RU2010140357A - Способ формирования структуры с магнитным туннельным переходом - Google Patents

Способ формирования структуры с магнитным туннельным переходом Download PDF

Info

Publication number
RU2010140357A
RU2010140357A RU2010140357/28A RU2010140357A RU2010140357A RU 2010140357 A RU2010140357 A RU 2010140357A RU 2010140357/28 A RU2010140357/28 A RU 2010140357/28A RU 2010140357 A RU2010140357 A RU 2010140357A RU 2010140357 A RU2010140357 A RU 2010140357A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mtj structure
layer
groove
applying
substrate
Prior art date
Application number
RU2010140357/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2459317C2 (ru
Inventor
Ся ЛИ (US)
Ся ЛИ
Original Assignee
Квэлкомм Инкорпорейтед (US)
Квэлкомм Инкорпорейтед
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40640358&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2010140357(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Квэлкомм Инкорпорейтед (US), Квэлкомм Инкорпорейтед filed Critical Квэлкомм Инкорпорейтед (US)
Publication of RU2010140357A publication Critical patent/RU2010140357A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2459317C2 publication Critical patent/RU2459317C2/ru

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00Galvanomagnetic devices
    • H10N50/01Manufacture or treatment
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C11/00Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
    • G11C11/02Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
    • G11C11/16Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
    • G11C11/161Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect details concerning the memory cell structure, e.g. the layers of the ferromagnetic memory cell
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00Galvanomagnetic devices
    • H10N50/10Magnetoresistive devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)
  • Mram Or Spin Memory Techniques (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

1. Способ изготовления устройства с магнитным туннельным переходом, при этом способ содержит: ! формирование канавки в подложке; ! нанесение структуры с магнитным туннельным переходом (MTJ) внутри канавки, причем MTJ структура включает в себя нижний электрод, фиксированный слой, туннельный барьерный слой, свободный слой и верхний электрод; и ! выравнивание MTJ структуры без выполнения процесса фототравления на MTJ структуре. ! 2. Способ по п.1, в котором выравнивание MTJ структуры содержит выполнение процесса Химико-Механической Планаризации (СМР), для удаления лишнего материала. ! 3. Способ по п.1, дополнительно содержащий применение процесса оборотного фототравления для удаления материала, который непосредственно не выступает из канавки. ! 4. Способ по п.1, в котором выравнивание MTJ структуры содержит удаление нанесенного материала из подложки для формирования по существу плоской поверхности. ! 5. Способ по п.1, в котором MTJ структура изготовлена без использования процесса фототравления MTJ. ! 6. Способ по п.1, который дополнительно содержит выполнение процесса магнитного отжига для формирования ориентации магнитного поля, переносимого фиксированным слоем. ! 7. Способ по п.1, в котором формирование канавки содержит: ! нанесение защитного пленочного слоя на промежуточный диэлектрический слой подложки; ! выполнение процесса фото/травления/удаления фоторезиста на защитном пленочном и промежуточном диэлектрическом слое для образования переходного отверстия; ! нанесение проводящего материала внутри переходного отверстия; ! выполнение процесса Химико-Механической Планаризации (СМР) для выравнивания структуры; ! нанесение �

Claims (20)

