製造磁電阻的裝置的方法
2023-06-09 13:37:31
製造磁電阻的裝置的方法
【專利摘要】一種製造基於磁電阻的裝置的方法包括金屬硬掩模，其對於頂部電極刻蝕化學劑是惰性的，並在磁性堆疊濺射期間具有低的濺射率。通過光致抗蝕劑圖案化金屬硬掩模，然後剝去該光致抗蝕劑，並通過金屬硬掩模圖案化頂部電極(在基於磁電阻的裝置的磁性材料上面)。
【專利說明】製造磁電阻的裝置的方法
[0001]本申請要求2012年4月26日提交的美國臨時申請N0.61/638，957的權益，通過引用將其併入在此。
【技術領域】
[0002]在此描述的示例性實施例總的來說涉及製造基於磁電阻的裝置的方法，更具體地，涉及製造導電電極布置在磁性材料堆疊上(on or over)的基於磁電阻的裝置。
【背景技術】
[0003]磁電子裝置、旋轉電子裝置和自旋電子裝置是對於利用主要由電子自旋所引起的效應的裝置的同義的術語。在許多的信息裝置中使用磁電子以提供非易失性的、可靠的、抗輻射的和高密度數據的存儲與檢索。許多的磁電子信息裝置包括，但不限於:磁電阻隨機存取存儲器(MRAM)、磁性傳感器和盤驅動器的讀/寫磁頭。
[0004]通常MRAM包括磁電阻存儲元件(位)的陣列。每一個磁電阻的存儲元件通常具有這樣的結構，其包括多個由不同非磁性層分離的磁性層(諸如，磁性隧道結(MTJ))，且表現出基於裝置的磁性狀態的電阻。信息被存儲為磁性層中的磁化矢量的方向。一個磁性層中的磁化矢量被磁性地固定或者釘扎，而另一磁性層的磁化方向可以在相同的和相反的方向(其分別被稱作「平行」和「反平行」狀態)之間自由切換。對應於平行的和反平行的磁性狀態，磁性存儲器元件分別具有低和高電阻狀態。因此，電阻的檢測允許磁電阻存儲元件(諸如，MTJ裝置)提供存儲在磁性存儲器元件中的信息。有兩種完全不同的方法用於對自由層進行編程:場切換和自旋矩切換。在場切換的MRAM中，使用鄰近於MTJ位的載流線產生作用於自由層的磁場。在自旋矩MRAM中，利用通過MTJ自身的電流脈衝實現切換。由自旋極化的隧穿電流攜載的角動量引起自由層的反轉，由電流脈衝的極性確定最終狀態(平行或者反平行)。已知，在MTJ裝置和巨磁電阻裝置(其被圖案化或以另外的方式布置為使得電流基本上與界面垂直流動)中，以及當電流基本上與疇(domain)壁垂直流動時在簡單的線狀的結構中，發生自旋矩轉移。任何這樣的表現出磁電阻的結構都有成為自旋矩磁電阻存儲元件的潛能。在一些裝置設計中，MTJ的自由磁性層可以具有穩定的、磁化在膜平面內的的磁性狀態，而在其它情況中，穩定的狀態具有與所述平面垂直的磁化。面內(in-plane)裝置通常它們的易磁軸由自由層的面內形狀限定，而垂直的裝置通常採用具有垂直的磁各向異性(PMA)(其產生垂直的易磁軸)的材料。
[0005]位模式保真度(bit pattern fidelity)對於MRAM性能是非常重要的。MTJ位刻蝕包括頂部電極刻蝕(主要化學的)和磁性堆疊刻蝕(主要物理的)。在兩種刻蝕下四乙氧基矽烷(TEOS)和光致抗蝕劑的硬掩模表現不好。在頂部電極刻蝕期間位形狀被改變且失去其圖案保真度。對於高縱橫比(aspect rat1)的位，可以通過使用厚的光致抗蝕劑減少位形狀中的變化，但是厚的光致抗蝕劑易於垮塌(導致不規則的位形狀)。
[0006]因此，需要提供高位圖案保真度的製造基於磁電阻的裝置的方法和硬掩模。此外，結合附圖以及上述的【技術領域】和【背景技術】，從隨後的【具體實施方式】和所附權利要求中，示例性實施例的其它期望的特徵和特性將變得顯而易見。
[0007]簡要概述
[0008]一種製造基於磁電阻的裝置的方法，其通過直接用光致抗蝕劑圖案化硬掩模提供高的位圖案保真度。
