JP2008512875A5

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Publication number: JP2008512875A5
Application number: JP2007531406A
Authority: JP
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2025-09-09

Claims

磁気トンネル接合デバイスを作製する方法であって、
（ａ）第１の磁性部材を形成する段階と、
（ｂ）第２の磁性部材を形成する段階と、
（ｃ）前記第１の磁性部材と前記第２の磁性部材との間に配置された誘電材料から構成され、エッチングによって前記第１の磁性部材と前記第２の磁性部材との間に電気短絡を生じることができるほど薄い絶縁トンネル障壁層を形成する段階と、
（ｄ）前記絶縁トンネル障壁層を停止層として使用し、前記第２の磁性部材の選択部分をエッチングして前記絶縁トンネル層を貫通せずに前記第２の磁性部材が前記第１の部材から電気絶縁されるようにする段階と、
を含む方法。
前記方法が更に、前記段階（ｃ）の後で且つ前記段階（ｄ）の前に、
（ｃ１）前記第２の磁性部材の上側表面上にコンタクト層を形成する段階と、
（ｃ２）前記コンタクト層を覆ってパターン化マスクを形成する段階と、
（ｃ３）前記コンタクト層の一部を選択的に除去する段階と、
（ｃ４）前記パターン化マスクを除去する段階と、
を含む請求項１に記載の方法。
前記パターン化マスクがハードマスクを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
前記パターン化マスクがフォトレジストを含む請求項２に記載の方法。
前記段階（ｄ）が、
（ｉ）前記第２の磁性部材の大部分を第１のエッチング条件下で選択的にエッチングする段階と、
（ｉｉ）前記段階（ｉ）の後に、前記絶縁トンネル障壁層が停止層として機能するように第２のエッチング条件下で前記第２の磁性部材の残余部分を選択的にエッチングする段階と、
を含む請求項１に記載の方法。
前記段階（ｉ）が、第１のハロゲンベースの化学的機能性エッチャント化学種を含む第１のプラズマ源ガスを用いてプラズマエッチングする段階を含み、
前記段階（ｉｉ）が、アルゴン及び酸素を含む第２のプラズマ源ガスを用いてプラズマエッチングする段階を含む、
ことを特徴とする請求項５に記載の方法。
前記段階（ｉ）が、Ｃｌ₂とＢＣｌ₃との混合物を含むエッチャント化学種を用いて反応プラズマエッチングする段階を含む請求項５に記載の方法。
前記段階（ｉｉ）が、前記エッチャント化学種に酸素を付加する段階を含む請求項５に記載の方法。
前記磁気トンネル接合デバイスが、磁気ランダムアクセスメモリデバイスで利用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記方法が更に、前記段階（ｄ）に続き、
（１）前記デバイスをＨｅ及びＨ₂を含有する環境内でプラズマ処理して腐食材料を除去する段階と、
（２）任意選択的に、前記処理されたデバイスを洗浄する段階と、
（３）前記デバイスを焼成して前記Ｈｅ及びＨ₂を除去する段階と、
を含む請求項１に記載の方法。
前記段階（１）が、１００℃から２８５℃の温度でプラズマ処理を含み、前記環境が、少なくとも９６容積％のＨｅと４容積％未満のＨ₂とを含有し、前記段階（３）が、１００℃から２８５℃の温度で前記デバイスを加熱する段階を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
前記第１の磁性部材が、対象とする範囲において印加磁場の存在下で好ましい方向に固定された磁気モーメントを有する固定強磁性層であり、前記第２の磁性部材が、対象とする範囲において印加磁場の存在下で磁気モーメントが自由に回転するフリー強磁性層であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記固定強磁性層が、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＮｉＦｅＣｒ、ＣｏＮｉＦｅ及びこれらの混合物からなる群から選択された材料から形成され、前記フリー強磁性層が、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＢ、ＮｉＦｅＣｒ、ＣｏＮｉＦｅ及びこれらの混合物からなる群から選択された材料から形成されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
前記選択部分をエッチングする段階がさらに、前記第２の磁性部材及び前記絶縁トンネル障壁層の少なくとも１つの側部が非垂直プロファイルを定め、該プロファイルが前記少なくとも１つの側部から外方に突出することによって前記絶縁トンネルの分離が拡がり、前記第２の磁性部材及び前記絶縁トンネル障壁層の一部を選択的に除去して前記第２の磁性部材が前記第１の磁性部材から電気絶縁されるようにする段階を含む請求項１に記載の方法。
（ａ）第１又は下側磁性部材と、
（ｂ）第１又は上側磁性部材と、
（ｃ）前記第１の磁性部材と前記第２の磁性部材との間に配置された誘電材料から構成された絶縁トンネル障壁層と、
を備え、
前記第２の磁性部材及び前記絶縁トンネル障壁層の少なくとも１つの側部が該少なくとも１つの側部から突出した非垂直プロファイルを定めることを特徴とする磁気トンネル接合デバイス。