1. Способ изготовления устройства с магнитным туннельным переходом, при этом способ содержит:
формирование канавки в подложке;
нанесение структуры с магнитным туннельным переходом (MTJ) внутри канавки, причем MTJ структура включает в себя нижний электрод, фиксированный слой, туннельный барьерный слой, свободный слой и верхний электрод; и
выравнивание MTJ структуры без выполнения процесса фототравления на MTJ структуре.
2. Способ по п.1, в котором выравнивание MTJ структуры содержит выполнение процесса Химико-Механической Планаризации (СМР), для удаления лишнего материала.
3. Способ по п.1, дополнительно содержащий применение процесса оборотного фототравления для удаления материала, который непосредственно не выступает из канавки.
4. Способ по п.1, в котором выравнивание MTJ структуры содержит удаление нанесенного материала из подложки для формирования по существу плоской поверхности.
5. Способ по п.1, в котором MTJ структура изготовлена без использования процесса фототравления MTJ.
6. Способ по п.1, который дополнительно содержит выполнение процесса магнитного отжига для формирования ориентации магнитного поля, переносимого фиксированным слоем.
7. Способ по п.1, в котором формирование канавки содержит:
нанесение защитного пленочного слоя на промежуточный диэлектрический слой подложки;
выполнение процесса фото/травления/удаления фоторезиста на защитном пленочном и промежуточном диэлектрическом слое для образования переходного отверстия;
нанесение проводящего материала внутри переходного отверстия;
выполнение процесса Химико-Механической Планаризации (СМР) для выравнивания структуры;
нанесение защитного пленочного слоя; и
образование канавки в подложке, причем канавка имеет размеры, которые определяют MTJ структуру без выполнения процесса фототравления на MTJ структуре.
8. Способ изготовления устройства с магнитным туннельным переходом, причем способ содержит:
образование канавки в подложке;
нанесение структуры с магнитным туннельным переходом (MTJ) внутри канавки;
удаление лишнего материала, который непосредственно не выступает из канавки, используя процесс фототравления с низким разрешением; и
выравнивание MTJ структуры и подложки.
9. Способ по п.8, в котором нанесение MTJ структуры содержит:
нанесение нижнего электрода внутри канавки;
нанесение антимагнитного слоя на нижний электрод внутри канавки;
нанесение первого магнитного слоя на антиферромагнитный слой;
нанесение оксидного металлического материала для формирования туннельного барьера;
нанесение второго магнитного слоя на туннельный барьер; и
нанесение верхнего электрода на второй магнитный слой.
10. Способ по п.8, который дополнительно содержит выполнение процесса магнитного отжига на выбранном слое, для фиксации ориентации магнитного поля, причем выбранный слой содержит фиксированный слой.
11. Способ по п.8, который далее содержит формирование, по меньшей мере, двух электрических соединений с MTJ структурой.
12. Способ по п.8, в котором выравнивание MTJ структуры и подложки содержит выполнение процесса Химико-Механической Планаризации (СМР) без выполнения процесса фототравления на MTJ структуре.
13. Способ по п.8, в котором подложка содержит промежуточный диэлектрический слой и защитный пленочный слой.
14. Способ по п.13, в котором выравнивание MTJ структуры и подложки, содержит выполнение процесса Химико-Механической Планаризации (СМР) для удаления лишнего материала из MTJ структуры, и остановку на защитном пленочном слое.
15. Способ изготовления устройства с магнитным туннельным переходом, причем способ содержит:
образование канавки в подложке, при этом подложка содержит полупроводниковый материал, имеющий промежуточный диэлектрический слой и защитный пленочный слой, причем канавка проходит через защитный пленочный слой в промежуточный диэлектрический слой;
нанесение нижнего электрода внутри канавки;
нанесение MTJ структуры на нижний электрод, при этом MTJ структура включает в себя первый ферромагнитный слой, туннельный барьерный слой и второй ферромагнитный слой;
нанесение верхнего электрода на MTJ структуру; и
выполнение процесса оборотного фототравления и процесса выравнивания MTJ структуры и подложки, чтобы получить в значительной степени плоскую поверхность.
16. Способ по п.15, в котором MTJ структура формируется без выполнения процесса фототравления на MTJ структуре.
17. Способ по п.15, в котором выполнение процесса выравнивания содержит выполнения процесса Химико-Механической Планаризации (СМР) на MTJ структуре и подложке.
18. Способ по п.15, в котором канавка определяет форму MTJ структуры.
19. Способ по п.18, в котором канавка имеет по существу эллиптическую форму.
20. Способ по п.18, в котором канавка имеет по существу прямоугольную форму.
RU2010140357/28A 2008-03-04 2009-02-23 Способ формирования структуры с магнитным туннельным переходом (варианты) RU2459317C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/041,957 2008-03-04
US12/041,957 US7579197B1 (en) 2008-03-04 2008-03-04 Method of forming a magnetic tunnel junction structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010140357A true RU2010140357A (ru) 2012-04-10
RU2459317C2 RU2459317C2 (ru) 2012-08-20

Family

ID=40640358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010140357/28A RU2459317C2 (ru) 2008-03-04 2009-02-23 Способ формирования структуры с магнитным туннельным переходом (варианты)

