本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)計(jì)一種磁阻存儲(chǔ)器的形成方法。

背景技術(shù)：
磁阻存儲(chǔ)器（MagneticRandomAccessMemory，MRAM）是一種固體存儲(chǔ)器，包括多個(gè)作為信息記錄載體的磁性隧道結(jié)（MTJ）或磁性隧道結(jié)（MTJ）陣列，所述磁性隧道結(jié)兩側(cè)形成有字線和位線，所述字線和位線通常位于相鄰的兩層金屬互連線結(jié)構(gòu)中。也就是說(shuō)，磁性隧道結(jié)位于字線與位線之間，即位于兩相鄰金屬互連線結(jié)構(gòu)之間。所述磁性隧道結(jié)包括栓固磁層、自由磁層、及位于所述栓固磁層與自由磁層之間的隧穿阻擋層，所述栓固磁層具有固定磁性方向。當(dāng)字線和位線中流過(guò)電流產(chǎn)生電流磁場(chǎng)，將磁化所述自由磁層，改變所述自由磁層的磁化方向。當(dāng)所述自由磁層的磁化方向與所述栓固磁層的固定磁性方向相同時(shí)，所述磁性隧道結(jié)處于平行狀態(tài)，所述磁性隧道結(jié)具有低阻值，這種狀態(tài)為“0”狀態(tài)；當(dāng)所述自由磁層的磁化方向與所述栓固磁層的固定磁性方向相反時(shí)，則所述磁性隧道結(jié)處于反平行狀態(tài)，所述磁性隧道結(jié)具有高阻值，這種狀態(tài)為“1”狀態(tài)。這種磁性隧道結(jié)的寫入方法為磁場(chǎng)感應(yīng)寫入。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常在字線和位線的兩側(cè)和底部形成有由磁性材料層構(gòu)成的襯墊層，具有防止磁場(chǎng)泄漏的作用，即，用于防止字線和位線產(chǎn)生的電流磁場(chǎng)對(duì)相鄰其他存儲(chǔ)單元造成“寫入干擾”。另外，所述襯墊層還可以“聚集”電流磁場(chǎng)于磁性隧道結(jié)，抑制電流磁場(chǎng)的“離散”，從而增強(qiáng)作用于磁性隧道結(jié)的電流磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，降低字線和位線中流過(guò)的電流，并降低存儲(chǔ)器的功耗在現(xiàn)有技術(shù)中，形成具有襯墊層的字線或位線的方法，包括：參照?qǐng)D1，在襯底上形成金屬互連層（未示出）和金屬間介質(zhì)層10，在金屬間介質(zhì)層10上形成有阻擋層11，通常選擇氮化硅；參照?qǐng)D2，在阻擋層11和金屬間介質(zhì)層10中形成溝槽12；參照?qǐng)D3，沉積襯墊材料層13、布線層14，覆蓋阻擋層11、填充溝槽12；參照?qǐng)D4，使用化學(xué)機(jī)械拋光（CMP），去除高出阻擋層的襯墊材料層、布線層，在溝槽12的側(cè)壁和底部形成襯墊層15，在溝槽12中的剩余布線層為布線16，可以作為字線或位線；參照?qǐng)D5，沉積介質(zhì)層17，覆蓋金屬間介質(zhì)層10、布線16和襯墊層15的暴露部分。但是，使用現(xiàn)有技術(shù)的字線或位線形成的磁阻存儲(chǔ)器的性能不佳。更多的可以參考2005年11月17日公開的公開號(hào)為US20050254294A1的美國(guó)專利文獻(xiàn)中提供的一種磁阻存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明解決的問(wèn)題是使用現(xiàn)有技術(shù)的字線或位線形成的磁阻存儲(chǔ)器的性能不佳。為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種新的磁阻存儲(chǔ)器的形成方法，包括：提供半導(dǎo)體襯底，在所述襯底上形成有金屬間介質(zhì)層；在所述金屬間介質(zhì)層中形成溝槽；形成襯墊材料層、位于所述襯墊材料層上的布線層，覆蓋所述金屬間介質(zhì)層、填充所述溝槽；去除高出所述金屬間介質(zhì)層上的襯墊材料層的布線層，剩余溝槽中的布線層，為布線；形成覆蓋層，覆蓋所述布線和溝槽側(cè)壁的襯墊材料層；去除未被覆蓋層覆蓋的襯墊材料層，剩余的襯墊材料層為襯墊層；去除未被覆蓋層覆蓋的襯墊材料層后，在所述布線上形成磁性隧道結(jié)?？