磁存储器件的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年11月19日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请10-2018-0142748的优先权，其公开内容通过引用全部合并于此。

本公开涉及半导体器件，并且更具体地，涉及包括磁隧道结的磁存储器件。

背景技术：

磁存储器件可以作为高速和/或低电压半导体存储器件工作，其可以被包括在高速和/或低功耗电子器件中。磁存储器件可以包括磁隧道结(mtj)。磁隧道结可以包括两个磁性层和位于两个磁性层之间的绝缘层。可以根据两个磁性层的磁化方向来改变磁隧道结的电阻值。例如，如果两个磁性层的磁化方向被定向为彼此反平行，则磁隧道结可以具有相对高的电阻值。如果两个磁性层的磁化方向被定向为彼此平行，则磁隧道结可以具有相对低的电阻值。磁存储器件可以基于磁隧道结的电阻值之差来促进读取/写入操作。

技术实现要素：

在一些示例实施例中，一种磁存储器件可以包括：基板上的磁隧道结图案；导线，在所述基板与所述磁隧道结图案之间延伸，并与所述磁隧道结图案的底表面接触，并且所述导线具有第一晶格常数；以及底部图案，位于所述导线与所述基板之间并与所述导线的底表面接触，并且所述底部图案具有小于所述导线的第一晶格常数的第二晶格常数。

在一些示例实施例中，一种磁存储器件可以包括：基板上的磁隧道结图案；导线，在所述基板与所述磁隧道结图案之间延伸，并与所述磁隧道结图案的底表面接触；以及底部图案，位于所述导线与所述基板之间，其中，所述底部图案与所述导线的底表面接触，其中，所述底部图案包括金属氮化物，并且其中，所述底部图案的氮含量高于所述底部图案的金属元素含量。

一些发明构思的一些示例实施例可以提供磁存储器件，其中，由于旋转轨道转矩的效率改善，切换属性也得以改善。

附图说明

图1是示出根据一些发明构思的一些示例实施例的磁存储器件的平面图。

图2是沿图1的线a-a′或线b-b′截取的截面图。

图3和图4是根据一些发明构思的一些示例实施例的图2的区域‘aq’的放大图。

图5至图8是根据一些发明构思的一些示例实施例的图2的区域‘aq’的放大图，该放大图用来示出底部图案。

图9、图11和图13是示出根据一些发明构思的一些示例实施例的制造磁存储器件的方法的平面图。

图10、图12和图14分别是根据一些发明构思的一些示例实施例的沿图9、图11和图13的线a-a′或线b-b′截取的截面图。

具体实施方式

图1是示出根据一些本发明构思的一些示例实施例的磁存储器件的平面图。图2是沿图1的线a-a′或线b-b′截取的截面图。图3和图4是根据一些发明构思的一些示例实施例的图2的区域‘aq’的放大图。

参考图1至图3，磁隧道结图案mtj可以设置在基板100上。基板100可以包括半导体基板。例如，半导体基板可以包括硅(si)、绝缘体上硅(soi)、硅锗(sige)、锗(ge)或镓-砷(gaas)。基板100可以包括形成在半导体基板上的选择元件。选择元件可以电连接到磁隧道结图案mtj。选择元件可以是场效应晶体管或二极管。

如本文所述，磁隧道结图案mtj可以设置在基板100上。例如，磁隧道结图案mtj可以位于上层间绝缘层170中。上层间绝缘层170可以覆盖磁隧道结图案mtj的侧壁。上层间绝缘层170可以包括氧化物、氮化物或氮氧化物中的至少一种。

在一些示例实施例中，磁隧道结图案mtj可以二维地布置在基板100上。例如，磁隧道结图案mtj可以沿第一方向d1和/或第三方向d3布置。第一方向d1和第三方向d3可以表示定向为与基板100的顶表面平行的轴，并且可以彼此交叉，例如基板100的平面图中的横轴和/或纵轴。如本文所用，“高度轴”表示基本上与基板100的顶表面垂直的轴，例如图1中的第二方向d2。

