專利名稱：具有包括磁性隧道結(jié)的頂部電極及底部電極的裝置的制造與集成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體來(lái)說(shuō)涉及制造電子裝置。更具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中的磁性隧道結(jié)的制造工藝。
背景技術(shù)：
與常規(guī)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)芯片技術(shù)不同，在磁性RAM(MRAM)中，數(shù)據(jù)并不存儲(chǔ)為電荷，而是替代地通過(guò)存儲(chǔ)元件的磁性極化而存儲(chǔ)。存儲(chǔ)元件由絕緣層所分開(kāi)的兩個(gè)鐵磁性層形成。所述兩個(gè)層中的一者具有由反鐵磁性層(AFM)設(shè)定成特定極性的至少一個(gè)釘扎磁性極化(或固定層)。更改另一磁性層(或自由層)的磁極性以使其表示“I”(即，反 平行極性)或“0”(即，平行極性)。具有固定層、絕緣層及自由層的一種此裝置為磁性隧道結(jié)(MTJ)。MTJ的電阻取決于與固定層的磁極性相比的自由層的磁極性。從可個(gè)別尋址MTJ的陣列建置例如MRAM的存儲(chǔ)器裝置。圖4A為說(shuō)明在低電阻狀態(tài)下的自旋力矩轉(zhuǎn)移(STT)磁性隧道結(jié)的框圖。磁性隧道結(jié)(MTJ) 400包括用隧道勢(shì)壘404及自由層406堆棧的固定層402。固定層402的磁性極化由反鐵磁性層(AFM)(未圖不)釘扎于一個(gè)方向上。自由層406的磁性極化在平行狀態(tài)與反平行狀態(tài)之間自由改變。MTJ400的電阻部分地取決于自由層406的磁性極化。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)自由層406與固定層402的磁性極化實(shí)質(zhì)上對(duì)準(zhǔn)時(shí)，MTJ400具有低電阻。在圖4B中檢驗(yàn)自由層406的另一穩(wěn)定狀態(tài)。圖4B為說(shuō)明在高電阻狀態(tài)下的自旋力矩轉(zhuǎn)移(STT)磁性隧道結(jié)的框圖。舉例來(lái)說(shuō)，自由層406的磁性極化與固定層402的磁性極化在實(shí)質(zhì)上相反的方向上。在此狀況下，MTJ400具有高電阻。MRAM為非易失性存儲(chǔ)器裝置，其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為自由層的磁極性。MRAM的讀取及寫(xiě)入速度比NAND閃存快。隨著單元大小收縮及密度增加，常規(guī)制造工藝的良率及工藝裕度減小，從而導(dǎo)致每裸片成本的增加或?qū)е掠嘘P(guān)MRAM的潛在可靠性問(wèn)題。MRAM故障的一個(gè)原因?yàn)樵谙噜弻?dǎo)體之間的電短接?？稍谕恢圃旃に嚻陂g蝕刻MRAM位單元中的底部電極及頂部電極以節(jié)省成本。 在蝕刻頂部電極及底部電極以形成個(gè)別單元之后，沉積電介質(zhì)以使其填充單元之間的空間。隨著單元被間隔較接近在一起以達(dá)到較高密度，單元之間的開(kāi)口的縱橫比(開(kāi)口的深度除以開(kāi)口的寬度)增加。例如化學(xué)氣相沉積(CVD)或物理氣相沉積(PVD)的電介質(zhì)沉積技術(shù)不能夠完全填充導(dǎo)致電介質(zhì)層中的空隙的大縱橫比空間。如果用導(dǎo)電材料填充，則空隙可能稍后在處理中導(dǎo)致無(wú)意的導(dǎo)體電短接?，F(xiàn)參看圖3更詳細(xì)地描述短接。圖3為磁性隧道結(jié)的陣列的自上而下視圖。磁性隧道結(jié)334的陣列300包括頂部導(dǎo)體320 (例如，制造為溝槽)?？赏ㄟ^(guò)將頂部導(dǎo)體320經(jīng)由頂部電極332耦合到所要個(gè)別MTJ 334而接入個(gè)別MTJ 334。如上文所論述，在制造期間，可在頂部電極332與頂部導(dǎo)體320之間的電介質(zhì)層中形成空隙。在頂部導(dǎo)體材料的沉積期間，導(dǎo)電材料可填充空隙，從而導(dǎo)致在頂部導(dǎo)體320之間的短路340。