[發(fā)明專利]用于磁阻式隨機(jī)存儲器器件的電接觸部

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580084066.6
• 申請日: 2015-11-23
• 公開（公告）號: CN108140724B
• 公開（公告）日: 2023-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: C·J·維甘德;O·戈隆茨卡;K·奧烏茲;K·P·奧布萊恩;T·拉赫曼;B·S·多伊爾;T·加尼;M·L·多齊
• 申請（專利權(quán)）人: 英特爾公司
• 主分類號: H10N50/80
• 分類號: H10N50/80;H10N50/10;H10N50/01;H10B61/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;王英

在本文公開了磁阻式隨機(jī)存取存儲器(MRAM)器件的電接觸部和相關(guān)存儲器結(jié)構(gòu)、器件和方法。例如，MRAM器件的電接觸部可包括：鉭區(qū)；由第一材料形成的阻擋區(qū)；以及由第二材料形成并設(shè)置在鉭區(qū)和阻擋區(qū)之間的鈍化區(qū)，其中第二材料包括氮化鉭且不同于第一材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及集成電路的領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于磁阻式隨機(jī)存儲器器件的電接觸部。

背景技術(shù)

鑲嵌過程通常用于在集成電路(IC)器件中形成銅互連。這些過程可包括形成下至銅接觸部的過孔開口，然后用額外的銅填充過孔。一些鑲嵌過程可包括在形成過孔開口之后但在用額外的銅填充過孔之前在銅接觸部上執(zhí)行活性氫預(yù)清潔，以便減少在銅上的表面氧化物并提高在銅接觸部和額外的銅之間的電連接。

附圖說明

結(jié)合附圖通過以下具體實(shí)施方式將容易理解實(shí)施例。為了便于這個描述，相似的附圖標(biāo)記表示相似的結(jié)構(gòu)元件。實(shí)施例通過示例的方式而非通過限制的方式在附圖的圖中示出。

圖1是根據(jù)各種實(shí)施例的存儲器結(jié)構(gòu)的截面?zhèn)纫晥D。

圖2是根據(jù)各種實(shí)施例的磁阻式隨機(jī)存取存儲器(MRAM)的截面?zhèn)纫晥D。

圖3-8是根據(jù)各種實(shí)施例的在形成圖1的存儲器結(jié)構(gòu)中的各種階段。

圖9是根據(jù)各種實(shí)施例的形成MRAM器件的電接觸部的方法的流程圖。

圖10A-B是可包括根據(jù)本文公開的任何實(shí)施例的存儲器結(jié)構(gòu)的晶圓和管芯的頂視圖。

圖11是可包括根據(jù)本文公開的任何實(shí)施例的存儲器結(jié)構(gòu)的IC器件的截面?zhèn)纫晥D。

圖12是可包括根據(jù)本文公開的任何實(shí)施例的存儲器結(jié)構(gòu)的IC器件組件的截面?zhèn)纫晥D。

圖13是可包括根據(jù)本公開的教導(dǎo)的存儲器結(jié)構(gòu)的示例性計算設(shè)備的方框圖。

具體實(shí)施方式

本文公開的是用于磁阻式隨機(jī)存取存儲器(MRAM)器件的電接觸部和相關(guān)存儲器結(jié)構(gòu)、器件和方法。例如，用于MRAM器件的電接觸部可包括：鉭區(qū)；由第一材料形成的阻擋區(qū)；以及由第二材料形成并設(shè)置在鉭區(qū)和阻擋區(qū)之間的鈍化區(qū)，其中，第二材料包括氮化鉭且不同于第一材料。形成MRAM器件的電接觸部的方法可包括：在電介質(zhì)材料中形成開口以暴露鉭硬掩模的區(qū)域，其中鉭硬掩模設(shè)置在過孔和MRAM器件之間；用氮使被暴露的區(qū)域鈍化以形成包括氮化鉭的鈍化區(qū)；以及在鈍化區(qū)和開口的側(cè)壁上提供阻擋層。在本文詳細(xì)討論了其它實(shí)施例。

本文公開的實(shí)施例中的各種實(shí)施例可提供新穎的集成電路(IC)處理技術(shù)，包括通過過孔接觸蝕刻的MRAM接觸清潔和原位鈍化，其可提高存儲器器件的可靠性和性能。為用于形成銅互連的標(biāo)準(zhǔn)銅鑲嵌過程用工具加工很多常規(guī)IC制造設(shè)施。這些過程包括在被暴露的銅上執(zhí)行活性氫預(yù)清潔以去除在將額外的材料沉積在被暴露的銅上之前形成的任何表面氧化物。

然而，將這些標(biāo)準(zhǔn)鑲嵌過程應(yīng)用于MRAM器件可導(dǎo)致?lián)p壞性能的特征的非故意形成。例如，因?yàn)镸RAM器件一般由不容易揮發(fā)的材料制成，鉭硬掩模可在圖案化期間被使用，并可保留在IC器件中，用作MRAM器件的頂部接觸部(代替銅，如在標(biāo)準(zhǔn)鑲嵌過程中的)。當(dāng)鉭硬掩模的部分暴露于空氣時(例如當(dāng)器件在工具之間傳送時)，氧化鉭形成在被暴露的表面上。氧化鉭是電絕緣體，并且一般在對電子而言太大而不能隧穿的厚度下形成。在被規(guī)定為導(dǎo)電的路徑中的電絕緣體的存在是對性能的明顯障礙。此外，從銅上去除表面氧化物的活性氫預(yù)清潔并不會去除氧化鉭。因此，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)銅鑲嵌過程應(yīng)用于具有鉭硬掩模的MRAM器件時，與MRAM器件的電接觸被電絕緣氧化鉭的存在危害。