Country Status (12)

Country Link
US (1) US7579197B1 (ru)
EP (3) EP2263271A1 (ru)
JP (1) JP5450460B2 (ru)
KR (2) KR101504613B1 (ru)
CN (1) CN101960630B (ru)
BR (1) BRPI0908753B1 (ru)
CA (3) CA2716630C (ru)
ES (1) ES2540876T3 (ru)
MX (1) MX2010009471A (ru)
RU (1) RU2459317C2 (ru)
TW (1) TWI383526B (ru)
WO (1) WO2009111197A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2626166C2 (ru) * 2013-03-22 2017-07-21 Тосиба Мемори Корпорейшн Магнитное запоминающее устройство и способ его изготовления

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8542524B2 (en) * 2007-02-12 2013-09-24 Avalanche Technology, Inc. Magnetic random access memory (MRAM) manufacturing process for a small magnetic tunnel junction (MTJ) design with a low programming current requirement
US8634231B2 (en) * 2009-08-24 2014-01-21 Qualcomm Incorporated Magnetic tunnel junction structure
US7781231B2 (en) 2008-03-07 2010-08-24 Qualcomm Incorporated Method of forming a magnetic tunnel junction device
US7885105B2 (en) * 2008-03-25 2011-02-08 Qualcomm Incorporated Magnetic tunnel junction cell including multiple vertical magnetic domains
US8446243B2 (en) * 2008-10-31 2013-05-21 Infineon Technologies Austria Ag Method of constructing inductors and transformers
US20100120175A1 (en) * 2008-11-07 2010-05-13 Seagate Technology Llc Sensor double patterning methods
US8681536B2 (en) * 2010-01-15 2014-03-25 Qualcomm Incorporated Magnetic tunnel junction (MTJ) on planarized electrode
US8227351B2 (en) * 2010-03-22 2012-07-24 Qualcomm Incorporated Fabrication of magnetic tunnel junction (MTJ) devices with reduced surface roughness for magnetic random access memory (MRAM)
US9385308B2 (en) * 2010-03-26 2016-07-05 Qualcomm Incorporated Perpendicular magnetic tunnel junction structure
US8513771B2 (en) 2010-06-07 2013-08-20 Infineon Technologies Ag Semiconductor package with integrated inductor
US8674465B2 (en) 2010-08-05 2014-03-18 Qualcomm Incorporated MRAM device and integration techniques compatible with logic integration
US8711612B1 (en) 2010-12-03 2014-04-29 Magsil Corporation Memory circuit and method of forming the same using reduced mask steps
US9082956B2 (en) 2011-04-04 2015-07-14 Micron Technology, Inc. Confined cell structures and methods of forming confined cell structures
US8928100B2 (en) * 2011-06-24 2015-01-06 International Business Machines Corporation Spin transfer torque cell for magnetic random access memory
US8866242B2 (en) * 2011-11-10 2014-10-21 Qualcomm Incorporated MTJ structure and integration scheme
US8895323B2 (en) * 2011-12-19 2014-11-25 Lam Research Corporation Method of forming a magnetoresistive random-access memory device
WO2013095357A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-27 Intel Corporation Method for reducing size and center positioning of magnetic memory element contacts
US20130187247A1 (en) * 2012-01-23 2013-07-25 Qualcomm Incorporated Multi-bit magnetic tunnel junction memory and method of forming same
US8901687B2 (en) 2012-11-27 2014-12-02 Industrial Technology Research Institute Magnetic device with a substrate, a sensing block and a repair layer
US9236563B2 (en) 2013-09-09 2016-01-12 Yutaka Hashimoto Magnetic memory device and method of manufacturing the magnetic memory device
CN103794717B (zh) * 2014-02-28 2017-06-16 北京航空航天大学 一种包含介电层的嵌入型磁隧道结器件的制造方法
US9349772B2 (en) * 2014-04-25 2016-05-24 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Methods for fabricatingintegrated circuits with spin torque transfer magnetic randomaccess memory (STT-MRAM) including a passivation layer formed along lateral sidewalls of a magnetic tunnel junction of the STT-MRAM
US9437811B2 (en) * 2014-12-05 2016-09-06 Shanghai Ciyu Information Technologies Co., Ltd. Method for making a magnetic random access memory element with small dimension and high quality
US9666790B2 (en) 2015-07-17 2017-05-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Manufacturing techniques and corresponding devices for magnetic tunnel junction devices
KR102369523B1 (ko) * 2015-09-08 2022-03-03 삼성전자주식회사 자기 저항 메모리 장치 및 그 제조 방법
US9972771B2 (en) * 2016-03-24 2018-05-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. MRAM devices and methods of forming the same
US10680172B2 (en) * 2017-11-13 2020-06-09 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Resistive random access memory device
CN107833588B (zh) * 2017-11-16 2018-12-14 长江存储科技有限责任公司 一种新型3d自旋转移矩mram存储器的制备方法及存储器
KR20200135550A (ko) * 2018-04-18 2020-12-02 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 자기-중심조정 피쳐를 갖는 2-피스 셔터 디스크 조립체
US10741748B2 (en) 2018-06-25 2020-08-11 International Business Machines Corporation Back end of line metallization structures
US11386320B2 (en) 2019-03-06 2022-07-12 International Business Machines Corporation Magnetic domain wall-based non-volatile, linear and bi-directional synaptic weight element
US11165017B2 (en) * 2019-03-15 2021-11-02 International Business Machines Corporation Replacement bottom electrode structure process to form misalignment tolerate MRAM with high yield
KR20210007083A (ko) 2019-07-09 2021-01-20 삼성전자주식회사 정보 저장 소자 및 그 제조방법
US11201280B2 (en) 2019-08-23 2021-12-14 Western Digital Technologies, Inc. Bottom leads chemical mechanical planarization for TMR magnetic sensors