短路340可導(dǎo)致陣列300的故障。因此，制造良率減小。常規(guī)地，可通過(guò)增加耦合于頂部電極332與頂部導(dǎo)體320之間的頂部通孔(未圖示)的高度來(lái)減少短路340的數(shù)目。制造頂部通孔使其高于空隙的高度以防止所述空隙與頂部導(dǎo)體320重疊，從而防止發(fā)生短路。每一代技術(shù)來(lái)部分地界定通孔的高度。因?yàn)榧夹g(shù)對(duì)于每一新代按70%縮放，所以在每新一代顯著減小通孔的高度。工藝良率可隨著短接問(wèn)題在新代增加而遭受損失。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種電子裝置制造工藝包括沉積第一電極層。所述工藝還包括在第一電極層上制造磁性裝置。所述工藝進(jìn)一步包括在制造磁性裝置之后圖案化第一電極層。所述工藝還包括在圖案化第一電極層之后將第一電介質(zhì)層沉積于磁性裝置及第 一電極層上。所述工藝進(jìn)一步包括在沉積第一電介質(zhì)層之后沉積第二電極層。所述工藝還包括在沉積第二電極層之后圖案化第二電極層。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種電子裝置包括襯底。所述電子裝置還包括嵌入于襯底中的第一接觸件。所述電子裝置進(jìn)一步包括在襯底上且耦合到第一接觸件的經(jīng)圖案化的第一電極。所述電子裝置還包括在經(jīng)圖案化的第一電極上的經(jīng)圖案化的電子裝置。所述電子裝置進(jìn)一步包括在經(jīng)圖案化的電子裝置上的經(jīng)圖案化的第二電極。所述電子裝置還包括接觸經(jīng)圖案化的第二電極的溝槽。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，一種電子裝置包括襯底，及用于磁性存儲(chǔ)狀態(tài)的裝置。每一磁性存儲(chǔ)裝置耦合于第一電極與第二電極之間。所述電子裝置進(jìn)一步包括電介質(zhì)，所述電介質(zhì)實(shí)質(zhì)上填充在第一電極、第二電極與鄰近磁性存儲(chǔ)裝置之間的空間。所述電子裝置還包括用于將磁性存儲(chǔ)裝置的表面耦合到第二電極的裝置。前述內(nèi)容已相當(dāng)廣泛地概述了本發(fā)明的特征及技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，以便可更好地理解以下的具體實(shí)施方式
。在下文中將描述額外特征及優(yōu)點(diǎn)，其形成本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)的標(biāo)的。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)了解，所揭示的概念及特定實(shí)施例可易于用作用于修改或設(shè)計(jì)用于執(zhí)行本發(fā)明的相同目的的其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，這些等效構(gòu)造并不脫離如所附權(quán)利要求書(shū)中所闡述的本發(fā)明的技術(shù)。當(dāng)結(jié)合附圖考慮時(shí)，將通過(guò)以下描述更好地理解據(jù)信為本發(fā)明所特有的新穎特征(關(guān)于其組織及操作方法兩者)連同其它目標(biāo)及優(yōu)點(diǎn)。然而，應(yīng)明確地理解，各圖中的每一者僅出于說(shuō)明及描述的目的而提供，且不意在作為本發(fā)明的限制的定義。


為了更完整地理解本發(fā)明，現(xiàn)對(duì)結(jié)合附圖作出的以下描述進(jìn)行參考。圖I為展示可有利地使用本發(fā)明的實(shí)施例的示范性無(wú)線通信系統(tǒng)的框圖。圖2為說(shuō)明用于所揭示半導(dǎo)體IC封裝的電路、布局及邏輯設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)工作站的框圖。圖3為磁性隧道結(jié)的常規(guī)陣列的自上而下視圖。圖4A為說(shuō)明在低電阻狀態(tài)下的常規(guī)磁性隧道結(jié)的框圖。
