【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体，尤其涉及一种半导体器件的制备方法。
技术介绍
1、随着汽车电子、5g通讯、物联网、可穿戴等新兴领域的崛起，近年来，新型存储器如mram(magnetic random access memory)相比于目前其他类型的存储器，具有读写速度快、可实现无限次擦写、具有非易失性(non-volatile)(断电后数据不丢失，而且可以保留10年以上)，易于与目前的半导体工艺相兼容等优点，是极具潜力的下一代非易失性存储器。mram芯片制造工艺中，磁性器件mtj(磁性隧道结)集成在后端金属层次中，简单高效的工艺集成方法是各企业及研究单位追求的目标。相对较少的光罩层次，工艺步骤能够降低工艺步骤带来的缺陷等影响，提升芯片良率，是追求的目标之一。现有技术中在加工出磁性隧道结之后，沉积一层介质保护膜，然后进行介质沉积及cmp研磨(化学机械研磨)，漏出磁性隧道结的顶部，然后进行顶电极薄膜沉积，再用一张顶电极光罩先曝光然后进行顶电极刻蚀，形成磁性隧道结的顶电极。即现有技术制备顶电极的过程中，需要使用一张顶电极光罩，不仅增加成本，而且还增加了光罩对准的次数，不利于误差控制，影响芯片良率。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种半导体器件的制备方法，在制备顶电极的过程中，无需使用顶电极光罩即可制备，降低成本，而且还减少了光罩对准的次数，利于误差控制，提高芯片良率。
2、第一方面，本专利技术提供了一种半导体器件的制备方法，该半导体器件的制备方法包括：提供一衬底，衬底上形成有磁性隧
3、在上述的方案中，在加工出磁性隧道结并在磁性隧道结表面沉积一层介质保护膜之后，刻蚀掉介质保护膜中位于磁性隧道结上表面以及衬底表面的部分，保留在磁性隧道结侧壁的剩余介质保护膜形成磁性隧道结的侧墙；接下来，先后沉积两层膜层，其中第一膜层的厚度较薄，且只沉积在衬底表面、侧墙和磁性隧道结的上表面，第二膜层的厚度较厚，使第二膜层上表面的最低位置也高于第一膜层上表面的最高位置；然后采用平坦化工艺研磨第二膜层，使第一膜层中的位于磁性隧道结上表面的部分露出；再利用两个膜层的刻蚀选择比差异，刻蚀掉第一膜层中位于磁性隧道结上表面的部分，从而在磁性隧道结的上表面形成凹槽，作为形成顶电极的图案，从而无需使用顶电极光罩即可完成在凹槽内形成顶电极的加工。相比现有技术，在制备顶电极过程中，无需使用顶电极光罩即可制备，降低成本，而且还减少了光罩对准的次数，利于误差控制，提高芯片良率。
4、在一个具体的实施方式中，在第二膜层表面以及凹槽内沉积顶电极膜层；采用平坦化工艺研磨掉顶电极膜层中位于凹槽外的部分，以在凹槽内形成顶电极，便于在凹槽内形成顶电极。
5、在一个具体的实施方式中，采用物理气相沉积工艺，在衬底表面、侧墙和磁性隧道结的上表面沉积第一膜层，便于使第一膜层能够采用相对垂直的沉积方向，使第一膜层只沉积在衬底表面、侧墙和磁性隧道结的上表面，而在侧墙的侧壁上没有第一膜层的生长。
6、在一个具体的实施方式中，第一膜层与第二膜层的刻蚀选择比大于5：1，简化采用选择性刻蚀掉第一膜层中位于磁性隧道结上表面部分的难度，即简化形成凹槽的难度。
7、在一个具体的实施方式中，采用干法刻蚀或湿法刻蚀工艺，选择性刻蚀掉第一膜层中位于磁性隧道结上表面的部分，以在磁性隧道结的上表面形成凹槽，便于刻蚀形成凹槽。
8、在一个具体的实施方式中，顶电极膜层的材料为ta,tan,ti,tin,w,wn中的任意一种或任意几种组成的复合材料，便于形成性能满足要求的顶电极。
9、在一个具体的实施方式中，第一膜层和第二膜层均为介质膜层，即使少量的第一膜层沉积在侧墙的侧壁上时，依然能够防止顶电极出现短路等电学缺陷。
10、在一个具体的实施方式中，第一膜层为金属膜层，第二膜层为介质膜层，使两个膜层之间具有较大的刻蚀选择比。
11、在一个具体的实施方式中，在所述凹槽内形成顶电极之后，该制备方法还包括：选择性刻蚀掉所述第二膜层及第一膜层的剩余部分；填充介质材料层，直到所述介质材料层的高度高于所述顶电极；采用平坦化工艺研磨所述介质材料层，直到所述顶电极露出为止。在采用金属膜层作为第一膜层时，防止剩余的金属膜层与顶电极之间发生短路等电学缺陷。
12、在一个具体的实施方式中，侧墙相对衬底表面的夹角在85°～90°之间，便于后续第一膜层沉积时，尽量少的在侧墙的侧壁上生长。
13、在一个具体的实施方式中，采用侧墙刻蚀工艺，蚀刻掉介质保护膜中位于磁性隧道结上表面以及衬底表面的部分，保留在磁性隧道结侧壁的剩余介质保护膜形成磁性隧道结的侧墙，便于刻蚀出满足要求的侧墙。
14、在一个具体的实施方式中，采用化学机械研磨工艺，研磨第二膜层，直到第一膜层中位于磁性隧道结上表面的部分露出为止，简化研磨第二膜层的难度。