[0009]在一個示例性實施例中，一種製造基於磁電阻的裝置的方法包括:提供磁性材料層；在磁性材料層之上沉積金屬層；在金屬層之上沉積圖案化的光致抗蝕劑；刻蝕沒有被圖案化的光致抗蝕劑覆蓋的金屬層以形成導電電極；去除圖案化的光致抗蝕劑；以及，刻蝕沒有被導電電極覆蓋的磁性材料層以形成磁性材料堆疊。
[0010]在另一個示例性實施例中，一種製造基於磁電阻的裝置的方法包括:提供磁性材料層；在磁性材料之上沉積導電層；在導電層之上沉積金屬硬掩模層；在金屬硬掩模層之上沉積圖案化的光致抗蝕劑；刻蝕沒有被圖案化的光致抗蝕劑覆蓋的金屬硬掩模層以形成金屬硬掩模；去除圖案化的光致抗蝕劑；刻蝕沒有被金屬硬掩模覆蓋的導電層以形成導電電極；刻蝕沒有被導電電極覆蓋的磁性材料層以形成磁性材料堆疊；以及去除金屬硬掩模。
[0011]在又一個示例性實施例中，一種製造基於磁電阻的裝置的方法包括:提供磁性材料層；在磁性材料層之上沉積金屬材料層；在金屬材料層之上沉積圖案化的光致抗蝕劑；刻蝕沒有被圖案化的光致抗蝕劑覆蓋的金屬材料層以形成導電電極；去除圖案化的光致抗蝕劑；以及刻蝕沒有被導電電極覆蓋的磁性材料層以形成磁性材料堆疊。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]在下文中將結合以下附圖描述本發明，其中類似的數字表示類似的元件，以及
[0013]圖1-7是根據第一示例性實施例的製造基於磁電阻的裝置的截面圖。
[0014]圖8-12是根據第二示例性實施例的製造基於磁電阻的裝置的截面圖。
[0015]圖13是根據示例性實施例的製造基於磁電阻的裝置的方法的流程圖；
[0016]圖4是根據第一示例性實施例的製造基於磁電阻的裝置的方法的流程圖；
[0017]圖5是根據第二示例性實施例的製造基於磁電阻的裝置的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0018]以下的詳細描述實質僅僅是說明性的，而並不意圖限制本主題的實施例或者這些實施例的應用及使用。任何在此描述為示例性的實現方式並不必然被解釋為相對於其它實現方式是優選的或者有利的。此外，也不受存在於前述的【技術領域】、【背景技術】、
【發明內容】
或者以下的【具體實施方式】中的任何明示或暗示的理論所約束。
[0019]在本描述的過程中，根據不同的圖使用類似的編號來標識類似的元件，所述圖示出各種示例性實施例。
[0020]在此描述的示例性實施例可以使用如下已知的平版印刷術(lithographic)工藝製造。集成電路的製造涉及創建以某種方式相互作用的若干層材料。這些層中的一個或多個可以被圖案化，因此層的不同區域具有不同的電特性或者其它特性，其可以在層內互連或者互連到其它層以生成電部件和電路。可以通過選擇性地引入或者去除不同材料來產生這些區域。通常通過光刻工藝產生定義些區域的圖案。例如，將光致抗蝕劑材料層施加到在晶圓襯底上面的層上。使用光掩模(包含透明的和不透明的區域)通過諸如紫外光、電子或者X射線的輻射的形式來選擇性地曝光該光致抗蝕劑材料。通過使用顯影劑去除暴露於輻射的光致抗蝕劑材料或者不暴露於輻射的光致抗蝕劑材料。然後，可以對未被剩餘的光致抗蝕劑保護的層應用蝕刻，並且當抗蝕劑被去除時，襯底上的所述層被圖案化。替代地，也可以使用附加的處理，例如，使用光致抗蝕劑作為模板構建結構。