蛇x的，形成覆蓋層的方法，包括：沉積覆蓋材料層，覆蓋金屬間介質(zhì)層；圖形化所述覆蓋材料層，形成覆蓋層?？蛇x的，沉積覆蓋材料層的方法為化學(xué)氣相沉積?？蛇x的，所述覆蓋層也覆蓋緊鄰所述溝槽兩側(cè)的金屬間介質(zhì)層上的部分襯墊材料層。可選的，所述襯墊材料層為三層結(jié)構(gòu)，包括底部的氮化鉭層、位于氮化鉭層上的磁性材料層、位于磁性材料層上的氮化鈦層。可選的，去除所述覆蓋層兩側(cè)的襯墊材料層的方法為化學(xué)機(jī)械拋光，其中，覆蓋層相比于襯墊材料層具有低拋光選擇比，在去除覆蓋層兩側(cè)的襯墊材料層時(shí)不會(huì)去除覆蓋層?？蛇x的，所述覆蓋層的材料為無(wú)定形碳、氮化硅或氧化硅可選的，所述磁性材料層的材料包括鐵、鈷、鎳中的一種，或鐵、鈷或鎳的氧化物，或鐵、鎳、鈷中的兩種或三種的合金，或鐵合金、鎳合金或鈷合金?？蛇x的，在去除未被覆蓋層覆蓋的襯墊材料層后，形成磁性隧道結(jié)前，去除覆蓋層。可選的，去除所述覆蓋層的方法，使用干法刻蝕工藝?？蛇x的，在去除覆蓋層后，形成磁性隧道結(jié)前，形成覆蓋金屬間介質(zhì)層、布線和襯墊層的介質(zhì)層?？蛇x的，所述布線的材料為銅。可選的，去除高出所述金屬間介質(zhì)層上的襯墊材料層的布線層的方法，包括化學(xué)機(jī)械拋光?？蛇x的，在所述金屬間介質(zhì)層中形成溝槽之前，在金屬間介質(zhì)層上形成阻擋層。可選的，所述布線為字線或位線。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明在形成布線過(guò)程中，在金屬間介質(zhì)層上形成襯墊材料層、位于襯墊材料層上的布線層后，去除高出所述襯墊材料層的布線層，剩余溝槽中的布線層為布線；之后，形成覆蓋層，覆蓋布線和溝槽側(cè)壁的襯墊材料層，覆蓋層可以避免溝槽側(cè)壁的襯墊材料層暴露；接著，去除未被覆蓋層覆蓋的襯墊材料層剩余的襯墊材料層為襯墊層。由于覆蓋層覆蓋溝槽側(cè)壁的襯墊材料層，則在去除未被覆蓋層覆蓋的襯墊材料層時(shí)，不會(huì)腐蝕溝槽側(cè)壁的襯墊材料層，最終形成的襯墊層具有完整的結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步地，襯墊層可以較好地“聚集”布線產(chǎn)生的電流磁場(chǎng)于磁性隧道結(jié)，抑制電流磁場(chǎng)離散，從而增強(qiáng)作用于磁性隧道結(jié)的電流磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，顯著提升磁阻存儲(chǔ)器的性能。附圖說(shuō)明圖1～圖5是現(xiàn)有技術(shù)的形成具有襯墊層的字線或位線的方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明的在金屬間介質(zhì)層中形成磁阻存儲(chǔ)器的方法流程圖；圖7～圖11是本發(fā)明具體實(shí)施例的形成磁阻存儲(chǔ)器的方法的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式發(fā)明人針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)：參照?qǐng)D4，在使用化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）去除高出阻擋層的襯墊材料層、布線層時(shí)，使用的拋光溶劑會(huì)對(duì)溝槽12（參照?qǐng)D2）側(cè)壁的襯墊材料層造成腐蝕，使得溝槽12側(cè)壁頂端處的襯墊層15遭到腐蝕損失。