圖4B為說(shuō)明在高電阻狀態(tài)下的常規(guī)磁性隧道結(jié)的框圖。圖5為說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于在裸片及/或晶片上的具有頂部電極及底部電極的電子裝置的示范性制造工藝的流程圖。圖6為說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于具有頂部電極及底部電極的磁性隧道結(jié)的示范性制造工藝的流程圖。圖7A到7H為說(shuō)明在制造工藝期間示范性電子裝置的各種狀態(tài)的橫截面圖。
具體實(shí)施例方式下文所揭示的工藝允許使減小工藝良率的電短接的風(fēng)險(xiǎn)減小的電子裝置的制造。舉例來(lái)說(shuō)，可在磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中通過(guò)所述工藝來(lái)制造磁性隧道結(jié)。可在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中使用由所揭示的工藝制造的電子裝置。圖I為展示可有利地使用本發(fā)明的實(shí)施例的示范性無(wú)線通信系統(tǒng)100的框圖。出于說(shuō)明的目的，圖I展示三個(gè)遠(yuǎn)程單元120、130及150以及兩個(gè)基站140。將認(rèn)識(shí)到，無(wú)線通信系統(tǒng)可具有更多的遠(yuǎn)程單元及基站。遠(yuǎn)程單元120、130及150包括磁性隧道結(jié)(MTJ)裝置125AU25B及125C，如下文所揭示。將認(rèn)識(shí)到，含有磁性隧道結(jié)的任何裝置還可包括具有由此處所揭示的工藝所制造的所揭示特征及/或組件的半導(dǎo)體組件，包括基站、切換裝置及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。圖I展示從基站140到遠(yuǎn)程單元120、130及150的前向鏈路信號(hào)180，及從遠(yuǎn)程單元120、130及150到基站140的反向鏈路信號(hào)190。在圖I中，遠(yuǎn)程單元120展示為移動(dòng)電話，遠(yuǎn)程單元130展示為便攜型計(jì)算機(jī)，且遠(yuǎn)程單元150展示為在無(wú)線本地環(huán)路系統(tǒng)中的固定位置遠(yuǎn)程單元。舉例來(lái)說(shuō)，遠(yuǎn)程單元可為例如音樂(lè)播放器、視頻播放器、娛樂(lè)單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、固定位置數(shù)據(jù)單元及計(jì)算機(jī)的裝置。盡管圖I說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的教示的遠(yuǎn)程單元，但本發(fā)明不限于這些示范性所說(shuō)明單元。本發(fā)明可適合用于包括MTJ組件的任何裝置中，如下文所描述。盡管針對(duì)MTJ裝置描述此，但本發(fā)明也涵蓋其它電子裝置。圖2為說(shuō)明如下文所揭示的用于半導(dǎo)體零件的電路、布局、邏輯、晶片、裸片及層設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)工作站的框圖。設(shè)計(jì)工作站200包括含有操作系統(tǒng)軟件、支持文件，及例如Cadence或OrCAD等設(shè)計(jì)軟件的硬盤(pán)201。設(shè)計(jì)工作站200還包括用以促進(jìn)制造半導(dǎo)體零件210的顯示器，半導(dǎo)體零件210可包括電路、半導(dǎo)體晶片、半導(dǎo)體裸片，或含在半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體裸片內(nèi)的層。提供存儲(chǔ)媒體204以用于有形地存儲(chǔ)半導(dǎo)體零件210。半導(dǎo)體零件210可用例如⑶SII或GERBER等文件格式存儲(chǔ)于存儲(chǔ)媒體204上。存儲(chǔ)媒體204可為⑶-R0M、DVD、硬盤(pán)、閃存，或其它適當(dāng)裝置。