JP2013524515A - 磁気トンネル接合記憶素子の製造 - Google Patents
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Abstract
Description
302 下部電極
304 反磁性層
306 下部ピンド層
308 カップリング層
310 上部ピンド層
312 トンネルバリア
314 フリー層
316 ハードマスク層
318 層間誘電体絶縁層
515 調整層
602 スペーサ層
604 スペーサ層
606 パッシベーション層
702 被覆層
Claims (44)
- フリー層、バリア層、およびピンド層を有する磁気トンネル接合(MTJ)記憶素子を形成する方法であって、
前記フリー層の上に調整層を形成するステップと、
前記調整層の上に上部電極を形成するステップと、
前記上部電極をパターニングしてエッチングするステップと、
前記上部電極をマスクとして利用して、前記調整層および前記フリー層をエッチングするステップと、
前記調整層と、前記フリー層と、前記上部電極の少なくとも一部とを、スペーサ層により封入するステップと、
前記MTJの前記バリア層および前記ピンド層をエッチングするステップと、
前記スペーサ層、前記バリア層、および前記ピンド層を覆って、保護被覆層を堆積するステップと
を含む、方法。 - 前記スペーサ層が、内側スペーサ層および外側スペーサ層を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記内側スペーサ層が、金属材料から形成される、請求項2に記載の方法。
- 前記外側スペーサ層が、絶縁材料から形成される、請求項2に記載の方法。
- 前記MTJが、前記ピンド層に隣接する反磁性層をさらに含み、前記保護層が前記反磁性層を被覆する、請求項1に記載の方法。
- 前記上部電極をパターニングするステップが、酸素灰化を利用してフォトレジストを除去するステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記フリー層の上側部分が酸素灰化から保護されるように、前記調整層が、前記フリー層の前記上側部分の上に保護層を形成する、請求項6に記載の方法。
- 前記バリア層の平面領域が、前記フリー層の平面領域よりも大きい、請求項1に記載の方法。
- 前記MTJが反磁性層をさらに含み、前記ピンド層の積層体および前記反磁性層の平面領域が、前記フリー層の平面領域よりも大きい、請求項1に記載の方法。
- 前記ピンド層の積層体が、底部ピンド層、カップリング層、および上部ピンド層を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記保護層の一部を除去して、前記上部電極の一部を露出するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- フリー層、バリア層、およびピンド層を含むMTJ積層体と、
前記フリー層の上に形成される調整層と、
前記調整層の上に形成される上部電極と、
前記上部電極の少なくとも一部、前記調整層、および前記フリー層を封入する、スペーサ層と、
前記スペーサ層および前記MTJ積層体の上に形成される、保護被覆層と
を含む、磁気トンネル接合(MTJ)記憶素子。 - 前記スペーサ層が、内側スペーサ層および外側スペーサ層を含む、請求項12に記載のMTJ記憶素子。
- 前記内側スペーサ層が、金属材料から形成されている、請求項13に記載のMTJ記憶素子。
- 前記金属材料が磁性体である、請求項14に記載のMTJ記憶素子。
- 前記金属材料が非磁性体である、請求項14に記載のMTJ記憶素子。
- 前記外側スペーサ層が、絶縁材料から形成されている、請求項13に記載のMTJ記憶素子。
- 前記MTJ積層体が、前記ピンド層に隣接する反磁性層をさらに含む、請求項12に記載のMTJ記憶素子。
- 前記バリア層の平面領域が、前記フリー層の平面領域よりも大きい、請求項12に記載のMTJ記憶素子。
- 前記ピンド層の平面領域が、前記フリー層の平面領域よりも大きい、請求項12に記載のMTJ記憶素子。
- 前記ピンド層が、底部ピンド層、カップリング層、および上部ピンド層を含む、請求項12に記載のMTJ記憶素子。
- 前記上部電極の少なくとも一部が、前記スペーサ層および前記保護被覆層から露出されている、請求項12に記載のMTJ記憶素子。
- セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、ナビゲーションデバイス、携帯電話、ポータブルコンピュータ、携帯型パーソナル通信システム(PCS)ユニット、通信デバイス、携帯情報端末(PDA)、固定位置データユニット、およびコンピュータからなる群から選択される電子デバイスに組み込まれる、請求項12に記載のMTJ記憶素子。
- 複数のMTJ記憶素子を含むメモリアレイに組み込まれる、請求項12に記載のMTJ記憶素子。
- 第1の極性を保持する第1の磁気手段と、トンネル電流が流れることを可能にする第1の絶縁手段と、第2の極性を保持する第2の磁気手段とを含む、MTJ積層体であって、前記第2の極性が反転可能である、MTJ積層体と、
前記第2の磁気手段の側壁部分および上側部分を、プロセスに関連する損傷から保護する第1の保護手段であって、前記第2の磁気手段の前記側壁部分および前記上側部分に沿って配置される、第1の保護手段と、
前記第1の磁気手段および前記第1の絶縁手段を、プロセスに関連する損傷から保護する第2の保護手段であって、前記第1の磁気手段および前記第1の絶縁手段と接触する、第2の保護手段と
を含む、磁気トンネル接合(MTJ)記憶素子。 - 前記第1の保護手段が、内側保護手段および外側保護手段を含む、請求項25に記載のMTJ記憶素子。
- 前記内側保護手段が、金属材料から形成されている、請求項26に記載のMTJ記憶素子。
- 前記外側保護手段が、絶縁材料から形成されている、請求項26に記載のMTJ記憶素子。
- 前記第1の絶縁手段の平面領域が、前記第2の磁気手段の平面領域よりも大きい、請求項25に記載のMTJ記憶素子。
- 前記第1の磁気手段の平面領域が、前記第2の磁気手段の平面領域よりも大きい、請求項25に記載のMTJ記憶素子。
- 前記第1の磁気手段が、底部磁気手段、カップリング手段、および上部磁気手段を含む、請求項25に記載のMTJ記憶素子。
- セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、ナビゲーションデバイス、携帯電話、ポータブルコンピュータ、携帯型パーソナル通信システム(PCS)ユニット、通信デバイス、携帯情報端末(PDA)、固定位置データユニット、およびコンピュータからなる群から選択される電子デバイスに組み込まれる、請求項25に記載のMTJ記憶素子。
- 複数のMTJ記憶素子を含むメモリアレイに組み込まれる、請求項25に記載のMTJ記憶素子。
- フリー層、バリア層、およびピンド層を有する磁気トンネル接合(MTJ)記憶素子を形成する方法であって、
前記フリー層の上に調整層を形成するステップと、
前記調整層の上に上部電極を形成するステップと、
前記上部電極をパターニングしてエッチングするステップと、
前記上部電極をマスクとして利用して、前記調整層および前記フリー層をエッチングするステップと、
前記調整層と、前記フリー層と、前記上部電極の少なくとも一部とを、スペーサ層により封入するステップと、
前記MTJの前記バリア層および前記ピンド層をエッチングするステップと、
前記スペーサ層、前記バリア層、および前記ピンド層を覆って、保護被覆層を堆積するステップと
を含む、方法。 - 前記スペーサ層が、内側スペーサ層および外側スペーサ層を含む、請求項34に記載の方法。
- 前記内側スペーサ層が、金属材料から形成される、請求項35に記載の方法。
- 前記外側スペーサ層が、絶縁材料から形成される、請求項35に記載の方法。
- 前記MTJが、前記ピンド層に隣接する反磁性層をさらに含み、前記保護層が前記反磁性層を被覆する、請求項34に記載の方法。
- 前記上部電極をパターニングするステップが、酸素灰化を利用してフォトレジストを除去するステップを含む、請求項34に記載の方法。
- 前記フリー層の上側部分が酸素灰化から保護されるように、前記調整層が、前記フリー層の前記上側部分の上に保護層を形成する、請求項39に記載の方法。
- 前記バリア層の平面領域が、前記フリー層の平面領域よりも大きい、請求項34に記載の方法。
- 前記MTJが反磁性層をさらに含み、前記ピンド層の積層体および前記反磁性層の平面領域が、前記フリー層の平面領域よりも大きい、請求項34に記載の方法。
- 前記ピンド層の積層体が、底部ピンド層、カップリング層、および上部ピンド層を含む、請求項34に記載の方法。
- 前記保護層の一部を除去して、前記上部電極の一部を露出するステップをさらに含む、請求項34に記載の方法。
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