非易失性MRAM芯片組件通常在半導(dǎo)體晶圓廠的后端工藝生產(chǎn)等多個領域，下面英尚微電子介紹關(guān)于MRAM關(guān)鍵工藝步驟包括哪幾個(gè)方面.

 

(1)底部電極的形成(參考圖1)：經(jīng)由傳統(tǒng)圖案化與鑲嵌工藝形成的底部電極層需要拋光至平坦，并為MTJ堆棧沉積提供超光滑的表面共同努力。在這個(gè)步驟中有所提升，測量和控制底部電極的平滑度對組件性能至關(guān)重要部署安排，必須控制和監(jiān)控金屬電極的最終高度不難發現，同時(shí)也必須毫無缺陷又進了一步。

 

 

圖1：MRAM底部電極(BE)形成臺上與臺下。

 

(2) MTJ堆棧沉積(參考圖2)：MRAM是使用單個(gè)一體化的機(jī)臺進(jìn)行物理氣相沉積(PVD)科普活動，可以精確地沉積20至30個(gè)不同的金屬和絕緣層創新延展，每個(gè)金屬層和絕緣層的厚度通常在0.2至5.0nm之間。必須精確測量和控制每一層的厚度長期間、均勻性基本情況、粗糙度和化學(xué)計(jì)量。氧化鎂(MgO)膜是MTJ的核心高端化，它是在自由層(free layer)和參考層(reference layer)之間形成障壁(barrier)的關(guān)鍵層力量，需要以0.01nm的精度進(jìn)行沉積我有所應，以重復(fù)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)電阻面積乘積(RA)和隧道磁阻(TMR)特性。RA和TMR是決定組件性能深入實施、良率和可靠性的關(guān)鍵參數(shù)至關重要，甚至只有幾個(gè)缺失的原子也會嚴(yán)重影響RA和TMR，這解釋了為什么量測在MRAM制造中如此重要效果。

 

 

圖2：典型的MRAM堆棧沉積范例有所應。

 

(3) 磁退火：沉積后的堆棧退火確定了參考層(MgO下方的界面)和MgO穿遂障壁的晶體取向。通常合作關系，MTJ在高溫下在磁場中退火著力提升，以改善材料和界面質(zhì)量并確定磁化方向。在此步驟之后傳遞，為了進(jìn)行工藝控制需要對MTJ的電和磁特性進(jìn)行監(jiān)控融合。這些是制造mram芯片的關(guān)鍵在線量測(inline metrology)步驟。

 

(4) MTJ柱圖案化(參考圖3)：MRAM單元通常是直徑約20~100nm的圓形柱相關性。從光罩到光阻完成的事情，從光阻到MTJ迭層的圖案轉(zhuǎn)移需要精確控制，從而使組件正常運(yùn)作穩定。透過非透明的MTJ堆棧進(jìn)行微影迭對圖案對準(zhǔn)是一個(gè)挑戰(zhàn)進入當下。離子束蝕刻必須保證支柱蝕刻后完好無損，并且在MTJ底部電極上停止蝕刻的同時(shí)稍有不慎，不會在其側(cè)壁留下金屬再沉積。蝕刻腐蝕等地、損壞和沿MgO暴露層的金屬再沉積是關(guān)鍵問題最為顯著，必須在此步驟中進(jìn)行監(jiān)控。監(jiān)視和控制最終MTJ柱的高度和形狀(主要是在MgO接口)以及柱的直徑對于實(shí)現(xiàn)均勻的單元圖案至關(guān)重要規定，這反過來又使得MRAM單元的開關(guān)分布最小化環境。最后，封裝層覆蓋了所有內(nèi)容高質量，以保護(hù)MTJ組件相對簡便。該層必須毫無缺陷，并且其厚度必須滿足規(guī)格要求流程。

 

 

圖3：蝕刻的MRAM柱(在封裝層之前)合作。

 

(5)頂部電極的形成：頂部電極的形成與底部電極非常相似，其關(guān)鍵是圖案對準(zhǔn)助力各業。在最終結(jié)構(gòu)中使用雙重鑲嵌工藝極致用戶體驗、CD、形狀應用、輪廓和深度以及任何類型的缺陷都很重要 建議。


本文關(guān)鍵詞： MRAM

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