專利名稱：包含水平及垂直部分的鑲嵌型磁性隧道結(jié)結(jié)構(gòu)及其形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體來說涉及一種磁性隧道結(jié)(MTJ)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
一般來說，便攜型計(jì)算裝置及無線通信裝置的普遍采用增加了對(duì)高密度且低功率的非易失性存儲(chǔ)器的需求。由于加工技術(shù)已改進(jìn)，所以可以制造基于磁性隧道結(jié)(MTJ)裝置的磁阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)。傳統(tǒng)的自旋力矩隧道(STT)結(jié)裝置通常形成為扁平堆疊結(jié)構(gòu)。這些裝置通常具有二維磁性隧道結(jié)(MTJ)單元，所述MTJ單元具有單一磁疇。MTJ單元通常包括底部電極、由反鐵磁性材料形成的參考層、攜載由所述參考層固定或釘扎的磁矩的固定或釘扎層、隧道勢(shì)壘層(即，隧穿氧化物層)、自由層(即，攜載具有可變定向的 磁矩的鐵磁性層)、罩蓋層及頂部電極。所述自由層的磁矩相對(duì)于所述固定層所攜載的固定磁矩的方向的方向決定所述MTJ單元所表示的數(shù)據(jù)值。通常，通過沉積多個(gè)材料層，通過將圖案界定到所述層上及通過根據(jù)所述圖案選擇性地移除所述層的若干部分而形成磁性隧道結(jié)(MTJ)單元。常規(guī)STT MTJ單元為磁矩共平面型，且經(jīng)形成以維持大于I的長度對(duì)寬度的縱橫比，以便維持磁各向同性效應(yīng)。按照慣例，通過控制MTJ圖案的準(zhǔn)確度及通過執(zhí)行MTJ光及蝕刻工藝來維持MTJ單元的縱橫比。在一特定例子中，可使用硬掩模準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)印且界定MTJ圖案。然而，MTJ單元結(jié)構(gòu)可能經(jīng)受腐蝕，腐蝕可能導(dǎo)致不合意的傾斜、轉(zhuǎn)角修圓及不合意的膜損耗。此損壞可能影響MTJ結(jié)構(gòu)的接觸電阻且甚至可能暴露或損壞MTJ結(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
在一特定說明性實(shí)施例中，揭示一種制造半導(dǎo)體裝置的方法。所述方法包括在裝置襯底上形成金屬層。所述方法進(jìn)一步包括形成與所述金屬層接觸的通孔及在所述通孔上方添加電介質(zhì)層。所述方法還包括蝕刻所述電介質(zhì)層的一部分以形成溝槽區(qū)域。所述方法進(jìn)一步包括將垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)結(jié)構(gòu)沉積到所述溝槽區(qū)域中。在另一特定實(shí)施例中，揭示一種半導(dǎo)體裝置，其包括安置于所述半導(dǎo)體裝置的溝槽區(qū)內(nèi)的垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)結(jié)構(gòu)。由至少一些所揭示的實(shí)施例提供的一個(gè)特定優(yōu)勢(shì)為，通過使用溝槽在不對(duì)所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)進(jìn)行光/蝕刻的情況下界定所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)的尺寸，可減少氧化、腐蝕及轉(zhuǎn)角修圓。所述溝槽可形成于氧化物基底襯底中，相比于垂直MTJ金屬膜，更容易對(duì)所述氧化物基底襯底進(jìn)行光蝕刻。另外，相比于金屬層，更容易精確地對(duì)所述氧化物基底襯底進(jìn)行光蝕亥IJ?？墒褂梅聪驕喜酃馕g刻工藝及化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝來移除過量材料，而不會(huì)引入可能影響所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)的性能的腐蝕、轉(zhuǎn)角修圓或其它問題。提供另一特定優(yōu)勢(shì)，其在于用于形成垂直MTJ結(jié)構(gòu)的工藝窗得以改進(jìn)(S卩，放大)，且垂直MTJ工藝及所得垂直MTJ結(jié)構(gòu)的總的可靠性也得以改進(jìn)。
在審閱完整的申請(qǐng)案之后，本發(fā)明的其它方面、優(yōu)勢(shì)及特征將變得顯而易見，完整的申請(qǐng)案包括以下章節(jié)[


]、[具體實(shí)施方式
]及[權(quán)利要求書]。

圖I為展示裝置中的溝槽的形成及描繪安置于所述溝槽內(nèi)的垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)的代表性實(shí)施例的橫截面圖；圖2為包括垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)單元的電路裝置的特定說明性實(shí)施例的俯視圖，所述MTJ單元具有大體上為矩形的形狀；圖3為沿著圖2中的線3-3截取的圖2的電路裝置的橫截面圖；