[0021]在一方面，本發明涉及製造基於磁電阻的裝置(例如，磁電阻傳感器或者存儲單元)的方法等，該裝置具有布置在磁性材料堆疊(例如，磁性材料的一層或多層)上的導電電極。在一個實施例中，製造方法採用金屬硬掩模來通過刻蝕導電材料的一層或多層以形成、定義和/或圖案化頂部電極。在導電電極的形成、定義和/或圖案化期間，在導電材料(一個或多個)的刻蝕處理期間，或者對於改刻蝕處理，這些金屬硬掩模是相對惰性的。例如，在一個實施例中，金屬硬掩模包括與所述一層或多層導電材料的刻蝕處理(例如，化學蝕刻和/或機械刻蝕處理)結合的選擇性，該選擇性大於或等於10: 1，且在優選實施例中，包括大於或等於20: I的選擇性。
[0022]在另一實施例中，也採用金屬硬掩模以形成、定義和/或圖案化基於磁電阻的裝置(例如，傳感器或者存儲單元)的磁性材料堆疊。在該實施例中，在一層或多層的磁性材料(其形成、定義和/或圖案化磁性材料堆疊)的刻蝕處理期間，或者對於該刻蝕處理，金屬硬掩模是相對惰性的。例如，在一個實施例中，金屬硬掩模包括與磁性材料的一層或多層的化學刻蝕和/或機械刻蝕處理結合的選擇性，該選擇性大於或等於10:1，且在優選實施例中，包括大於或等於20: I的選擇性。
[0023]在一個實施例中，金屬硬掩模包括一種或多種貴金屬和/或其合金，例如，貴金屬與過渡金屬的合金(例如，Pt、Ir、Mo、W、Ru和/或合金AB (其中A = Pt、Ir、Mo、W、Ru，而B = Fe、N1、Mn))。另外，在一個實施例中，金屬硬掩模包括約5-200埃(在優選實施例中，約10-200埃，且在更優選實施例中，約20-100埃)的厚度範圍。例如，金屬掩模可以包括PtMn或者IrMn，並包括例如15-150埃或者20-100埃的厚度範圍。
[0024]注意，在另一實施例中，在磁性材料堆疊的形成、定義和/或圖案化之後，金屬硬掩模可以保留在磁性材料堆疊上，且其後被用作導電電極(或者其部分)。即，在通過刻蝕導電材料的一層或多層而形成、定義和/或圖案化導電電極之後，金屬硬掩模未被去除，而是被採用作為導電電極(或者其部分)。在該實施例中，金屬硬掩模的材料充分導電以作為導電電極，以及是與所述一層或多層磁性材料(其形成或者定義基於磁電阻的裝置的磁性材料堆疊)的刻蝕處理(例如，化學刻蝕和/或機械刻蝕處理)相關聯的足夠選擇性的。例如，在一個實施例中，金屬硬掩模可以是PtMn和/或IrMn，其是⑴導電合金，並且(ii)相對耐受對磁性材料的一層或多層(其形成、定義和/或提供基於磁電阻的裝置的磁性材料堆疊材料)的那些特定刻蝕處理(例如，傳統的基於氟和/或氯的刻蝕處理)。
[0025]又一個方面，本發明涉及使用(完全或者部分地)在此描述和/或示出的任意技術製造的基於磁電阻的裝置(例如，傳感器或者存儲單元)和/或基於磁電阻的裝置的陣列。
[0026]參考圖1 (部分地形成的基於磁電阻的裝置100的截面圖)的一個實施例，使用任何現在已知的或者以後開發的技術(例如，眾所周知的常規技術)將金屬硬掩模層沉積、生長、濺射和/或提供(在下文中共同地稱為「沉積」或者其各種形式)在一層或多層導電材料104上。在一個實施例中，金屬硬掩模層102包括這樣的材料和/或由這樣的材料構成，所述材料在導電材料104的一層或多層(其在圖案化後形成導電電極)和磁性材料106的一層或多層(其在圖案化後形成磁性材料堆疊)的刻蝕處理期間，或者對於該刻蝕處理，是相對惰性的。例如，在一個實施例中，金屬硬掩模層102包括這樣的材料和/或由這樣的材料構成，所述材料具有與所述一層或多層的導電材料和/或磁性材料的化學刻蝕和/或機械刻蝕處理相關的選擇性，所述選擇性大於或等於10: I，且在優選實施例中，包括大於或等於20:1的選擇性。
