用于形成MRAM应用中使用的具有期望的结晶度的结构的方法技术

本申请公开了一种用于形成MRAM应用中使用的具有期望的结晶度的结构的方法。本公开的实施方式提供用于在基板上制造自旋转移扭矩磁阻式随机存取存储器(STT‑MRAM)应用中使用的磁隧道结(MTJ)结构的方法和装置。在一个实施方式中，所述方法包括：将设置在基板上的具有隧穿阻挡层设置在磁基准层与磁存储层之间的膜堆叠体图案化，以将所述膜堆叠体的一部分从所述基板上去除，直到暴露所述基板的上表面；在经图案化的膜堆叠体的侧壁上形成侧壁钝化层；以及随后对所述膜堆叠体执行热退火工艺。

【技术实现步骤摘要】

本公开的实施方式涉及用于制造磁阻式随机存取存储器(MRAM)应用中使用的结构的方法。更具体来说，本公开的实施方式涉及用于制造MRAM应用中使用的磁隧道结结构的方法。
技术介绍
磁阻式随机存取存储器(MRAM)是包含使用它们阻值而非电子电荷来存储数据的MRAM单元阵列的存储元件类型。一般来说，每个MRAM单元包括磁隧道结(MTJ)结构。MTJ结构可以具有表示逻辑状态“0”或“1”的可调电阻。MTJ结构通常包括具有其中两个铁磁层被薄非磁电介质(例如，绝缘的隧穿层)分开的构型的磁层堆叠。顶部电极和底部电极用于夹住MTJ结构，使得电流可以在顶部电极与底部电极之间流动。一个铁磁层(例如，基准层)的特征为方向固定的磁化。另一铁磁层(例如，存储层)的特征为方向在元件写入时(诸如通过施加磁场)变化的磁化。在一些元件中，绝缘材料(诸如电介质氧化物层)可形成为夹在铁磁层之间的薄隧穿阻挡层。通常，将这些层顺序地沉积为覆膜。铁磁层和绝缘材料通过各种蚀刻工艺顺序地图案化，在这些蚀刻工艺中，将一个或多个层部分或全部地去除，以便形成元件特征。当基准层和存储层的相应磁化反平行(antiparallel)时，磁隧道本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用来在基板上形成磁隧道结结构的膜堆叠体，所述膜堆叠体包括：钉扎层，所述钉扎层设置在基板上，其中所述钉扎层包括多个层，所述多个层包括含Co层、含Pt层、含Ta层、含Ru层中的至少一个或多个；可选的结构去耦合层，所述可选的结构去耦合层设置在磁钉扎层上；磁基准层，所述磁基准层设置在所述可选的结构去耦合层上；隧穿阻挡层，所述隧穿阻挡层设置在所述磁基准层上；磁存储层，所述磁存储层设置在所述隧穿阻挡层上；以及帽盖层，所述帽盖层设置在所述磁存储层上。

【技术特征摘要】
2015.07.14 US 62/192,5651.一种用来在基板上形成磁隧道结结构的膜堆叠体，所述膜堆叠体包括：钉扎层，所述钉扎层设置在基板上，其中所述钉扎层包括多个层，所述多个层包括含Co层、含Pt层、含Ta层、含Ru层中的至少一个或多个；可选的结构去耦合层，所述可选的结构去耦合层设置在磁钉扎层上；磁基准层，所述磁基准层设置在所述可选的结构去耦合层上；隧穿阻挡层，所述隧穿阻挡层设置在所述磁基准层上；磁存储层，所述磁存储层设置在所述隧穿阻挡层上；以及帽盖层，所述帽盖层设置在所述磁存储层上。2.根据权利要求1所述的膜堆叠体，其特征在于，所述帽盖层包括设置在含Co层上的至少含Ta层或含Ru层。3.根据权利要求1所述的膜堆叠体，其特征在于，所述钉扎层中包括的所述多个层包括总共10个层。4.根据权利要求1所述的膜堆叠体，其特征在于，所述磁存储层中的含Co层是CoFeB层。5.根据权利要求1所述的膜堆叠体，其特征在于，所述磁存储层包括至少两个含Co层，所述至少两个含Co层夹住包括含Ta材料、含Mo材料或含W材料中的至少一种的层。6.一种在基板上形成磁隧道结结构的方法，所述方法包括：将设置在基板上的具有隧穿阻挡层设置在磁基准层与磁存储层之间的膜堆叠体图案化，以将所述膜堆叠体的一部分从所述基板上去除，直到所述基板的上表面暴露；在经图案化的膜堆叠体的侧壁上形成侧壁钝化层；以及随后对所述膜堆叠体执行热退火工艺。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，执行所述热退火工艺进一步包括：维持基板温度在约250摄氏度与约550摄氏度之间。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述膜堆叠体进一步包括：帽盖层，所述帽盖层设置在所述磁存储层上。9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述膜堆叠体进一步包括：钉扎层，所述钉扎层设置在所述基板与所述磁基准层之间。10.根据权利要求9所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛林，安在洙，M·帕卡拉，程志康，汪荣军，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US