JP2006278456A - トンネル接合素子のエッチング加工方法 - Google Patents
トンネル接合素子のエッチング加工方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006278456A JP2006278456A JP2005091830A JP2005091830A JP2006278456A JP 2006278456 A JP2006278456 A JP 2006278456A JP 2005091830 A JP2005091830 A JP 2005091830A JP 2005091830 A JP2005091830 A JP 2005091830A JP 2006278456 A JP2006278456 A JP 2006278456A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- tunnel junction
- junction element
- junction film
- mask
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
【解決手段】 トンネル接合膜10aの表面にマスク90を設け、トンネル接合膜10aの底面にエッチングストップ層92を設けて、トンネル接合膜10aのエッチングを行うことによりトンネル接合膜10aに所定パターンの凹部20を形成するとともに、エッチングストップ層92の露出後にもエッチングを行うことにより凹部20の側壁への付着物22を除去する構成とした。
【選択図】 図2
Description
図5は、トンネル接合素子の側面断面図である。トンネル接合素子10は、強磁性層(固定層)14、トンネルバリア層15、強磁性層(フリー層)16等を順次積層したトンネル接合膜10aから形成される。このトンネルバリア層15は、アルミナ等の電気絶縁性材料で構成されている。また、固定層14の面内における磁化方向は一定に保持され、フリー層16の面内における磁化方向は外部磁場の向きによって反転しうるようになっている。これら固定層14およびフリー層16の磁化方向が平行か反平行かによって、トンネル接合素子10の抵抗値が異なるので、トンネル接合素子10の厚さ方向に電圧を印加した場合に、トンネルバリア層15を流れる電流の大きさが異なることになる(TMR効果)。そこで、この電流値を検出することにより、「1」または「0」を読み出すことができるようになっている。
この構成によれば、エッチングストップ層の露出後にもエッチングを行うことにより、エッチャントをもっぱら凹部の側壁への付着物に作用させて、その付着物を除去することができる。したがって、トンネルバリア層のショートを防止することができる。
この構成によれば、物理エッチングに加えて化学エッチングを行うので、トンネル接合素子の側壁が垂直面の場合でも、側壁への付着物を除去することができる。したがって、トンネルバリア層のショートを防止することができる。
この構成によれば、磁性材料に対するエッチングストップ層のエッチング選択比が十分に確保されるので、エッチャントをもっぱら凹部の側壁への付着物に作用させてその付着物を確実に除去することができる。したがって、トンネルバリア層のショートを確実に防止することができる。
この構成によれば、トンネル接合膜の構成材料に対するマスクのエッチング選択比が十分に確保されるので、エッチングに伴うマスクの欠損を防止することができる。したがって、トンネル接合膜を所定形状にエッチングすることができる。
図2は、トンネル接合素子のエッチング加工方法の工程図である。第1実施形態に係るトンネル接合素子10のエッチング加工方法は、トンネル接合膜10aの表面にマスク90を設け、トンネル接合膜10aの底面にエッチングストップ層92を設けて、トンネル接合膜10aのエッチングを行うことによりトンネル接合膜10aに所定パターンの凹部20を形成するとともに、エッチングストップ層92の露出後にもエッチングを行うことにより凹部20の側壁への付着物22を除去するものである。
図1(a)は、トンネル接合素子の側面断面図である。トンネル接合素子10は、PtMnやIrMn等からなる反強磁性層13、NiFeやCoFe等からなる強磁性層(固定層)14、AlO(アルミナ)等からなるトンネルバリア層15、およびNiFeやCoFe等からなる強磁性層(フリー層)16を主として構成されている。実際には、上記以外の機能層も積層されて、15層程度の多層構造になっている。なおフリー層の厚さを固定層の厚さより薄く形成すれば、膜厚差を利用した保磁力差型のトンネル接合素子を形成することができる。
次に、トンネル接合膜をエッチングしてトンネル接合素子を形成する方法につき、図2を用いて説明する。なお図2では、フリー層の上面に形成されるマスク加工時のエッチングストップ層の記載を省略している。
次に、図2(c)に示すように、マスク90を介してトンネル接合膜10aを異方性ドライエッチングし、トンネルバリア層15を貫通する所定パターンの凹部20を形成する。このエッチングは、以下に説明するエッチング装置において行う。
ここで、形成された凹部20の側壁には、付着物22が存在している。この付着物22は、主エッチングプロセスによる副生成物であって、蒸気圧が低い磁性元素のハロゲン化合物等で構成されている。この化合物は導電性を有することから、電気絶縁性材料からなるトンネルバリア層15のショートが発生し、トンネル接合素子が機能しなくなるおそれがある。
その後、図2(d)に示すように、Cl2やBCl3等によるプラズマ処理を行ってマスク90を除去する。さらに、トンネル接合膜10aの表面に吸着している残留塩素を除去するため、酸素ガスまたは水素ガス等によるプラズマ処理や純水リンスなど、通常のエッチング後処理を行う。以上により、トンネル接合素子10が形成される。
Claims (4)
- トンネル接合膜の表面にマスクを設け、前記トンネル接合膜の底面にエッチングストップ層を設けて、前記トンネル接合膜のエッチングを行うことにより前記トンネル接合膜に所定パターンの凹部を形成するとともに、前記エッチングストップ層の露出後にもエッチングを行うことにより前記凹部の側壁への付着物を除去することを特徴とするトンネル接合素子のエッチング加工方法。
