用于形成MRAM应用中使用的具有期望的结晶度的结构的方法与流程

文档序号:12749733阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用来在基板上形成磁隧道结结构的膜堆叠体,所述膜堆叠体包括:

钉扎层,所述钉扎层设置在基板上,其中所述钉扎层包括多个层,所述多个层包括含Co层、含Pt层、含Ta层、含Ru层中的至少一个或多个;

可选的结构去耦合层,所述可选的结构去耦合层设置在磁钉扎层上;

磁基准层,所述磁基准层设置在所述可选的结构去耦合层上;

隧穿阻挡层,所述隧穿阻挡层设置在所述磁基准层上;

磁存储层,所述磁存储层设置在所述隧穿阻挡层上;以及

帽盖层,所述帽盖层设置在所述磁存储层上。

2.根据权利要求1所述的膜堆叠体,其特征在于,所述帽盖层包括设置在含Co层上的至少含Ta层或含Ru层。

3.根据权利要求1所述的膜堆叠体,其特征在于,所述钉扎层中包括的所述多个层包括总共10个层。

4.根据权利要求1所述的膜堆叠体,其特征在于,所述磁存储层中的含Co层是CoFeB层。

5.根据权利要求1所述的膜堆叠体,其特征在于,所述磁存储层包括至少两个含Co层,所述至少两个含Co层夹住包括含Ta材料、含Mo材料或含W材料中的至少一种的层。

6.一种在基板上形成磁隧道结结构的方法,所述方法包括:

将设置在基板上的具有隧穿阻挡层设置在磁基准层与磁存储层之间的膜堆叠体图案化,以将所述膜堆叠体的一部分从所述基板上去除,直到所述基板的上表面暴露;

在经图案化的膜堆叠体的侧壁上形成侧壁钝化层;以及

随后对所述膜堆叠体执行热退火工艺。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,执行所述热退火工艺进一步包括:

维持基板温度在约250摄氏度与约550摄氏度之间。

8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述膜堆叠体进一步包括:帽盖层,所述帽盖层设置在所述磁存储层上。

9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述膜堆叠体进一步包括:钉扎层,所述钉扎层设置在所述基板与所述磁基准层之间。

10.根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述膜堆叠体进一步包括:结构去耦合层,所述结构去耦合层设置在所述钉扎层与所述磁基准层之间。

11.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述磁基准层和所述磁存储层由含硼掺杂物的金属合金制成。

12.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,形成所述侧壁钝化层进一步包括:

通过CVD沉积工艺在经图案化的膜堆叠体的所述侧壁上形成电介质层。

13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,所述侧壁钝化层的所述电介质层是SiN、SiCN、SiO2、SiON、SiC、非晶碳、SiOC、氧化铝(Al2O3)或氮化铝(AlN)中的至少一种。

14.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述侧壁钝化层由所述膜堆叠体的图案化期间产生的副产物形成。

15.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,形成所述侧壁钝化层进一步包括:

在所述基板上的所述膜堆叠体的所述部分被去除的位置形成绝缘层。

16.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,执行所述热退火工艺进一步包括:

改变所述磁基准层和磁存储层的结晶结构。

17.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,执行所述热退火工艺进一步包括:

将所述磁基准层和所述磁存储层中的掺杂物横向向外驱动至所述侧壁钝化层。

18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述掺杂物与所述侧壁钝化层反应以形成掺杂物化合物。

19.根据权利要求15所述的方法,其特征在于,所述热退火工艺在后端工艺在所述绝缘层中执行后或紧接在所述绝缘层形成在所述基板上后执行。

20.一种在基板上形成磁隧道结结构的方法,所述方法包括:

将设置在基板上的具有隧穿阻挡层设置在磁基准层与磁存储层之间的膜堆叠体图案化,以将所述膜堆叠体的一部分从所述基板上去除,直到暴露所述基板的上表面;

在经图案化的膜堆叠体的侧壁上形成侧壁钝化层;

在所述基板上形成与所述侧壁钝化层接触的绝缘层;以及

通过热处理工艺将掺杂物从所述磁基准层和所述磁存储层横向向外驱动到所述侧壁钝化层中。

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