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5390142A (en) * 1992-05-26 1995-02-14 Kappa Numerics, Inc. Memory material and method for its manufacture
US5801984A (en) * 1996-11-27 1998-09-01 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junction device with ferromagnetic multilayer having fixed magnetic moment
US6072718A (en) * 1998-02-10 2000-06-06 International Business Machines Corporation Magnetic memory devices having multiple magnetic tunnel junctions therein
KR100700255B1 (ko) * 1998-12-18 2007-03-26 로무 가부시키가이샤 반도체장치의 제조방법
JP3854767B2 (ja) * 1999-12-13 2006-12-06 ローム株式会社 強磁性トンネル接合素子を用いた装置、およびその製造方法
JP3877490B2 (ja) * 2000-03-28 2007-02-07 株式会社東芝 磁気素子およびその製造方法
JP4488645B2 (ja) * 2001-04-20 2010-06-23 株式会社東芝 磁気記憶装置
JP2003133529A (ja) * 2001-10-24 2003-05-09 Sony Corp 情報記憶装置およびその製造方法
US6884729B2 (en) * 2002-02-11 2005-04-26 Cabot Microelectronics Corporation Global planarization method
NO322192B1 (no) * 2002-06-18 2006-08-28 Thin Film Electronics Asa Fremgangsmate til fremstilling av elektrodelag av ferroelektriske minneceller i en ferroelektrisk minneinnretning, samt ferroelektrisk minneinnretning
US6952364B2 (en) * 2003-03-03 2005-10-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Magnetic tunnel junction structures and methods of fabrication
US6943040B2 (en) * 2003-08-28 2005-09-13 Headway Technologes, Inc. Magnetic random access memory designs with controlled magnetic switching mechanism by magnetostatic coupling
US20050095855A1 (en) * 2003-11-05 2005-05-05 D'urso John J. Compositions and methods for the electroless deposition of NiFe on a work piece
US7109539B2 (en) * 2004-03-09 2006-09-19 International Business Machines Corporation Multiple-bit magnetic random access memory cell employing adiabatic switching
KR100612854B1 (ko) * 2004-07-31 2006-08-21 삼성전자주식회사 스핀차지를 이용한 자성막 구조체와 그 제조 방법과 그를구비하는 반도체 장치 및 이 장치의 동작방법
US7221584B2 (en) 2004-08-13 2007-05-22 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. MRAM cell having shared configuration
US7705340B2 (en) * 2004-10-05 2010-04-27 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Inflected magnetoresistive structures and memory cells having inflected magnetoresistive structures
JP5007932B2 (ja) * 2004-11-11 2012-08-22 日本電気株式会社 半導体装置、及びその製造方法
KR100706806B1 (ko) * 2006-01-27 2007-04-12 삼성전자주식회사 자기 메모리 소자 및 그 제조 방법
CN101051620A (zh) * 2006-04-03 2007-10-10 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体器件的制造方法和用于该方法的掩膜

