”)釘扎層660和損傷PEFM自由層662的方式來(lái)形成進(jìn)程內(nèi)MTJ柱650。損傷PEFM釘扎層660可替換地被稱(chēng)為“進(jìn)程內(nèi)損傷PEFM釘扎層”660，并且損傷PEFM自由層662可替換地被稱(chēng)為“進(jìn)程內(nèi)損傷PEFM自由層”662。在一相關(guān)方面，進(jìn)程內(nèi)損傷PEFM自由層662包括化學(xué)損傷外圍區(qū)域6624和主區(qū)域6622。如先前在本公開(kāi)中所討論的，化學(xué)損傷外圍區(qū)域6604和6624可變?yōu)槭侨蹊F磁性的，其對(duì)設(shè)備性能可具有不希望的效應(yīng)。
[0080]參照?qǐng)D6B，在與圖3B的深度DP方向相當(dāng)?shù)南騼?nèi)徑向方向上測(cè)得的化學(xué)損傷外圍區(qū)域6624的深度DPT可由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員使用常規(guī)蝕刻調(diào)整技術(shù)來(lái)容易地調(diào)整。在一方面，可以假定損傷PEFM釘扎層660的化學(xué)損傷外圍區(qū)域6604的深度(示出但未單獨(dú)標(biāo)記)可以與DPT相同或基本相同。
[0081]如先前參照?qǐng)D4A-4B描述的，各個(gè)示例性實(shí)施例可包括參照?qǐng)D6B選擇進(jìn)程內(nèi)MTJ柱650的總直徑(示出為水平寬度但未單獨(dú)標(biāo)記)以使得主區(qū)域6622的直徑提供具有期望有效MTJ面積的損傷PEFM自由層662。期望有效MTJ面積也可被稱(chēng)為“目標(biāo)MTJ面積”。如將由閱讀了本公開(kāi)的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易領(lǐng)會(huì)的，深度DPT可鑒于這一方面來(lái)調(diào)整。
[0082]參照?qǐng)D6B，損傷PEFM自由層662和損傷PEFM釘扎層660的化學(xué)損傷外圍區(qū)域6624和6604可能仍具有鐵磁性質(zhì)(盡管弱)，即與主區(qū)域6622和6602的鐵磁性質(zhì)相比顯著降級(jí)?；瘜W(xué)損傷外圍區(qū)域6624和6604保留弱鐵磁性質(zhì)的原因在于，盡管該損傷是由擴(kuò)散至這些區(qū)域中的0、N和/或F產(chǎn)生的，但該擴(kuò)散不足以導(dǎo)致完全或充分完全的氧化、氮化或氟化。結(jié)果是化學(xué)損傷外圍區(qū)域6624和6604具有顯著降級(jí)的鐵磁性質(zhì)，例如，顯著減少的鐵磁交換耦合。這進(jìn)而可導(dǎo)致最終器件中顯著降級(jí)的MTJ切換性質(zhì)。根據(jù)各個(gè)示例性實(shí)施例的過(guò)程和裝置提供了以下特征和益處:通過(guò)執(zhí)行將全部或可接受百分比的相應(yīng)化學(xué)損傷外圍區(qū)域6604和/或化學(xué)損傷外圍區(qū)域6624變換為無(wú)鐵磁性的化學(xué)組成的變換過(guò)程來(lái)顯著減少或消除這些降級(jí)效應(yīng)，以及其它特征和益處。
[0083]圖6C示出了可通過(guò)根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例在結(jié)構(gòu)(諸如圖6B的進(jìn)程內(nèi)結(jié)構(gòu)604)上的變換過(guò)程提供的器件606。該變換可包括氧化、氮化、或氟化、或其任何組合或子組合。在一方面，該變換過(guò)程可以將損傷PEFM釘扎層660的基本上所有相應(yīng)化學(xué)損傷外圍區(qū)域6604轉(zhuǎn)化或變換為無(wú)鐵磁性的化學(xué)改性外圍部分6804。無(wú)鐵磁性的化學(xué)改性外圍部分6804包圍主鐵磁區(qū)域6802。在一方面，該變換可被執(zhí)行以使得在化學(xué)改性外圍部分6804與主鐵磁區(qū)域6802之間存在極少(若有的話)的余留或殘留化學(xué)損傷區(qū)域。在一方面，化學(xué)改性外圍部分6804的化學(xué)組成可包括例如FeOx、CoOx、CoFeOx、BOx、FeNx、CoNx、CoFeNx, BNx、FeFx、和/或CoFx、或這些化學(xué)化合物的任何組合或子組合。
