:形成連續(xù)覆蓋在環(huán)形磁性隧道結(jié)200上表 面、第一絕緣層150上表面、可選的第一介質(zhì)層160上表面以及可選的保護(hù)介質(zhì)層170的導(dǎo) 電連接預(yù)備層310',形成如圖7-1所示的基體結(jié)構(gòu)。然后根據(jù)環(huán)形磁性隧道結(jié)200上表面 的位置刻蝕導(dǎo)電連接預(yù)備層310',形成直徑大于環(huán)形磁性隧道結(jié)200的外環(huán)直徑的導(dǎo)電連 接層310,形成如圖7所示的基體結(jié)構(gòu)。根據(jù)環(huán)形磁性隧道結(jié)200的尺寸,可以對導(dǎo)電連接 層310的尺寸進(jìn)行調(diào)整。出于解決難以對準(zhǔn)的問題的考慮,導(dǎo)電連接層310的直徑為環(huán)形 磁性隧道結(jié)200外環(huán)直徑的1. 3~1. 5倍.
[0062] 在完成導(dǎo)電連接層310的制作步驟后,在導(dǎo)電連接層310上形成上電極300。具體 的上電極制作方法可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員慣用的方法。一種優(yōu)選的實施方式中,在第一 絕緣層150的上方形成具有凹槽結(jié)構(gòu)300'的第二絕緣層180,凹槽結(jié)構(gòu)300'形成于導(dǎo)電連 接層310的上方;在凹槽結(jié)構(gòu)300'中形成上電極300。
[0063] 形成具有凹槽結(jié)構(gòu)的第二絕緣層180的步驟包括:在導(dǎo)電連接層310、裸露的第一 絕緣層150、可選的第一介質(zhì)層160以及可選的保護(hù)介質(zhì)層170的上表面形成第二預(yù)備絕 緣層180' ;在第二預(yù)備絕緣層180'中相應(yīng)于導(dǎo)電連接層310的位置上,刻蝕形成凹槽結(jié)構(gòu) 300'后,形成第二絕緣層180。更優(yōu)選地,形成第二絕緣層180的步驟中,在刻蝕形成凹槽 結(jié)構(gòu)300'的步驟前,還包括平坦化處理第二預(yù)備絕緣層180'形成第二過渡絕緣層的步驟, 并在第二過渡絕緣層中相應(yīng)于導(dǎo)電連接層310的位置上,刻蝕形成凹槽結(jié)構(gòu)300',形成第 二絕緣層180。同上述第一絕緣層150 -樣,第二絕緣層180的材料只要是絕緣材料即可。 例如,可以是與第一絕緣層150材料一樣的摻氮碳化硅。形成凹槽結(jié)構(gòu)300'的過程中,直 接依照環(huán)形磁性隧道結(jié)的位置刻蝕第二預(yù)備絕緣層180'或者平坦化后的第二過渡絕緣層 即可。
[0064] 更優(yōu)選地,形成第二絕緣層180的步驟中,在刻蝕形成凹槽結(jié)構(gòu)300'的步驟前還 包括:在第二預(yù)備絕緣層180'的上表面形成第二預(yù)備介質(zhì)層190",形成如圖8-1所示的基 體結(jié)構(gòu)。然后,平坦化處理第二預(yù)備介質(zhì)層190",形成上表面齊平的第二過渡介質(zhì)層190', 形成如圖8-2所示的基體結(jié)構(gòu)。完成平坦化處理第二預(yù)備介質(zhì)層190"形成第二過渡介質(zhì) 層190'的步驟后,相應(yīng)于導(dǎo)電連接層310的位置,向下依次刻蝕第二過渡介質(zhì)層190'和第 二預(yù)備絕緣層180',形成第二絕緣層180、第二介質(zhì)層190及凹槽結(jié)構(gòu)300',進(jìn)而形成如圖 8所示的基體結(jié)構(gòu)。同樣地,第二介質(zhì)層190的材料可以采用任意的介質(zhì)材料,更優(yōu)選地,出 于簡化工序的考慮,可以采用掩膜材料制備上述第二介質(zhì)層190。掩膜材料也可以是同第一 介質(zhì)層160材料一樣的黑鉆石。