15、第二方面，本专利技术还提供了另一种半导体器件的制备方法，该半导体器件的制备方法包括：提供一衬底，衬底上形成有磁性隧道结，磁性隧道结的上表面和侧壁、以及衬底表面沉积有介质保护膜；蚀刻掉介质保护膜中位于磁性隧道结上表面以及衬底表面的部分，保留在磁性隧道结侧壁的剩余介质保护膜形成磁性隧道结的侧墙；在衬底表面、侧墙和磁性隧道结的上表面沉积顶电极膜层，且顶电极膜层的厚度小于磁性隧道结的厚度；在顶电极膜层上沉积介质膜层，且介质膜层的厚度大于磁性隧道结的厚度；采用平坦化工艺研磨介质膜层，直到顶电极膜层中位于磁性隧道结上表面的部分露出为止，以在磁性隧道结的上表面形成顶电极。
16、在上述的方案中，在加工出磁性隧道结并在磁性隧道结表面沉积一层介质保护膜之后，刻蚀掉介质保护膜中位于磁性隧道结上表面以及衬底表面的部分，保留在磁性隧道结侧壁的剩余介质保护膜形成磁性隧道结的侧墙；接下来，先沉积一层顶电极膜层，顶电极膜层的厚度较薄，且只沉积在衬底表面、侧墙和磁性隧道结的上表面，再沉积一层介质膜层，介质膜层的厚度较厚，使介质膜层上表面的最低位置也高于顶电极膜层上表面的最高位置；然后采用平坦化工艺研磨介质膜层，使顶电极膜层中的位于磁性隧道结上表面的部分露出，从而完成顶电极制备。在此过程中，无需使用顶电极光罩即可完成在凹槽内形成顶电极的加工。相比现有技术，在制备顶电极过程中，无需使用顶电极光罩即可制备，降低成本，而且还减少了光罩对准的次数，利于误差控制，提高芯片良率。
17、在一个具体的实施方式本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述第二膜层表面以及所述凹槽内沉积顶电极膜层；
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，采用物理气相沉积工艺，在所述衬底表面、所述侧墙和所述磁性隧道结的上表面沉积所述第一膜层。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一膜层与所述第二膜层的刻蚀选择比大于5：1。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用干法刻蚀或湿法刻蚀工艺，选择性刻蚀掉所述第一膜层中位于所述磁性隧道结上表面的部分，以在所述磁性隧道结的上表面形成凹槽。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一膜层和第二膜层均为介质膜层。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一膜层为金属膜层，所述第二膜层为介质膜层。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，在所述凹槽内形成顶电极之后，所述制备方法还包括：
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述侧墙相对所述衬底表面的夹角在85°～9
10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用化学机械研磨工艺，研磨所述第二膜层，直到所述第一膜层中位于所述磁性隧道结上表面的部分露出为止。
11.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：
12.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种半导体器件的制备方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述第二膜层表面以及所述凹槽内沉积顶电极膜层；
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，采用物理气相沉积工艺，在所述衬底表面、所述侧墙和所述磁性隧道结的上表面沉积所述第一膜层。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一膜层与所述第二膜层的刻蚀选择比大于5：1。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用干法刻蚀或湿法刻蚀工艺，选择性刻蚀掉所述第一膜层中位于所述磁性隧道结上表面的部分，以在所述磁性隧道结的上表面形成凹槽。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪飞，郑泽杰，
申请(专利权)人：浙江驰拓科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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