圖4為包括垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)的電路裝置的第二特定說明性實(shí)施例的俯視圖，所述MTJ具有大體上為橢圓形的形狀；圖5為包括垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)的電路裝置的第三特定說明性實(shí)施例的俯視圖；圖6為沿著圖5中的線6-6截取的圖5的電路裝置的橫截面圖；圖7為包括襯底的存儲(chǔ)器裝置的特定說明性實(shí)施例的俯視圖，所述襯底具有用以存儲(chǔ)多個(gè)位的垂直磁性隧道結(jié)單元；圖8為沿著圖7中的線8-8截取的圖7的電路裝置的橫截面圖；圖9為沿著圖7中的線9-9截取的圖7的電路裝置的橫截面圖；圖10為包括襯底的存儲(chǔ)器裝置的另一特定說明性實(shí)施例的俯視圖，所述襯底具有適于存儲(chǔ)多個(gè)位的垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)；圖11為沿著圖10中的線11-11截取的圖10的存儲(chǔ)器裝置的橫截面圖；圖12為沿著圖10中的線12-12截取的圖10的存儲(chǔ)器裝置的橫截面圖；圖13為在沉積罩蓋膜層之后及在通孔光/蝕刻、光致抗蝕劑剝除、通孔填充及通孔化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝之后的電路襯底的橫截面圖；圖14為圖13的電路襯底的橫截面圖，其說明在金屬間電介質(zhì)層(IMD)沉積、罩蓋膜沉積、溝槽光/蝕刻工藝、底部電極沉積、磁性隧道結(jié)(MTJ)膜沉積、頂部電極沉積及反向光/蝕刻處理之后的多個(gè)溝槽及多個(gè)垂直MTJ結(jié)構(gòu)；圖15為在反向光致抗蝕劑剝除及停止于罩蓋膜層處的MTJ CMP處理之后的圖14的電路襯底的橫截面圖；圖16為在旋涂光致抗蝕劑之后及在進(jìn)行光蝕刻以移除垂直MTJ堆疊的側(cè)壁從而提供工藝開口之后沿著圖15中的線16-16截取的圖15的電路襯底的橫截面圖；圖17為在用MD氧化物材料填充所述工藝開口及停止于罩蓋層處的CMP工藝之后的圖16的電路襯底的橫截面圖；圖18為在沉積第一 MD層、通孔處理及頂部線跡線的金屬膜沉積及圖案化之后的沿著圖17中的線18-18截取的圖17的電路襯底的橫截面圖；圖19為一種形成垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)單元的方法的特定說明性實(shí)施例的流程圖；圖20至21說明一種形成垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)單元的方法的第二特定說明性實(shí)施例的流程圖22為包括具有多個(gè)垂直MTJ單元的存儲(chǔ)器裝置的代表性無線通信裝置的框圖；及圖23為一種用以制造包括垂直MTJ單元的電子裝置的制造工藝的特定說明性實(shí)施例的數(shù)據(jù)流程圖。
具體實(shí)施例方式圖I為展示裝置中的溝槽的形成及安置于所述溝槽內(nèi)的垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)單元的代表性實(shí)施例的橫截面圖。參看圖1，說明在處理的第一階段192、第二階段194及第三階段196之后的電路襯底的特定實(shí)施例的橫截面圖。電路襯底100包括裝置襯底105、第一金屬間電介質(zhì)層(MD) 101、線跡線103及安置于第一金屬間電介質(zhì)層(MD) 101上的第二金屬間電介質(zhì)層(MD) 102。在特定實(shí)施例中，可通過在第二 MD 102上旋涂光致抗蝕劑而涂覆光致抗蝕劑層?？蓱?yīng)用光蝕刻工藝在第二金屬間電介質(zhì)層102中界定溝槽圖案。在蝕刻之后剝除光致抗蝕劑層以暴露穿過第二金屬間電介質(zhì)層102的開口或通孔(via)。將導(dǎo)電材料或通孔填充材料108沉積到所述開口中，且可執(zhí)行例如CMP工藝的平坦化工藝來使 所述電路襯底100平坦化。(例如)通過執(zhí)行溝槽光蝕刻與清潔工藝而在第二金屬間電介質(zhì)層102內(nèi)界定溝槽114。在第一階段192之后，將垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)單元150沉積于溝槽114內(nèi)。所述垂直MTJ單元150包括耦合到底部通孔填充材料108的底部電極176、耦合到底部電極176的垂直MTJ堆疊152及耦合到垂直MTJ堆疊152的頂部電極170。可將光致抗蝕劑層圖案化于頂部電極170上。對(duì)光致抗蝕劑層、頂部電極170、垂直MTJ堆疊152及底部電極176應(yīng)用反向MTJ光蝕刻工藝以移除不在溝槽114內(nèi)或上方的過量材料。在此特定實(shí)例中，所述溝槽114經(jīng)界定以具有溝槽深度(d)。底部電極176的厚度經(jīng)界定以具有相對(duì)垂直MTJ單元深度(C)。在一特定實(shí)例中，垂直MTJ單元深度(c)大致等于溝槽深度(d)減去底部電極176的厚度。一般來說，通過在溝槽114內(nèi)制造垂直MTJ單元150，溝槽114的尺寸界定垂直MTJ單元150的尺寸。另外，因?yàn)闇喜?14界定垂直MTJ單元150的尺寸，所以可在不對(duì)垂直MTJ單元150執(zhí)行關(guān)鍵且昂貴的光蝕刻工藝的情況下形成垂直MTJ單元150，借此減少關(guān)于垂直MTJ單元150的氧化、轉(zhuǎn)角修圓及其它腐蝕相關(guān)問題。在特定實(shí)施例中，垂直MTJ單元150包括垂直MTJ堆疊152，所述垂直MTJ堆疊152包括自由層154、隧道勢(shì)壘層156及釘扎層158。垂直MTJ堆疊152的自由層154經(jīng)由罩蓋層180耦合到頂部電極170。在此實(shí)例中，垂直MTJ堆疊152的釘扎層158經(jīng)由參考層178耦合到底部電極176。