磁性隧道结单元和制备磁性隧道结单元的方法_2

文档序号:9454678阅读:来源:国知局
0031] 图5示出了在图3所示的基体上环绕环形磁性隧道结的外壁形成上表面与环形磁 性隧道结上表面齐平的第一绝缘层,并在第一绝缘层的第一部分上形成上表面与环形磁性 隧道结上表面齐平的第一介质层后的基体的剖面示意图;
[0032] 图5-1示出了在图3所示的基体上沿下电极的上表面,及环形磁性隧道结的外表 面形成第一预备绝缘层,并在第一预备绝缘层上形成第一预备介质层后的基体的剖面示意 图;
[0033] 图6示出了在图3所示的基体上环绕环形磁性隧道结的外壁形成上表面与环形磁 性隧道结上表面齐平的保护介质层,在保护介质层上形成上表面与环形磁性隧道结上表面 齐平的第一绝缘层,并在第一绝缘层的第一部分上形成上表面与环形磁性隧道结上表面齐 平的第一介质层后的基体的剖面示意图;
[0034] 图6-1示出了在图3所示的基体上沿下电极的上表面,及环形磁性隧道结的外表 面形成保护介质预备层,在保护介质预备层的上表面上形成第一预备绝缘层,并在第一预 备绝缘层上形成第一预备介质层后的基体的剖面示意图;
[0035] 图7示出了在图6所示的基体上形成连续覆盖在环形磁性隧道结上表面、保护介 质层上表面及第一绝缘层上表面的,且边缘线与第一绝缘层的第二部分的外边缘位于同一 曲面的导电连接层后的基体的剖面示意图;
[0036] 图7-1示出了在图6所示的基体上形成连续覆盖在环形磁性隧道结上表面、保护 介质层上表面、第一绝缘层上表面及第一介质层上表面的导电连接预备层后的基体的剖面 不意图;
[0037] 图8示出了在图7所示的基体上形成具有凹槽结构的第二绝缘层,并在第二绝缘 层的上表面上形成上表面齐平的、具有与第二绝缘层上的凹槽结构对应的凹槽结构的第二 介质层后的基体的剖面示意图;
[0038] 图8-1示出了在图7所示的基体上沿第一介质层上表面、及导电连接层上表面上 形成第二预备绝缘层,并在第二预备绝缘层上表面上形成第二预备介质层后的基体的剖面 不意图;
[0039] 图8-2示出了在图8-1所示的基体上平坦化处理第二预备介质层,形成第二过渡 介质层后的基体的剖面示意图;
[0040] 图9示出了在图8所示的凹槽结构中形成环形磁性隧道结单元上电极后的基体的 剖面示意图。
【具体实施方式】
[0041] 需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0042] 需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】,而非意图限制根 据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式 也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用属于"包含"和/或"包 括"时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0043] 为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如"在……之上"、"在……上方"、 "在……上表面"、"上面的"等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特 征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位 之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为"在其他器 件或构造上方"或"在其他器件或构造之上"的器件之后将被定位为"在其他器件或构造下 方"或"在其他器件或构造之下"。因而,示例性术语"在……上方"可以包括"在……上方" 和"在……下方"两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方 位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0044] 正如【背景技术】部分所介绍的,由于环形磁性隧道结的尺寸过小,在环形磁性隧道 结上形成上电极时容易出现对准问题。为了解决这一问题,本申请申请人提供了一种环形 磁性隧道结单元,如图1所示,包括下电极100、上电极300及位于下电极100和上电极300 之间的环形磁性隧道结200其中,还包括设置在上电极300与环形磁性隧道结200之间的 导电连接层310。