在一些示例实施例中，一个或多个磁隧道结图案mtj可以包括沿高度轴顺序地堆叠的一组层，其中所述一组层包括第一磁图案mp1、隧道势垒图案tbp和/或第二磁图案mp2。隧道势垒图案220可以设置在第一磁图案mp1和第二磁图案mp2之间。例如，隧道势垒图案tbp可以包括氧化镁(mgo)层、氧化钛(tio)层、氧化铝(alo)层、氧化镁-锌(mgzno)层或者氧化镁-硼(mgbo)层中的至少一种。第一磁图案mp1和/或第二磁图案mp2可以包括至少一个磁性层。可以参考图3和图4来理解磁隧道结图案mtj。

在一些示例实施例中，电极图案160可以分别位于磁隧道结图案mtj上。第一磁图案mp1可以位于基板100和隧道势垒图案tbp之间，和/或第二磁图案mp2可以位于隧道势垒图案tbp和每个电极图案160之间。例如，电极图案160可以包括金属(例如，ta、w、ru或ir)或导电金属氮化物(例如，tin)中的至少一种。

在一些示例实施例中，上导线200可以位于上层间绝缘层170上。上导线200可以连接到磁隧道结图案mtj。每个上导线200可以通过相应的一个电极图案160电连接到相应的一个磁隧道结图案mtj。例如，上导线200可以在第三方向d3上延伸和/或可以在第一方向d1上彼此间隔开。上导线200可以包括金属(例如，铜)或导电金属氮化物中的至少一种。上导线200可以用作位线。

在一些示例实施例中，导线sol可以位于基板100和磁隧道结图案mtj之间。可以提供多个导线sol，其中多个导线sol中的每一个可以在第一方向d1上延伸和/或可以连接到多个磁隧道结图案mtj的底表面。例如，导线sol的顶表面可以与第一磁图案mp1的底表面接触。导线sol可以位于下层间绝缘层110中。下层间绝缘层110可以包括氧化物、氮化物或氮氧化物中的至少一种。导线sol可以通过下层间绝缘层110彼此绝缘。

在一些示例实施例中，底部图案bol可以位于导线sol和基板100之间。在一些示例实施例中，可以提供多个底部图案bol，其中每个底部图案bol可以设置在导线sol下方。例如，一组底部图案bol可以与导线sol一起形成(例如，通过相同的图案化工艺)，和/或底部图案bol的侧壁可以与相应的导线sol的侧壁对齐。在一些示例实施例中，底部图案bol可以与导线sol具有基本相似的平面形状。备选地，本发明构思的一些示例实施例不限于此。例如，在一些其他示例实施例中，底部图案bol的宽度和/或长度可以与在平面图中观察的对应导线sol的宽度和/或长度不同。

可以参考图3和图4理解导线sol和底部图案bol。在一些示例实施例中，导线sol可以被配置为向与其连接的磁隧道结图案mtj应用自旋轨道转矩。例如，电流j可以流过导线sol。电流j可以是流过导线sol的面内电流。导线sol可以被配置为具有强自旋轨道相互作用。流过导线sol的电流j可以通过导线sol中的自旋轨道相互作用而引起磁隧道结图案mtj附近的自旋极化电荷载流子(例如，电子)的累积。可以通过累积的电荷载流子来产生自旋轨道场。自旋轨道场可以在导线sol的平面中和/或可以垂直于流过导线sol的面内电流j的方向。例如，面内电流j可以在导线sol中沿第一方向d1流动，和/或自旋轨道场可以平行于第三方向d3。在导线sol中产生的自旋轨道场可以向磁隧道结图案mtj施加自旋轨道转矩。每个磁隧道结图案mtj可以被配置为使得：使用自旋轨道转矩来切换每个磁隧道结图案mtj中的自由层的磁化方向。