在特定實(shí)施例中，參考層178可包含鉬。參考層178及釘扎層158具有在相同方向上定向的相應(yīng)磁疇107及109。自由層154包括可經(jīng)由寫入電流(未圖示)編程的磁疇111。在此特定視圖中，磁疇107、109及111是垂直地定向。在其它實(shí)施例中，可包括額外層，例如一個(gè)或一個(gè)以上晶種層；緩沖層；雜散場(chǎng)平衡層；連接層；性能增強(qiáng)層，例如合成釘扎層、合成自由(SyF)層或雙自旋過濾器(DSF);或其任何組合。在特定實(shí)施例中，垂直MTJ單元150可包含鐵/鉬。在另一特定實(shí)施例中，垂直MTJ單元可包含鈷/鉬。在又一特定實(shí)施例中，垂直MTJ單元可包含鈷/鎳。在底部電極176、垂直MTJ堆疊152及頂部電極170形成于溝槽114內(nèi)之后，在第三階段196中，應(yīng)用化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝以形成大體上平坦的表面112?？沙练e第三罩蓋層及第四金屬間電介質(zhì)層。應(yīng)用光蝕刻工藝以界定通孔160。用導(dǎo)電材料填充所述通孔160，且可應(yīng)用例如通孔化學(xué)機(jī)械平坦化工藝的平坦化工藝。在特定實(shí)施例中，垂直MTJ堆疊可采取溝槽114的形式。舉例來說，在圖2中所描繪的特定實(shí)施例中，垂直MTJ堆疊可具有大體上為矩形的形狀且溝槽區(qū)可具有大體上為矩形的形狀。在圖3中所描繪的另一特定實(shí)施例中，垂直MTJ堆疊可具有大體上為U形的橫截面且溝槽區(qū)可具有大體上為U形的橫截面。在如圖8中所描繪的又一特定實(shí)施例中，垂直MTJ堆疊可具有大體上為L形的橫截面且溝槽區(qū)可具有大體上為L形的橫截面。在如圖4中所描繪的又一特定實(shí)施例中，溝槽的至少一個(gè)部分可具有大體上彎曲的形狀。在特定實(shí)施例中，可在不蝕刻MTJ堆疊的情況下通過溝槽來界定垂直MTJ堆疊的形狀。與共平面STT MTJ相比，形成于溝槽內(nèi)的垂直STT MTJ可提供益處。舉例來說，共平面STT MTJ具有較高阻尼因子，其導(dǎo)致較高切換電流。MTJ切換電流還與MTJ的能量勢(shì) 魚及矯頑場(chǎng)(coercivity field)相關(guān),此情形限制MTJ位單元切換電流的減小。結(jié)果，也限制共平面MRAM位單元大小的減小。然而，對(duì)垂直STT MTJ來說，能量勢(shì)壘切換電流大體上與矯頑場(chǎng)無關(guān)，且阻尼也得以減小。因而，可縮放能量勢(shì)壘切換電流而不考慮矯頑場(chǎng)。與共平面STT MTJ相比，垂直STT MTJ的形狀縱橫比及各向同性需求也得以減小。結(jié)果，MRAM位單元大小可得以減小。可通過在溝槽內(nèi)形成垂直MTJ而減少或避免例如歸因于腐蝕或轉(zhuǎn)角修圓的可能會(huì)限制垂直MTJ縮放的有害性能效應(yīng)。圖2為包括垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)單元204的電路裝置200的特定說明性實(shí)施例的俯視圖，MTJ單元204具有大體上為矩形的形狀。電路裝置200包括具有垂直MTJ單元204的襯底202。垂直MTJ單元204包括底部電極206、垂直MTJ堆疊208、中心電極210及通孔212。垂直MTJ單元204具有第一側(cè)壁214、第二側(cè)壁216、第三側(cè)壁218及第四側(cè)壁220。第二側(cè)壁216包括用以表示第一數(shù)據(jù)值的第二磁疇222，且第四側(cè)壁220包括用以表示第二數(shù)據(jù)值的第四磁疇224。底壁(未圖示)可包括用以表示另一數(shù)據(jù)值的底部磁疇346 (參見圖3)。取決于特定實(shí)施方案，第一側(cè)壁214及第三側(cè)壁218也可攜載磁疇。垂直MTJ單元204具有長度(a)及寬度(b)。長度(a)對(duì)應(yīng)于第二側(cè)壁216及第四側(cè)壁220的長度。寬度(b)對(duì)應(yīng)于第一側(cè)壁214及第三側(cè)壁218的長度。在此特定實(shí)例中，垂直MTJ單元204的長度(a)大于寬度(b)?；蛘?，垂直MTJ單元204的長度(a)可等于寬度(b)。圖3為沿著圖2中的線3-3截取的圖2的電路裝置200的橫截面圖300。視圖300包括以橫截面來展示的襯底202，其包括垂直MTJ單元204、通孔212、頂部電極210、垂直MTJ堆疊208及底部電極206。襯底202包括第一金屬間電介質(zhì)層332、第一罩蓋層334、第二金屬間電介質(zhì)層336、第二罩蓋層338、第三罩蓋層340及第三金屬間電介質(zhì)層342。在第二罩蓋層338及第二金屬間電介質(zhì)層336中形成溝槽以收納底部電極206、垂直MTJ堆疊208及頂部電極210。所述溝槽具有溝槽深度(d)，且垂直MTJ堆疊208具有深度(c)，深度(c)大致等于溝槽深度(d)減去底部電極206的厚度。底部通孔344延伸穿過第一罩蓋層334及第一金屬間電介質(zhì)層332且稱合到底部電極206。通孔212從襯底202的表面330延伸穿過第三金屬間電介質(zhì)層342及第三罩蓋層340且耦合到頂部電極210。表面330可為大體上平坦的表面。
