包含磁性顶部触点的MRAM制造技术

披露了一种磁性随机存取存储器(MRAM)结构，该MRAM结构包含磁性衬垫(160)，该磁性衬垫包含铁磁性材料，其位于磁性隧道结(MTJ)堆叠(140)与顶部触点(180)之间或可选金属硬掩模(150)之上。这使得磁性衬垫用作自变量以平衡MTJ堆叠中的磁参数以在MTJ层处实现零磁场。扩散阻挡衬垫(170)可能位于顶部触点(180)和磁性衬垫(160)之间。同样披露了对应的制造方法。同样披露了对应的制造方法。同样披露了对应的制造方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含磁性顶部触点的MRAM


[0001]本专利技术涉及存储器件，更具体地，涉及磁性随机存取存储器(MRAM)。

技术介绍

[0002]不同于常规随机存取存储器(RAM)芯片技术，磁性RAM(MRAM)不将数据存储为电荷，而是通过存储元件的磁极化来存储数据。通常，存储元件由被隧道层分开的两个铁磁层形成。铁磁层中的一个具有设置为特定极性的至少一个钉扎(pinned)磁极化(也称为
‘
参考
’
或
‘
固定
’
层)。另一铁磁层(或自由层)的磁极性被改变为表示“1”(即，与固定层反平行极性)或“0”(即，与固定层平行极性)。具有固定层、隧道层和自由层的器件是磁性隧道结(MTJ)。MTJ的电阻取决于自由层的磁极性与固定层的磁极性相比。存储器设备(诸如MRAM)可以从可单独寻址的MTJ阵列构建。
[0003]在磁隧道结(MTJ)中，电流感应的磁化是MRAM器件感兴趣的主要现象。因此，自由层(FL)上的平均外部磁场需要为零。为了做到这一点，参考层与薄的反铁磁层分离以具有相反的磁化，并且通过平衡这两个层来实现零磁场。两个层之间的平衡可能非常具有挑战性，并且通过在这些层的每中控制低至几埃的厚度来实现。此外，一些集成工艺流程(诸如IBE)可简单地改变参考层的尺寸并且改变平衡，即使在覆盖膜沉积之后通过非均匀地蚀刻其侧壁中的顶部和底部参考层来实现。
[0004]因此，在本领域中需要解决上述问题。

