本发明专利技术揭示一种制造半导体装置的方法，其包括：在装置衬底上形成金属层；形成与所述金属层接触的通孔；及在所述通孔上方添加电介质层。所述方法进一步包括：蚀刻所述电介质层的一部分以形成沟槽区域；及将垂直磁性隧道结MTJ结构沉积于所述沟槽区域内，类似于镶嵌结构。所述MTJ结构具有水平部分及至少一个垂直部分；举例来说，其是V形的或L形的。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术大体来说涉及一种磁性隧道结(MTJ)结构。
技术介绍
一般来说，便携型计算装置及无线通信装置的普遍采用增加了对高密度且低功率的非易失性存储器的需求。由于加工技术已改进，所以可以制造基于磁性隧道结(MTJ)装置的磁阻式随机存取存储器(MRAM)。传统的自旋力矩隧道(STT)结装置通常形成为扁平堆叠结构。这些装置通常具有二维磁性隧道结(MTJ)单元，所述MTJ单元具有单一磁畴。MTJ单元通常包括底部电极、由反铁磁性材料形成的参考层、携载由所述参考层固定或钉扎的磁矩的固定或钉扎层、隧道势垒层(即，隧穿氧化物层)、自由层(即，携载具有可变定向的 磁矩的铁磁性层)、罩盖层及顶部电极。所述自由层的磁矩相对于所述固定层所携载的固定磁矩的方向的方向决定所述MTJ单元所表示的数据值。通常，通过沉积多个材料层，通过将图案界定到所述层上及通过根据所述图案选择性地移除所述层的若干部分而形成磁性隧道结(MTJ)单元。常规STT MTJ单元为磁矩共平面型，且经形成以维持大于I的长度对宽度的纵横比，以便维持磁各向同性效应。按照惯例，通过控制MTJ图案的准确度及通过执行MTJ光及蚀刻工艺来维持MTJ单元的纵横比。在一特定例子中，可使用硬掩模准确地转印且界定MTJ图案。然而，MTJ单元结构可能经受腐蚀，腐蚀可能导致不合意的倾斜、转角修圆及不合意的膜损耗。此损坏可能影响MTJ结构的接触电阻且甚至可能暴露或损坏MTJ结。
技术实现思路
在一特定说明性实施例中，揭示一种制造半导体装置的方法。所述方法包括在装置衬底上形成金属层。所述方法进一步包括形成与所述金属层接触的通孔及在所述通孔上方添加电介质层。所述方法还包括蚀刻所述电介质层的一部分以形成沟槽区域。所述方法进一步包括将垂直磁性隧道结(MTJ)结构沉积到所述沟槽区域中。在另一特定实施例中，揭示一种半导体装置，其包括安置于所述半导体装置的沟槽区内的垂直磁性隧道结(MTJ)结构。由至少一些所揭示的实施例提供的一个特定优势为，通过使用沟槽在不对所述垂直MTJ结构进行光/蚀刻的情况下界定所述垂直MTJ结构的尺寸，可减少氧化、腐蚀及转角修圆。所述沟槽可形成于氧化物基底衬底中，相比于垂直MTJ金属膜，更容易对所述氧化物基底衬底进行光蚀刻。另外，相比于金属层，更容易精确地对所述氧化物基底衬底进行光蚀亥IJ。可使用反向沟槽光蚀刻工艺及化学机械平坦化(CMP)工艺来移除过量材料，而不会引入可能影响所述垂直MTJ结构的性能的腐蚀、转角修圆或其它问题。提供另一特定优势，其在于用于形成垂直MTJ结构的工艺窗得以改进(S卩，放大)，且垂直MTJ工艺及所得垂直MTJ结构的总的可靠性也得以改进。在审阅完整的申请案之后，本专利技术的其它方面、优势及特征将变得显而易见，完整的申请案包括以下章节[附图说明]、[具体实施方式]及。附图说明图I为展示装置中的沟槽的形成及描绘安置于所述沟槽内的垂直磁性隧道结(MTJ)的代表性实施例的横截面图；图2为包括垂直磁性隧道结(MTJ)单元的电路装置的特定说明性实施例的俯视图，所述MTJ单元具有大体上为矩形的形状；图3为沿着图2中的线3-3截取的图2的电路装置的横截面图； 