此外，設(shè)計(jì)工作站200包括用于從存儲(chǔ)媒體204接受輸入或?qū)⑤敵鰧?xiě)入到存儲(chǔ)媒體204的驅(qū)動(dòng)設(shè)備203。記錄于存儲(chǔ)媒體204上的數(shù)據(jù)可指定邏輯電路配置、光刻掩模的圖案數(shù)據(jù)、或例如電子束光刻等串行寫(xiě)工具的掩模圖案數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可進(jìn)一步包括例如與邏輯模擬相關(guān)聯(lián)的時(shí)序圖或網(wǎng)狀電路的邏輯驗(yàn)證數(shù)據(jù)。在存儲(chǔ)媒體204上提供數(shù)據(jù)通過(guò)減少用于制造電路、半導(dǎo)體晶片、半導(dǎo)體裸片，或含在半導(dǎo)體晶片或半導(dǎo)體裸片內(nèi)的層的工藝數(shù)目而促進(jìn)了半導(dǎo)體零件210的設(shè)計(jì)。在電子裝置的相對(duì)側(cè)上具有頂部電極及底部電極的電子裝置的實(shí)例包括(例如)磁性隧道結(jié)及巨磁阻式裝置。磁性隧道結(jié)(MTJ)作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)元件用于磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)中。在一個(gè)實(shí)施例中，MTJ包括自由層、隧道勢(shì)壘層及固定層。自由層磁矩可平行或反平行于固定層磁矩，以表示“I”或“O”?？捎梅磋F磁性層(AFM)釘扎鐵磁性層的磁矩。在另一實(shí)施例中，多個(gè)AFM層耦合到自由層及固定層。圖5為說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于在裸片及/或晶片上具有頂部電極及底部電極的電子裝置的示范性制造方法的流程圖。在框505處，使用第一掩模將電子裝置圖案化于裸片及/或晶片上。在框510處，使用第二掩模將底部電極圖案化于裸片及/或晶片上。在框515處，沉積電介質(zhì)膜以保形地涂布包括電子裝置及底部電極的裸片及/或晶片。因?yàn)樵陔娮友b置上尚未放置頂部電極，所以裝置之間存在大空間。因此，電介質(zhì)層能夠?qū)嵸|(zhì)上填充裝置之間的空間，而不留下空隙。將電介質(zhì)層回蝕或化學(xué)機(jī)械拋光且平坦化到類似于電子裝置的頂部表面的水平。即，暴露電子裝置的頂部表面以允許與頂部電極接觸。 在框520處，沉積頂部電極作為在平坦化電介質(zhì)上的保形導(dǎo)電層。圖案化頂部電極以形成個(gè)別頂部電極。在兩掩模工藝中，可使用先前用以圖案化底部電極的同一掩模來(lái)圖案化頂部電極。在三掩模工藝中，第三掩模圖案化頂部電極。在使用底部通孔的情況下，可再使用底部通孔掩模以圖案化頂部電極及/或底部電極。在框525處，沉積并平坦化第二電介質(zhì)膜。在框530處，將電路徑圖案化到第二電介質(zhì)膜中。電路徑可為允許與頂部電極接觸的通孔及/或溝槽?？捎美玢~、鋁或合金的導(dǎo)電材料填充電路徑。與根據(jù)此方法所制造的頂部電極的接觸件使得使電子裝置短接的可能性顯著減小。金屬間電介質(zhì)層實(shí)質(zhì)上填充電子裝置之間的空間，從而留下小間隙或不留下間隙，可在電路徑形成期間填充所述間隙。因此，溝槽可直接接觸頂部電極，而不會(huì)引起電子裝置的電短路。根據(jù)此方法所制造的電子裝置使得使電路徑短接的可能性顯著減小。金屬間電介質(zhì)層實(shí)質(zhì)上填充電子裝置之間的空間，而幾乎不或不留下間隙。因此，溝槽可直接接觸頂部電極，而無(wú)溝槽短接到其它溝槽的可能性。可調(diào)適圖5中所說(shuō)明的流程圖以使其用于處理不同電裝置?，F(xiàn)轉(zhuǎn)到圖6及7A到7H，將描述用于磁性隧道結(jié)(MTJ)的示范性制造工藝。圖6為說(shuō)明根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于具有頂部電極及底部電極的磁性隧道結(jié)的示范性制造工藝的流程圖。圖7A到7H為說(shuō)明在制造工藝期間示范性電子裝置的各種狀態(tài)的橫截面圖。