[发明专利]MTJ器件、其制作方法与MRAM有效
| 申请号： | 201710900289.6 | 申请日： | 2017-09-28 |
| 公开（公告）号： | CN109585645B | 公开（公告）日： | 2020-09-22 |
| 发明（设计）人： | 孟凡涛 | 申请（专利权）人： | 中电海康集团有限公司;浙江驰拓科技有限公司 |
| 主分类号： | H01L43/08 | 分类号： | H01L43/08;H01L43/12 |
| 代理公司： | 北京康信知识产权代理有限责任公司 11240 | 代理人： | 韩建伟;谢湘宁 |
| 地址： | 311121 浙江省杭州*** | 国省代码： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | mtj 器件 制作方法 mram | ||
1.一种MTJ器件的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：
步骤S1，在基底上设置预介电膜；
步骤S2，在所述预介电膜中开设通孔，形成介电膜，所述通孔与所述基底连接，所述通孔的孔径沿着远离所述基底的方向先增大后减小；以及
步骤S3，在所述通孔中设置MTJ结构层，且所述MTJ结构层包括依次叠置的参考层、绝缘势垒层以及自由层，且所述绝缘势垒层位于所述通孔的孔径最大的位置处，且所述绝缘势垒层与所述通孔的侧壁间隔设置。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述通孔在所述介电膜的与所述基底距离最大位置处的孔径小于或等于在所述介电膜的与所述基底的距离最小位置处的孔径。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述预介电膜包括至少三层依次叠置设置的预介电层。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述预介电膜包括三层预介电层，分别是第一预介电层、第二预介电层与第三预介电层，
所述步骤S1包括：
在所述基底上依次叠置设置所述第一预介电层、所述第二预介电层与所述第三预介电层。
5.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
采用干法刻蚀去除部分所述预介电膜，形成预通孔；
采用湿法刻蚀去除剩余的所述预介电膜的一部分，在所述第一预介电层中形成第一子通孔，进而形成第一介电层，在所述第二预介电层中形成第二子通孔，进而形成第二介电层，在所述第三预介电层中形成第三子通孔，进而形成第三介电层，所述第一子通孔、所述第二子通孔与所述第三子通孔形成所述通孔，所述第一介电层、所述第二介电层与所述第三介电层形成所述介电膜，
所述第一子通孔、所述第二子通孔与所述第三子通孔的孔径分别是R1、R2以及R3，R2R1，且R2R3，R1≥R3，所述绝缘势垒层设置在所述第二子通孔中。
6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述预通孔的高度与所述通孔的高度相同。
7.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述湿法刻蚀在所述第一介电层、所述第二介电层以及所述第三介电层的刻蚀速率分别为V1、V2以及V3，V210V1且V210V3，V1≥V3。
8.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述第一介电层、所述第二介电层以及所述第三介电层的材料独立的选自Si3N4、SiO2与Al2O3中的一种。
9.根据权利要求8所述的制作方法，其特征在于，所述第一介电层与所述第三介电层的材料相同。
10.根据权利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述第一预介电层的厚度小于或者等于所述参考层的厚度，所述第二预介电层的厚度大于所述绝缘势垒层的厚度，所述第三预介电层的厚度大于所述MTJ结构层中除所述参考层与所述绝缘势垒层之外剩余的厚度。
11.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，
所述MTJ结构层还包括顶电极，在沉积所述自由层后，所述步骤S3还包括：
在所述自由层的远离所述绝缘势垒层的表面上设置所述顶电极。
12.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，
所述MTJ结构层还包括盖层，在沉积所述自由层后，所述步骤S3还包括：
在所述自由层的远离所述绝缘势垒层的表面上设置所述盖层，当所述MTJ结构层还包括顶电极时，所述顶电极设置在所述盖层的远离所述自由层的表面上。
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