【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及半导体器件，尤其涉及一种磁性存储单元的制造方法。
技术介绍
1、近年来，采用磁性隧道结(mtj，magnetic tunnel junction)的磁电阻效应的磁性随机存储器(mram)被认为是未来的固态非易失性记忆体，它具有高速读写、大容量以及低能耗的特点。mtj单元作为mram的核心部件，基本结构包括底电极、mtj叠层以及顶电极。
2、现有的mtj单元在与mtj顶电极形成互联的过程中，常采用化学机械抛光(cmp)的方法暴露出mtj顶部的金属硬掩膜，然后沉积mtj顶电极金属。但是，随着mtj单元尺寸的不断缩小，cmp平坦化工艺要求mtj单元顶部的金属硬掩膜和待平坦化电介质之间要有很高的去除选择比并保证较好的均匀性。这对于cmp工艺来说，提出了非常高的工艺要求，实现起来难度较大。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种磁性存储单元的制造方法，改进了mtj顶电极的制备工艺，降低了工艺难度，改善工艺窗口。
2、本专利技术提供一种磁性存储单元的制造方法，包括：
3、提供衬底，所述衬底上形成有底部互连结构及位于所述底部互连结构上的mtj底电极；
4、在所述mtj底电极上形成磁性隧道结，所述磁性隧道结顶部保留有金属硬掩膜；
5、沉积保护层和层间介质；
6、对所述层间介质进行平坦化处理；
7、回刻蚀所述层间介质和所述保护层，使得所述金属硬掩膜露出表面及其部分侧壁；
8、在所述
9、光刻出顶电极图案，根据所述顶电极图案刻蚀所述顶电极金属层及其下方的层间介质和所述保护层，形成mtj顶电极。
10、可选地，对所述层间介质进行平坦化处理，包括：
11、抛光前测量厚度前值，然后根据抛光速率和后值要求确定抛光时长，进行定时抛光。
12、可选地，在露出所述金属硬掩膜之后，形成顶电极金属层之前，所述方法还包括：对所述金属硬掩膜进行原位等离子体清洗、干法去胶和湿法清洗工艺，以去除所述金属硬掩膜表面的聚合物或金属氧化物。
13、可选地，所述金属硬掩膜采用钽(ta)、氮化钽(tan)、钛(ti)、氮化钛(tin)、钨(w)和钌(ru)中的其中一种形成的单层结构或者多层的组合。
14、可选地，所述mtj顶电极的材料为钽、氮化钽、钛和氮化钛的一种或者多种的组合。
15、可选地，所述保护层的材料为聚硅酸乙酯(teos)。
16、可选地，所述层间介质的材料为氧化硅(sio2)、氮化硅(si3n4)或者氮氧化硅(sion)。
17、可选地，所述mtj顶电极的特征尺寸大于所述mtj底电极的特征尺寸。
18、可选地，形成mtj顶电极之后，还包括：形成顶部互连结构。
19、本专利技术提供的一种磁性存储单元的制造方法，形成mtj顶电极时，先通过cmp工艺将层间介质磨平，不需要暴露金属硬掩膜，后续通过刻蚀工艺打开mtj顶部的金属硬掩膜，降低了cmp工艺的复杂性，提高产品的流通速度。且mtj顶部刻蚀采用刻蚀速率较慢且选择比较高的条件，可以增加工艺窗口，减少金属硬掩膜损失。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种磁性存储单元的制造方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述层间介质进行平坦化处理，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在露出所述金属硬掩膜之后，形成顶电极金属层之前，所述方法还包括：对所述金属硬掩膜进行原位等离子体清洗、干法去胶和湿法清洗工艺，以去除所述金属硬掩膜表面的聚合物或金属氧化物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属硬掩膜采用钽(Ta)、氮化钽(TaN)、钛(Ti)、氮化钛(TiN)、钨(W)和钌(Ru)中的其中一种形成的单层结构或者多层的组合。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MTJ顶电极的材料为钽、氮化钽、钛和氮化钛的一种或者多种的组合。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护层的材料为聚硅酸乙酯(TEOS)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述层间介质的材料为氧化硅(SiO2)、氮化硅(Si3N4)或者氮氧化硅(SiON)。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述MT
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，形成MTJ顶电极之后，还包括：形成顶部互连结构。
...【技术特征摘要】
1.一种磁性存储单元的制造方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述层间介质进行平坦化处理，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在露出所述金属硬掩膜之后，形成顶电极金属层之前，所述方法还包括：对所述金属硬掩膜进行原位等离子体清洗、干法去胶和湿法清洗工艺，以去除所述金属硬掩膜表面的聚合物或金属氧化物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述金属硬掩膜采用钽(ta)、氮化钽(tan)、钛(ti)、氮化钛(tin)、钨(w)和钌(ru)中的其中一种形成的单层结构或者多层的组合。
...【专利技术属性】
技术研发人员：申力杰，于志猛，郑建强，
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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