[0027]如上所示的，金屬硬掩模層102可以包括一種或多種貴金屬和/或其合金和/或由一種或多種貴金屬和/或其合金構成，例如，的貴金屬與過渡金屬的合金(例如Pt、Ir、Mo、W、Ru 和 / 或合金 AB (其中 A = Pt、Ir、Mo、W、Ru 而 B = Fe、N1、Mn))。此外，在一個實施例中，金屬硬掩模層102可以包括在約5-200埃範圍內(在優選實施例中，在約10-150埃範圍內，且在更優選實施例中，在約20-100埃範圍內)的厚度。例如，金屬硬掩模層102可以包括PtMn或者IrMn，並包括例如15-150埃或者25-100埃的厚度範圍。
[0028]在金屬硬掩模層102的沉積之後，在其上沉積光致抗蝕劑208，並將其圖案化到預定的尺寸，所述尺寸與要形成的導電電極的選擇的尺寸一致或者與其相關。可以使用任何現在已知的或者以後發展的技術(例如，眾所周知的傳統的沉積和光刻技術)沉積和圖案化光致抗蝕劑208。
[0029]參考圖3，之後例如通過機械刻蝕(諸如，例如，通過濺射刻蝕技術)刻蝕金屬硬掩模層102，以形成或者提供金屬硬掩模302。尤其是，可以使用任何現在已知的或者以後發展的刻蝕劑和/或技術(例如，使用傳統的刻蝕劑和技術(例如，光學圖像端點技術))刻蝕、形成和/或圖案化金屬硬掩模層102。應當注意，本發明可以採用任何合適的材料和技術，不論現在已知的或者以後發展的，來刻蝕金屬硬掩模層102，並由此形成、定義和/或提供金屬硬掩模302。
[0030]在形成金屬硬掩模302 (具有預定的圖案(其至少部分地由圖案化的光致抗蝕劑定義))之後，可以有利地利用例如傳統的技術去除或者剝離光致抗蝕劑208 (圖4)。這裡，通過在圖案轉移到金屬硬掩模層302之後去除或者剝去光致抗蝕劑208，使得在後續處理期間，由於光致抗蝕劑208的失效(例如，光致抗蝕劑的「垮塌」)造成的位或者單元圖案(以及，例如，高的縱橫比)的損失可能性較小。
[0031]參考圖5，然後刻蝕所述一層或多層導電材料104(金屬硬掩模302 「保護」其特定部分)以形成、定義、圖案化和/或提供導電電極504。可以使用任何現在已知的或者以後發展的刻蝕劑和/或技術(例如，使用機械刻蝕劑和技術(例如，濺射刻蝕劑和技術))刻蝕、形成和/或圖案化所述一層或多層導電材料104 (例如，Ta或Ta-TaN複合物)。應當注意，本發明可以採用任何合適的刻蝕劑和技術，不論現在已知的或者以後發展的，來刻蝕導電材料的所述一層或多層，並因此形成、定義和/或提供導電電極504。
[0032]在刻蝕導電材料104的所述一層或多層，並使用金屬硬掩模302來「保護」導電電極504之後，刻蝕磁性材料106的所述一層或多層以形成、定義、圖案化和/或提供磁性材料堆疊606 (圖6)。可以使用任何現在已知的或者以後發展的刻蝕劑或技術(例如，使用機械的和/或化學的技術(例如，低偏置功率濺射技術或者諸如傳統的基於氟和/或氯的刻蝕技術的化學刻蝕技術))來刻蝕、形成、和/或圖案化所述一層或多層磁性材料106。注意，在磁性材料堆疊606的形成、定義和/或圖案化期間，金屬硬掩模302和導電電極504相對地不受影響。這裡，金屬硬掩模302對於這樣的處理是相對惰性的，並且金屬硬掩模302 「保護」導電電極504(例如，尤其是在該處理採用諸如低偏置功率的濺射刻蝕技術的機械刻蝕技術的情況下，由於在那些與低偏置功率濺射刻蝕技術結合採用的能量下金屬硬掩模的濺射率)。
[0033]在一個實施例中，在磁性材料堆疊606的形成、定義和/或圖案化之後，可以去除或者剝去金屬硬掩模302以便於到暴露的導電電極504的電連接(圖7)。可以使用例如傳統的技術去除或者剝去金屬硬掩模302。實際上，在去除或者剝去金屬硬掩模302之後，可以使用任何現在已知的或者以後發展的處理和/或結構連接暴露的導電電極504以感測、讀和/或寫導體(未示出)，和完成基於磁電阻的裝置。注意，在另一實施例中，不去除或者剝去金屬硬掩模302，而是如以上剛剛描述的完成基於磁電阻的裝置。