這樣，最終得到的布線16兩側(cè)的襯墊層不完整，包括不完整襯墊層的磁阻存儲(chǔ)器的性能受到影響。具體地，作為字線或位線的布線在通入電流后，由于襯墊層對(duì)電流磁場(chǎng)的“聚集”作用減弱，造成電流磁場(chǎng)“離散”。“離散”電流磁場(chǎng)會(huì)對(duì)相鄰其他存儲(chǔ)單元造成“寫入干擾”，還會(huì)減弱作用于磁性隧道結(jié)的電流磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)而影響到磁阻存儲(chǔ)器的性能。而且，磁隧道結(jié)的電流磁場(chǎng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度較弱，就需要通過(guò)增加布線中的電流來(lái)增強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度，這會(huì)增加存儲(chǔ)器的功耗。針對(duì)以上的問(wèn)題，發(fā)明人經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)，得到一種新的磁性存儲(chǔ)器的形成方法。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。參照?qǐng)D7，并結(jié)合參照?qǐng)D6，執(zhí)行步驟S61，提供半導(dǎo)體襯底（未示出），在所述襯底上形成有金屬間介質(zhì)層100。在具體實(shí)施例中，金屬間介質(zhì)層100的材料通常為氧化硅。在具體實(shí)施例中，在金屬間介質(zhì)層100下形成有位于半導(dǎo)體襯底上的半導(dǎo)體器件（未示出），如晶體管。在半導(dǎo)體器件上形成互連線結(jié)構(gòu)，包括金屬互連線（未示出）、位于金屬互連線間的金屬間介質(zhì)層100。后續(xù)工藝在金屬間介質(zhì)層100中形成布線。參照?qǐng)D7～圖11，在金屬間介質(zhì)層100中形成布線104及襯墊層106，其中，布線與相鄰的金屬互連線是非接觸的。下面，將結(jié)合參照?qǐng)D7～圖11，重點(diǎn)闡述形成布線104及襯墊層106的方法。參照?qǐng)D7，并結(jié)合參照?qǐng)D6，執(zhí)行步驟S62，在金屬間介質(zhì)層100中形成溝槽101，所述溝槽101的底部并不刻穿金屬間介質(zhì)層100，即溝槽101的深度小于金屬介質(zhì)層100的厚度。在具體實(shí)施例中，在金屬間介質(zhì)層100中形成溝槽101的方法，包括：在金屬間介質(zhì)層100上形成圖形化的掩模層，通常選擇光刻膠，圖形化的掩模層定義待形成的溝槽位置；以所述圖形化的掩模層為掩模，刻蝕部分厚度的金屬間介質(zhì)層100，形成溝槽101；去除圖形化的掩模層。在具體實(shí)施例中，在形成溝槽101之前，通常先在金屬間介質(zhì)層100上形成阻擋層（未示出），阻擋層覆蓋金屬間介質(zhì)層100中的金屬互連線，起到擴(kuò)散阻擋作用，阻擋形成溝槽101過(guò)程中、后續(xù)沉積襯墊材料層和布線層過(guò)程中的其他元素對(duì)金屬互連線造成摻雜，或其他溶劑對(duì)金屬互連線造成腐蝕。另外，后續(xù)去除金屬間介質(zhì)層上的襯墊材料層，也作為拋光停止層。通常，阻擋層的材料選擇氮化硅。參照?qǐng)D7和圖8，并結(jié)合參照?qǐng)D6，執(zhí)行步驟S63，形成襯墊材料層102、位于襯墊材料層102上的布線層103，覆蓋金屬間介質(zhì)層100、填充溝槽101。在具體實(shí)施例中，使用化學(xué)氣相沉積工藝，沉積形成襯墊材料層102、位于襯墊材料層102上的布線層103。所述襯墊材料層102選擇疊層結(jié)構(gòu)（未示出），包括三層：位于底部的氮化鉭層、位于氮化鈦層上的磁性材料層、位于磁性材料層上的氮化鈦層。