圖4為包括垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)單元404的電路裝置400的第二特定說明性實(shí)施例的俯視圖，MTJ單元404具有大體上橢圓形的形狀?；蛘?，所述垂直MTJ單元可具有圓形形狀。電路裝置400包括具有垂直MTJ單元404的襯底402。垂直MTJ單元404包括底部電極406、垂直MTJ堆疊408、頂部電極410及通孔412，通孔412從一表面(例如在圖3中所說明的表面330)延伸到頂部電極410。垂直MTJ單元404包括分別適于攜載獨(dú)立磁疇422及424的第一側(cè)壁416及第二側(cè)壁418。獨(dú)立磁疇422及424中的每一者的相應(yīng)定向可表示相應(yīng)數(shù)據(jù)值。另外，垂直MTJ單元404可包括適于攜載可表示另一數(shù)據(jù)值的另一獨(dú)立磁疇(例如圖3的底部磁疇346)的底壁。垂直MTJ單元404包括長度(a)及寬度(b)，其中長度(a)大于寬度(b)?；蛘?，長度(a)可等于寬度(b)。在特定實(shí)施例中，圖3的橫截面圖也可表示沿著圖4中的線3-3截取的橫截面。在此實(shí)例中，如圖3中所說明，可將垂直MTJ單元404形成于具有深度⑷的溝槽內(nèi)以使得垂直MTJ單元404具有深度(C)。在此特定實(shí)例中，可形成垂直MTJ單元404以使得長度(a)大于寬度(b)且寬度(b)大于溝槽深度⑷或垂直MTJ單元深度(C)?；蛘撸鐖D5及6中所說明，可形成垂直MTJ單元404以使得MJT單元404具有大于垂直MTJ 單元深度(c)的溝槽深度(d)，而深度(c)又大于長度(a)。圖5為包括垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)單元504的電路裝置500的第三特定說明性實(shí)施例的俯視圖。電路裝置500包括具有垂直MTJ單元504的襯底502。垂直MTJ單元504包括底部電極506、垂直MTJ堆疊508、中心電極510及通孔512。垂直MTJ單元504具有第一側(cè)壁514、第二側(cè)壁516、第三側(cè)壁518及第四側(cè)壁520。第二側(cè)壁516包括適于表示第一數(shù)據(jù)值的第二磁疇522，且第四側(cè)壁520包括適于表示第二數(shù)據(jù)值的第四磁疇524。如圖6中所描繪，底壁670可包括底部磁疇672。取決于特定實(shí)施方案，第一側(cè)壁514及第三側(cè)壁518也可攜載磁疇。垂直MTJ單元504具有長度(a)及寬度(b)。長度(a)對(duì)應(yīng)于第二側(cè)壁516及第四側(cè)壁520的長度。寬度(b)對(duì)應(yīng)于第一側(cè)壁514及第三側(cè)壁518的長度。在此特定實(shí)例中，垂直MTJ單元504的長度(a)大于寬度(b)。或者，垂直MTJ單元504的長度(a)可等于寬度(b)。圖6為沿著圖5中的線6-6截取的圖5的電路裝置的橫截面圖。視圖600包括以橫截面來展示的襯底502，其包括垂直MTJ單元504、通孔512、頂部電極510、垂直MTJ堆疊508及底部電極506。襯底502包括第一金屬間電介質(zhì)層632、第一罩蓋層634、第二金屬間電介質(zhì)層636、第二罩蓋層638、第三罩蓋層640及第三金屬間電介質(zhì)層642。在第二罩蓋層638及第二金屬間電介質(zhì)層636中形成溝槽以收納底部電極506、垂直MTJ堆疊508及頂部電極510。所述溝槽具有溝槽深度(d)，且垂直MTJ堆疊508具有深度(c)，深度(c)大致等于溝槽深度(d)減去底部電極506的厚度。底部通孔644從底表面690延伸穿過第一罩蓋層634及第一金屬間電介質(zhì)層632且稱合到底部電極506。通孔512從襯底502的頂表面680延伸穿過第三金屬間電介質(zhì)層642及第三罩蓋層640且f禹合到頂部電極510。頂表面680可為大體上平坦的表面。在特定實(shí)施例中，溝槽深度⑷大于垂直MTJ單元深度(C)，溝槽深度⑷及垂直MTJ單元深度(c)均大于垂直MTJ單元504的長度(a)。在此特定實(shí)例中，磁疇522及524在大體上平行于襯底502的頂表面680且垂直于側(cè)壁而定向的方向上延伸(即，而不是在側(cè)壁的深度(d)方向上垂直地延伸)。 圖7為包括襯底702的存儲(chǔ)器裝置700的特定說明性實(shí)施例的俯視圖，所述襯底702具有可適于存儲(chǔ)多個(gè)數(shù)據(jù)位的垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)單元704。垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)單元704包括底部電極706、垂直MTJ堆疊708及中心電極710。垂直MTJ單元704具有長度(a)及寬度(b)，其中長度(a)大于或等于寬度(b)。襯底702包括耦合到中心電極710的頂部通孔736且包括耦合到底部電極706的底部通孔732。襯底702還包括耦合到頂部通孔736的第一線跡線734及耦合到底部通孔732的第二線跡線730。襯底702包括工藝開口 738。工藝開口 738為用以移除MTJ的一個(gè)側(cè)壁的任選的步驟。垂直MTJ堆疊708包括釘扎(固定)磁性層，其攜載具有固定定向的固定磁疇；隧道勢(shì)壘層；及自由磁性層，其具有可經(jīng)由寫入電流來改變或編程的磁疇。垂直MTJ堆疊708還可包括用以釘住固定磁性層的參考層。在特定實(shí)施例中，垂直MTJ堆疊708的固定磁性層可包括一個(gè)或一個(gè)以上層。另外，垂直MTJ堆疊708可包括其它層。垂直MTJ單元704包括用以攜載第一磁疇722的第一側(cè)壁712、用以攜載第二磁疇724的第二側(cè)壁714及用以攜載第三磁疇726的第三側(cè)壁716。垂直MTJ單元704還包括用以攜載第四磁疇872 (參見 圖8)的底壁870。