- 前記エッチングは、反応性エッチングであることを特徴とする請求項1に記載のトンネル接合素子のエッチング加工方法。
- 前記エッチングストップ層をTiN、Ti、Ta、ZrまたはHfで構成し、ハロゲン系ガスと酸素ガスとの混合ガスを導入してプラズマを発生させることにより、前記エッチングを行うことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のトンネル接合素子のエッチング加工方法。
- 前記マスクをTiN、Ti、Ta、ZrまたはHfで構成し、ハロゲン系ガスと酸素ガスとの混合ガスを導入してプラズマを発生させることにより、前記エッチングを行うことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のトンネル接合素子のエッチング加工方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005091830A JP2006278456A (ja) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | トンネル接合素子のエッチング加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005091830A JP2006278456A (ja) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | トンネル接合素子のエッチング加工方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006278456A true JP2006278456A (ja) | 2006-10-12 |
Family
ID=37212940
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005091830A Pending JP2006278456A (ja) | 2005-03-28 | 2005-03-28 | トンネル接合素子のエッチング加工方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006278456A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009011382A1 (ja) * | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Ulvac, Inc. | 垂直磁気記録媒体の製造方法 |
JP2010103224A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Toshiba Corp | 磁気抵抗素子、及び磁気メモリ |
JP2013125801A (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Toshiba Corp | エッチング方法及び半導体装置の製造方法 |
JP2015018885A (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-29 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマエッチング方法 |
US10833255B2 (en) | 2017-09-21 | 2020-11-10 | Hitachi High-Tech Corporation | Method for manufacturing magnetic tunnel junction element, and inductively coupled plasma processing apparatus |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10163545A (ja) * | 1996-11-29 | 1998-06-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 磁気抵抗効果素子及びその製造方法 |
US20030038106A1 (en) * | 2001-08-21 | 2003-02-27 | Seagate Technology Llc | Enhanced ion beam etch selectivity of magnetic thin films using carbon-based gases |
JP2003324187A (ja) * | 2002-05-01 | 2003-11-14 | Sony Corp | 磁気メモリ装置の製造方法および磁気メモリ装置 |
JP2006086322A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Renesas Technology Corp | 磁気抵抗記憶素子およびその製造方法 |
-
2005
- 2005-03-28 JP JP2005091830A patent/JP2006278456A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10163545A (ja) * | 1996-11-29 | 1998-06-19 | Sanyo Electric Co Ltd | 磁気抵抗効果素子及びその製造方法 |
US20030038106A1 (en) * | 2001-08-21 | 2003-02-27 | Seagate Technology Llc | Enhanced ion beam etch selectivity of magnetic thin films using carbon-based gases |
JP2003324187A (ja) * | 2002-05-01 | 2003-11-14 | Sony Corp | 磁気メモリ装置の製造方法および磁気メモリ装置 |