[0034]如上面所討論的，在另一實施例中，在從其形成、定義和/或圖案化金屬硬掩模302之後，金屬硬掩模層102可以作為掩模302和導電電極504(或者其部分)兩者。例如，參考圖8(部分地形成的基於磁電阻的裝置800的截面圖)，在一個實施例中，一層或多層金屬材料804沉積在磁性材料106的一層或多層上。所述金屬材料106的一層或多層包括一種或多種材料和/或由一種或多種材料構成，所述材料在磁性材料(其，在圖案化之後形成磁性材料堆疊)的一層或多層的刻蝕處理期間，或者對於該刻蝕處理，是相對惰性的。例如，在一個實施例中，所述一層或多層金屬材料804包括這樣的材料和/或由這樣的材料構成，所述材料具有與磁性材料的一層或多層的化學刻蝕和/或機械刻蝕處理相關的選擇性，所述選擇性大於或等於10: I，且在優選實施例中，包括大於或等於20: I的選擇性。
[0035]所述金屬材料804的一層或多層可以包括一種或多種貴金屬和/或其合金和/或由一種或多種貴金屬和/或其合金構成，例如，具有過渡金屬的貴金屬的合金(例如Pt、Ir、Mo、W、Ru 和 / 或合金 AB (其中 A = Pt、Ir、Mo、W、Ru，B = Fe、N1、Mn))。此外，在一個實施例中，金屬材料804的一層或多層可以包括在約50-300埃範圍內(在優選實施例中，在約75-250埃範圍內，且在更優選實施例中，在約100-200埃範圍內)的厚度。例如，所述金屬材料804的一層或多層可以包括PtMn或者IrMn，並包括例如75-250埃或者100-200埃的厚度範圍。
[0036]在所述一層或多層金屬材料804的沉積之後，光致抗蝕劑908被沉積在其上(圖9)且被圖案化到預定的尺寸，所述尺寸與要形成的導電電極1004(圖10)的選擇的尺寸一致或者相關聯。類似於在圖1-7中示出的實施例，可以使用任何現在已知的或者以後發展的技術(例如，眾所周知的傳統的沉積和光刻技術)將光致抗蝕劑908沉積和圖案化。
[0037]參考圖10，例如，通過機械刻蝕(諸如，例如，通過濺射刻蝕技術)刻蝕所述一層或多層金屬材料804，以形成或者提供金屬硬掩模-導電電極1004。注意，可以使用任何現在已知的或者以後發展的刻蝕劑和/或技術(例如，使用傳統的刻蝕劑和技術(例如，光學圖像端點技術))刻蝕、形成和/或圖案化所述一層或多層金屬材料804。應當注意，本發明可以採用合適的材料和技術，不論現在已知的或者以後發展的，來刻蝕金屬材料804的一層或多層，並因此形成、定義和/或提供金屬硬掩模-導電電極1004。
[0038]在形成金屬硬掩模和導電電極1004(具有預定的圖案(其至少部分地由圖案化的光致抗蝕劑908限定))之後，去除或者剝去光致抗蝕劑908可以是有利的(圖11)，例如，使用傳統的技術。這裡，通過在圖案轉移到金屬硬掩模層804之後去除或者剝去光致抗蝕劑908，使得在後續處理期間，由於光致抗蝕劑908的失效(例如，光致抗蝕劑的「垮塌」)造成的位或者單元圖案(以及，例如，高的縱橫比)的損失的可能性更小。