第一磁疇722、第二磁疇724、第三磁疇726及第四磁疇872是獨(dú)立的。在特定實(shí)施例中，第一磁疇722、第二磁疇724、第三磁疇726及第四磁疇872經(jīng)配置以表示相應(yīng)數(shù)據(jù)值。一般來說，磁疇722、724、726及872的定向由所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)值決定。舉例來說，“O”值可由第一定向表示，而“I”值可由第二定向表示。圖8為沿著圖7中的線8-8截取的圖7的電路裝置700的橫截面圖800。圖800包括襯底702,襯底702具有第一金屬間電介質(zhì)層850、第二金屬間電介質(zhì)層852、第一罩蓋層854、第三金屬間電介質(zhì)層856、第二罩蓋層858、第三罩蓋層860、第四金屬間電介質(zhì)層862及第五金屬間電介質(zhì)層864。襯底702具有第一表面880及第二表面890。襯底702還包括垂直MTJ結(jié)構(gòu)704，垂直MTJ結(jié)構(gòu)704包括垂直MTJ堆疊708。底部電極706、垂直MTJ堆疊708及頂部電極710安置于襯底702中的一溝槽內(nèi)。所述溝槽具有深度(d)。襯底702包括安置于第二表面890處的第二線跡線730。第二線跡線730耦合到底部通孔732，底部通孔732從第二線跡線730延伸到底部電極706的一部分。襯底702還包括安置于第一表面880處的第一線跡線734。第一線跡線734耦合到頂部通孔736，頂部通孔736從第一線跡線734延伸到中心電極710。中心電極710耦合到垂直MTJ堆疊708。襯底702還包括工藝開口 738，工藝開口 738可通過以下操作形成選擇性地移除垂直MTJ結(jié)構(gòu)704的一部分，及將金屬間電介質(zhì)材料沉積于工藝開口 738內(nèi)，后續(xù)接著化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝。在特定實(shí)施例中，垂直MTJ堆疊708包括攜載第二磁疇724的第二側(cè)壁714。第二磁疇724可適于表示第二數(shù)據(jù)值。垂直MTJ堆疊708還包括具有底部磁疇872的底壁870，底部磁疇872可適于表示第四數(shù)據(jù)值。在特定實(shí)例中，可通過將電壓施加到第一線跡線734及通過將第二線跡線730處的電流與參考電流比較而從垂直MTJ堆疊708讀取數(shù)據(jù)值?；蛘?，可通過將寫入電流施加到第一線跡線734及第二線跡線730中的一者而將數(shù)據(jù)值寫入到垂直MTJ堆疊708。在特定實(shí)施例中，圖7中所說明的垂直MTJ堆疊708的長度(a)及寬度(b)大于溝槽深度(d)，且由第二側(cè)壁714攜載的磁疇724在大體上平行于襯底702的第一表面880且水平地定向的方向上延伸(即，在側(cè)壁的長度(a)方向上，而不是在側(cè)壁的深度(d)方向上垂直地延伸)。圖9為沿著圖7中的線9-9截取的圖7的電路裝置700的橫截面圖900。圖900包括襯底702,襯底702具有第一金屬間電介質(zhì)層850、第二金屬間電介質(zhì)層852、第一罩蓋層854、第三金屬間電介質(zhì)層856、第二罩蓋層858、第三罩蓋層860、第四金屬間電介質(zhì)層862及第五金屬間電介質(zhì)層864。襯底702具有第一表面880及第二表面890。襯底702包括垂直MTJ結(jié)構(gòu)704，垂直MTJ結(jié)構(gòu)704具有底部電極706、垂直MTJ堆疊708及中心電極710。襯底702包括安置于且圖案化于第一表面880處的第一線跡線734。第一線跡線734耦合到頂部通孔736，頂部通孔736從第一線跡線734延伸到中心電極710。襯底702還包括第二表面890處的第二線跡線730。第二線跡線730耦合到底部通孔732，底部通孔732從第二線跡線730延伸到底部電極706的一部分。垂直MTJ堆疊708包括用以攜載第一磁疇726的第一側(cè)壁716、用以攜載第三磁疇722的第三側(cè)壁712及用以攜載底部磁疇872的底壁870。在此特定視圖中，磁疇726及722是水平地定向(例如，在側(cè)壁的長度(a)方向上，而不是在側(cè)壁的深度(d)方向上垂直地定向)，且底部磁疇872垂直地定向(例如，在側(cè)壁的深度(d)方向上，而不是在側(cè)壁的長度(a)方向上水平地定向)。
在特定實(shí)施例中，垂直MTJ堆疊708可適于存儲(chǔ)最多四個(gè)獨(dú)特?cái)?shù)據(jù)值。第一數(shù)據(jù)值可由第一磁疇722表示，第二數(shù)據(jù)值可由第二磁疇724表示，第三數(shù)據(jù)值可由第三磁疇726表示，且第四數(shù)據(jù)值可由底部磁疇872表示。在另一特定實(shí)施例中，可包括第四側(cè)壁以攜載第四磁疇，第四磁疇可表示第五數(shù)據(jù)值。圖10為包括襯底1002的存儲(chǔ)器裝置1000的特定說明性實(shí)施例的俯視圖，襯底1002在深溝槽中具有可適于存儲(chǔ)多個(gè)數(shù)據(jù)值(例如多個(gè)位)的垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)單元1004。垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)單元1004包括底部電極1006、垂直MTJ堆疊1008及中心電極1010。垂直MTJ單元1004具有長度(a)及寬度(b)，其中長度(a)大于或等于寬度(b)。襯底1002包括耦合到中心電極1010的頂部通孔1036且包括耦合到底部電極1006的底部通孔1032。