图4为包括垂直磁性隧道结(MTJ)的电路装置的第二特定说明性实施例的俯视图，所述MTJ具有大体上为椭圆形的形状；图5为包括垂直磁性隧道结(MTJ)的电路装置的第三特定说明性实施例的俯视图；图6为沿着图5中的线6-6截取的图5的电路装置的横截面图；图7为包括衬底的存储器装置的特定说明性实施例的俯视图，所述衬底具有用以存储多个位的垂直磁性隧道结单元；图8为沿着图7中的线8-8截取的图7的电路装置的横截面图；图9为沿着图7中的线9-9截取的图7的电路装置的横截面图；图10为包括衬底的存储器装置的另一特定说明性实施例的俯视图，所述衬底具有适于存储多个位的垂直磁性隧道结(MTJ)；图11为沿着图10中的线11-11截取的图10的存储器装置的横截面图；图12为沿着图10中的线12-12截取的图10的存储器装置的横截面图；图13为在沉积罩盖膜层之后及在通孔光/蚀刻、光致抗蚀剂剥除、通孔填充及通孔化学机械平坦化(CMP)工艺之后的电路衬底的横截面图；图14为图13的电路衬底的横截面图，其说明在金属间电介质层(IMD)沉积、罩盖膜沉积、沟槽光/蚀刻工艺、底部电极沉积、磁性隧道结(MTJ)膜沉积、顶部电极沉积及反向光/蚀刻处理之后的多个沟槽及多个垂直MTJ结构；图15为在反向光致抗蚀剂剥除及停止于罩盖膜层处的MTJ CMP处理之后的图14的电路衬底的横截面图；图16为在旋涂光致抗蚀剂之后及在进行光蚀刻以移除垂直MTJ堆叠的侧壁从而提供工艺开口之后沿着图15中的线16-16截取的图15的电路衬底的横截面图；图17为在用MD氧化物材料填充所述工艺开口及停止于罩盖层处的CMP工艺之后的图16的电路衬底的横截面图；图18为在沉积第一 MD层、通孔处理及顶部线迹线的金属膜沉积及图案化之后的沿着图17中的线18-18截取的图17的电路衬底的横截面图；图19为一种形成垂直磁性隧道结(MTJ)单元的方法的特定说明性实施例的流程图；图20至21说明一种形成垂直磁性隧道结(MTJ)单元的方法的第二特定说明性实施例的流程图22为包括具有多个垂直MTJ单元的存储器装置的代表性无线通信装置的框图；及图23为一种用以制造包括垂直MTJ单元的电子装置的制造工艺的特定说明性实施例的数据流程图。具体实施例方式图I为展示装置中的沟槽的形成及安置于所述沟槽内的垂直磁性隧道结(MTJ)单元的代表性实施例的横截面图。参看图1，说明在处理的第一阶段192、第二阶段194及第三阶段196之后的电路衬底的特定实施例的横截面图。电路衬底100包括装置衬底105、第一金属间电介质层(MD) 101、线迹线103及安置于第一金属间电介质层(MD) 101上的第二金属间电介质层(MD) 102。在特定实施例中，可通过在第二 MD 102上旋涂光致抗蚀剂而涂覆光致抗蚀剂层。可应用光蚀刻工艺在第二金属间电介质层102中界定沟槽图案。在蚀刻之后剥除光致抗蚀剂层以暴露穿过第二金属间电介质层102的开口或通孔(via)。将导电材料或通孔填充材料108沉积到所述开口中，且可执行例如CMP工艺的平坦化工艺来使 所述电路衬底100平坦化。(例如)通过执行沟槽光蚀刻与清洁工艺而在第二金属间电介质层102内界定沟槽114。在第一阶段192之后，将垂直磁性隧道结(MTJ)单元150沉积于沟槽114内。所述垂直MTJ单元150包括耦合到底部通孔填充材料108的底部电极176、耦合到底部电极176的垂直MTJ堆叠152及耦合到垂直MTJ堆叠152的顶部电极170。可将光致抗蚀剂层图案化于顶部电极170上。对光致抗蚀剂层、顶部电极170、垂直MTJ堆叠152及底部电极176应用反向MTJ光蚀刻工艺以移除不在沟槽114内或上方的过量材料。在此特定实例中，所述沟槽114经界定以具有沟槽深度(d)。底部电极176的厚度经界定以具有相对垂直MTJ单元深度(C)。在一特定实例中，垂直MTJ单元深度(c)大致等于沟槽深度(d)减去底部电极176的厚度。一般来说，通过在沟槽114内制造垂直MTJ单元150，沟槽114的尺寸界本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：李霞，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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