[0045] 环形磁性隧道结200的各结构层均为环形结构,且环形的尺寸较小。在如此小尺 寸的环形结构上方形成上电极时,很可能出现难以对准问题,使单元中的上电极300偏离, 从而影响上电极300与环形磁性隧道结200上表面之间的导电性。本申请所提供的上述 环形磁性隧道结单元中,在环形磁性隧道结200与上电极300之间增设了一层导电连接层 310。在上电极300的形成过程中,这层导电连接层310能够使得上电极300的对准过程中 具有相对较大的参照尺寸。而且,即使上电极300在对准过程中发生轻微偏离,这层导电连 接层310也能够在上电极300与环形磁性隧道结200上表面之间形成导电通路,从而防止 二者之间出现开路的情况。
[0046] 本申请上述环形磁性隧道结单元中,下电极100、环形磁性隧道结200 (包括下磁 性层210、隧道阻挡层220及上磁性层230)、上电极300及位于上电极300与环形磁性隧道 结200之间的导电连接层310为磁性隧道结单元的主体结构。除此之外,处于隔离磁性隧 道结单元的目的,还可以位于下电极100上方,环绕环形磁性隧道结200、导电连接层310以 及上电极300设置的绝缘层,为了便于制作,该绝缘层可以包括在下电极100和导电连接层 310之间环绕环形磁性隧道结200的外壁设置的第一绝缘层150,以及在第一绝缘层150上 方,环绕导电连接层310和上电极300的外壁设置的第二绝缘层180。更优选地,为了便于 在制备过程中形成齐平的上表面,上述环形磁性隧道结单元中还可以包括,位于在第一绝 缘层150与第二绝缘层180之间设置第一介质层160,以及位于第二绝缘层180上方环绕上 电极300设置的第二介质层190。另外,出于进一步保护环形磁性隧道结200的考虑,还可 以形成包裹在环形磁性隧道结200的外周的保护介质层150,以及填充在环形磁性隧道结 200内部的中间保护层110。该中间保护层110可以与保护介质层150采用同一材料形成。
[0047] 由于导电连接层310是实心结构,只要其覆盖在环形磁性隧道结200的上表面上, 就能够起到一定的连接环形磁性隧道结200和上电极300的作用。一种优选的实施方式 中,环形磁性隧道结200的上表面位于导电连接层310所覆盖的区域之内,上电极300的下 表面位于导电连接层310所覆盖的区域之内。其实质是将导电连接层310的尺寸设置为 超出环形磁性隧道结200的外环尺寸,使导电连接层310完全覆盖并超出环形磁性隧道结 200的上表面。在环形磁性隧道结200的上表面设置这样较大面积的导电连接层310,能够 进一步防止因难以对准的问题出现的上电极300和环形磁性隧道结200之间导电性差的问 题,进一步保证环形磁性隧道结单元的使用性能。而导电连接层310尺寸与环形磁性隧道 结200上表面尺寸、上电极300尺寸之间的关系可以任意调整。优选地,出于解决难以对准 问题和避免漏电流之间的考虑,环形磁性隧道结200的外部边缘与导电连接层310外部边 缘之间的距离为5040A;上电极300的外部边缘与导电连接层310外部边缘之间的距离为 50~8〇Α〇
[0048] 此处的"环形磁性隧道结200的外部边缘与导电连接层310外部边缘之间的距离" 指的是:在环形磁性隧道结200的上表面与导电连接层310的下表面相接触的平面内,作一 条以环形磁性隧道结200的上表面圆心处为端点的射线,这条线与环形磁性隧道结200的 外环相交,出现交点1,且与导电连接层310的边缘线相交,出现交点2,交点1与交点2之 间的距离即"环形磁性隧道结200的外部边缘与导电连接层310外部边缘之间的距离"。同 理,"上电极300的外部边缘与导电连接层310外部边缘之间的距离"指的是:在上电极300 的下表面与导电连接层310的上表面相接触的平面内,作一条以上电极300的下表面的中 心处为端点的射线,这条线分别于上电极300的下表面的边缘线相交,出现交点3,又与导 电连接层310的上表面的边缘线相交,出现交点4,交点3与交点4之间的距离即"上电
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