其中，磁性材料層為襯墊材料層102的核心部分，起到主要的“聚集”電流磁場(chǎng)的作用；氮化鈦層起到拋光停止層作用，在后續(xù)去除高出襯墊材料層102上的布線層時(shí)，至氮化鈦層停止，也起到避免磁性材料層遭到去除；所述氮化鉭層起到擴(kuò)散阻擋作用，避免布線層材料向金屬間介質(zhì)層100中擴(kuò)散。磁性材料層的材料主要包括鐵、鈷、鎳中的一種，或鐵、鈷或鎳的氧化物，或鐵、鎳、鈷中的兩種或三種的合金，或鐵合金、鎳合金或鈷合金。在本實(shí)施例中選擇鈷。在具體實(shí)施例中，布線層103用于形成布線，所述布線為字線或位線，因此，布線層103的材料包括銅等導(dǎo)電物質(zhì)，在本實(shí)施中，布線層103的材料選擇銅。參照?qǐng)D8和圖9，并結(jié)合參照?qǐng)D6，執(zhí)行步驟S64，去除高出襯墊材料層102的布線層103部分，剩余溝槽101（參照?qǐng)D7）中的布線層，為布線104。在具體實(shí)施例中，去除高出襯墊材料層102的布線層103部分的方法為化學(xué)機(jī)械拋光。在本實(shí)施例中，去除高出襯墊材料層102的布線層103，即為去除高出氮化鈦層的布線層103。在化學(xué)機(jī)械拋光過(guò)程中，所述拋光劑遭到氮化鈦層的阻擋，不會(huì)對(duì)磁性材料層造接觸，也就避免了磁性材料層遭到腐蝕。參照?qǐng)D10，并結(jié)合參照?qǐng)D6，執(zhí)行步驟S65，形成覆蓋層105，覆蓋布線104和溝槽101（參照?qǐng)D7）側(cè)壁的襯墊材料層102。在具體實(shí)施例中，覆蓋層105最好也覆蓋溝槽101兩側(cè)緊鄰的金屬間介質(zhì)層100上的部分襯墊材料層102，可以更好地起到防止磁性材料層遭腐蝕的作用。在具體實(shí)施例中，形成覆蓋層105的方法，包括：形成布線104后，沉積覆蓋材料層，覆蓋布線104、襯墊材料層102；圖形化所述覆蓋材料層，形成覆蓋層。其中，圖形化所述覆蓋材料層的方法，包括：形成圖形化的光刻膠層，覆蓋并定義布線104和溝槽101（參照?qǐng)D7）側(cè)壁的襯墊材料層102，也就是定義溝槽101的位置；以所述圖形化的光刻膠層為掩模，刻蝕去除溝槽101兩側(cè)的襯墊材料層102上的覆蓋材料層，剩余布線104上和溝槽101（參照?qǐng)D7）側(cè)壁的襯墊材料層102上的覆蓋層105。在具體實(shí)施例中，所述覆蓋層也覆蓋緊鄰溝槽101（參照?qǐng)D7）兩側(cè)的金屬間介質(zhì)層上的部分襯墊材料層。這主要是考慮到：雖然覆蓋層105遮蓋住溝槽101（參照?qǐng)D7）側(cè)壁的襯墊材料層，但在后續(xù)去除溝槽101兩側(cè)的襯墊材料層時(shí)，溝槽101側(cè)壁的襯墊材料層的頂端存在暴露部分。所述覆蓋層也覆蓋緊鄰溝槽101（參照?qǐng)D7）兩側(cè)的金屬間介質(zhì)層上的部分襯墊材料層，就可以更好地避免溝槽101側(cè)壁的襯墊材料層遭到腐蝕。在這種情形下，前述形成覆蓋層過(guò)程中，圖形化的光刻膠層還覆蓋溝槽101兩側(cè)的金屬間介質(zhì)層100上的部分襯墊材料層，在刻蝕后保留溝槽101兩側(cè)緊鄰溝槽101的部分襯墊材料層。在本實(shí)施例中，覆蓋層105的材料應(yīng)確保：覆蓋層105相比襯墊材料層102具有較低的拋光選擇比，也就是相比于氮化鈦層具有較低拋光選擇比，保證后續(xù)去除襯墊材料層時(shí)，不會(huì)去除覆蓋層105。參照?qǐng)D10和圖11，并結(jié)合參照?qǐng)D6，執(zhí)行步驟S66，去除未被覆蓋層105覆蓋的襯墊材料層102部分，剩余襯墊材料層為襯墊層106。在本實(shí)施例中，去除未被覆蓋層105覆蓋的襯墊材料層102的方法，使用化學(xué)機(jī)械拋光，其中，覆蓋層105相比于襯墊材料層102具有較低的拋光選擇比，使得在去除襯墊材料層時(shí)，不會(huì)去除覆蓋層105。在具體實(shí)施例中，所述覆蓋層105的材料選擇無(wú)定形碳（amorphouscarbon）、氮化硅或氧化硅。