JP5969533B2 - 磁気トンネル接合デバイスおよび製作 - Google Patents
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Description
102 基板
104 第1の絶縁層
106 底部キャップ層
108 MRAM領域
110 ロジック領域
200 磁気トンネル接合デバイスを製作するプロセスでの少なくとも1つの段階の第2の説明に役立つ図
202 底部トレンチ
204 底部ビア
220 垂直軸
230 銅パッド
300 磁気トンネル接合デバイスを製作するプロセスでの少なくとも1つの段階の第3の説明に役立つ図
302 底部電極
304 磁気トンネル接合層
306 ハードマスク
308 フォトレジスト
400 磁気トンネル接合デバイスを製作するプロセスでの少なくとも1つの段階の第4の説明に役立つ図
402 磁気トンネル接合構造体
404 固定層
406 障壁層
408 自由層
410 磁気トンネル接合シール層
412 第2の絶縁層
420 MTJ軸
422 MTJ磁化軸
430 オフセット
500 磁気トンネル接合デバイスを製作するプロセスでの少なくとも1つの段階の第5の説明に役立つ図
502 上部電極
504 磁気トンネル接合構造体の最上部
506 ハードマスクおよびフォトレジスト
600 磁気トンネル接合デバイスを製作するプロセスでの少なくとも1つの段階の第6の説明に役立つ図
602 ロジックキャップ層
604 第3の絶縁層
700 磁気トンネル接合デバイスを製作するプロセスでの少なくとも1つの段階の第7の説明に役立つ図
702 上部トレンチ
704 上部ビア
706 ロジックビア
708 最終キャップ層
710 装置
712 構造体
714 磁気トンネル接合デバイス
800 磁気トンネル接合デバイスを製作するプロセスでの少なくとも1つの段階の第8の説明に役立つ図
900 磁気トンネル接合デバイスを形成する方法の第1の説明に役立つ実施形態
902 構造体上に磁気トンネル接合デバイスを形成するステップ
904 ロジックキャップ層の上に絶縁層を形成し、平坦化するステップ
906 銅ダマシンプロセスを行うステップ
1000 磁気トンネル接合デバイスを形成する方法の第2の説明に役立つ実施形態の第1の部分
1002 基板の上に第1の絶縁層を形成するステップ
1004 第1の絶縁層の上に底部キャップ層を形成するステップ
1006 第1の銅ダマシンプロセスを行うステップ
1008 底部キャップ層の上および銅充填底部トレンチの上に底部電極を形成するステップ
1010 底部電極の上に磁気トンネル接合層を形成するステップ
1012 磁気トンネル接合層の上にハードマスクを形成するステップ
1014 磁気トンネル接合構造体をパターン形成するステップ
1016 磁気トンネル接合構造体の上におよび隣接してならびに底部電極の上に磁気トンネル接合シール層を形成するステップ
1018 磁気トンネル接合シール層の上に第2の絶縁層を形成するステップ
1100 磁気トンネル接合デバイスを形成する方法の第2の説明に役立つ実施形態の第2の部分
1102 第2の絶縁層を平坦化し、磁気トンネル接合構造体の最上部を開けるステップ
1104 平坦化された第2の絶縁層の上および磁気トンネル接合構造体の最上部の上に上部電極を形成するステップ
1106 上部電極および底部電極をパターン形成するステップ
1108 底部キャップ層の上にロジックキャップ層を形成するステップ
1110 ロジックキャップ層の上に第3の絶縁層を形成し、平坦化するステップ
1112 第2の銅ダマシンプロセスを行うステップ
1200 システム
1210 プロセッサ
1222 システムインパッケージまたはシステムオンチップデバイス
1226 ディスプレイコントローラ
1228 ディスプレイデバイス
1230 入力デバイス
1232 メモリ
1234 コーダー/デコーダー(CODEC)
1236 スピーカー
1238 マイクロフォン
1240 無線インターフェース
1242 無線アンテナ
1244 電力供給部
1264 オフセットMTJ軸およびロジックキャップ層を持つMTJ構造体を有するモジュール
1266 ソフトウェア
1268 カメラインターフェース
1270 ビデオカメラ
1300 電子デバイス製造プロセス
1302 物理的デバイス情報
1304 ユーザーインターフェース
1306 調査コンピュータ
1308 プロセッサ
1310 メモリ
1312 ライブラリファイル
1314 設計コンピュータ
1316 プロセッサ
1318 メモリ
1320 電子設計自動化(EDA)ツール
1322 回路設計情報
1324 ユーザーインターフェース
1326 GDSIIファイル
1328 製作プロセス
1330 マスク製造者
1332 マスク
1334 ウェハー
1336 ダイ
1338 パッケージ化プロセス
1340 パッケージ
1342 印刷回路基板(PCB)設計情報
1344 ユーザーインターフェース
1346 コンピュータ
1348 プロセッサ
1350 メモリ
1352 GERBERファイル
1354 基板アセンブリプロセス
1356 印刷回路基板(PCB)