在一些示例实施例中，导线sol可以包括重金属或掺杂有重金属的材料。例如，导线sol可以包括‘a’或掺杂有‘b’的‘m’中的至少一种。在一些示例实施例中，‘a’可以包括钇(y)、锆(zr)、铌(nb)、钼(mo)、锝(tc)、钌(ru)、铑(rh)、钯(pd)、镉(cd)、铟(in)、锑(sb)、碲(te)、铪(hf)、钽(ta，包括高电阻非晶β-ta)、钨(w)、铼(re)、锇(os)、铱(ir)、铂(pt)、金(au)、汞(hg)、铊(t1)、铅(pb)、铋(bi)、钋(po)、砹(at)和/或其任何组合。在一些示例实施例中，‘b’可以包括钒(v)、铬(cr)、锰(mn)、铁(fe)、钴(co)、镍(ni)、磷(p)、硫(s)、锌(zn)、镓(ga)、锗(ge)、砷(as)、硒(se)、钇(y)、锆(zr)、铌(nb)、钼(mo)、锝(tc)、钌(ru)、铑(rh)、钯(pd)、银(ag)、镉(cd)、铟(in)、锑(sb)、碲(te)、碘(i)、镏(lu)、铪(hf)、钽(ta)、钨(w)、铼(re)、锇(os)、铱(ir)、铂(pt)、金(au)、汞(hg)、铊(t1)、铅(pb)、铋(bi)、钋(po)、砹(at)、镧(la)、铈(ce)、镨(pr)、钕(nd)、钷(pm)、钐(sm)、铕(eu)、钆(gd)、铽(tb)、镝(dy)、钬(ho)、铒(er)、铥(tm)和镱(yb)中的至少一种。在一些示例实施例中，‘m’可以包括铝(a1)、钛(ti)、钒(v)、铬(cr)、锰(mn)、铜(cu)、锌(zn)、银(ag)、铪(hf)、钽(ta)、钨(w)、铼(re)、铂(pt)、金(au)、汞(hg)、铅(pb)、硅(si)、镓(ga)、镓-锰(gamn)或镓-砷(gaas)中的至少一种。例如，导线sol可以包括掺杂有铱(ir)的铜(cu)和/或掺杂有铋(bi)的铜(cu)。

参照图4，根据一些示例实施例，导线sol可以包括第一导电图案151和在第一导电图案151上的第二导电图案152。例如，第一导电图案151可以是磁性层，并且第二导电图案152可以是非磁性层。

在一些示例实施例中，流过导线sol的面内电流j的一部分可以被第一导电图案151自旋极化。例如，第一导电图案151中的电荷载流子(例如，电子)可以沿第一导电图案151的磁矩方向自旋极化。自旋极化的电荷载流子可以从第一导电图案151流入到第二导电图案152，和/或可以在靠近磁隧道结图案mtj的第二导电图案152中累积。通过自旋极化电荷载流子的累积，可以向磁隧道结图案mtj施加自旋轨道转矩。每个磁隧道结图案mtj可以被配置为使得：使用自旋轨道转矩来切换每个磁隧道结图案mtj中的自由层的磁化方向。

在一些示例实施例中，第一导电图案151可以包括铁(fe)、钴(co)或镍(ni)中的至少一种，和/或可以包括铂(pt)、钯(pd)、锰(mn)、钇(y)、铬(cr)、钌(ru)、铑(rh)、钨(w)、钽(ta)、硼(b)、铋(bi)、铱(ir)、铅(pb)、氮(n)或氧(o)中的至少一种。第二导电图案152可以包括铜(cu)、银(ag)、金(au)、钽(ta)、钨(w)或氮(n)中的至少一种。第一导电图案151和第二导电图案152的材料不限于本文所述的材料。

在一些示例实施例中，底部图案bol的顶表面可以与导线sol的底表面接触。在一些示例实施例中，底部图案bol可以向导线sol施加压缩应力。例如，导线sol的材料可以具有第一晶格常数，并且底部图案bol的材料可以具有第二晶格常数，第二晶格常数可以小于导线sol的材料的第一晶格常数。换句话说，导线sol可以是使用第一晶格常数形成的，该第一晶格常数相对于导线sol的材料的固有晶格常数是更小的。

晶粒密度可以被定义为每单位面积的晶粒数。与不存在底部图案bol的备选半导体器件相比，可以通过底部图案bol减小导线sol的晶粒尺寸。换句话说，底部图案bol可以增加导线sol的晶粒密度。表现出导线sol的晶粒密度增加的结构也可以表现出导线sol的电阻率增加。

在一些示例实施例中，底部图案bol的顶表面的晶粒密度可以等于底部图案bol的底表面的晶粒密度。在一些其他示例实施例中，底部图案bol的顶表面的晶粒密度可以大于底部图案bol的底表面的晶粒密度。

在一些示例实施例中，导线sol的顶表面的晶粒密度可以等于导线sol的底表面的晶粒密度。在一些其他示例实施例中，导线sol的顶表面的晶粒密度可以不同于导线sol的底表面的晶粒密度。

