[發(fā)明專利]集成電路和形成集成電路的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910897145.9
• 申請日: 2019-09-23
• 公開（公告）號: CN110970553B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭泰彥;楊心怡;王辰戎;陳玉樹;黃建中;林函廷;謝志宏;丁致遠(yuǎn)
• 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: H10N50/01
• 分類號: H10N50/01;H10N50/10;H10N50/80;H10B61/00
• 代理公司: 北京東方億思知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11258
• 代理人: 陳蒙

本公開涉及集成電路和形成集成電路的方法。一種形成集成電路的方法，包括：形成磁性隧道結(jié)(MTJ)堆疊層；在MTJ堆疊層上方沉積導(dǎo)電蝕刻停止層；在導(dǎo)電蝕刻停止層上方沉積導(dǎo)電硬掩模；以及圖案化導(dǎo)電硬掩模以形成蝕刻掩模。圖案化被導(dǎo)電蝕刻停止層停止。方法還包括：使用蝕刻掩模來蝕刻導(dǎo)電蝕刻停止層以定義圖案；以及蝕刻MTJ堆疊層以形成MTJ堆疊。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及集成電路和形成集成電路的方法。

背景技術(shù)

作為示例，半導(dǎo)體存儲器用于電子應(yīng)用(包括無線電設(shè)備、電視、蜂窩電話、和個人計算設(shè)備)的集成電路中。一種類型的半導(dǎo)體存儲器設(shè)備是磁電阻隨機(jī)存取存儲器(MRAM)，其涉及結(jié)合半導(dǎo)體技術(shù)和磁性材料和器件的自旋(spin)電子器件。電子的自旋(通過它們的磁矩，而不是電子的電荷)被用來存儲比特值。

典型的MRAM單元可以包括磁性隧道結(jié)(MTJ)堆疊，其包括釘扎層(pinninglayer)、位于釘扎層上方的被釘扎層(pinned?layer)、位于被釘扎層上方的隧道層、以及位于隧道層上方的自由層。在形成MRAM單元期間，首先沉積多個毯式覆蓋層(blanketlayer)。然后通過光刻工藝圖案化覆蓋層以形成MTJ堆疊。然后形成電介質(zhì)帽蓋層(dielectric?capping?layer)以保護(hù)電介質(zhì)帽蓋層。電介質(zhì)帽蓋層包括MTJ堆疊的側(cè)壁上的一些部分、以及MTJ堆疊的頂表面上方的可能附加部分。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本公開的一個實(shí)施例，提供了一種形成集成電路的方法，所述方法包括：形成磁性隧道結(jié)(MTJ)堆疊層；在所述MTJ堆疊層上方沉積導(dǎo)電蝕刻停止層；在所述導(dǎo)電蝕刻停止層上方沉積導(dǎo)電硬掩模；圖案化所述導(dǎo)電硬掩模以形成蝕刻掩模，其中，所述圖案化被所述導(dǎo)電蝕刻停止層停止；使用所述蝕刻掩模來蝕刻所述導(dǎo)電蝕刻停止層以定義圖案；以及蝕刻所述MTJ堆疊層以形成MTJ堆疊。

根據(jù)本公開的另一實(shí)施例，提供了一種形成集成電路的方法，所述方法包括：形成底部電極層；在所述底部電極層上方形成磁性隧道結(jié)(MTJ)堆疊層，并且將所述MTJ堆疊層電連接到所述底部電極層；在所述MTJ堆疊層上方形成導(dǎo)電蝕刻停止層，其中，所述導(dǎo)電蝕刻停止層由選自包括鎢和釕的組的材料形成；在所述導(dǎo)電蝕刻停止層上方形成導(dǎo)電硬掩模；使用所述導(dǎo)電硬掩模作為蝕刻掩模來蝕刻所述導(dǎo)電蝕刻停止層；蝕刻所述MTJ堆疊層以形成MTJ堆疊，其中，在蝕刻所述MTJ堆疊層時，所述導(dǎo)電硬掩模被用作所述蝕刻掩模；以及在所述導(dǎo)電硬掩模上方形成導(dǎo)電特征，并且將所述導(dǎo)電特征連接到所述導(dǎo)電硬掩模。

根據(jù)本公開的又一實(shí)施例，提供了一種集成電路，包括：磁性隧道結(jié)(MTJ)堆疊，包括：底部磁性層；隧道阻擋，位于所述底部磁性層上方；以及頂部磁性層，位于所述隧道阻擋上方；以及頂部電極，位于所述MTJ堆疊上方并且電耦合到所述MTJ堆疊，所述頂部電極包括：第一導(dǎo)電層，位于所述頂部磁性層上方，其中，所述第一導(dǎo)電層包括選自包括鎢、釕、及其組合的組的金屬；以及第二導(dǎo)電層，位于所述第一導(dǎo)電層上方并且與所述第一導(dǎo)電層接觸，其中，所述第二導(dǎo)電層由與第一導(dǎo)電層不同的材料形成。

附圖說明

在結(jié)合附圖閱讀下面的具體實(shí)施方式時，可以從下面的具體實(shí)施方式中最佳地理解本公開的各個方面。應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)做法，各種特征不是按比例繪制的。事實(shí)上，為了討論的清楚起見，各種特征的尺寸可能被任意增大或減小。

圖1至圖10是根據(jù)一些實(shí)施例的形成一些磁電阻隨機(jī)存取存儲器(MRAM)單元的中間階段的橫截面視圖。

圖10A和10B示出了根據(jù)一些實(shí)施例的一些磁電阻隨機(jī)存取存儲器(MRAM)單元。

圖11至圖18是根據(jù)一些實(shí)施例的在金屬間電介質(zhì)層中形成MRAM單元的中間階段的橫截面視圖。

圖19示出了根據(jù)一些實(shí)施例的用于形成MRAM單元的工藝流程。

具體實(shí)施方式