[發(fā)明專利]間隔物輔助的離子束蝕刻自旋扭矩轉(zhuǎn)移磁阻隨機(jī)存取存儲器在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201880020122.3 | 申請日： | 2018-03-02 |
| 公開（公告）號： | CN110431678A | 公開（公告）日： | 2019-11-08 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 楊毅;沈冬娜;王郁仁 | 申請（專利權(quán)）人： | 臺灣積體電路制造股份有限公司 |
| 主分類號： | H01L43/12 | 分類號： | H01L43/12;H01L43/08;G11C11/16;G11B5/31 |
| 代理公司： | 隆天知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003 | 代理人： | 謝強(qiáng);黃艷 |
| 地址： | 中國臺*** | 國省代碼： | 中國臺灣;71 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 介電間隔物 穿隧 蝕刻 接面 底電極 釘扎層 自由層 移除 側(cè)壁損傷 側(cè)壁 堆疊 磁阻隨機(jī)存取存儲器 自旋扭矩轉(zhuǎn)移 水平表面 圖案化磁 頂電極 輔助的 間隔物 離子束 阻障層 基板 施加 保留 覆蓋 | ||
1.一種蝕刻磁穿隧接面(MTJ)結(jié)構(gòu)的方法，包括：
提供一底電極于一基板上；
沉積多個磁穿隧接面層的一堆疊于該底電極上，且該堆疊按序包括一釘扎層、一穿隧阻障層、與一自由層；
提供一頂電極于該些磁穿隧接面層的該堆疊上；
圖案化該頂電極、該些磁穿隧接面層的該堆疊、與該底電極，以形成一磁穿隧接面裝置，其中一側(cè)壁損傷形成于該磁穿隧接面裝置的側(cè)壁上；
順應(yīng)性地沉積一介電間隔物層于該基板及該磁穿隧接面裝置上；
蝕刻移除該基板與該磁穿隧接面裝置的水平表面上的該介電間隔物層，其中部分蝕刻該磁穿隧接面裝置的側(cè)壁上的該介電間隔物層，以形成一錐形間隔物，且該底電極上的該錐形間隔物較寬，而該自由層上的該錐形間隔物較窄或不存在，其中該錐形間隔物覆蓋該釘扎層與該底電極；以及
之后施加水平的一物理蝕刻至該磁穿隧接面裝置，以由該自由層移除該側(cè)壁損傷，其中該錐形間隔物保護(hù)該釘扎層與該底電極免于該物理蝕刻。
2.如權(quán)利要求1所述的蝕刻磁穿隧接面結(jié)構(gòu)的方法，其中圖案化該些磁穿隧接面層的該堆疊的方法為化學(xué)蝕刻工藝、物理蝕刻工藝、或上述的組合，包括反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)、離子束蝕刻(IBE)、或反應(yīng)性離子蝕刻與離子束蝕刻的組合。
3.如權(quán)利要求1所述的蝕刻磁穿隧接面結(jié)構(gòu)的方法，其中該側(cè)壁損傷的形成方法為化學(xué)蝕刻工藝或該物理蝕刻工藝。
4.如權(quán)利要求2所述的蝕刻磁穿隧接面結(jié)構(gòu)的方法，其中該側(cè)壁損傷形成于該化學(xué)蝕刻工藝或該物理蝕刻工藝之后，且形成于該磁穿隧接面裝置暴露至大氣時。
5.如權(quán)利要求1所述的蝕刻磁穿隧接面結(jié)構(gòu)的方法，其中該介電間隔物層包括硬遮罩材料。
6.如權(quán)利要求1所述的蝕刻磁穿隧接面結(jié)構(gòu)的方法，其中水平的該物理蝕刻工藝為角度相關(guān)的反應(yīng)性離子蝕刻、離子束蝕刻、或上述的組合，其中離子束蝕刻與法線之間的角度介于約30度至80度之間，而反應(yīng)性離子蝕刻與法線之間的角度為0度。
7.如權(quán)利要求1所述的蝕刻磁穿隧接面結(jié)構(gòu)的方法，其中沉積該介電間隔物層、蝕刻該介電間隔物層、與移除該側(cè)壁損傷的步驟依需求重復(fù)多次，以確保由該自由層移除所有的該介電間隔物層與該側(cè)壁損傷，而一些該介電間隔物層覆蓋該釘扎層。
8.一種蝕刻磁穿隧接面(MTJ)結(jié)構(gòu)的方法，包括：
提供多個磁穿隧接面層的一堆疊于一基板上，包括一底電極于該基板上，一釘扎層、一穿隧阻障層、一自由層、一頂電極、以及一硬遮罩層按序位于該底電極上；
圖案化該些磁穿隧接面層的該堆疊，以形成一磁穿隧接面裝置，其中一側(cè)壁損傷形成于該磁穿隧接面裝置的側(cè)壁上；
順應(yīng)性地沉積介電間隔物層于該基板與該磁穿隧接面裝置上；
蝕刻移除該基板與該磁穿隧接面裝置的水平表面上的該介電間隔物層，其中部分蝕刻移除該磁穿隧接面裝置的側(cè)壁上的該介電間隔物，且保留于該磁穿隧接面裝置的側(cè)壁上的該介電間隔物層覆蓋該釘扎層與該底電極；以及
之后施加一角度相關(guān)的離子束蝕刻(IBE)至該磁穿隧接面裝置，以由該自由層移除該側(cè)壁損傷，其中該介電間隔物層保護(hù)該釘扎層與該底電極免于該離子角度相關(guān)的離子束蝕刻。
9.如權(quán)利要求8所述的蝕刻磁穿隧接面結(jié)構(gòu)的方法，其中圖案化該些磁穿隧接面層的該堆疊的方法為化學(xué)蝕刻工藝、物理蝕刻工藝、或上述的組合，包括反應(yīng)性離子蝕刻(RIE)、離子束蝕刻(IBE)、或反應(yīng)性離子蝕刻與離子束蝕刻的組合。
10.如權(quán)利要求8所述的蝕刻磁穿隧接面結(jié)構(gòu)的方法，其中該側(cè)壁損傷的形成方法為化學(xué)蝕刻工藝或物理蝕刻工藝。
11.如權(quán)利要求9所述的蝕刻磁穿隧接面結(jié)構(gòu)的方法，其中該側(cè)壁損傷形成于該化學(xué)蝕刻工藝或該物理蝕刻工藝之后，且形成于該磁穿隧接面裝置暴露至大氣時。
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