在一些示例实施例中，导线sol的与底部图案bol接触的底表面的晶粒密度可以大于导线sol的顶表面的晶粒密度。例如，导线sol的晶粒密度可以从导线sol的底表面向顶表面逐渐变小。也就是说，导线sol内的竖直位置处的晶粒密度可以与该竖直位置与导线sol的与底部图案bol接触的底表面之间的距离成反比。

在一些示例实施例中，导线sol的晶格常数的减小和/或导线sol的晶粒尺寸的变化可以增加由导线sol施加到磁隧道结图案mtj的自旋轨道转矩的效率。在一些示例实施例中，即使相同的电流j流过导线sol，也可以增加这种自旋轨道转矩，这可以提高诸如磁隧道结图案mtj的存储器元件的切换效率。

在一些示例实施例中，底部图案bol沿高度轴的厚度t2可以小于导线sol沿高度轴的厚度t1。例如，导线sol沿高度轴的厚度t1的范围可以是底部图案bol沿高度轴的厚度t2的约2倍至约5倍。例如，导线sol沿高度轴的厚度t1的范围可以是约300埃至约700埃。例如，底部图案bol沿高度轴的厚度t2的范围可以是约80埃至约300埃。然而，在一些其他示例实施例中，导线sol沿高度轴的厚度t1可以类似于或小于底部图案bol沿高度轴的厚度t2。

在一些示例实施例中，底部图案bol可以是非磁性层。例如，底部图案bol可以由电阻率大于导线sol的电阻率的材料形成。因此，在磁隧道结图案mtj下方流动的电流可以选择性地流过导线sol。结果，底部图案bol可以不影响(例如，减小)由导线sol产生的自旋轨道转矩。

在一些示例实施例中，底部图案bol可以包括金属氮化物，例如tin、tan或wn。在底部图案bol由金属氮化物形成的一些示例实施例中，底部图案bol可以由其中氮含量高于金属元素含量的富氮金属氮化物形成。如本文所用，“含量”可以测量为例如原子百分比、原子密度、摩尔浓度、数量浓度和/或体积浓度、以及本领域普通技术人员可以理解的其他测量值。在一些示例实施例中，底部图案bol中的氮含量与底部图案bol中的金属元素含量的比可以基本上在1.0和1.3之间。例如，可以通过调节源供应时间和/或沉积工艺的循环来形成富氮金属氮化物。在一些示例实施例中，与富含金属的金属氮化物相比，在由富氮金属氮化物形成的底部图案bol中可以产生压缩应力。在一些示例实施例中，可以通过底部图案bol中的压缩应力在导线sol的形成过程中在导线sol中施加压缩应力。因此，可以增加导线sol的晶粒密度。

再次参考图3和图4，第一磁图案mp1可以位于导线sol和隧道势垒图案tbp之间，和/或第二磁图案mp2可以位于每个电极图案160和隧道势垒图案tbp之间。第二磁图案mp2可以被利用和/或配置为作为具有固定在一个方向上的磁化方向m2的参考层进行操作，并且第一磁图案mp1可以被利用和/或配置为作为自由层进行操作，该自由层的磁化方向m1可变为与参考层的磁化方向m2平行或反平行。图3和图4示出了一些示例实施例，其中第一磁图案mp1可以被利用和/或被配置为作为自由层进行操作并且第二磁图案mp2可以被利用为参考层。备选地，本发明构思的一些示例实施例不限于此。例如，在一些其他示例实施例中并且与图3和图4不同，第一磁图案mp1可以被利用和/或被配置为作为参考层进行操作，并且第二磁图案mp2可以被利用和/或被配置为作为自由层进行操作。

在一些示例实施例中，如图3所示，磁化方向m1和m2可以沿高度轴定向以形成垂直磁结构，和/或可以形成隧道势垒图案tbp与第一磁图案mp1之间的界面。参考层和/或自由层可以包括垂直磁性材料(例如，cofetb、cofegd或cofedy)、具有l10结构的垂直磁性材料、具有六方密堆(hcp)晶格结构和/或垂直磁结构的copt合金中的至少一种。具有l10结构的垂直磁性材料可以包括(但不限于)以下中的一个或多个：具有l10结构的fept、具有l10结构的fepd、具有l10结构的copd和/或具有l10结构的copt。垂直磁结构可以包括沿高度轴交替重复堆叠的磁性层和非磁性层。例如，垂直磁结构可以包括(但不限于)以下中的一个或多个：(co/pt)n、(cofe/pt)n、(cofe/pd)n、(co/pd)n、(co/ni)n、(coni/pt)n、(cocr/pt)n和/或(cocr/pd)n，其中“n”表示双层的数量。