[0065] 完成了制作凹槽結(jié)構(gòu)300'的步驟后,在凹槽結(jié)構(gòu)300'中形成上電極300,形成如 圖9所示的基體結(jié)構(gòu)。形成上電極300的方法采用本領(lǐng)域技術(shù)人員慣用的方法即可。一種 優(yōu)選的實施方式中,形成上電極300的步驟包括:在凹槽結(jié)構(gòu)300'中形成覆蓋凹槽內(nèi)壁的 銅種子層;在形成銅種子層的凹槽結(jié)構(gòu)300'中沉積金屬銅,形成上電極300,進(jìn)而形成如圖 9所示的基體結(jié)構(gòu)。以金屬銅作為上電極300的材料,使得上電極具有電性能穩(wěn)定、導(dǎo)電性 高的優(yōu)勢。
[0066] 以下將結(jié)合實施例1至3以及對比例1進(jìn)一步說明本申請的有益效果:
[0067] 實施例1
[0068] 提供單晶硅襯底,在襯底上形成金屬銅下電極;
[0069] 在下電極上形成環(huán)形磁性隧道結(jié),該由下至上包括:第一粘結(jié)層TiN層、磁性隧道 部、第二粘結(jié)層Ta層,且環(huán)形磁性隧道結(jié)中心填充有LTN介質(zhì),環(huán)形磁性隧道結(jié)的內(nèi)環(huán)直徑 為4?)Α.外環(huán)直徑為100A;
[0070] 環(huán)繞上述環(huán)形磁性隧道結(jié)形成上表面與環(huán)形磁性隧道結(jié)上表面齊平的第一絕緣 層摻氮碳化硅層;
[0071] 在第一絕緣層的表面上及環(huán)形磁性隧道結(jié)表面上形成覆蓋環(huán)形磁性隧道結(jié)上表 面的導(dǎo)電連接層TaN層,其直徑為260A;
[0072] 在裸露的第一絕緣層的表面上及導(dǎo)電連接層表面上形成第二絕緣層摻氮碳化硅 層,并在第二絕緣層表面上形成表面齊平的掩膜層黑鉆石層;對應(yīng)環(huán)形磁性隧道結(jié)的位置 刻蝕掩膜層和第二絕緣層,形成直徑為160A的凹槽結(jié)構(gòu);
[0073] 在上述凹槽結(jié)構(gòu)中形成銅種子層后,沉積金屬銅形成上電極,從而形成環(huán)形磁性 隧道結(jié)單元。
[0074] 實施例2
[0075] 提供單晶硅襯底,在襯底上形成金屬銅下電極;
[0076] 在下電極上形成環(huán)形磁性隧道結(jié),該由下至上包括:第一粘結(jié)層TiN層、磁性隧道 部、第二粘結(jié)層Ta層,且環(huán)形磁性隧道結(jié)中心填充有LTN介質(zhì),環(huán)形磁性隧道結(jié)的內(nèi)環(huán)直徑 為4_〇A.,外環(huán)直徑為ΚΚλΑ:
[0077] 在下電極上表面及環(huán)形磁性隧道結(jié)上表面形成保護(hù)介質(zhì)預(yù)備層LTN層,在保護(hù)介 質(zhì)預(yù)備層上表面形成第一預(yù)備絕緣層摻氮碳化硅層,在第一預(yù)備絕緣層上表面形成第一預(yù) 備介質(zhì)層黑鉆石層;以環(huán)形磁性隧道結(jié)上表面為停止層,平坦化處理第一預(yù)備介質(zhì)層、第一 預(yù)備絕緣層及保護(hù)介質(zhì)預(yù)備層,形成環(huán)繞環(huán)形磁性隧道結(jié)外壁的保護(hù)介質(zhì)層、環(huán)繞保護(hù)介 質(zhì)層表面的第一絕緣層及位于第一絕緣層第一部分上方的第一介質(zhì)層;