襯底1002還包括耦合到底部通孔1032的第一線跡線1034及耦合到頂部通孔1036的第二線跡線1030。襯底1002包括工藝開口 1038。垂直MTJ堆疊1008包括釘扎(固定)磁性層，其可由參考層釘扎且攜載具有固定定向的固定磁疇；隧道勢(shì)壘層；及自由磁性層，其具有可經(jīng)由寫入電流來改變或編程的磁疇。在特定實(shí)施例中，垂直MTJ堆疊1008的固定磁性層可包括一個(gè)或一個(gè)以上層。另外，垂直MTJ堆疊1008可包括其它層。垂直MTJ單元1004包括用以攜載第一磁疇1022的第一側(cè)壁1012、用以攜載第二磁疇1024的第二側(cè)壁1014及用以攜載第三磁疇1026的第三側(cè)壁1016。垂直MTJ單元1004還可包括用以攜載第四磁疇1172的底壁1170(參見圖11)。第一磁疇1022、第二磁疇1024、第三磁疇1026及第四磁疇1172是獨(dú)立的。在特定實(shí)施例中，第一磁疇1022、第二磁疇1024、第三磁疇1026及第四磁疇1172經(jīng)配置以表示相應(yīng)數(shù)據(jù)值。一般來說，磁疇1022、1024、1026及1172的定向由所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)值決定。舉例來說，“O”值可由第一定向表示，而“I”值可由第二定向表示。圖11為沿著圖10中的線11-11截取的圖10的電路裝置1000的橫截面圖1100。圖1100包括襯底1002,襯底1002具有第一金屬間電介質(zhì)層1150、第二金屬間電介質(zhì)層1152、第一罩蓋層1154、第三金屬間電介質(zhì)層1156、第二罩蓋層1158、第三罩蓋層1160、第四金屬間電介質(zhì)層1162及第五金屬間電介質(zhì)層1164。襯底1002具有第一表面1180及第二表面1190。襯底1002還包括垂直MTJ結(jié)構(gòu)1004，垂直MTJ結(jié)構(gòu)1004包括垂直MTJ堆疊1008。底部電極1006、垂直MTJ堆疊1008及頂部電極1010安置于襯底1002中的溝槽內(nèi)。溝槽具有深度(d)。在此例子中，深度(d)大于側(cè)壁1014的寬度(b)。襯底1002包括安置于且圖案化于第一表面1180處的第二線跡線1030。第二線跡線1030耦合到頂部通孔1036，頂部通孔1036從第二線跡線1030延伸到中心電極1010。中心電極1010耦合到垂直MTJ堆疊1008。襯底1002還包括安置于第二表面1190處的第一線跡線1034。第一線跡線1034耦合到底部通孔1032，底部通孔1032從第一線跡線1034延伸到底部電極1006的一部分。襯底1002進(jìn)一步包括工藝開口 1038，工藝開口 1038可通過以下操作形成選擇性地移除垂直MTJ堆疊1008的一部分，及將金屬間電介質(zhì)材料沉積于工藝開口 1038內(nèi)，后續(xù)接著化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝。在特定實(shí)施例中，垂直MTJ堆疊1008包括攜載第二磁疇1024的第二側(cè)壁1014。第二磁疇1024可適于表示第二數(shù)據(jù)值。垂直MTJ堆疊1008還包括具有底部磁疇1172的底壁1170，底部磁疇1172可適于表示第四數(shù)據(jù)值。在特定實(shí)例中，可通過將電壓施加到第 二線跡線1030及通過將第一線跡線1034處的電流與參考電流比較而從垂直MTJ堆疊1008讀取數(shù)據(jù)值。或者，可通過在第一線跡線1034與第二線跡線1030之間施加寫入電流而將數(shù)據(jù)值寫入到垂直MTJ堆疊1008。在特定實(shí)施例中，圖10中所說明的垂直MTJ堆疊1008的長度(a)及寬度(b)小于溝槽深度(d)，且由第二側(cè)壁1014攜載的磁疇1024在大體上平行于襯底1002的第一表面1180的方向上且在長度(a)方向上延伸。圖12為沿著圖10中的線12-12截取的圖10的電路裝置1000的橫截面圖1200。圖1200包括襯底1002,襯底1002具有第一金屬間電介質(zhì)層1150、第二金屬間電介質(zhì)層1152、第一罩蓋層1154、第三金屬間電介質(zhì)層1156、第二罩蓋層1158、第三罩蓋層1160、第四金屬間電介質(zhì)層1162及第五金屬間電介質(zhì)層1164。襯底1002具有第一表面1180及第二表面1190。襯底1002包括垂直MTJ結(jié)構(gòu)1004，垂直MTJ結(jié)構(gòu)1004具有底部電極1006、垂直MTJ堆疊1008及中心電極1010。襯底1002包括安置于且圖案化于第二表面1190處的第一線跡線1034。第一線跡線1034耦合到底部通孔1032，底部通孔1032從第一線跡線1034延伸到底部電極1006的一部分。襯底1002還包括第一表面1180處的第二線跡線1030。第二線跡線1030耦合到頂部通孔1036，頂部通孔1036從第二線跡線1030延伸到中心電極1010。垂直MTJ堆疊1008包括用以攜載第一磁疇1026的第一側(cè)壁1016、用以攜載第三磁疇1022第三側(cè)壁1012及用以攜載底部磁疇1172的底壁1170。在此特定視圖中，溝槽深度(d)大于垂直MTJ堆疊1008的長度(a)及寬度(b)，第一磁疇1022及第三磁疇1026在大體上水平的方向上延伸(即，在側(cè)壁的長度(a)方向上，而不是在側(cè)壁的深度(d)方向上垂直地延伸)，且第四磁疇1072在大體上垂直的方向上延伸(即，在側(cè)壁的深度(d)方向上，而不是在側(cè)壁的長度(a)方向上水平地延伸)。