[發明專利]形成磁性隧道結結構和形成磁性隨機存取存儲器的方法

有效

• 申請號: 201110386624.8
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102479918A
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 申喜珠;鄭峻昊;李將銀;吳世忠
• 申請（專利權）人: 三星電子株式會社
• 主分類號: H01L43/08
• 分類號: H01L43/08;H01L43/12;H01L27/22;G11C11/15
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 謝晨;劉光明

相關申請的交叉引用

本申請要求2010年11月29日在韓國知識產權局提交的韓國專利申請No.10-2010-0119756的優先權，其整體內容通過引用并入本文。

技術領域

示例性實施例涉及磁性隧道結結構的制造方法和使用磁性隧道結結構的磁性隨機存取存儲器器件的制造方法。

背景技術

MRAM(磁性隨機存取存儲器)器件能夠在短時間段內進行寫入和讀取，并且具有非易失性特性。由于這些特性，MRAM已經被廣泛接受。

通常，MRAM器件的單位單元是存儲數據的元件，并且MTJ(磁性隧道結)圖案被使用。MTJ圖案包括兩個磁性層和布置在磁性層之間的隧道介電層。因此，MTJ包括具有固定磁化方向的釘扎(pinned)鐵磁層、其中磁化方向能夠在平行或者反平行方向上變化的自由鐵磁層、以及布置在釘扎鐵磁層和自由鐵磁層之間的隧道介電層。

當使用物理蝕刻來蝕刻磁性層以形成磁性隧道結圖案時，通過蝕刻產生的導電產物附著到磁性隧道結圖案的側壁，并且磁性隧道結圖案可能由于附著到磁性隧道結圖案的導電蝕刻產物而被短路。

發明內容

示例性實施例提供了磁性隧道結結構的制造方法和MRAM器件的制造方法，以利用改善的電阻特性防止或者減少磁性隧道結結構的電氣短路。

根據示例性實施例，一種磁性隧道結結構的制造方法包括：通過在基板上順序地堆疊第一磁性層、隧道介電層以及第二磁性層來形成磁性隧道結層。在第二磁性層的區域上形成掩模圖案。通過執行至少一個蝕刻處理和至少一個氧化處理多次來形成磁性隧道結層圖案以及在磁性隧道結層圖案的至少一個側壁上的側壁介電層圖案。該至少一個蝕刻處理可以包括第一蝕刻處理，其使用惰性氣體和掩模圖案蝕刻磁性隧道結層的一部分以形成第一蝕刻產物。該至少一個氧化處理可以包括第一氧化處理，以氧化附著在磁性隧道結層的蝕刻側上的第一蝕刻產物。

根據示例性實施例，一種磁性隨機存取存儲器器件的制造方法，包括在基板上形成包括接觸塞的第一層間介電層。通過在第一層間介電層上順序地堆疊第一磁性層、隧道介電層和第二磁性層來形成磁性隧道結層。在第二磁性層的區域上形成掩模圖案。通過執行至少一個蝕刻處理和至少一個氧化處理多次來形成磁性隧道結層圖案以及在磁性隧道結層圖案的至少一個側壁上的側壁介電層圖案。該至少一個蝕刻處理可以包括第一蝕刻處理，其使用惰性氣體和掩模圖案來蝕刻磁性隧道結層的一部分，以形成第一蝕刻產物。該至少一個氧化處理可以包括第一氧化處理，以氧化附著在磁性隧道結層的蝕刻側上的第一蝕刻產物。

根據示例性實施例，一種磁性隧道結結構的制造方法包括：通過執行至少一個蝕刻處理和至少一個氧化處理多次來形成磁性隧道結層圖案以及在磁性隧道結層圖案的至少一個側壁上的側壁介電層圖案。

附圖說明

通過參考附圖詳細地描述示例性實施例，示例性實施例的以上和其它特征和優點將變得更加明顯，在附圖中：

圖1是示出根據示例性實施例的磁性隧道結結構的剖視圖。

圖2是示出根據示例性實施例的MRAM(磁性隨機存取存儲器)器件的剖視圖。

圖3是示出根據示例性實施例的MRAM(磁性隨機存取存儲器)器件的剖視圖。

圖4是示出根據示例性實施例的MRAM(磁性隨機存取存儲器)器件的剖視圖

圖5至9是示出根據示例性實施例的磁性隧道結結構的制造方法的剖視圖。

圖10至14是示出根據示例性實施例的MRAM(磁性隨機存取存儲器)器件的制造方法的剖視圖。

圖15是示出根據示例性實施例制造MRAM器件的中間步驟的剖視圖。

圖16是示出根據示例性實施例制造MRAM器件的中間步驟的剖視圖。

具體實施方式

通過參考附圖以及以下示例性實施例的詳細描述可以更容易地理解示例性實施例以及實現示例性實施例的方法的優點和特征。然而，可以以很多不同的形式來實施示例性實施例并且不應該將示例性實施例理解為限于在此闡述的示例性實施例。而是，提供這些示例性實施例使得本公開將是透徹和完整的，并且將示例性實施例的概念完全地傳達給本領域技術人員，并且將僅通過所附的權利要求來限定示例性實施例。在附圖中，為了清楚起見，層和區域的厚度被夸大。