[0039]參考圖12，使用金屬硬掩模-導電電極1004 「保護」導電電極，刻蝕所述一層或多層磁性材料106以形成、定義、圖案化和/或提供磁性材料堆疊1206。可以使用任何現在已知的或者以後發展的技術(例如，使用機械的和/或化學的技術(例如，低偏置功率濺射技術或者諸如傳統的基於氟和/或氯的刻蝕技術的化學蝕刻技術))來刻蝕、形成、和/或圖案化磁性材料106的一層或多層。注意，在磁性材料堆疊1206的形成、定義和/或圖案化期間，金屬硬掩模-導電電極1004的材料(一種或多種)是相對不受影響的。這裡，金屬硬掩模-導電電極1004對於該處理是相對惰性的，並「保護」所述一層或多層磁性材料106的選定的部分，尤其是在其中該處理採用諸如低偏置功率的濺射刻蝕技術的機械刻蝕技術的情況下，由於在那些與低偏置功率濺射刻蝕技術結合採用的能量下的金屬硬掩模的濺射率。
[0040]在磁性材料堆疊1206的形成、定義和/或圖案化之後，所得到的結構是設置在磁性材料堆疊1206上的導電電極1204(圖12)。因此，在該實施例中，在磁性材料堆疊1206的形成、定義和/或圖案化之後，不去除或者剝去金屬硬掩模-導電電極1004，並且且可以使用任何現在已知的或者以後發展的處理和/或結構將其暴露的部分連接到電導體(感測、讀和/或寫導體)，並完成基於磁電阻的裝置。
[0041]因此，在該實施例中，金屬硬掩模-導電電極1004的材料是足夠導電的以作為導電電極1204，以及是與所述一層或多層磁性材料106 (其形成或者定義基於磁電阻的裝置1200的磁性材料堆疊1206)的刻蝕處理(例如，化學刻蝕和/或機械刻蝕處理)相關聯地足夠選擇性的。例如，在一個實施例中，金屬硬掩模-導電電極1004可以包括PtMn和/或IrMn，其是(i)導電合金，且(ii)對磁性材料的一層或多層(其形成、定義和/或提供基於磁電阻的裝置1200的磁性材料堆疊材料)的那些特定刻蝕處理(例如，傳統的基於氟和/或氯的刻蝕處理)相對有抗性。
[0042]在此描述並示出了許多發明。雖然已經描述並示出了本發明的某些實施例、特徵、屬性和優點，但應當理解，從這些描述和示例，本發明的許多其它的，以及不同的和/或類似的實施例、特徵、屬性和優點是明顯的。如此，本發明的上述實施例僅僅是示例性的。它們不意圖是窮舉性的或者將本發明限制到所公開的精確的形式、技術、材料和/或配置。根據本公開，許多修改和變化是可能的。應當理解，可以利用其它實施例，並可以進行操作的變化，而不脫離本發明的範圍。如此，由於上述實施例的描述被呈現用於示例和描述的目的，因此本發明的範圍並不僅僅限於以上描述。
[0043]重要的是，本發明既不限於任何單個方面或實施例，也不限於任何這些方面和/或實施例的組合和/或變換。此外，本發明的方面和/或其實施例中的每一個可以被單獨採用或者與其它方面和/或其實施例中的一個或多個結合地採用。為簡潔起見，在此將不分別地討論和/或說明許多那些排列與組合。
[0044]圖13-15是示出用於製造基於磁電阻的裝置的方法1300、1400、1500的示例性實施例的流程圖。為了說明性的目的，方法1300、1400、1500的以下描述可以參考上面結合圖1-12說明的元件。應當理解，方法1300、1400、1500可以包括任意數目的附加的或者替代的任務，圖13-15中示出的任務不需要以所示出的順序執行，並且方法1300、1400、1500可以被併入到更全面的過程或者處理中，其具有在此未詳細描述的附加的功能。此外，只要意圖的總體功能保持不變，圖13-15中示出的任務中的一個或多個可以從方法1300、1400、1500的實施例省略。
[0045]參考圖13的流程圖，製造基於磁電阻的裝置的第一示例性實施例包括:提供1302磁性材料層；在磁性材料層之上沉積1304金屬層；在金屬層之上沉積1306圖案化的光致抗蝕劑；刻蝕1308未被圖案化的光致抗蝕劑覆蓋的金屬層以形成導電電極；去除1310圖案化的光致抗蝕劑；以及刻蝕1312未被導電電極覆蓋的磁性材料層以形成磁性材料堆疊。