在一些示例实施例中，参考层沿高度轴的厚度可以大于自由层沿高度轴的厚度。在一些其他示例实施例中，参考层沿高度轴的厚度可以类似于或小于自由层沿高度轴的厚度。

在一些示例实施例中，参考层的矫顽力可以大于自由层的矫顽力。在一些其他示例实施例中，参考层的矫顽力可以类似于或小于自由层的矫顽力。

在一些示例实施例中，例如图4中所示的那些，磁化方向m1和m2可以基本上平行于隧道势垒图案tbp和第一磁图案mp1之间的界面。例如，参考层和/或自由层可以包括铁磁材料。在一些示例实施例中，参考层还可以包括用于固定或钉扎铁磁材料的磁化方向的反铁磁材料。然而，一些示例实施例不限于图3和图4中描述的这种磁化方向m1和m2和/或结构。例如，在一些其他示例实施例中，图3的磁化方向m1和m2可以与图4的磁化方向m1和m2交换。

如参考图2、图3和图4所描述的，导线sol可以被配置为向磁隧道结图案mtj施加自旋轨道转矩。可以使用自旋轨道转矩来切换每个磁隧道结图案mtj中的自由层的磁化方向。根据一些发明构思的一些示例实施例，可以基于自旋轨道转矩来执行磁隧道结图案mtj的切换操作(例如，写入操作)。可以通过与自旋转移转矩存储器的方法类似的方法来执行磁隧道结图案mtj的读取操作。例如，读取电流jr可以通过图3和图4的上导线200在与磁隧道结图案mtj的表面(或平面)垂直的方向上流动。可以通过读取电流jr来检测磁隧道结图案mtj的电阻状态。例如，可以通过读取电流jr来检测磁隧道结图案mtj处于高电阻状态还是低电阻状态。

根据一些发明构思的一些实施例，通过导线施加到磁隧道结图案的自旋轨道转矩的效率可以通过底部图案来增加。因此，可以改善存储器元件(例如，磁隧道结图案mtj)的切换效率。

图5至图8是根据一些发明构思的一些示例实施例的图2的区域‘aq’的放大图，该放大图用来示出底部图案。

如图5和图6中所示，底部图案bol可以由多个层组成。在一些示例实施例中，如图5所示，底部图案bol可以包括第一底部图案sl1和在第一底部图案sl1下方的第二底部图案sl2。第一底部图案sl1可以是金属氮化物层，和/或第二底部图案sl2可以是金属层。例如，第一底部图案sl1可以是tin层、tan层或wn层，和/或第二底部图案sl2可以是ti层、ta层或w层。备选地，第二底部图案sl2可以是氮化硅层。

在一些示例实施例中，第一底部图案sl1沿高度轴可以比第二底部图案sl2沿高度轴更厚。例如，第一底部图案sl1沿高度轴的厚度的范围可以是第二底部图案sl2沿高度轴的厚度的约1.5倍至约5倍。例如，第一底部图案sl1沿高度轴的厚度的范围可以是约80埃至约150埃，和/或第二底部图案sl2沿高度轴的厚度的范围可以是约30埃至约80埃。备选地，如果第二底部图案sl2是氮化硅层，则第二底部图案sl2沿高度轴的厚度可以是第一底部图案sl1沿高度轴的厚度的约2倍至约5倍。

在一些示例实施例中，底部图案bol可以包括第一底部图案sl1，诸如图5中所示的第一底部图案sl1。在一些示例实施例中，底部图案bol可以包括在第一底部图案sl1下方的第二底部图案sl2，其可以是诸如ti层、ta层和/或w层的金属层。在一些示例实施例中，例如图6所示，底部图案bol可以包括在第二底部图案sl2下方的第三底部图案sl3。例如，第三底部图案sl3可以是在稍后参照图9至图14描述的制造方法中用作蚀刻停止层的层。例如，第三底部图案sl3可以包括氮化硅基材料，例如sin、sion、sicn和/或siocn。

