[发明专利]一种制作磁性随机存储器的方法

权利要求书

1.一种制作磁性随机存储器的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：提供带有第一金属连接线的基底；

步骤2：在存储器件区域的所述第一金属连接线上制作底电极接触；

步骤3：在所述底电极接触上制作磁性隧道结；

步骤4：在逻辑器件区域制作从所述第一金属连接线到第二金属连接线的通孔，并完成第二金属连接线的制作，所述逻辑器件区域位于存储器件区域的上方。

2.根据权利要求1所述的一种制作磁性随机存储器的方法，其特征在于，步骤2包括如下细分步骤：

步骤2.1：在抛光的所述第一金属连接上依次形成底电极接触刻蚀阻挡层和底电极接触电介质层；所述底电极接触刻蚀阻挡层的材料选自SiN、SiCN或SiC，所述底电极接触电介质层的材料选自SiO₂、HSQ、MSQ或SiOCH；

步骤2.2：图形化定义底电极接触图案，刻蚀形成底电极接触孔；

步骤2.3：在所述底电极接触孔中填充钨或钽并磨平直到部分所述底电极接触电介质层被消耗掉，至此形成所述底电极接触。

3.根据权利要求1所述的一种制作磁性随机存储器的方法，其特征在于，步骤3包括如下细分步骤：

步骤3.1：在所述底电极接触上，依次形成底电极膜层、磁性隧道结多层膜和硬掩模膜层；

步骤3.2：图形化定义磁性隧道结图案，并部分刻蚀所述磁性隧道结多层膜；

步骤3.3：自对准工艺刻蚀剩余磁性隧道结和所述底电极膜层；

步骤3.4：填充磁性隧道结电介质并采用化学机械抛光磨平直到所述硬掩模膜层顶部。

4.根据权利要求3所述的一种制作磁性随机存储器的方法，其特征在于，所述磁性隧道结多层膜是由参考层、势垒层和记忆层依次向上叠加的结构，或者是由记忆层、势垒层和参考层依次向上叠加的结构。

5.根据权利要求1所述的一种制作磁性随机存储器的方法，其特征在于，步骤4包括如下细分步骤：

步骤4.1：沉积第二金属连接线刻蚀阻挡层，所述第二金属连接线刻蚀阻挡层选自SiN、SiC或SiCN；在所述逻辑器件区域定义连接所述第二金属连接线与所述第一金属连接线的通孔的图案；

步骤4.2：在所述第二金属连接线刻蚀阻挡层上，依次沉积所述第二金属连接线层间电介质和所述第二金属连接线刻蚀硬掩模；所述第二金属连接线层间电介质选择SiO₂、HSQ、MSQ或SiOCH，所述第二金属连接线刻蚀硬掩模选自SiO₂、SiON 或者SiN；

步骤4.3：图形化定义所述第二金属连接线图案，刻蚀形成所述第二金属连接线孔和所述通孔；

步骤4.4：填充铜到所述第二金属连接线孔和所述通孔，并采用化学机械磨平。

6.根据权利要求5所述的一种制作磁性随机存储器的方法，其特征在于，步骤4.1中，采用光刻加干刻蚀的方法，在所述第二金属连接线刻蚀阻挡层定义所述通孔图案。

7.根据权利要求6所述的一种制作磁性随机存储器的方法，其特征在于，选用C_xF_yH_z作为主要刻蚀气体，刻蚀之后采用灰化工艺除去残留的有机物。

8.根据权利要求5所述的一种制作磁性随机存储器的方法，其特征在于，步骤4.3包括如下细分步骤：

步骤4.3.1：采用光刻工艺和反应离子束刻蚀工艺使所述第二金属连接线图案转移到第二金属连接线层间电介质顶部；

步骤4.3.2：采用反应离子束刻蚀第二金属连接线层间电介质；在存储器件区域，刻蚀停止在所述第二金属连接线刻蚀阻挡层上；在逻辑器件区域，所述第二金属连接线刻蚀阻挡层作为刻蚀通孔的硬掩模，通孔刻蚀将会继续进行，最终停止在所述底电极接触刻蚀阻挡层上；

步骤4.3.3：完成对所述第二金属连接线刻蚀阻挡层和所述底电极接触刻蚀阻挡层的刻蚀；

步骤4.3.4：采用干法和/或湿法工艺除去残留的有机物。