[发明专利]提高MRAM中的MTJ金属间电介质的填充能力的方法

权利要求书

1.一种提高MRAM中的MTJ金属间电介质的填充能力的方法，其中，所述MRAM包括MTJ磁性存储单元，所述MTJ磁性存储单元沉积在集成电路的第一金属层与第二金属层之间，所述第一金属层包括多个第一金属及隔离所述多个第一金属的介质层，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(100)在所述第一金属层上沉积MTJ单元膜；

(200)对所述MTJ单元膜进行光刻和刻蚀，形成多个楔形MTJ磁性存储单元；

(300)沉积MTJ保护刻蚀阻挡层，沉积后的所述MTJ保护刻蚀阻挡层具有凸悬结构；

(400)对所述MTJ保护刻蚀阻挡层进行回蚀，去除所述凸悬结构，且回蚀后所述MTJ保护刻蚀阻挡层的侧墙厚度为第一厚度；

(500)沉积IMD；以及

(600)对所述IMD进行光刻和刻蚀，形成通孔和第二金属层。

2.如权利要求1所述的提高MRAM中的MTJ金属间电介质的填充能力的方法，其特征在于，所述多个楔形MTJ磁性存储单元中的每个楔形MTJ磁性存储单元的侧面与底面的夹角为68°～85°。

3.如权利要求2所述的提高MRAM中的MTJ金属间电介质的填充能力的方法，其特征在于，所述每个楔形MTJ磁性存储单元的侧面与底面的夹角为75°～80°。

4.如权利要求1所述的提高MRAM中的MTJ金属间电介质的填充能力的方法，其特征在于，所述步骤(400)的工艺条件为：

气体流量：CHF₃，10～50sccm；O₂，5～50sccm；Ar，0～1000sccm；

功率：0～400W；

压力：5～60mTorr。

5.如权利要求1所述的提高MRAM中的MTJ金属间电介质的填充能力的方法，其特征在于，所述第一厚度大于所述通孔超出所述楔形MTJ磁性存储单元的最大偏移值d_max。

6.如权利要求5所述的提高MRAM中的MTJ金属间电介质的填充能力的方法，其特征在于，所述d_max＝d₁+d₂+d₃+d₄，其中，d₁为通孔的版图关键尺寸超出楔形MTJ磁性存储单元的版图关键尺寸的大小，d₂为通孔的实际工艺关键尺寸的上限与通孔的版图标准关键尺寸之差，d₃为楔形MTJ磁性存储单元的版图标准关键尺寸与楔形MTJ磁性存储单元的实际工艺关键尺寸下限之差，d₄为曝光时通孔与楔形MTJ磁性存储单元之间的最差套刻精度。

7.如权利要求1所述的提高MRAM中的MTJ金属间电介质的填充能力的方法，其特征在于，所述沉积IMD的温度小于350℃。

8.如权利要求7所述的提高MRAM中的MTJ金属间电介质的填充能力的方法，其特征在于，所述IMD的材料为掺碳的氧化硅或基于SiH₄制备的低温氧化硅或低温TEOS。

9.如权利要求1所述的提高MRAM中的MTJ金属间电介质的填充能力的方法，其特征在于，所述MTJ磁性存储单元包括籽晶层、位于所述籽晶层上的MTJ主体以及位于所述MTJ主体上的帽盖层。

10.如权利要求9所述的提高MRAM中的MTJ金属间电介质的填充能力的方法，其特征在于，所述帽盖层的材料为导电材料。

11.如权利要求10所述的提高MRAM中的MTJ金属间电介质的填充能力的方法，其特征在于，所述帽盖层的材料为Ta或Pt或Co或Fe或Ru或Al或W或Ti或TiN或TaN或Ni或NiFe中的一种或几种。

12.如权利要求9所述的提高MRAM中的MTJ金属间电介质的填充能力的方法，其特征在于，所述籽晶层的材料为导电材料。

13.如权利要求12所述的提高MRAM中的MTJ金属间电介质的填充能力的方法，其特征在于，所述籽晶层的材料为Pt或Pt或Co或Fe或Ru或Al或W或Ti或TiN或TaN或Ni或NiFe中的一种或几种。

14.如权利要求1所述的提高MRAM中的MTJ金属间电介质的填充能力的方法，其特征在于，所述MTJ保护刻蚀阻挡层为氮化硅层或氮掺杂的碳化硅层。