[发明专利]使用单个掩模形成磁性隧道结的方法

权利要求书

1.一种用于将磁性隧道结(MTJ)装置集成到集成电路中的方法，其包含：

在半导体后段工艺(BEOL)工艺流程中提供具有第一层间电介质层及至少第一金属互连件的衬底；

在所述第一层间电介质层及所述第一金属互连件上方沉积多个磁性隧道结材料层；以及

使用单掩模工艺由所述多个材料层界定耦合到所述第一金属互连件的磁性隧道结堆叠，所述磁性隧道结堆叠被集成到所述集成电路中。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含继续所述BEOL工艺流程以提供与所述磁性隧道结堆叠连通的第二金属互连件。

3.根据权利要求1所述的方法，其中沉积所述多个磁性隧道结材料层包含：

沉积第一电极层；

在所述第一电极层上沉积多个磁性隧道结层；以及

在所述多个磁性隧道结层上沉积第二电极层。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述沉积多个磁性隧道结层包含：

沉积固定极化磁化层；

沉积隧道阻挡层；以及

沉积自由极化磁化层。

5.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含：

在所述磁性隧道结堆叠及所述衬底上方沉积第一电介质钝化阻挡层；

在所述第一电介质钝化阻挡层上沉积第二层间电介质层；以及

使所述第二层间电介质层及所述第一电介质钝化阻挡层平坦化以暴露所述所界定的MTJ堆叠的电极。

6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包含：

在所述第二层间电介质层及所述暴露的电极上形成第二电介质钝化阻挡层；

在所述第二电介质钝化阻挡层上形成第三层间电介质层；以及

在所述第三层间电介质层及所述第二电介质钝化阻挡物中形成第二金属互连件，所述第二金属互连件与所述电极连通。

7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包含在所述第一层间电介质层中形成远离所述磁性隧道结堆叠而定位的第三金属互连件，所述第三金属互连件是在沉积所述多个MTJ材料层之前形成。

8.根据权利要求7所述的方法，其进一步包含：

在所述磁性隧道结堆叠及所述衬底上沉积第一电介质钝化阻挡层；

在所述第一电介质钝化阻挡层上沉积第二层间电介质层；

在所述第二层间电介质及所述第一电介质钝化阻挡层中形成经定位以与所述第三金属互连件连通的导电通路；

在所述第二层间电介质层及所述导电通路上沉积第二电介质钝化阻挡层；

在所述第二电介质钝化阻挡层上沉积第三层间电介质；以及

在所述第三层间电介质层及所述第二电介质钝化阻挡层中形成第四金属互连件，所述第四金属互连件与所述导电通路连通。

9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述沉积所述第二层间电介质层之后且在所述沉积所述第二电介质钝化阻挡层之前形成所述导电通路，且在所述沉积所述第二电介质钝化阻挡层及所述第三层间电介质层之后在单镶嵌工艺中形成所述第四金属互连件。

10.根据权利要求8所述的方法，其中在所述沉积所述第三层间电介质层及所述第二电介质钝化阻挡层之后在双镶嵌工艺中形成所述导电通路及所述第四金属互连件。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述集成电路应用于电子装置中，所述电子装置选自由以下各物组成的群组：机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、导航装置、通信装置、个人数字助理(PDA)、固定位置数据单元及计算机，所述集成电路集成到所述电子装置中。

12.一种磁性隧道结装置，其在包括至少磁性随机存取存储器(MRAM)的集成电路(IC)中，所述磁性隧道结装置包含：

衬底，其包含第一金属互连件；

磁性隧道结堆叠，其与所述第一金属互连件连通，所述磁性隧道结堆叠已使用单掩模工艺而界定；以及

第二金属互连件，其与所述磁性隧道结堆叠连通，

其中所述磁性隧道装置集成到所述IC中。

13.根据权利要求12所述的MTJ装置，其中所述磁性隧道结堆叠包含：

第一电极；

多个磁性隧道结层，所述磁性隧道结层中的至少一者在所述第一电极层上；以及

第二电极，其在所述磁性隧道结层中的至少一者上。