在特定實(shí)施例中，垂直MTJ堆疊1008可用以存儲(chǔ)最多四個(gè)獨(dú)特?cái)?shù)據(jù)值。第一數(shù)據(jù)值可由第一磁疇1022表示，第二數(shù)據(jù)值可由第二磁疇1024表示，第三數(shù)據(jù)值可由第三磁疇1026表示，且第四數(shù)據(jù)值可由底部磁疇1172表示。在另一特定實(shí)施例中，可包括第四側(cè)壁以攜載第四磁疇，第四磁疇可表示第五數(shù)據(jù)值。圖13為在沉積罩蓋膜層之后及在通孔光蝕刻、光致抗蝕劑剝除、通孔填充及通孔化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝之后的電路襯底1300的橫截面圖。電路襯底1300包括第一金屬間電介質(zhì)層1301及線跡線1303、安置于第一金屬間電介質(zhì)層1301上的第二金屬間電介質(zhì)層1302及安置于金屬間電介質(zhì)層1302上的罩蓋膜層1304。在特定實(shí)施例中，通過將光致抗蝕劑旋涂到罩蓋膜層1304上而涂覆光致抗蝕劑層。應(yīng)用光蝕刻工藝在罩蓋層1304及金屬間電介質(zhì)1302中界定溝槽圖案。在蝕刻之后剝除光致抗蝕劑層以暴露穿過罩蓋膜層1304及金屬間電介質(zhì)層1302的開口或通孔1306。將導(dǎo)電材料或通孔填充材料1308沉積到開口 1306中，且執(zhí)行通孔CMP工藝以使電路襯底1300平坦化。圖14為圖13的電路襯底1300的橫截面圖1400，其說明在金屬間電介質(zhì)層沉積、罩蓋膜沉積、溝槽光蝕刻工藝、溝槽光致抗蝕劑剝除、底部電極沉積、垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)膜沉積、頂部電極沉積及反向光蝕刻處理之后的多個(gè)溝槽及多個(gè)垂直MTJ結(jié)構(gòu)。電路襯底1300包括第二金屬間電介質(zhì)層1302、罩蓋膜層1304及通孔填充材料1308。第三金屬間電介質(zhì)層1410沉積于罩蓋膜層1304上。第二罩蓋膜層1412沉積于第三金屬間電介質(zhì)層1410 上。(例如)通過執(zhí)行溝槽光蝕刻與清潔工藝而在罩蓋膜層1412及第三金屬間電介質(zhì)層1410內(nèi)界定溝槽1414。垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)單元1416沉積于溝槽1414內(nèi)。垂直MTJ單元1416包括耦合到底部通孔填充材料1308的底部電極1418、耦合到底部電極1418的垂直MTJ堆疊1420及耦合到垂直MTJ堆疊1420的頂部電極1422。光致抗蝕劑層1424被圖案化于頂部電極1422上。對(duì)光致抗蝕劑層1424、頂部電極1422、垂直MTJ堆疊1420及底部電極1418應(yīng)用反向光蝕刻工藝以移除不在溝槽1414內(nèi)的過量材料。如圖14中所說明，多個(gè)溝槽1414可被界定于罩蓋膜層1412及第三金屬間電介質(zhì)層1410內(nèi)，且垂直MTJ單元1416可沉積于每一溝槽1414中。在此特定實(shí)例中，溝槽1414經(jīng)界定以具有溝槽深度⑷。底部電極1418的厚度經(jīng)界定以具有相對(duì)垂直MTJ單元深度(C)。在特定實(shí)例中，垂直MTJ單元深度(c)大致等于溝槽深度(d)減去底部電極1418的厚度。一般來說，通過在溝槽1414內(nèi)制造垂直MTJ單元1416，溝槽1414的尺寸界定垂直MTJ單元1416的尺寸。另外，因?yàn)闇喜?414界定垂直MTJ單元1416的尺寸，所以可在不對(duì)垂直MTJ單元1416執(zhí)行關(guān)鍵且昂貴的光蝕刻工藝的情況下形成垂直MTJ單元1416，借此減少關(guān)于垂直MTJ單元1416的氧化、轉(zhuǎn)角修圓及其它腐蝕相關(guān)問題。圖15為在反向光致抗蝕劑剝除及停止于罩蓋膜層處的MTJ CMP處理之后的圖14的電路襯底1300的橫截面圖1500。電路襯底1300包括第一金屬間電介質(zhì)層1301、線跡線1303、第二金屬間電介質(zhì)層1302及第一罩蓋層1304。視圖1500包括第二金屬間電介質(zhì)層1410、第二罩蓋層1412及垂直MTJ結(jié)構(gòu)1416。垂直MTJ結(jié)構(gòu)1416具有垂直MTJ單元深度(d)且形成于具有溝槽深度(d)的溝槽1414內(nèi)。垂直MTJ結(jié)構(gòu)1416包括耦合到通孔填充材料1308的底部電極1418、垂直MTJ堆疊1420及頂部電極1422。應(yīng)用光致抗蝕劑剝除工藝，且應(yīng)用垂直MTJ化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝以移除垂直MTJ結(jié)構(gòu)1416的若干部分來產(chǎn)生大體上平坦的表面1530。CMP工藝停止于第二罩蓋膜層1412處。圖16為在旋涂及圖案化光致抗蝕劑且執(zhí)行垂直MTJ側(cè)壁蝕刻之后沿著圖15中的線16-16截取的圖15的電路襯底1300的橫截面圖1600。側(cè)壁蝕刻為任選的工藝步驟。電路襯底1300包括第一金屬間電介質(zhì)層1301、線跡線1303、第二金屬間電介質(zhì)層1302、第一罩蓋膜層1304及通孔填充材料1308。第三金屬間電介質(zhì)層1410及第二罩蓋層1412沉積于第二罩蓋層1304上。溝槽1414界定于第二罩蓋層1412及第二金屬間電介質(zhì)層1410中。底部電極1418、垂直MTJ堆疊1420及頂部電極1422形成于溝槽1414內(nèi)。