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2626166C2 (ru) * 2013-03-22 2017-07-21 Тосиба Мемори Корпорейшн Магнитное запоминающее устройство и способ его изготовления

Also Published As

Publication number Publication date
EP2410588B1 (en) 2015-04-01
KR101575852B1 (ko) 2015-12-08
JP2011514676A (ja) 2011-05-06
BRPI0908753A2 (pt) 2018-03-27
CA2716630C (en) 2018-03-06
KR20130043237A (ko) 2013-04-29
US7579197B1 (en) 2009-08-25
RU2459317C2 (ru) 2012-08-20
CA2896421C (en) 2016-03-29
TW201004006A (en) 2010-01-16
BRPI0908753B1 (pt) 2019-05-07
US20090227045A1 (en) 2009-09-10
EP2410588A3 (en) 2012-03-21
JP5450460B2 (ja) 2014-03-26
CA2991389A1 (en) 2009-09-11
WO2009111197A1 (en) 2009-09-11
KR20100126784A (ko) 2010-12-02
EP2410588A2 (en) 2012-01-25
EP2263271A1 (en) 2010-12-22
CN101960630B (zh) 2013-12-04
EP2804230A1 (en) 2014-11-19
ES2540876T3 (es) 2015-07-14
TWI383526B (zh) 2013-01-21
CA2896421A1 (en) 2009-09-11
KR101504613B1 (ko) 2015-03-23
CN101960630A (zh) 2011-01-26
CA2716630A1 (en) 2009-09-11
MX2010009471A (es) 2010-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2010140357A (ru) Способ формирования структуры с магнитным туннельным переходом
KR101153499B1 (ko) Stt mram 자기 터널 접합부 아키텍쳐 및 통합
CN102208529B (zh) 磁阻式随机存取存储器元件及其制作方法
US8822234B2 (en) Method of fabricating a semiconductor device
KR101200008B1 (ko) 2개의 마스크들을 사용하여 자기 터널 접합 엘리먼트를 제조하기 위한 방법
US20160225979A1 (en) Self-aligned magnetoresistive random-access memory (mram) structure for process damage minimization
US8563225B2 (en) Forming a self-aligned hard mask for contact to a tunnel junction
CN110121766A (zh) 在混合键合半导体器件中形成引线的方法
US10157876B2 (en) Method of forming inductor with conductive trace
TW201523947A (zh) 磁性穿隧接面及形成磁性穿隧接面之方法
US20220052255A1 (en) Semiconductor Devices and Methods of Manufacturing
CN104045243A (zh) 晶圆、面板、半导体器件以及玻璃处理方法
US10217794B2 (en) Integrated circuits with vertical capacitors and methods for producing the same
TWI578547B (zh) 電磁阻抗感測元件及其製作方法
US20190326514A1 (en) Mask plate and fabrication method thereof
US20150228603A1 (en) Semiconductor Constructions and Methods of Planarizing Across a Plurality of Electrically Conductive Posts
CN109980081A (zh) 可自停止抛光的mram器件的制作方法与mram器件
CN108735892A (zh) 一种霍尔元件及其制备方法
US8477531B2 (en) Spin torque transfer magnetoresistive random access memory in disk base with reduced threshold current
CN102437089A (zh) 一种铜后道互连工艺
CN113053941A (zh) 半导体结构及其形成方法
JP2003347519A (ja) マグネティックramの製造方法
US10629650B2 (en) Integrated circuits with memory cells and methods for producing the same
CN109390370B (zh) 具有存储单元的集成电路及其产生方法
KR20170051603A (ko) 막 형성 방법 및 이를 이용한 자기 기억 소자의 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190224