[0046]第二示例性實施例(圖14)包括:提供1402磁性材料層；在磁性材料之上沉積1404導電層；在導電層之上沉積1406金屬硬掩模層；在金屬硬掩模層之上沉積1408圖案化的光致抗蝕劑；刻蝕1410未被圖案化的光致抗蝕劑覆蓋的金屬硬掩模層以形成金屬硬掩模；去除1412圖案化的光致抗蝕劑；刻蝕1414未被金屬硬掩模覆蓋的導電層以形成導電電極；刻蝕1416未被導電電極覆蓋的磁性材料層以形成磁性材料堆疊；並且，雖然優選金屬硬掩模保留，但也可以可選地將其去除。
[0047]第三示例性實施例(圖15)包括:提供1502磁性材料層；在磁性材料層之上沉積1504金屬材料層；在金屬材料層之上沉積1506圖案化的光致抗蝕劑；刻蝕1508未被圖案化的光致抗蝕劑覆蓋的金屬材料層以形成導電電極；去除1510圖案化的光致抗蝕劑；以及刻蝕1512未被導電電極覆蓋的磁性材料層以形成磁性材料堆疊。
[0048]通過使用薄的金屬硬掩模的刻蝕，示例性實施例的位形狀被保持而不受光致抗蝕劑圖案化的影響，允許薄的光致抗蝕劑，並因此改善了對於高縱橫比頂部電極高度對關鍵尺寸(CD)比所需的抗蝕劑縱橫比。消除了在光刻或者刻蝕期間由大的光致抗蝕劑的厚度所引起的圖案垮塌，因此改善了光保真度。
[0049]雖然在此公開的描述的示例性實施例涉及各種存儲器或者傳感器結構及其製造方法，但本發明並不限於示例性實施例，其示出了本發明的發明性的諸方面，這些方面可適用於各式各樣的半導體工藝和/或裝置。因此，由於本發明可以被以對受益於本公開的教導的本領域技術人員明顯的、不同但等價的方式改進和實踐，因此，上述公開的特定實施例僅僅是說明性的且不應視為對本發明的限制。此外，所描述的層的厚度可以與公開的厚度值不同。因此，上文的描述並不意圖將本發明限制到所說明的具體形式，而是，相反地，意圖覆蓋可以被涵蓋在如由所附權利要求所限定的本發明的精神和範圍內的這樣的替代、修改和等同物，從而本領域技術人員應理解，他們可以進行各種變化、置換和改變而不脫離本發明最廣泛的形式的精神和範圍。
[0050]上面已經就特定實施例描述了好處、其它優點和問題的解決方案。然而，這些好處、優點、問題的解決方案，以及任何可以使得任何好處、優點或解決方案出現或者變得更明顯的任何要素(一個或多個)不應被認為是任何或者全部權利要求的關鍵的、需要的、或者實質性的特徵或者要素。如在此使用的，術語「包括」、「包含」或者其任何其它變形，意圖覆蓋非排他的包括，以使得包括一系列要素的處理、方法、物品、或者裝置並不是僅僅包括那些要素，而是可以包括其它沒有明確地列出的或者該處理、方法、物品或者裝置所固有的其它要素。
[0051]雖然在上面的詳細描述中已經呈現了至少一個示例性實施例，但是應當明白，可以存在許許多多的變體。還應當明白，示例性實施例僅僅是實例，而並不意圖以任何方式限制本發明的範圍、應用或者配置。而是，上述的詳細描述將為本領域技術人員提供用於實現本發明的示例性實施例的方便的路線圖，應理解，可以在示例性實施例中描述元件的功能和布置中進行各種改變而不背離如在所附權利要求中陳述的本發明的範圍。
【權利要求】
1.一種製造基於磁電阻的裝置的方法，包括: 提供磁性材料層； 在所述磁性材料層之上沉積金屬層； 在所述金屬層之上沉積圖案化的光致抗蝕劑； 刻蝕沒有被所述圖案化的光致抗蝕劑覆蓋的金屬層以形成導電電極； 去除所述圖案化的光致抗蝕劑，以及 刻蝕沒有被所述導電電極覆蓋的所述磁性材料層以形成磁性材料堆疊。
2.如權利要求1所述的方法，其中沉積金屬層包括: 沉積對所述導電電極的刻蝕是惰性的材料。