當(dāng)在金屬間介質(zhì)層100上形成有阻擋層時(shí)，化學(xué)機(jī)械拋光至阻擋層暴露停止。這樣，在去除未被覆蓋層105覆蓋的襯墊材料層102部分時(shí)，覆蓋層105不會(huì)去去除。在具體實(shí)施例中，若覆蓋層105恰好可以遮蓋溝槽101，覆蓋層105可以保護(hù)覆蓋層105下的襯墊材料層不被腐蝕。但是考慮到在去除襯墊材料層后，覆蓋層105邊緣處的襯墊材料層會(huì)有暴露部分，存在暴露部分遭腐蝕掉危險(xiǎn)。因此，若覆蓋層105也覆蓋溝槽101（參照?qǐng)D7）兩側(cè)的金屬間介質(zhì)層100上的部分襯墊材料層102，則溝槽101側(cè)壁的襯墊材料層可以更完整保留。在具體實(shí)施例中，在去除未被覆蓋層覆蓋的襯墊材料層后，還可以去除覆蓋層105。是否去除覆蓋層105，可以根據(jù)覆蓋層的材料和待形成的磁阻存儲(chǔ)器的磁性隧道結(jié)的寫入方法作出選擇。若磁性隧道結(jié)的寫入方法使用公知的電流寫入法，則布線與磁性隧道結(jié)是接觸連接，因此，最好是去除覆蓋層105。在本實(shí)施例中，磁性隧道結(jié)的寫入方法為磁場(chǎng)感應(yīng)寫入，則磁性隧道結(jié)與布線（字線或位線）之間以絕緣層隔開。如果覆蓋層105的材料及厚度可以起到絕緣作用，也可以不去除覆蓋層105，例如覆蓋層105的材料為氧化硅或氮化硅；如果覆蓋層105的材料不能或很難起到絕緣作用，例如選擇無(wú)定型碳，則選擇去除覆蓋層105，之后沉積介質(zhì)層（未示出），覆蓋金屬間介質(zhì)層100、布線104和襯墊層106。當(dāng)然，即使磁性隧道結(jié)的寫入方法為磁場(chǎng)感應(yīng)寫入，也可以不去除覆蓋層105，并形成介質(zhì)層，覆蓋覆蓋層105，也是可行的，并不影響介質(zhì)層起到絕緣作用。通常，介質(zhì)層的材料選擇氮化硅。若選擇去除覆蓋層105，去除方法可以使用干法刻蝕工藝：形成圖形化的光刻膠層，定義覆蓋層105的位置；以圖形化的光刻膠層為掩模，刻蝕去除覆蓋層105；去除圖形化的光刻膠層。在覆蓋層105選擇無(wú)定形碳時(shí)，采用干法刻蝕工藝可以更容易去除。經(jīng)過(guò)以上步驟，形成磁阻存儲(chǔ)器的布線104及布線104兩側(cè)和底部的襯墊層106，且布線104兩側(cè)的襯墊層106并沒有遭到腐蝕，尤其是當(dāng)溝槽101（參照?qǐng)D7）兩側(cè)的金屬間介質(zhì)層101上的部分襯墊材料層被保留時(shí)，布線104兩側(cè)的襯墊層106完整保留。襯墊層106中的磁性材料層可以更好地發(fā)揮“聚集”和增強(qiáng)布線104產(chǎn)生的電流磁場(chǎng)的作用，進(jìn)而提升磁阻存儲(chǔ)器的性能。參照?qǐng)D6，執(zhí)行步驟S67，在去除覆蓋層105兩側(cè)的襯墊材料層后，在所述布線104上形成磁性隧道結(jié)（未示出）。在具體實(shí)施例中，形成磁性隧道結(jié)的方法，包括：在所述布線上沉積磁性隧道結(jié)層、硬掩模層，磁性隧道結(jié)通常為三層結(jié)構(gòu)，若在布線上還形成有介質(zhì)層，則介質(zhì)層上沉積磁性隧道結(jié)層、硬掩模層；在硬掩模層上形成圖形化的光刻膠層，定義磁性隧道結(jié)的位置；以所述圖形化的光刻膠層為掩模，刻蝕硬掩模層，形成圖形化的硬掩模層；去除圖形化的光刻膠層；以所述圖形化的硬掩模層為掩模，刻蝕磁性隧道結(jié)層，形成磁性隧道結(jié)。在具體實(shí)施例中，所述布線104可以作為字線或位線，若作為字線，還要在磁性隧道結(jié)上形成位線；若作為位線，還要在磁性隧道結(jié)上形成字線。此為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的技術(shù)，在此不再贅述。本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。