[0084]仍然參照?qǐng)D6C，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例，該變換過(guò)程可包括氧化過(guò)程。這可以向化學(xué)改性外圍部分6804提供包括FeOx、CoOx, CoFeOx和/或BOx中的一者多者、或這些化學(xué)化合物的任何組合或子組合的化學(xué)組成。在另一方面，該變換過(guò)程可包括氮化過(guò)程，這向化學(xué)改性外圍部分6804提供具有FeNx、CoNx、CoFeNx和/或BNx之一或其之一的組合的化學(xué)組成。在又一方面，該變換過(guò)程可包括氟化過(guò)程，這向化學(xué)改性外圍部分6804提供具有FeFx和/或CoFx中的一者或多者的化學(xué)組成。在另一方面，化學(xué)損傷外圍區(qū)域6604向無(wú)磁性的化學(xué)改性外圍部分6804的變換可包括氮化處理、氧化處理和/或氟化處理中的任兩者或更多者的組合。這進(jìn)而可以向化學(xué)改性外圍部分6804提供具有通過(guò)單獨(dú)操作的任何過(guò)程提供的以上描述的化學(xué)組成的各種組合和子組合的化學(xué)組成。
[0085]參照?qǐng)D6C，根據(jù)一方面，器件606示出了調(diào)整并應(yīng)用變換以使得化學(xué)改性外圍部分6804的深度DPM與圖6B的化學(xué)損傷外圍區(qū)域6624的深度DPT基本相同。在一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例的各方面，氧化、氮化和/或氟化過(guò)程被配置和應(yīng)用以利用相比于主區(qū)域6622 (其未損傷)更為快速地作用于化學(xué)損傷外圍區(qū)域6624的各方面。將領(lǐng)會(huì)，這些方面可以提供例如更易于設(shè)置氧化、氮化和/或氟化的過(guò)程參數(shù)(例如，時(shí)間和環(huán)境)的益處。作為一個(gè)示例，氧化、氮化和/或氟化參數(shù)可被更容易地設(shè)置為提供化學(xué)損傷外圍區(qū)域6624的可接受變換，而沒(méi)有氧化、氮化和/或氟化至圖6B主區(qū)域6622中的不可接受迀移。
[0086]根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例，圖6C的器件606反映損傷PEFM釘扎層660的化學(xué)損傷外圍區(qū)域6604和損傷PEFM自由層662的化學(xué)損傷外圍區(qū)域6624兩者的變換。該變換分別形成CME鐵磁釘扎層680和CME鐵磁自由層682。CME鐵磁釘扎層680源自將損傷PEFM釘扎層660的化學(xué)損傷外圍區(qū)域6604變換為化學(xué)改性外圍區(qū)域6804。CME鐵磁自由層682源自將損傷PEFM自由層662的化學(xué)損傷外圍區(qū)域6624變換為化學(xué)改性外圍區(qū)域6824。這是一個(gè)方面，并且并不旨在限定任何示例性實(shí)施例的范圍。例如，通過(guò)改變形成進(jìn)程內(nèi)MTJ柱650的蝕刻中的一者或多者，該變換過(guò)程對(duì)于損傷PEFM釘扎層660和損傷PEFM自由層662之一可以是選擇性的。稍后更為詳細(xì)地描述根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例的一個(gè)示例兩步驟蝕刻和修復(fù)過(guò)程，例如參照?qǐng)D7A-7F。