3.如權利要求2所述的方法，其中所述材料沉積包括: 沉積在所述導電層的刻蝕中具有大於10:1的選擇性的材料。
4.如權利要求1所述的方法，其中沉積所述金屬層包括: 沉積包括一種或多種貴金屬，或者一種或多種貴金屬以及其合金的金屬層。
5.如權利要求1所述的方法，其中沉積所述金屬層包括: 沉積具有在15-150埃範圍內的厚度的金屬硬掩模。
6.如權利要求1所述的方法，其中沉積所述金屬硬掩膜包括: 沉積包括PtMn以及IrMn中的至少一個的金屬硬掩膜。
7.如權利要求1所述的方法，其中沉積所述金屬硬掩膜包括: 沉積包括從由Pt、Ir、Mo、W、Ru和合金AB構成的組中選擇的成員中的至少一者的金屬硬掩膜，(其中A包括Pt、Ir、Mo、W、Ru而B包括Fe、N1、Mn)。
8.一種製造基於磁電阻的裝置的方法，包括: 提供磁性材料層； 在所述磁性材料之上沉積導電層； 在所述導電層之上沉積金屬硬掩模層； 在所述金屬硬掩模層之上沉積圖案化的光致抗蝕劑； 刻蝕沒有被所述圖案化的光致抗蝕劑覆蓋的所述金屬硬掩模層以形成金屬硬掩模； 去除所述圖案化的光致抗蝕劑；。 刻蝕沒有被所述金屬硬掩模覆蓋的所述導電層以形成導電電極；以及 刻蝕沒有被所述導電電極覆蓋的所述磁性材料層以形成磁性材料堆疊。
9.如權利要求8所述的方法，其中沉積所述金屬硬掩模層包括: 沉積對所述導電層的所述刻蝕是惰性的材料。
10.如權利要求9所述的方法，其中沉積所述材料包括: 沉積在所述導電層的所述刻蝕中具有大於10:1的選擇性的材料。
11.如權利要求8所述的方法，其中沉積所述金屬硬掩模包括: 沉積包括一種或多種貴金屬，或者一種或多種貴金屬以及其合金的金屬硬掩模。
12.如權利要求8所述的方法，其中沉積所述金屬硬掩模包括: 沉積具有在15-150埃範圍內厚度的金屬硬掩模。
13.如權利要求8所述的方法，其中沉積所述金屬硬掩模包括: 沉積包括PtMn和IrMn中的至少一個的金屬硬掩模。
14.如權利要求8所述的方法，其中沉積所述金屬硬掩模包括: 沉積包括從由Pt、Ir、Mo、W、Ru和合金AB中構成的組中選擇的成員中的至少一者的金屬硬掩模(其中A包括Pt、Ir、Mo、W、Ru而B包括Fe、N1、Mn)。
15.一種製造基於磁電阻的裝置的方法，包括: 提供磁性材料層； 在所述磁性材料層之上沉積金屬材料層； 在所述金屬材料層之上沉積圖案化的光致抗蝕劑； 刻蝕沒有被所述圖案化的光致抗蝕劑覆蓋的所述金屬材料層以形成導電電極； 去除所述圖案化的光致抗蝕劑；以及 刻蝕沒有被所述導電電極覆蓋的所述磁性材料層以形成磁性材料堆疊。
16.如權利要求15所述的方法，其中沉積所述金屬材料層包括: 沉積對所述導電層的所述刻蝕是惰性的材料。
17.如權利要求16所述的方法，其中所述材料沉積包括: 沉積在所述導電層的所述刻蝕中具有大於10:1的選擇性的材料。
18.如權利要求15所述的方法，其中沉積所述金屬硬掩模包括: 沉積包括一種或多種貴金屬，或者一種或多種貴金屬和其合金的金屬硬掩模。
19.如權利要求15所述的方法，其中沉積所述金屬硬掩模包括: 沉積具有在15-150埃範圍內的厚度的金屬硬掩模。
20.如權利要求15所述的方法，其中沉積所述金屬硬掩模層包括: 沉積包括PtMn和IrMn中的至少一個的金屬硬掩模。
【文檔編號】G11C11/15GK104471646SQ201380021675
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年4月26日 優先權日:2012年4月26日
【發明者】S·德石潘德, S·阿加瓦爾, K·納蓋爾 申請人:艾沃思賓技術公司