JP2006086322A (ja) * | 2004-09-16 | 2006-03-30 | Renesas Technology Corp | 磁気抵抗記憶素子およびその製造方法 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009011382A1 (ja) * | 2007-07-18 | 2009-01-22 | Ulvac, Inc. | 垂直磁気記録媒体の製造方法 |
JP5280359B2 (ja) * | 2007-07-18 | 2013-09-04 | 株式会社アルバック | 垂直磁気記録媒体の製造方法 |
JP2010103224A (ja) * | 2008-10-22 | 2010-05-06 | Toshiba Corp | 磁気抵抗素子、及び磁気メモリ |
JP2013125801A (ja) * | 2011-12-13 | 2013-06-24 | Toshiba Corp | エッチング方法及び半導体装置の製造方法 |
JP2015018885A (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-29 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | プラズマエッチング方法 |
US9680090B2 (en) | 2013-07-10 | 2017-06-13 | Hitachi High-Technologies Corporation | Plasma etching method |
US10833255B2 (en) | 2017-09-21 | 2020-11-10 | Hitachi High-Tech Corporation | Method for manufacturing magnetic tunnel junction element, and inductively coupled plasma processing apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10062839B2 (en) | Magnetoresistive device and method of manufacturing same | |
US6984529B2 (en) | Fabrication process for a magnetic tunnel junction device | |
US9601688B2 (en) | Method of manufacturing magnetoresistive element and method of processing magnetoresistive film | |
US7291506B2 (en) | Magnetic memory device and method of manufacturing the same | |
JP4769002B2 (ja) | エッチング方法 | |
US20030170985A1 (en) | Etching methods for a magnetic memory cell stack | |
JP2008065944A (ja) | 磁性層パターンの形成方法、磁気抵抗素子の製造方法、及び磁気記憶媒体の製造方法 | |
US7112861B2 (en) | Magnetic tunnel junction cap structure and method for forming the same | |
US20200168791A1 (en) | Method of making magnetoresistive random access memory device | |
CN107623069B (zh) | 一种刻蚀磁性隧道结及其底电极的方法 | |
KR20130015564A (ko) | 반도체 소자의 제조방법 | |
TW201503257A (zh) | 電漿蝕刻方法 | |
JP5085637B2 (ja) | Mramデバイス構造内の電気的短絡を排除するドライエッチング停止処理 | |
JP2006278456A (ja) | トンネル接合素子のエッチング加工方法 | |
JP4534664B2 (ja) | 磁気記憶装置の製造方法 | |
JP4364669B2 (ja) | ドライエッチング方法 | |
JP4933728B2 (ja) | トンネル接合素子のエッチング加工方法 | |
JP4653470B2 (ja) | エッチング方法 | |
CN101449361A (zh) | 消除磁性随机存取存储器器件结构中的电短路的干法蚀刻停止工艺 | |
JP2006165031A (ja) | トンネル接合素子の製造方法およびその製造装置 | |
US20140212993A1 (en) | Method of manufacturing a magnetoresistive device | |
JP2006004969A (ja) | 金属系膜のエッチング加工方法および磁気記憶装置の製造方法 | |
JP2006173166A (ja) | 磁気記憶装置の製造方法 | |
JP2009071321A (ja) | 磁気抵抗効果素子の製造方法 | |
JP2009081451A (ja) | 磁気抵抗効果素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080125 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101022 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101102 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20101228 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20110802 |