[0087]參照?qǐng)D6C，器件606在一方面可以是能反映根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例的完整過(guò)程的完整器件。
[0088]在另一方面，各種示例性實(shí)施例可包括例如在CME鐵磁釘扎層680的化學(xué)改性外圍部分6804和CME鐵磁自由層68的化學(xué)改性外圍部分6824中的一者或多者上形成保護(hù)層。
[0089]圖6D示出了根據(jù)這些示例性實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的一個(gè)示例器件608的橫截面視圖。圖6D的器件608包括圖6C的器件606，其中保護(hù)層690包圍具有CME鐵磁釘扎層680和CME鐵磁自由層682的柱(示出但未單獨(dú)標(biāo)記)。保護(hù)層可例如由AlOx形成。這一方面的一個(gè)示例益處可以是保護(hù)層690保護(hù)化學(xué)改性外圍區(qū)域6804和6824免受后續(xù)損傷。
[0090]圖6A-6D處示出的示例性實(shí)施例已經(jīng)被描述為維持由變換方面(例如，氧化、氮化和/或氟化)形成的化學(xué)改性外圍區(qū)域。在另一方面，示例性實(shí)施例可包括移除全部化學(xué)改性外圍區(qū)域或其所選部分。該移除可例如通過(guò)修剪或離子減薄來(lái)執(zhí)行。
[0091]圖6E示出了具有根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例的示例結(jié)構(gòu)(并且該示例結(jié)構(gòu)由根據(jù)該一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例的過(guò)程產(chǎn)生)的一個(gè)器件610，該示例結(jié)構(gòu)包括全部化學(xué)改性外圍區(qū)域或其所選部分的此類(lèi)移除。出于方便起見(jiàn)，圖6E的器件610被示為從對(duì)圖6C的器件606執(zhí)行的后續(xù)修剪或離子減薄過(guò)程產(chǎn)生。圖6E的器件610示出了已經(jīng)移除了圖6C的CME鐵磁自由層682的化學(xué)改性外圍區(qū)域6824以形成被稱(chēng)為“未損傷外圍區(qū)域”(或出于簡(jiǎn)化起見(jiàn)，“未損傷”鐵磁自由層692)的后續(xù)修剪或離子減薄。將理解，術(shù)語(yǔ)“未損傷外圍”鐵磁自由層692中的術(shù)語(yǔ)“未損傷”涵蓋了具有殘留(即非零實(shí)際)損傷、但與鐵磁主區(qū)域相比在其外部外圍處展現(xiàn)出可接受的低鐵磁性質(zhì)的結(jié)構(gòu)。
[0092]參照?qǐng)D6E，示例器件610示出了僅針對(duì)化學(xué)改性外圍區(qū)域6824的修剪或離子減薄，而留下CME鐵磁釘扎層680的化學(xué)改性外圍區(qū)域6804。將理解，這僅是出于示例的目的，并且并不旨在限定根據(jù)任何示例性實(shí)施例的實(shí)踐的范圍。例如，根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例的進(jìn)一步修剪或離子減薄操作(附圖中未示出)可以移除CME鐵磁釘扎層680的化學(xué)改性外圍區(qū)域6804。
[0093]圖6F示出了具有根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例的示例結(jié)構(gòu)(并且該示例結(jié)構(gòu)由根據(jù)該一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例的過(guò)程產(chǎn)生)的一個(gè)器件612。除了移除一個(gè)或多個(gè)化學(xué)改性外圍區(qū)域的全部或所選部分外，器件612包括保護(hù)層694。該保護(hù)層被形成為覆蓋圖6E的未損傷鐵磁自由層692的外圍(示出但未單獨(dú)標(biāo)記)，并且在又一方面，覆蓋CME鐵磁釘扎層680的化學(xué)改性外圍部分6804。