所揭示的工藝可應(yīng)用于單一電子裝置、具有許多電子裝置的裸片，或具有電子裝置的多個(gè)裸片的晶片。在框605處，如圖7A中所說(shuō)明而制造MTJ。裸片及/或晶片700具有層間或金屬間電介質(zhì)襯底702,層間或金屬間電介質(zhì)襯底702包括通孔708及用于稱合到底部電極層710的接觸件706。隔離層704將底部電極層710與層間或金屬間電介質(zhì)襯底702分開(kāi)。在底部電極層710上堆棧裝置層720。裝置層720可包括例如由絕緣層所分開(kāi)的多個(gè)磁性層的多個(gè)層。在沉積裝置層720之后，可在磁場(chǎng)中將裝置層720退火以設(shè)定MTJ中的固定層的極化。在裝置層720上堆棧蝕刻硬掩模730，且在蝕刻硬掩模730上圖案化光致抗蝕劑732。如圖7B中所見(jiàn)，光致抗蝕劑732中的圖案轉(zhuǎn)印到光致抗蝕劑732下方的多個(gè)層中，從而停止在底部電極層710處以產(chǎn)生MTJ721。在框610處,如圖7B中所不而沉積第一頂蓋層734。舉例來(lái)說(shuō),第一頂蓋層734可為碳化硅(SiC)膜或氮化硅(SiN)膜，且可在圖案轉(zhuǎn)印之后在不破壞真空的情況下沉積第一頂蓋層734，以防止MTJ721在未來(lái)處理期間損壞。在一種狀況下，第一頂蓋層734防止MTJ721中的磁性材料的氧化。原位濺鍍工藝可在沉積第一頂蓋層734之前清潔MTJ721的頂部表面及側(cè)表面。舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)DC或RF電源供應(yīng)器的氬(Ar)濺鍍蝕刻用Ar原子轟擊MTJ721，Ar原子從MTJ721的表面用物理方式移除污染物。如圖7C中所見(jiàn)，在框615處，圖案化底部電極層710及第一頂蓋層734。經(jīng)圖案化的底部電極層710形成離散底部電極711。在一個(gè)實(shí)施例中，這些底部電極711可為可個(gè)別尋址的。在圖案化底部電極711之后，清潔工藝清潔晶片，且移除任何剩余光致抗蝕劑材料及/或蝕刻副產(chǎn)物。早于頂部電極(仍未圖示)在制造期間的單獨(dú)時(shí)間圖案化底部電極711。圖案化底部電極711與頂部電極圖案化分開(kāi)減小了用于在制造期間沉積電介質(zhì)的縱橫比，從而減小間隙形成及溝槽(仍未圖示)短接的可能性。
在框620處，回蝕第一頂蓋層734以從MTJ721的頂部移除頂蓋層。如圖7D中所見(jiàn)，第一頂蓋層734在回蝕之后保留在MTJ721的側(cè)壁上以便保護(hù)側(cè)壁。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，回蝕為無(wú)氧蝕刻，從而防止MTJ721中的金屬材料的氧化。然而，如果在頂部金屬表面上發(fā)生氧化，則蝕刻工藝可移除所述氧化。將第二頂蓋層740原位沉積于裸片及/或晶片上(包括MTJ721上)。第二頂蓋層740可為(例如)氮化硅或碳化硅。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，第二頂蓋層740的材料不與第一頂蓋層734的材料相同。在框625處,發(fā)生金屬間電介質(zhì)層處理。如圖7D中所見(jiàn),將中間金屬間電介質(zhì)層742沉積于裸片及/或晶片上。如圖7E中所見(jiàn)，通過(guò)(例如)化學(xué)機(jī)械拋光回蝕且平坦化中間金屬間電介質(zhì)層742。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，平坦化包括蝕刻中間金屬間電介質(zhì)層742及第二頂蓋層740以與MTJ721實(shí)質(zhì)上齊平。在此狀況下，暴露MTJ721的頂部表面以用于與后續(xù)層接觸。在另一實(shí)施例中，平坦化僅回蝕中間金屬間電介質(zhì)層742。后續(xù)旋涂式有機(jī)材料及回蝕接著暴露MTJ721的頂部表面。在又一實(shí)施例中，回蝕工藝取決于裸片及/或晶片的位置從MTJ721的側(cè)面的一部分移除第一頂蓋層734及第二頂蓋層740，以改良與頂部電極750的接觸。 如早先所描述，濺鍍清潔可在先前提及的用于平坦化的實(shí)施例中的任一者中清潔MTJ721的頂部表面。