具有带弯曲的非平坦表面的自由铁磁材料层的存储器基元和制造这种存储器基元的方法技术

本公开涉及一种具有带弯曲的非平坦表面的自由铁磁材料层的存储器基元和制造这种存储器基元的方法。本文公开的示例性存储器基元包括：底部电极；位于底部电极上方的顶部电极；以及位于底部电极上方且位于顶部电极下方的MTJ(磁隧道结)结构。在该示例中，MTJ结构包括：位于底部电极上方的第一铁磁材料层；位于第一铁磁材料层上方的非磁性绝缘层；以及位于非磁性绝缘层上的第二铁磁材料层，其中非磁性绝缘层和铁磁材料层之间存在弯曲的非平坦界面。层和铁磁材料层之间存在弯曲的非平坦界面。层和铁磁材料层之间存在弯曲的非平坦界面。

【技术实现步骤摘要】
具有带弯曲的非平坦表面的自由铁磁材料层的存储器基元和制造这种存储器基元的方法


[0001]本公开总体上涉及集成电路的制造，更具体地，涉及具有带弯曲的非平坦表面的自由铁磁材料层的存储器基元的各种新颖实施例，以及在集成电路(IC)产品上制造这种存储器基元的各种新颖方法。

技术介绍

[0002]存在多种形式的存储器技术，这些技术利用已知的STT(自旋转移扭矩)技术来实现铁磁材料层的磁化方向的切换。一种这样的基元是STT
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MRAM(自旋转移矩磁随机存取存储器)基元。典型的STT
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MRAM基元包括位于底部电极与顶部电极之间的MTJ(磁隧道结)结构。MTJ结构通常包括位于钉扎的(pinned)(或参考)铁磁材料层与自由铁磁材料层之间的隧道势垒层(例如，MgO)。通常，底部电极接触钉扎的层以及顶部电极接触自由层。在这种STT
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MRAM基元的阵列中，每个STT
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MRAM基元的底部电极通常耦合到字线，以及顶部电极耦合到位线。
[0003]被存储在器件中的逻辑状态取决于自由层的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种器件，包括：底部电极；顶部电极，其位于所述底部电极上方；以及MTJ(磁隧道结)结构，其位于所述底部电极上方且位于所述顶部电极下方，其中所述MTJ结构包括：位于所述底部电极上方的第一铁磁材料层；位于所述第一铁磁材料层上方的非磁性绝缘层；以及位于所述非磁性绝缘层上的第二铁磁材料层，其中所述非磁性绝缘层和所述铁磁材料层之间存在弯曲的非平坦界面。2.根据权利要求1所述的器件，其中，存储器基元是STT
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MRAM(自旋转移矩磁随机存取存储器)器件。3.根据权利要求2所述的器件，其中，所述第一铁磁材料层是钉扎的铁磁材料层，并且其中所述第二铁磁材料层是自由铁磁材料层。4.根据权利要求1所述的器件，还包括：具有基本上水平定向的上表面的半导体衬底，其中所述弯曲的非平坦界面是相对于所述基本上水平定向的上表面的基本上凹的表面。5.根据权利要求1所述的器件，还包括：具有基本上水平定向的上表面的半导体衬底，其中所述弯曲的非平坦界面是相对于所述基本上水平定向的上表面的基本上凸的表面。6.根据权利要求1所述的器件，其中，所述非磁性绝缘层包括第一弯曲上表面，并且其中所述第二铁磁材料层包括与所述第一弯曲上表面接合的第一弯曲底表面。7.根据权利要求1所述的器件，其中，所述第二铁磁材料层位于所述非磁性绝缘层的上表面上并与其物理接触。8.根据权利要求1所述的器件，还包括：半导体衬底，其包括基本上水平定向的上表面；至少一个绝缘材料层，其位于所述半导体衬底上方；导电结构，其位于所述至少一个绝缘材料层中，所述导电结构具有相对于所述半导体衬底的所述基本上水平定向的上表面的凸上表面；以及其中所述底部电极具有导电地耦合到所述导电结构的所述凸上表面的弯曲底表面。9.根据权利要求1所述的器件，还包括：半导体衬底，其包括基本上水平定向的上表面；至少一个绝缘材料层，其位于所述半导体衬底上方，所述至少一个绝缘材料层包括基本上平坦的上表面；导电结构，其位于所述至少一个绝缘材料层中，所述导电结构具有相对于所述半导体衬底的所述基本上水平定向的上表面的凹上表面，其中所述凹上表面的最上表面所位于的层级在所述至少一个绝缘材料层的所述上表面的层级上方；以及其中所述底部电极具有导电地耦合到所述导电结构的所述凹上表面的弯曲底表面。10.根据权利要求1所述的器件，其中，所述底部电极包括与所述第一铁磁材料层的弯曲底表面接合的弯曲上表面，所述第一铁磁材料层包括与所述非磁性绝缘层的弯曲底表面接合的弯曲上表面，以及所述非磁性绝缘层包括与所述第二铁磁材料的弯曲底表面接合的弯曲上表面。
11.根据权利要求1所述的器件，还包括：具有基本上水平定向的上表面的半导体衬底，其中相对于所述基本上水平定向的上表面，所述底部电极包括与所述第一铁磁材料层的凸底表面接合的凸上表面，所述第一铁磁材料层包括与所述非磁性绝缘层的凸底表面接合的凸上表面，以及所述非磁性绝缘层包括与所述第二铁磁材料的凸底表面接合的凸上表面。12.一种器件，包括：底部电极；顶部电极，其位于所述底部电极上方；以及MTJ(磁隧道结)结构，其位于所述底部电极上方且位于所述顶部电极下方，其中所述MTJ结构包括：位于所述底部电极上方的第一铁磁材料层；位于所述第一铁磁材料层上方的非磁性绝缘层，其中所述非磁性绝缘层包括第一弯曲上表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：格芯美国集成电路科技有限公司，
类型：发明
国别省市：