在一些示例实施例中，第一底部图案sl1沿高度轴的厚度可以大于第二底部图案sl2沿高度轴的厚度。在一些其他示例实施例中，第一底部图案sl1沿高度轴的厚度可以基本上类似于第二底部图案sl2沿高度轴的厚度。

在一些示例实施例中，第三底部图案sl3沿高度轴的厚度可以大于第一底部图案sl1和/或第二底部图案sl2沿高度轴的厚度。在一些其他示例实施例中，第三底部图案sl3沿高度轴的厚度可以基本上类似于第一底部图案sl1和/或第二底部图案sl2沿高度轴的厚度。

在一些示例实施例(包括图5和图6中所示的实施例)中，半导体器件可以包括具有侧壁(例如，第一底部图案sl1、第二底部图案sl2和/或第三底部图案sl3的侧壁)的底部图案bol，该侧壁可以与导线sol沿高度轴的一个或多个对应侧壁基本对齐。例如，并且如图7和图8所示，半导体器件可以包括具有阶梯形状(例如阶梯结构st，其沿侧轴延伸超出导线sol的侧壁和/或相对于导线sol的侧壁突出)的底部图案bol。例如，在第二底部图案sl2和/或第三底部图案sl3用作蚀刻停止层之后，阶梯结构st可以是第二底部图案sl2和/或第三底部图案sl3的剩余形状。在一些示例实施例中，第二底部图案sl2或第三底部图案sl3可以在第三方向d3上彼此相邻的磁隧道结图案mtj之间相对于基板100沿着侧轴(例如，在方向d1上)延伸。换句话说，在一些示例实施例中，第二底部图案sl2和/或第三底部图案sl3的阶梯结构st可以具有板形状，和/或可以在沿另一侧轴(例如，方向d3)二维地布置的磁隧道结图案mtj之间沿着所述侧轴(例如，在方向d1上)覆盖基板100。在一些示例实施例中，第二底部图案sl2和/或第三底部图案sl3的阶梯结构st可以在导线sol之间沿着侧轴(例如，在方向d1上)延伸到基板100上。在一些示例实施例中，底部图案bol的侧壁可以不与导线sol沿高度轴的侧壁基本对齐。

图9、图11和图13是示出根据一些本发明构思的一些示例实施例的制造磁存储器件的示例方法的平面图。图10、图12和图14分别是沿图9、图11和图13的线a-a′或线b-b′截取的截面图。在下文中，为了便于解释，省略了图1至图8中所示的类似特征的描述的一些部分。

在一些示例实施例(包括图9和图10中所示的实施例)中，底层125和导电层135可以顺序地形成在基板100上。例如，基板100可以包括半导体基板和形成在半导体基板上的选择元件。在一些示例实施例中，底层125和/或导电层135可以通过各种制造工艺(包括(但不限于)溅射工艺、化学气相沉积(cvd)工艺和/或原子层沉积(ald)工艺)形成。在一些示例实施例中，底层125和/或导电层135的材料和厚度可以类似于参照图1至图8描述的底部图案bol和/或导线sol的材料和厚度。在一些示例实施例中，底层125沿高度轴的厚度可以大于导电层135沿高度轴的厚度。在一些其他示例实施例中，底层125沿高度轴的厚度可以类似于导电层135沿高度轴的厚度。在一些示例实施例中，底层125可以在导电层135的形成期间在导电层135中施加压缩应力。

在一些示例实施例(包括图11和图12中所示的实施例)中，底层125和导电层135可以被图案化以分别形成底部图案bol和导线sol。例如，底层125和/或导电层135的图案化工艺可以包括：在导电层135上形成掩模图案，和/或通过使用掩模图案作为蚀刻掩模来执行干法蚀刻工艺和/或湿法蚀刻工艺。作为蚀刻工艺的结果，底部图案bol的侧壁可以相对于高度轴与导线sol的侧壁对齐。在一些示例实施例(包括图7和图8中所示的实施例)中，底部图案bol的一部分可以用作蚀刻停止层，和/或阶梯结构可以形成在底部图案bol的侧壁处。在一些其他示例实施例中，底部图案bol的侧壁可以不相对于高度轴与导线sol的侧壁对齐。