技术实现思路

[0005]从第一方面来看，本专利技术提供一种磁性随机存取存储器(MRAM)结构，包括：磁性隧道结堆叠；以及位于所述磁性隧道结堆叠和顶部触点之间的磁性衬垫，其中所述磁性衬垫包括铁磁性材料。
[0006]从另一方面来看，本专利技术提供一种磁性随机存取存储器(MRAM)结构，包括：磁性隧道结堆叠；在所述磁性隧道结堆叠上的金属；以及磁性衬垫，其位于所述金属的顶表面上，其中，所述磁性衬垫包括铁磁材料；
[0007]从另一方面来看，本专利技术提供一种磁性随机存取存储器(MRAM)结构，包括：磁性隧道结堆叠；在所述磁性隧道结堆叠上的金属；以及磁性衬垫，其位于所述金属的侧表面上，其中，所述磁性衬垫包括铁磁性材料。
[0008]从另一方面来看，本专利技术提供一种磁性随机存取存储器(MRAM)结构，包括：磁性隧道结堆叠；在所述磁性隧道结堆叠上的金属；所述磁性衬垫位于所述金属的顶面和侧面，所述磁性衬垫包括磁性材料。
[0009]从另一方面来看，本专利技术提供一种形成磁性随机存取存储器(MRAM)结构的方法，包括：在磁性隧道结堆叠上方形成磁性衬垫；以及在所述磁性衬垫上方形成顶部触点。
[0010]本专利技术的实施例可以包括磁随机存取存储器(MRAM)结构。MRAM结构可包含磁性隧道结堆叠。该MRAM结构可以包括位于该磁性隧道结堆叠与顶部触点之间的磁性衬垫，其中
该磁性衬垫可以是铁磁性材料。这可使得磁衬层能够用作自变量以平衡MTJ膜堆叠中的许多磁参数以在MTJ层处实现零磁场。
[0011]在MRAM结构的实施例中，铁磁材料可以是钴。这可使得磁衬层能够用作自变量以平衡MTJ膜堆叠中的许多磁参数以在MTJ层处实现零磁场。
[0012]在MRAM结构的实施例中，铁磁材料可以是镍、铁、稀土元素或其组合。这可使得磁衬层能够用作自变量以平衡MTJ膜堆叠中的许多磁参数以在MTJ层处实现零磁场。
[0013]在MRAM结构的实施例中，铁磁材料的厚度可为约1至约20nm。这可使得磁衬层能够用作自变量以平衡MTJ膜堆叠中的许多磁参数以在MTJ层处实现零磁场。
[0014]在MRAM结构的实施例中，在顶部触点与磁性衬垫之间可存在扩散衬垫。这可改善磁性衬层的长期装置可靠性和功能。
[0015]在MRAM结构的实施例中，可存在位于金属触点与磁性隧道结堆叠之间的金属。这可改善磁性衬层的长期装置可靠性和功能。
[0016]本专利技术的实施例可以包括磁随机存取存储器(MRAM)结构。MRAM结构可包含磁性隧道结堆叠。MRAM结构可包含磁性隧道结堆叠上的金属。MRAM结构可包含位于金属的顶表面上的磁性衬层，其中所述磁性衬层可为铁磁性材料。这可使得磁衬层能够用作自变量以平衡MTJ膜堆叠中的许多磁参数以在MTJ层处实现零磁场。
[0017]在MRAM结构的实施例中，铁磁材料可以是钴。这可使得磁衬层能够用作自变量以平衡MTJ膜堆叠中的许多磁参数以在MTJ层处实现零磁场。
[0018]在MRAM结构的实施例中，铁磁材料可以是镍、铁、稀土元素或其组合。这可使得磁衬层能够用作自变量以平衡MTJ膜堆叠中的许多磁参数以在MTJ层处实现零磁场。
[0019]在MRAM结构的实施例中，铁磁材料的厚度可为约1至约20nm。这可使得磁衬层能够用作自变量以平衡MTJ膜堆叠中的许多磁参数以在MTJ层处实现零磁场。
[0020]在MRAM结构的实施例中，在顶部触点与磁性衬垫之间可存在扩散衬垫。这可改善磁性衬层的长期装置可靠性和功能。
[0021]本专利技术的实施例可以包括磁随机存取存储器(MRAM)结构。MRAM结构可包含磁性隧道结堆叠。MRAM结构可包含磁性隧道结堆叠上的金属。所述MRAM结构可包含位于所述金属的侧表面上的磁性衬层，其中所述磁性衬层可为铁磁性材料。这可使得磁衬层能够用作自变量以平衡MTJ膜堆叠中的许多磁参数以在MTJ层处实现零磁场。
[0022]在MRAM结构的实施例中，铁磁材料可以是钴。这可使得磁衬层能够用作自变量以平衡MTJ膜堆叠中的许多磁参数以在MTJ层处实现零磁场。
[0023]在MRAM结构的实施例中，铁磁材料可以是镍、铁、稀土元素或其组合。这可使得磁衬层能够用作自变量以平衡MTJ膜堆叠中的许多磁参数以在MTJ层处实现零磁场。
[0024]在MRAM结构的实施例中，铁磁材料的厚度可为约1至约20nm。这可使得磁衬层能够用作自变量以平衡MTJ膜堆叠中的许多磁参数以在MTJ层处实现零磁场。
[0025]在MRAM结构的实施例中，在顶部触点与磁性衬垫之间可存在扩散衬垫。这可改善磁性衬层的长期装置可靠性和功能。
[0026]本专利技术的实施例可以包括磁随机存取存储器(MRAM)结构。MRAM结构可包含磁性隧道结堆叠。MRAM结构可包含磁性隧道结堆叠上的金属。MRAM结构可包含位于金属的顶表面和侧表面上的磁性衬垫，其中所述磁性衬垫可为铁磁性材料。这可使得磁衬层能够用作自
变量以平衡MTJ膜堆叠中的许多磁参数以在MTJ层处实现零磁场。
[0027]在MRAM结构的实施例中，铁磁材料可以是钴。这可使得磁衬层能够用作自变量以平衡MTJ膜堆叠中的许多磁参数以在MTJ层处实现零磁场。
[0028]在MRAM结构的实施例中，铁磁材料可以是镍、铁、稀土元素或其组合。这可使得磁衬层能够用作自变量以平衡MTJ膜堆叠中的许多磁参数以在MTJ层处实现零磁场。
[0029]在MRAM结构的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种磁性随机存取存储器(MRAM)结构，包括：磁性隧道结堆叠；以及位于所述磁性隧道结堆叠和顶部触点之间的磁性衬垫，其中所述磁性衬垫包括铁磁性材料。2.如权利要求1所述的结构，其中所述铁磁材料包括从由钴、镍、铁、稀土元素构成的组中选择的至少一种材料。3.如在前权利要求中任一项所述的结构，其中，所述铁磁性材料的厚度为约1nm至约20nm。4.如在前权利要求中任一项所述的结构，进一步包括位于所述顶部触点与所述磁性衬垫之间的扩散衬垫。5.如在前权利要求中任一项所述的结构，进一步包括位于所述磁性衬垫与所述磁性隧道结堆叠之间的金属。6.如权利要求5所述的结构，其中所述磁性衬垫位于所述金属的顶表面上。7.如权利要求5或6之一所述的结构，其中，所述磁性衬垫位于所述金属的侧表面上。8.一种形成磁性随机存取存储器(MRAM)结构的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：