[发明专利]纳米环型磁隧道结的制造方法、磁阻内存的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种纳米环型的磁隧道结的制造方法、磁阻内存的制造方法。

背景技术

磁阻内存(Magnetic Random Access Memory，MRAM)由于具有高速、低电压、高密度、非易失性等优点，成为市场关注的存储器之一。

MRAM是通过施加磁场，将信息存储到磁隧道结(Magnetic TunnelJunction，MTJ)结构中，并通过测量通过MTJ的电流读取信息的技术。具体地，所述MTJ由两铁磁层以及位于所述两铁磁层之间的绝缘层构成。在公告号为CN 1402254C的中国专利中就公开了一种用于存储装置的MTJ结构。

随着MTJ技术的发展，本领域发展了一种纳米环型的磁隧道结(Nano-ring-type Magnetic Tunnel Junction，NR-MTJ)结构，NR-MTJ具有减小磁噪音和增加存储容量等优点。结合参考图1和参考图2，分别示出了现有技术中纳米环型磁隧道结的立体示意图和俯视示意图，所述纳米环型磁隧道结为一多层膜结构，具体地，由下及上依次包括第一铁磁层101、绝缘层102、第二铁磁层103，所述多层膜结构还包括贯穿所述第一铁磁层101、绝缘层102、第二铁磁层103的贯穿孔，所述贯穿孔中填充有圆柱状的介质层，所述第一铁磁层101、绝缘层102、第二铁磁层103均为圆环型，所述纳米环型磁隧道结的各层的径向尺寸均在纳米量级(例如25nm)的范围内。

现有技术中，通常采用电子束(Electron Beam Lithography，EBL)光刻或者氩离子束蚀刻的方法制造NR-MTJ，然而，所述方法并不适合在工业产线中大量生产。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种适于量产的纳米环型磁隧道结的制造方法。

为解决上述问题，本发明提供一种纳米环型磁隧道结的制造方法，包括，提供磁隧道结；在所述隧道结上形成直径为第一尺寸的第一圆柱状硬掩模；以所述第一圆柱状硬掩模为掩模蚀刻所述磁隧道结，形成圆柱状磁隧道结；从径向对所述第一圆柱状硬掩模进行修整处理，形成直径为第二尺寸的第二圆柱状硬掩模，所述第二圆柱状硬掩模露出圆环型的磁隧道结；在所述第二圆柱状硬掩模露出的磁隧道结上沉积介质材料，形成第一介质层；去除所述第二圆柱状硬掩模，形成由所述第一介质层和磁隧道结围成的开口；去除所述开口露出的磁隧道结直至形成贯穿所述磁隧道结的贯穿孔，向所述贯穿孔中沉积介质材料，形成填充于所述贯穿孔中的第二介质层。

相应地，本发明还提供一种磁阻内存的制造方法，包括：在衬底上形成第一电极；在第一电极上形成磁隧道结；在所述隧道结上形成直径为第一尺寸的第一圆柱状硬掩模；以所述第一圆柱状硬掩模为掩模蚀刻所述磁隧道结，形成圆柱状磁隧道结；从径向对所述第一圆柱状硬掩模进行修整处理，形成直径为第二尺寸的第二圆柱状硬掩模，所述第二圆柱状硬掩模露出圆环型的磁隧道结；在所述第二圆柱状硬掩模露出的磁隧道结上沉积介质材料，形成第一介质层；去除所述第二圆柱状硬掩模，形成由所述第一介质层和磁隧道结围成的开口；去除所述开口露出的磁隧道结直至形成贯穿所述磁隧道结的贯穿孔，向所述贯穿孔中沉积介质材料，形成填充于所述贯穿孔中的第二介质层；在所述第二介质层上形成覆盖于所述磁隧道结上的第二电极。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：所述纳米环型磁隧道结的制造方法所采用的工艺方法均可在现有的产业线上实现，可以进行大量生产。

附图说明

图1是现有技术纳米环型磁隧道结的立体示意图；

图2是图1所示纳米环型磁隧道结的俯视示意图；

图3是本发明磁隧道结的制造方法一实施方式的流程示意图；

图4至图12是本发明磁隧道结的制造方法型成的磁隧道结一实施例的侧面结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

正如背景技术所述，现有技术中制造纳米环型的磁隧道结时采用电子束光刻或者氩离子束蚀刻的方法，这中制造方法不能在现有工业产线上进行大规模制造，无法进行量产。