1358 印刷回路アセンブリ(PCA)
1360 製品製造プロセス
1362 第1の代表的な電子デバイス
1364 第2の代表的な電子デバイス
Claims (14)
- 金属パッドを取り囲む底部キャップ層を含む構造体と、
前記構造体に結合された底部電極を含む磁気トンネル接合(MTJ)デバイスと、
銅充填ビアと、
MTJシール層と、
絶縁層と
を含む装置であって、
前記MTJデバイスが、磁気トンネル接合層と、上部電極と、ロジックキャップ層とを含み、
前記MTJデバイスが前記金属パッドに対してオフセットしていて、
前記上部電極が、第一の面と、該第一の面の反対側の第二の面とを有し、該第一の面が前記磁気トンネル接合層に接触していて、
前記上部電極の第二の面が前記ロジックキャップ層を介して前記銅充填ビアに接触していて、
前記MTJシール層が前記底部電極及び前記第一の面と接触していて、
前記絶縁層が、前記MTJシール層と、前記第一の面と、前記ロジックキャップ層とに接触して、
前記底部電極と前記上部電極との間の前記磁気トンネル接合層の第一の高さが、前記底部電極と前記上部電極との間の前記MTJシール層及び前記絶縁層の第二の高さに等しい、装置。 - 前記磁気トンネル接合層が、固定層と、バリア層と、自由層とを含み、前記MTJシール層が前記固定層と、前記バリア層と、前記自由層とに接触している、請求項1に記載の装置。
- 前記銅充填ビアが前記ロジックキャップ層を貫通している、請求項1に記載の装置。
- 前記ロジックキャップ層が、炭化シリコン又は窒化シリコンを含む、請求項1に記載の装置。
- 前記構造体と、前記MTJデバイスと、前記銅充填ビアとが少なくとも一つの半導体ダイに統合されている、請求項1に記載の装置。
- セットトップボックス、音楽プレーヤー、ビデオプレーヤー、娯楽装置、ナビゲーションデバイス、通信デバイス、携帯情報端末(PDA)、固定位置データ装置、コンピュータ、又は、これらの組み合わせに前記少なくとも一つの半導体ダイが統合されている、請求項5に記載の装置。
- 電子デバイスのプロセッサによって、記憶デバイスに情報を書き込むステップと、
前記記憶デバイスから前記情報を読み出すステップと
を含む方法であって、前記記憶デバイスが、
金属パッドを取り囲む底部キャップ層を含む構造体と、
前記構造体に結合された底部電極を含む磁気トンネル接合(MTJ)デバイスと、
銅充填ビアと、
MTJシール層と、
絶縁層とを含み、
前記MTJデバイスが、磁気トンネル接合層と、上部電極と、ロジックキャップ層とを含み、
前記MTJデバイスが、前記金属パッドに対してオフセットしていて、
前記上部電極が、第一の面と、該第一の面の反対側の第二の面とを有し、該第一の面が前記磁気トンネル接合層に接触していて、
前記上部電極の第二の面が前記ロジックキャップ層を介して前記銅充填ビアに接触していて、
前記MTJシール層が前記底部電極及び前記第一の面と接触していて、
前記絶縁層が、前記MTJシール層と、前記第一の面と、前記ロジックキャップ層とに接触して、
前記底部電極と前記上部電極との間の前記磁気トンネル接合層の第一の高さが、前記底部電極と前記上部電極との間の前記MTJシール層及び前記絶縁層の第二の高さに等しい、方法。 - 前記オフセットが、前記金属パッドの表面に平行な方向での距離を規定する、請求項7に記載の方法。
- 前記磁気トンネル接合層の容易軸磁気トンネル接合磁気アニールが、前記MTJデバイスの磁場配向を整列させる、請求項7に記載の方法。
- 前記底部キャップ層が、炭化シリコン又は窒化シリコンを含む、請求項7に記載の方法。
- 前記底部電極が、タンタル及び窒化タンタルの少なくとも一方を含む、請求項7に記載の方法。
- 前記上部電極が、タンタル及び窒化タンタルの少なくとも一方を含む、請求項7に記載の方法。
- 前記ロジックキャップ層が、炭化シリコン又は窒化シリコンを含む、請求項7に記載の方法。
- 記憶装置に情報を書き込むことと、
前記記憶装置から前記情報を読み出すこととをプロセッサによって実行可能な命令を記憶しているコンピュータ可読記憶デバイスであって、
前記記憶装置が、
金属パッドを取り囲む底部キャップ層を含む構造体と、
前記構造体に結合された底部電極を含む磁気トンネル接合(MTJ)デバイスと、
銅充填ビアと、
MTJシール層と、
絶縁層とを含み、
前記MTJデバイスが、磁気トンネル接合層と、上部電極と、ロジックキャップ層とを含み、
前記MTJデバイスが、前記金属パッドに対してオフセットしていて、
前記上部電極が、第一の面と、該第一の面の反対側の第二の面とを有し、該第一の面が前記磁気トンネル接合層に接触していて、
前記上部電極の第二の面が前記ロジックキャップ層を介して前記銅充填ビアに接触していて、
前記MTJシール層が前記底部電極及び前記第一の面と接触していて、
前記絶縁層が、前記MTJシール層と、前記第一の面と、前記ロジックキャップ層とに接触して、
前記底部電極と前記上部電極との間の前記磁気トンネル接合層の第一の高さが、前記底部電極と前記上部電極との間の前記MTJシール層及び前記絶縁層の第二の高さに等しい、コンピュータ可読記憶デバイス。
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