[发明专利]磁性隧道结器件及其形成方法

说明书

一种方法包括图案化金属层以形成多个底电极部件，通过视线沉积工艺形成磁性隧道结(MTJ)堆叠件使得在底电极部件上形成MTJ堆叠件的第一部分，并且在与底电极部件的顶面不同的水平上形成MTJ堆叠件的第二部分，以及实施去除工艺以去除MTJ堆叠件的第二部分而留下基本完整的MTJ堆叠件的第一部分。本发明的实施例还涉及磁性隧道结器件及其形成方法。

技术领域

本发明的实施例涉及磁性隧道结器件及其形成方法。

背景技术

在半导体集成电路(IC)产业中，在IC材料和设计上的技术进步已经产生了一代又一代的IC，而且每一代都具有比上一代更小和更复杂的电路。在IC演化的过程中，由于减小了最小部件尺寸或几何尺寸(即，使用制造工艺可以创建的最小组件(或线))，功能密度(即，单位芯片面积上互连器件的数量)已普遍增加。这样的按比例缩放也增加了IC处理和制造的复杂性。

可以是集成电路的一部分的一种部件类型是磁性隧道结(MTJ)。MTJ是一种器件，这种器件可根据器件内的磁性材料的状态改变自身的电阻状态。MTJ器件包括位于两个铁磁层之间的薄的绝缘层。一个磁性层可以称为参照层。其它磁性层可以称为自由层。参照层的磁矩大致保持相同的方向。相反地，通过在结两端施加电压，可以逆转自由层的磁矩的方向。当自由层和参照层的磁距的方向相同时，电子可以更容易地隧穿薄的绝缘层。在这种状态下，结具有相对较低的电阻率。

通过施加具有相反极性的电压，自由层的磁矩可以切换到参照层的磁距的相反方向。在这种状态下，电子隧穿绝缘层更为困难，导致结具有相对较高的电阻率。不同的电阻状态可用于存储逻辑值。本领域的努力是改进所需要的。

发明内容

本发明的实施例提供了一种形成磁性隧道结器件的方法，包括：图案化金属层以形成多个底电极部件；通过视线沉积工艺形成磁性隧道结(MTJ)堆叠件，使得在所述底电极部件上形成所述磁性隧道结堆叠件的第一部分，并且在与所述底电极部件的顶面不同的水平上形成所述磁性隧道结堆叠件的第二部分；以及实施去除工艺以去除所述磁性隧道结堆叠件的所述第二部分而留下基本完整的所述磁性隧道结堆叠件的所述第一部分。

本发明的另一实施例提供了一种形成磁性隧道结器件的方法，包括：图案化金属层以形成多个底电极部件；使用视线沉积工艺形成磁性隧道结(MTJ)堆叠件，使得在所述底电极部件的顶面上形成第一组磁性隧道结部件，并且在与所述底电极部件的顶面不同的水平上形成第二组磁性隧道结部件；以及实施去除工艺以去除所述第二组磁性隧道结部件而留下基本完整的所述第一组磁性隧道结部件。

本发明的又一实施例提供了一种磁性隧道结器件，包括：多个底电极部件，设置在衬底上；磁性隧道结(MTJ)堆叠件，设置在所述底电极部件上，所述磁性隧道结堆叠件包括：固定层；阻挡层；自由层；以及顶电极层；以及蚀刻停止层，形成在所述底电极部件的侧壁上以及沿着所述底电极部件之间的所述衬底。

附图说明

当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳地理解本发明的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各种部件的尺寸可以被任意增大或减小。

图1A、图1B、图1C、图1D、图1E、图1F、图1G、图1H和图1I是根据在此描述的原理的实例示出通过在实部件下面形成伪部件以形成MTJ的示意性工艺的图。

图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G和图2H是根据在此描述的原理的实例示出通过在实部件上面形成伪部件以形成MTJ器件的示意性工艺的图。

图3是根据在此描述的原理的实例示出MTJ堆叠件的示意性层的图。

图4是根据在此描述的原理的实例示出通过在实部件下面形成伪部件以形成MTJ器件的示意性方法的流程图。