早先在工藝中執(zhí)行的預(yù)濺鍍清潔通過(guò)從MTJ721移除氧化物而擴(kuò)大工藝窗。在暴露頂部表面之后，將頂部電極層750沉積于裸片及/或晶片上,頂部電極層750耦合到MTJ721。頂部電極層750為例如鉭、鋁或金屬合金的導(dǎo)電層。頂部電極層750在沉積之后為平坦的，因?yàn)樵陧敳侩姌O層750下方的中間金屬間電介質(zhì)層742也是平坦的且無(wú)任何空隙。如圖7F中所見(jiàn)，在框630處，圖案化頂部電極層750以形成離散頂部電極751。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，用于圖案化頂部電極751的掩模為圖案化底部電極711的同一掩模,從而產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上類似大小的電極。在框635處，將通孔762及溝槽764制造到頂部電極751。圖7G說(shuō)明電路徑的一個(gè)實(shí)施例。將頂部金屬間電介質(zhì)層760沉積于晶片及/或裸片上。平坦化頂部金屬間電介質(zhì)層760獲得實(shí)質(zhì)上平坦的表面。在一個(gè)實(shí)施例中，平坦化使用化學(xué)機(jī)械拋光工藝。
在平坦化之后，圖案化頂部金屬間電介質(zhì)層760以形成用于與頂部電極751連接的通孔762及溝槽764。在圖案化頂部金屬間電介質(zhì)層760之后，濺鍍清潔及/或濕式清潔從頂部電極751的頂部表面移除剩余污染物或聚合物。用導(dǎo)電材料填充通孔762及溝槽764以產(chǎn)生頂部導(dǎo)體。舉例來(lái)說(shuō)，可電鍍銅(Cu)以填充通孔及溝槽?？墒褂?例如)化學(xué)機(jī)械拋光工藝來(lái)平坦化經(jīng)電解沉積的銅。在沉積導(dǎo)電材料之后，可將頂蓋膜(未圖示)沉積于晶片及/或裸片上。在圖7H中所說(shuō)明的另一實(shí)施例中，不在頂部金屬間電介質(zhì)層760中圖案化通孔。而是，溝槽764暴露與頂部電極751的接觸。在此實(shí)施例中，在蝕刻溝槽764之后，濺鍍清潔及/或濕式蝕刻從頂部電極751移除聚合物殘余物。在如上文所描述處理電子裝置期間，在與蝕刻底部電極分開(kāi)的工藝中蝕刻頂部電極。使用上文所描述的示范性制造工藝減小在電子裝置之間形成空隙的可能性。結(jié)果，因 為減小或消除了溝槽短接的風(fēng)險(xiǎn)，所以改良工藝良率。用于上文所揭示的電子裝置(例如，MTJ)陣列的示范性制造工藝不僅減少使到MTJ的電路徑短接的空隙填充問(wèn)題，而且所述工藝還產(chǎn)生平坦的頂部電極表面，從而改良與頂部電極的接觸。盡管同一掩模可圖案化頂部電極及底部電極兩者，但在與頂部電極分開(kāi)的工藝中蝕刻底部電極。盡管已詳細(xì)描述本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)理解，可在不脫離如所附權(quán)利要求書(shū)所界定的本發(fā)明的技術(shù)的情況下在本文中進(jìn)行各種改變、取代及更改。舉例來(lái)說(shuō)，關(guān)于襯底或電子裝置使用例如“在…上方”及“在…下方”的關(guān)系術(shù)語(yǔ)。當(dāng)然，如果使襯底或電子裝置反轉(zhuǎn)，則“在…上方”變成“在…下方”，且“在…下方”變成“在…上方”。另外，如果定向側(cè)向，貝1J“在…上方”及“在…下方”可指代襯底或電子裝置的側(cè)面。此外，本申請(qǐng)案的范疇不意在限于本說(shuō)明書(shū)中所描述的工藝、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、手段、方法及步驟的特定實(shí)施例。如一般所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于通過(guò)本發(fā)明了解，根據(jù)本發(fā)明可利用當(dāng)前存在或稍后待開(kāi)發(fā)的執(zhí)行與本文中所描述的對(duì)應(yīng)實(shí)施例實(shí)質(zhì)上相同的功能或?qū)崿F(xiàn)實(shí)質(zhì)上相同的結(jié)果的工藝、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟。因此，所附權(quán)利要求書(shū)意在在其范疇內(nèi)包括這些工藝、機(jī)器、制造、物質(zhì)組成、手段、方法或步驟。
