[发明专利]磁阻随机存取存储器单元及其制造方法

权利要求书

1.一种制造磁阻随机存取存储器(MRAM)单元的方法，包括：

在底部电极上方形成固定层；

在所述固定层上方形成被固定层；

在所述被固定层上方形成隧道层；

在所述隧道层上方形成自由层；

在所述自由层上方形成保护层，其中，所述保护层提供抗蚀刻性，以保护所述自由层和所述隧道层免受边缘损坏，形成所述保护层包括在物理汽相沉积(PVD)工具中实施沉积，在沉积过程中引入氮以形成金属氮化物保护层，其中，根据所述磁阻随机存取存储器(MRAM)单元的隧道电磁电阻(TMR)和电阻区(RA)的目标调整所述金属氮化物保护层的氮浓度；

在所述保护层上方形成顶部电极；以及

通过图案化和蚀刻所述顶部电极，所述保护层，所述自由层，所述隧道层，所述被固定层，所述固定层以及所述底部电极形成磁隧道结(MTJ)堆叠结构。

2.根据权利要求1所述的制造磁阻随机存取存储器单元的方法，其中，

所述金属氮化物的金属选自于由铍(Be)，镁(Mg)，铝(Al)，钛(Ti)，钨(W)，锗(Ge)，铂(Pt)以及这些的合金组成的组。

3.根据权利要求1所述的制造磁阻随机存取存储器单元的方法，其中，所述保护层的厚度在3埃至20埃的范围内。

4.根据权利要求1所述的制造磁阻随机存取存储器单元的方法，其中，所述蚀刻包括干蚀刻、湿蚀刻、或干蚀刻与湿蚀刻的组合。

5.根据权利要求1所述的制造磁阻随机存取存储器单元的方法，其中，干蚀刻工艺可以实施含氟气体、含氯气体、含溴气体、含碘气体、等离子体、和/或它们的组合。

6.根据权利要求5所述的制造磁阻随机存取存储器单元的方法，其中，所述含氟气体包括CF₄、SF₆、CH₂F₂、CHF₃、和/或C₂F₆。

7.根据权利要求5所述的制造磁阻随机存取存储器单元的方法，其中，含氯气体包括Cl₂、CHCl₃、CCl₄、和/或BCl₃。

8.根据权利要求5所述的制造磁阻随机存取存储器单元的方法，其中，所述含溴气体包括HBr和/或CHBR₃。

9.根据权利要求1所述的制造磁阻随机存取存储器单元的方法，其中，所述蚀刻可以包括多步骤蚀刻以获得蚀刻选择性、流动性以及需要的蚀刻轮廓。

10.根据权利要求1所述的制造磁阻随机存取存储器单元的方法，其中，在所述固定层上方形成被固定层包括：

在所述固定层上方形成第一铁磁子层；

在所述第一铁磁子层上形成分隔子层；以及

在所述分隔子层上形成第二铁磁子层。