本發(fā)明涉及磁存儲領(lǐng)域，特別是涉及一種多類mram陣列及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、磁性隨機(jī)存儲器(mram)因?yàn)榫哂懈咚僮x寫，高可靠性等優(yōu)勢，是有巨大潛力的新型存儲器。

2、而目前，在mram芯片的制備過程中，基本上都是一個陣列(或一個芯片)只包括一種磁存儲功能結(jié)構(gòu)。但是在實(shí)際應(yīng)用中，一個陣列(或一個芯片)可能存在多種應(yīng)用場景，而不同的應(yīng)用場往往要求mtj(磁隧道結(jié))結(jié)構(gòu)具有不同的特性，如耐回流焊，高耐擦寫等，而由于mtj薄膜特性，同一種mtj同時兼顧多種特性，以實(shí)現(xiàn)靠單一種類的mtj完成多種應(yīng)用功能的難度太大，而通過在同一芯片內(nèi)設(shè)置多種特定mtj可以實(shí)現(xiàn)多應(yīng)用需求。

3、近年來，對同一陣列(或同一芯片)上設(shè)置不同的mtj結(jié)構(gòu)的手段，通常是預(yù)先劃分不同區(qū)域，再在不同區(qū)域中逐一設(shè)置不同種類的mram陣列，每設(shè)置好一種mram陣列的mtj，便用掩膜層覆蓋保護(hù)，再進(jìn)行下一種mram陣列的設(shè)置，然而，這就導(dǎo)致設(shè)置靈活性較差，且需要將芯片在沉積設(shè)備、光刻設(shè)備、刻蝕設(shè)備中反復(fù)轉(zhuǎn)移，流程繁瑣，效率低下。

4、因此，如何提供一種靈活性高，且生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)速度快的多類mram陣列制備方法，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種多類mram陣列及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中多類mram陣列設(shè)置靈活性較差，且生產(chǎn)效率低下的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種多類mram陣列的制備方法，包括：

3、設(shè)置陣列導(dǎo)電基底；

4、依次在所述陣列導(dǎo)電基底上設(shè)置緩沖層及第一介質(zhì)層，得到圖形化前置物；

5、對所述圖形化前置物進(jìn)行多次單類mram陣列圖形化設(shè)置，得到功能結(jié)構(gòu)前驅(qū)體；其中，單次所述單類mram陣列圖形化設(shè)置包括：對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行光刻與刻蝕，去除所述目標(biāo)區(qū)域的第一介質(zhì)層，再依次整面沉積目標(biāo)磁存儲功能層及第二介質(zhì)層，再對所述圖形化前置物進(jìn)行表面平坦化，至所述第一介質(zhì)層或前次單類mram陣列圖形化設(shè)置中的第二介質(zhì)層暴露；

6、對所述功能結(jié)構(gòu)前驅(qū)體上的第二介質(zhì)層進(jìn)行光刻與刻蝕，得到介質(zhì)圖形層；

7、以所述介質(zhì)圖形層為掩膜，對所述目標(biāo)磁存儲功能層進(jìn)行刻蝕，得到mtj單元陣列；

8、對所述mtj單元陣列的表面一次沉積保護(hù)膜及層間介質(zhì)，再進(jìn)行金屬互聯(lián)，得到所述多類mram陣列。

9、可選地，在所述的多類mram陣列的制備方法中，所述對所述功能結(jié)構(gòu)前驅(qū)體上的第二介質(zhì)層進(jìn)行光刻與刻蝕，得到介質(zhì)圖形層包括：

10、同時對所述功能結(jié)構(gòu)前驅(qū)體上全部的第二介質(zhì)層進(jìn)行光刻與刻蝕，得到介質(zhì)圖形層。

11、可選地，在所述的多類mram陣列的制備方法中，所述緩沖層為包括多個子層的復(fù)合緩沖層，與所述陣列導(dǎo)電基底接觸的子層為應(yīng)力過渡層，與所述第一介質(zhì)層接觸的子層為刻蝕選擇層。

12、可選地，在所述的多類mram陣列的制備方法中，所述應(yīng)力過渡層包括金屬鉭層、氮化鉭層、金屬鈦層及氮化鈦層中的至少一種。

13、可選地，在所述的多類mram陣列的制備方法中，所述刻蝕選擇層為金屬釕層。

14、可選地，在所述的多類mram陣列的制備方法中，所述第一介質(zhì)層與所述刻蝕選擇層之間的選擇比大于5。

15、可選地，在所述的多類mram陣列的制備方法中，所述第一介質(zhì)層為硅碳氮層、氮化硅層及氧化硅層中的至少一種。

16、可選地，在所述的多類mram陣列的制備方法中，所述第一介質(zhì)層與所述第二介質(zhì)層材料相同。

17、可選地，在所述的多類mram陣列的制備方法中，所述以所述介質(zhì)圖形層為掩膜，對所述目標(biāo)磁存儲功能層進(jìn)行刻蝕，得到mtj單元陣列包括：

18、以所述介質(zhì)圖形層為掩膜，同時對所述功能結(jié)構(gòu)前驅(qū)體上全部的目標(biāo)磁存儲功能層進(jìn)行刻蝕，得到mtj單元陣列。