權(quán)利要求
1.一種電子裝置制造方法，其包含 沉積第一電極層； 在所述第一電極層上制造磁性裝置； 在制造所述磁性裝置之后圖案化所述第一電極層； 在圖案化所述第一電極層之后將第一電介質(zhì)層沉積于所述磁性裝置及所述第一電極層上； 在沉積所述第一電介質(zhì)層之后沉積第二電極層；及 在沉積所述第二電極層之后圖案化所述第二電極層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述磁性裝置包含磁性隧道結(jié)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包含將所述磁性隧道結(jié)集成到磁性隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其進(jìn)一步包含在沉積所述第二電極層之前平坦化所述第一電介質(zhì)層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其進(jìn)一步包含 在制造所述磁性裝置之后將第一頂蓋層沉積于所述磁性裝置上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其進(jìn)一步包含 在沉積所述第一頂蓋層之后蝕刻所述第一頂蓋層以暴露所述磁性裝置的表面；及 在蝕刻所述第一頂蓋層之后且在沉積所述第一電介質(zhì)層之前，沉積第二頂蓋層。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其進(jìn)一步包含 在圖案化所述第二電極層之后沉積第二電介質(zhì)層；及 平坦化所述第二電介質(zhì)層。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其進(jìn)一步包含 在沉積所述第二電介質(zhì)層之后圖案化到所述第二電極層的電路徑；及 用導(dǎo)電材料填充所述電路徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中圖案化所述電路徑包含圖案化溝槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中圖案化所述電路徑進(jìn)一步包含圖案化通孔。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其進(jìn)一步包含在填充所述電路徑之后沉積頂部頂蓋層。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中同一掩模產(chǎn)生用于圖案化所述第二電極層且圖案化所述第一電極層的圖案。
13.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其進(jìn)一步包含 在制造所述磁性裝置之后且在沉積所述第一電介質(zhì)層之前清潔所述磁性裝置；及 在清潔所述磁性裝置之后將第一頂蓋層沉積于所述磁性裝置上。
14.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其進(jìn)一步包含將所述磁性裝置集成于以下各者中的至少一者中機(jī)頂盒、音樂(lè)播放器、視頻播放器、娛樂(lè)單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)字助理PDA、固定位置數(shù)據(jù)單元及計(jì)算機(jī)。