在一些示例实施例中，可以形成下层间绝缘层110，以相对于侧轴覆盖导线sol。可以在下层间绝缘层110上执行平坦化工艺，以暴露导线sol的顶表面；也就是说，在平坦化之后，下层间绝缘层110可以不覆盖导线sol的顶表面的至少一部分。可以形成磁隧道结层mtjl，以相对于侧轴覆盖导线sol。磁隧道结层mtjl可以包括沿着高度轴顺序地堆叠的第一磁性层ml1、隧道势垒层tbl和第二磁性层ml2。第一磁性层ml1和第二磁性层ml2中的每一个可以包括至少一个磁性层。隧道势垒层tbl可以包括但不限于以下中的一个或多个：氧化镁(mgo)层、氧化钛(tio)层、氧化铝(alo)层、氧化镁-锌(mgzno)层和/或氧化镁-硼(mgbo)层。在一些示例实施例中，第一磁性层ml1、隧道势垒层tbl和/或第二磁性层ml2可以通过溅射工艺或cvd工艺形成。备选地，本领域普通技术人员可以指出可以用于形成第一磁性层ml1、隧道势垒层tbl和/或第二磁性层ml2的许多制造工艺。

导电掩模图案165可以形成在磁隧道结层mtjl上，其中导电掩模图案165可以限定将形成有磁隧道结图案的区域。在一些示例实施例中，导电掩模图案165可以包括(但不限于)一种或多种金属(例如，ta、w、ru或ir)和/或一种或多种导电金属氮化物(例如，tin)。

在一些示例实施例(包括图13和图14中所示的实施例)中，可以蚀刻磁隧道结层mtjl以形成磁隧道结图案mtj，其中每个磁隧道结图案mtj可以包括可以沿着高度轴顺序地堆叠在导线sol上的第一磁图案mp1、隧道势垒图案tbp和第二磁图案mp2。在一些示例实施例中，第一磁图案mp1和第二磁图案mp2可以沿侧轴彼此间隔开，其中隧道势垒图案tbp介于第一磁图案mp1和第二磁图案mp2之间。也就是说，一些示例实施例可以包括第一导线和第二导线，并且底部图案的最下层可以在第一导线和第二导线之间延伸到基板上。

在一些示例实施例中，可以通过例如离子束蚀刻工艺来蚀刻磁隧道结层mtjl，离子束蚀刻工艺可以包括将离子束照射到基板100上，其中离子束可以包括惰性离子(例如，氩正离子)(ar⁺))。例如，可以相对于基板100的顶表面倾斜地照射离子束。在一些示例实施例中，在离子束蚀刻工艺期间，基板100可以通过使用高度轴作为旋转轴而旋转。导线sol的顶表面的一部分可以通过离子束蚀刻工艺朝向基板100凹陷。在一些示例实施例中，离子束蚀刻工艺可以使用导电掩模图案165作为蚀刻掩模，使得导电掩模图案165的一个或多个残余部分可以保留在一个或多个磁隧道结图案mtj上并分别形成一个或多个磁隧道结图案mtj。导电掩模图案165的剩余部分可以用作电极图案160。

在一些示例实施例(包括图1和图2中所示的实施例)中，上层间绝缘层170可以相对于高度轴形成在下层间绝缘层110上，和/或可以相对于高度轴覆盖磁隧道结图案mtj和电极图案160的至少一部分。在一些示例实施例中，上层间绝缘层170可以覆盖磁隧道结图案mtj和/或电极图案160的至少一个侧壁的至少一部分。在一些示例实施例中，上导线200可以相对于高度轴形成在上层间绝缘层170上。每个上导线200可以通过相应的一个电极图案160电连接到相应的一个磁隧道结图案mtj。

虽然已经参考一些示例实施例描述了一些发明构思，但是本领域技术人员可以理解，在不脱离在一些示例实施例中包括的一些发明构思的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。本文给出的示例实施例并非旨在限制性的，而是说明性的。因此，本申请所涵盖的示例实施例的范围、变化和/或范围将由所附权利要求及其等同物的最宽泛的可允许解释来确定，并且不应受前述描述的制约或限制。