[0078] 在第一絕緣層的表面上及環(huán)形磁性隧道結(jié)表面上形成覆蓋環(huán)形磁性隧道結(jié)上表 面,且邊緣線與第一絕緣層外邊緣線位于同一曲面的導(dǎo)電連接層TaN層,其直徑為2:0?Α;
[0079] 在裸露的第一介質(zhì)層的表面上及導(dǎo)電連接層表面上形成第二絕緣層摻氮碳化硅 層,并在第二絕緣層表面上形成表面齊平的第二介質(zhì)層黑鉆石層;對應(yīng)環(huán)形磁性隧道結(jié)的 位置刻蝕掩膜層和第二絕緣層,形成直徑為160Α的凹槽結(jié)構(gòu);
[0080] 在上述凹槽結(jié)構(gòu)中形成銅種子層后,沉積金屬銅形成上電極,從而形成環(huán)形磁性 隧道結(jié)單元。
[0081] 實施例3
[0082] 提供單晶硅襯底,在襯底上形成金屬銅下電極;
[0083] 在下電極上形成環(huán)形磁性隧道結(jié),該由下至上包括:第一粘結(jié)層TiN層、磁性隧道 部、第二粘結(jié)層Ta層,且環(huán)形磁性隧道結(jié)中心填充有LTN介質(zhì),環(huán)形磁性隧道結(jié)的內(nèi)環(huán)直徑 為40蓋,外環(huán)直徑為1_〇〇人;
[0084] 在下電極上表面及環(huán)形磁性隧道結(jié)上表面形成保護(hù)介質(zhì)預(yù)備層LTN層,在保護(hù)介 質(zhì)預(yù)備層上表面形成第一預(yù)備絕緣層摻氮碳化硅層,在第一預(yù)備絕緣層上表面形成第一預(yù) 備介質(zhì)層黑鉆石層;以環(huán)形磁性隧道結(jié)上表面為停止層,平坦化處理第一預(yù)備介質(zhì)層、第一 預(yù)備絕緣層及保護(hù)介質(zhì)預(yù)備層,形成環(huán)繞環(huán)形磁性隧道結(jié)外壁的保護(hù)介質(zhì)層、環(huán)繞保護(hù)介 質(zhì)層表面的第一絕緣層及位于第一絕緣層第一部分上方的第一介質(zhì)層;
[0085] 在第一絕緣層的表面上及環(huán)形磁性隧道結(jié)表面上形成覆蓋環(huán)形磁性隧道結(jié)上表 面,且邊緣線與第一絕緣層外邊緣線位于同一曲面的導(dǎo)電連接層TaN層,其直徑為260A;
[0086] 在裸露的第一介質(zhì)層的表面上及導(dǎo)電連接層表面上形成第二絕緣層摻氮碳化硅 層,并在第二絕緣層表面上形成表面齊平的第二介質(zhì)層黑鉆石層;對應(yīng)環(huán)形磁性隧道結(jié)的 位置刻蝕掩膜層和第二絕緣層,形成直徑為160A的凹槽結(jié)構(gòu);
[0087] 在上述凹槽結(jié)構(gòu)中形成銅種子層后,沉積金屬銅形成上電極,從而形成環(huán)形磁性 隧道結(jié)單元。
[0088] 對比例1
[0089] 提供單晶硅襯底,在襯底上形成金屬銅下電極;
[0090] 在下電極上形成環(huán)形磁性隧道結(jié),該由下至上包括:第一粘結(jié)層TiN層、磁性隧道 部、第二粘結(jié)層Ta層,且環(huán)形磁性隧道結(jié)中心填充有LTN介質(zhì),環(huán)形磁性隧道結(jié)的內(nèi)環(huán)直徑 為_4〇U卜環(huán)直徑為KVA-
[0091] 在下電極上表面與環(huán)形磁性隧道結(jié)上表面形成介質(zhì)層LTN層,在介質(zhì)層上形成絕 緣層摻氮碳化硅層,在絕緣層上形成掩膜層黑鉆石層;平坦化處理掩膜層后,按照環(huán)形磁性 隧道結(jié)的位置向下刻蝕掩膜層、絕緣層及介質(zhì)層,形成直徑為160A的凹槽