15.一種電子裝置，其包含 襯底； 第一接觸件，其嵌入于所述襯底中；經(jīng)圖案化的第一電極，其在所述襯底上且耦合到所述第一接觸件； 經(jīng)圖案化的電子裝置，其在所述經(jīng)圖案化的第一電極上； 經(jīng)圖案化的第二電極，其在所述經(jīng)圖案化的電子裝置上；及 溝槽，其接觸所述經(jīng)圖案化的第二電極。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電子裝置，其進(jìn)一步包含在所述經(jīng)圖案化的電子裝置的兩側(cè)上的頂蓋層。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電子裝置，其進(jìn)一步包含 第二電子裝置；及 第一電介質(zhì)層，其實(shí)質(zhì)上填充所述電子裝置與所述第二電子裝置之間的空間。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電子裝置，其進(jìn)一步包含在所述經(jīng)圖案化的第二電極上的其中所述溝槽經(jīng)圖案化的第二電介質(zhì)層。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電子裝置，其中所述電子裝置集成到以下各者中的至少一者中機(jī)頂盒、音樂(lè)播放器、視頻播放器、娛樂(lè)單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)字助理PDA、固定位置數(shù)據(jù)單元及計(jì)算機(jī)。
20.一種電子裝置，其包含 襯底； 用于磁性存儲(chǔ)狀態(tài)的多個(gè)裝置，每一磁性存儲(chǔ)裝置耦合于第一電極與第二電極之間；電介質(zhì)層，其實(shí)質(zhì)上填充在所述第一電極、所述第二電極與鄰近磁性存儲(chǔ)裝置之間的空間；及 用于將所述磁性存儲(chǔ)裝置的表面耦合到所述第二電極的裝置。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的電子裝置，其中所述電子裝置集成到以下各者中的至少一者中機(jī)頂盒、音樂(lè)播放器、視頻播放器、娛樂(lè)單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)字助理PDA、固定位置數(shù)據(jù)單元及計(jì)算機(jī)。
22.一種電子裝置制造工藝，其包含以下步驟 沉積第一電極層； 在所述第一電極層上制造磁性裝置； 在制造所述磁性裝置之后圖案化所述第一電極層； 在圖案化所述第一電極層之后將第一電介質(zhì)層沉積于所述磁性裝置及所述第一電極層上； 在沉積所述第一電介質(zhì)層之后沉積第二電極層；及 在沉積所述第二電極層之后圖案化所述第二電極層。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中所述磁性裝置包含磁性隧道結(jié)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其進(jìn)一步包含以下步驟 在圖案化所述第二電極層之后沉積第二電介質(zhì)層；及 平坦化所述第二電介質(zhì)層； 在沉積所述第二電介質(zhì)層之后圖案化到所述第二電極層的電路徑；及 用導(dǎo)電材料填充所述電路徑。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其進(jìn)一步包含將所述磁性裝置集成于以下各者中的至少一者中的步驟機(jī)頂盒、音樂(lè)播放器、視頻播放器、娛樂(lè)單元、導(dǎo)航裝置、通信裝置、個(gè)人數(shù)字助理PDA、固定位置數(shù)據(jù)單元及計(jì)算機(jī) 。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種電子裝置制造工藝，其包括沉積底部電極層(711)。接著，在所述底部電極層上制造電子裝置(721)。在制造所述電子裝置之后且在與圖案化頂部電極分開(kāi)的工藝中執(zhí)行圖案化所述底部電極層。接著將第一電介質(zhì)層(740)沉積于所述電子裝置及所述底部電極層上，隨后沉積頂部電極層(751)。接著在與所述底部電極分開(kāi)的工藝中圖案化所述頂部電極。分開(kāi)圖案化所述頂部電極與所述底部電極通過(guò)減小電子裝置之間的電介質(zhì)材料中的空隙改善了良率。所述制造工藝非常適合的一種電子裝置為磁性隧道結(jié)MTJ。
文檔編號(hào)H01L43/12GK102687298SQ201080059956
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者升·H·康, 李霞 申請(qǐng)人:高通股份有限公司