电极通孔和顶电极通孔；

对所述底电极通孔和顶电极通孔进行金属化。

优选的，对所述底电极通孔和顶电极通孔进行金属化具体包括：

在所述第二介质层、底电极通孔和顶电极通孔组成的表面上形成金属层；

对所述金属层进行图案化以保留所述底电极通孔和顶电极通孔的金属层实现对所述底电极通孔和顶电极通孔的金属化。

优选的，进一步包括在形成第一介质层，之前：

对所述磁隧道结的侧壁进行氧化处理得到第一侧壁氧化层。

优选的，所述根据底电极图案对所述底电极层进行图案化具体包括：

在所述第一介质层上形成底电极图案；