[0094]圖7A-7F示出了根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例在兩步驟蝕刻和修復(fù)過(guò)程中形成的結(jié)構(gòu)的示例快照。為了幫助關(guān)注兩步驟蝕刻和修復(fù)過(guò)程特定的各方面，結(jié)構(gòu)的示例操作和示例快照被給出并被描述為參照?qǐng)D6A-6F描述的某些操作和某些結(jié)構(gòu)的變體。
[0095]參照?qǐng)D7A，一個(gè)示例過(guò)程可從可能與先前描述的圖6A的MTJ多層起始結(jié)構(gòu)相同的MTJ多層起始結(jié)構(gòu)702開(kāi)始。在根據(jù)一個(gè)示例性實(shí)施例的一個(gè)示例過(guò)程中，可對(duì)圖7A的MTJ多層起始結(jié)構(gòu)702執(zhí)行可根據(jù)常規(guī)蝕刻技術(shù)的第一蝕刻以形成具有進(jìn)程內(nèi)柱750的進(jìn)程內(nèi)結(jié)構(gòu)704。進(jìn)程內(nèi)柱750可包括先前描述的損傷PEFM自由層662作為進(jìn)程內(nèi)鐵磁層。在一方面，損傷PEFM自由層662可包括化學(xué)損傷外圍區(qū)域6624和主區(qū)域6622，其如前所述是鐵磁性的。化學(xué)損傷外圍區(qū)域6624可具有先前描述的深度DPT。進(jìn)程內(nèi)柱750的總直徑(示為水平寬度，但未單獨(dú)標(biāo)記)可如前所述地提供具有期望的有效或目標(biāo)MTJ面積的主區(qū)域6622。損傷PEFM自由層662的化學(xué)損傷外圍區(qū)域6624可如前所述地仍具有弱鐵磁性質(zhì)，即與主區(qū)域6622和6602的鐵磁性質(zhì)相比顯著降級(jí)。
[0096]圖7C示出了可從根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例對(duì)結(jié)構(gòu)(諸如圖7B的進(jìn)程內(nèi)結(jié)構(gòu)704)進(jìn)行的變換過(guò)程提供的具有化學(xué)改性邊緣、或CME鐵磁自由層682的器件706。具有其CME鐵磁自由層682的圖7C器件706可通過(guò)變換，即采用氧化、氮化和/或氟化中的任一者或其任何組合來(lái)提供。在一方面，可執(zhí)行變換(例如，具有時(shí)間歷時(shí))，該變換基本上變換圖7B的損傷PEFM自由層662的全部相應(yīng)化學(xué)損傷外圍區(qū)域6624以形成具有包圍主區(qū)域6822的化學(xué)改性外圍區(qū)域6824的圖7C的CME鐵磁自由層。如前所述，化學(xué)改性外圍區(qū)域 6824 可包括 FeOx、NiFeOx、CoOx、CoFeOx、BOx、FeNx、NiFeOx、CoNx、CoFeNx、BNx、FeFx、NiFeFx、CoFx、CoFeFx和/或BFx、或這些化學(xué)化合物的任何組合或子組合。根據(jù)一方面，化學(xué)改性外圍區(qū)域6824的化學(xué)組成可以是無(wú)鐵磁性的。
[0097]圖7D示出了進(jìn)程內(nèi)器件708，在一方面其具有可在包括如參照?qǐng)D7C所述地形成的化學(xué)改性外圍區(qū)域6824的表面上形成(例如，包圍)的保護(hù)層760。保護(hù)層可例如由AlOx形成。接著，如在圖7E處所示，可以執(zhí)行另一或第二蝕刻，例如向下延伸至基板622以形成進(jìn)程內(nèi)結(jié)構(gòu)710。在一方面，導(dǎo)致圖7E的進(jìn)程內(nèi)結(jié)構(gòu)710的該