19、一種多類mram陣列，所述多類mram陣列為通過如上述任一種所述的多類mram陣列的制備方法得到的多類mram陣列。

20、本發(fā)明所提供的多類mram陣列的制備方法，通過設(shè)置陣列導(dǎo)電基底；依次在所述陣列導(dǎo)電基底上設(shè)置緩沖層及第一介質(zhì)層，得到圖形化前置物；對所述圖形化前置物進(jìn)行多次單類mram陣列圖形化設(shè)置，得到功能結(jié)構(gòu)前驅(qū)體；其中，單次所述單類mram陣列圖形化設(shè)置包括：對目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行光刻與刻蝕，去除所述目標(biāo)區(qū)域的第一介質(zhì)層，再依次整面沉積目標(biāo)磁存儲功能層及第二介質(zhì)層，再對所述圖形化前置物進(jìn)行表面平坦化，至所述第一介質(zhì)層或前次單類mram陣列圖形化設(shè)置中的第二介質(zhì)層暴露；對所述功能結(jié)構(gòu)前驅(qū)體上的第二介質(zhì)層進(jìn)行光刻與刻蝕，得到介質(zhì)圖形層；以所述介質(zhì)圖形層為掩膜，對所述目標(biāo)磁存儲功能層進(jìn)行刻蝕，得到mtj單元陣列；對所述mtj單元陣列的表面一次沉積保護(hù)膜及層間介質(zhì)，再進(jìn)行金屬互聯(lián)，得到所述多類mram陣列。

21、本發(fā)明利用多次圖形化的方法，將不同類型的mram陣列對應(yīng)的目標(biāo)磁存儲功能層分別設(shè)置于不同的目標(biāo)區(qū)域，將全部種類的mram陣列的目標(biāo)磁存儲功能層均設(shè)置完成后，再統(tǒng)一進(jìn)行光刻與刻蝕，也即將不同種類的mram陣列對應(yīng)的mtj單元陣列的制作，集中到一起，無需將芯片在沉積設(shè)備與光刻、刻蝕設(shè)備間反復(fù)移動，大大簡化了工藝流程，提升生產(chǎn)效率，此外，對芯片不同區(qū)域的光刻圖形化也大大提升了不同類型的mram陣列的設(shè)置靈活性。本發(fā)明同時還提供了一種具有上述有益效果的多類mram陣列。

技術(shù)特征：

1.一種多類mram陣列的制備方法，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的多類mram陣列的制備方法，其特征在于，所述對所述功能結(jié)構(gòu)前驅(qū)體上的第二介質(zhì)層進(jìn)行光刻與刻蝕，得到介質(zhì)圖形層包括：

3.如權(quán)利要求1所述的多類mram陣列的制備方法，其特征在于，所述緩沖層為包括多個子層的復(fù)合緩沖層，與所述陣列導(dǎo)電基底接觸的子層為應(yīng)力過渡層，與所述第一介質(zhì)層接觸的子層為刻蝕選擇層。

4.如權(quán)利要求3所述的多類mram陣列的制備方法，其特征在于，所述應(yīng)力過渡層包括金屬鉭層、氮化鉭層、金屬鈦層及氮化鈦層中的至少一種。

5.如權(quán)利要求3所述的多類mram陣列的制備方法，其特征在于，所述刻蝕選擇層為金屬釕層。

6.如權(quán)利要求3所述的多類mram陣列的制備方法，其特征在于，所述第一介質(zhì)層與所述刻蝕選擇層之間的選擇比大于5。

7.如權(quán)利要求1所述的多類mram陣列的制備方法，其特征在于，所述第一介質(zhì)層為硅碳氮層、氮化硅層及氧化硅層中的至少一種。

8.如權(quán)利要求1所述的多類mram陣列的制備方法，其特征在于，所述第一介質(zhì)層與所述第二介質(zhì)層材料相同。

9.如權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的多類mram陣列的制備方法，其特征在于，所述以所述介質(zhì)圖形層為掩膜，對所述目標(biāo)磁存儲功能層進(jìn)行刻蝕，得到mtj單元陣列包括：

10.一種多類mram陣列，其特征在于，所述多類mram陣列為通過如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的多類mram陣列的制備方法得到的多類mram陣列。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及磁存儲領(lǐng)域，特別是涉及一種多類MRAM陣列及其制備方法，通過設(shè)置陣列導(dǎo)電基底；依次在所述陣列導(dǎo)電基底上設(shè)置緩沖層及第一介質(zhì)層，得到圖形化前置物；對所述圖形化前置物進(jìn)行多次單類MRAM陣列圖形化設(shè)置，得到功能結(jié)構(gòu)前驅(qū)體；對所述功能結(jié)構(gòu)前驅(qū)體上的第二介質(zhì)層進(jìn)行光刻與刻蝕，得到介質(zhì)圖形層；以所述介質(zhì)圖形層為掩膜，對所述目標(biāo)磁存儲功能層進(jìn)行刻蝕，得到MTJ單元陣列；對所述MTJ單元陣列的表面一次沉積保護(hù)膜及層間介質(zhì)，再進(jìn)行金屬互聯(lián)，得到所述多類MRAM陣列。本發(fā)明將不同種類的MRAM陣列對應(yīng)的MTJ單元陣列的制作，集中到一起，無需將芯片在不同設(shè)備間反復(fù)移動，大大簡化了工藝流程，提升生產(chǎn)效率。

技術(shù)研發(fā)人員：申力杰,鄭澤杰,楊丹丹
受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江馳拓科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2