應(yīng)用化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝以產(chǎn)生大體上平坦的表面1530。旋涂光致抗蝕劑層1646且使用光蝕刻工藝來界定工藝圖案開口 1652。光蝕刻工藝從垂直MTJ單元1416移除側(cè)壁，產(chǎn)生大體上為u形的垂直MTJ單元1416 (從俯視圖看)。圖17為在將金屬間電介質(zhì)材料沉積于工藝開口 1652內(nèi)之后、在執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝之后及在沉積第三罩蓋層1644之后的在圖16中所說明的電路襯底1300的橫截面圖1700。電路襯底1300包括第一金屬間電介質(zhì)層1301、線跡線1303、第二金屬間電介質(zhì)層1302、第一罩蓋膜層1304及通孔填充材料1308。第三金屬間電介質(zhì)層1410及第二罩蓋層1412沉積于第一罩蓋膜層1304上。溝槽1414界定于第二罩蓋層1412及第二金屬間電介質(zhì)層1410中。底部電極1418、垂直MTJ堆疊1420及頂部電極1422形成于溝槽1414內(nèi)。應(yīng)用化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝以恢復(fù)大體上平坦的表面1530。使用光蝕刻工藝來界定工藝開口 1652。光蝕刻工藝從垂直MTJ單元1416移除側(cè)壁，產(chǎn)生大體上為u形的垂直MTJ單元1416(從俯視圖看)。用金屬間電介質(zhì)材料1748填充工藝開口 1652，執(zhí)行CMP工藝以恢復(fù)大體上平坦的表面1530，且將第三罩蓋層1644沉積于大體上平坦的表面1530 上。圖18為可耦合到其它電路的電路襯底1300的橫截面圖1800。電路襯底1300包括第一金屬間電介質(zhì)層1301、線跡線1303、第二金屬間電介質(zhì)層1302、第一罩蓋膜層1304及通孔填充材料1308。第三金屬間電介質(zhì)層1410及第二罩蓋層1412沉積于第一罩蓋膜層1304上。溝槽1414界定于第二罩蓋層1412及第二金屬間電介質(zhì)層1410中。底部電極1418、垂直MTJ堆疊1420及頂部電極1422形成于溝槽1414內(nèi)。應(yīng)用化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝以恢復(fù)大體上平坦的表面1530。沉積第三罩蓋層1644及第四金屬間電介質(zhì)層1646。應(yīng)用光蝕刻工藝以界定穿過第四金屬間電介質(zhì)層1646及第三罩蓋層1644的通孔1860。用導(dǎo)電材料填充通孔I860且應(yīng)用通孔化學(xué)機(jī)械平坦化工藝。將金屬線跡線1862沉積于且圖案化于第四金屬間電介質(zhì)層1646上,且沉積第五金屬間電介質(zhì)層1848。如果使用鑲嵌工藝，則可將通孔及金屬線組合成第五金屬間電介質(zhì)層1848及第四金屬間電介質(zhì)層1646中的溝槽圖案化、鍍銅及銅CMP。在特定實(shí)施例中，可執(zhí)行另一化學(xué)機(jī)械平坦化工藝以使電路裝置平坦化。在此階段，可將線跡線1303及線跡線1862耦合到其它電路，且可使用垂直MTJ單元1416存儲(chǔ)一個(gè)或一個(gè)以上數(shù)據(jù)值。圖19是一種形成垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)單元(例如圖I的垂直MTJ單元150)的方法的特定說明性實(shí)施例的流程圖。在1902處，在裝置襯底(例如圖I的裝置襯底105)上形成金屬層(例如圖I的線跡線103)。前進(jìn)到1904，形成通孔且所述通孔與金屬層接觸。在特定實(shí)施例中，可使用光蝕刻工藝、光致抗蝕劑剝除工藝及清潔工藝來形成通孔且用導(dǎo)電材料(例如圖I的導(dǎo)電材料108)填充所述通孔。移動(dòng)到1906，在所述通孔上方添加電介質(zhì)層(例如圖3的第二電介質(zhì)層336)。繼續(xù)進(jìn)行到1908，通過蝕刻電介質(zhì)層的一部分來形成溝槽區(qū)域(例如圖I的溝槽114)。進(jìn)行到1910，在形成溝槽區(qū)域之后，將垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)結(jié)構(gòu)(例如圖I的垂直MTJ堆疊152)沉積到溝槽區(qū)域中。垂直MTJ結(jié)構(gòu)可包括在自由層(例如圖I的自由層154)與固定層(例如圖I的固定層158)之間的勢(shì)壘層(例如圖I的勢(shì)壘層156)。在特定實(shí)施例中，固定層及自由層中的至少一者接近溝槽的底表面且具有大體上垂直于溝槽的底表面的磁矩。垂直MTJ結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步包括接近溝槽的底表面的參考層(例如圖I的參考層178)，所述參考層具有大體上平行于溝槽的底表面的磁矩。前進(jìn)到1912，在垂直MTJ結(jié)構(gòu)上形成頂部電極(例如圖I的頂部電極170)。移動(dòng)到1914，可使垂直MTJ結(jié)構(gòu)平坦化?？稍诓粚?duì)垂直MTJ結(jié)構(gòu)執(zhí)行光蝕刻工藝的情況下執(zhí)行平坦化。平坦化工藝可包括執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝以移除過量材料，其包括在溝槽外部的電極材料的一部分。在特定實(shí)施例中，使垂直MTJ結(jié)構(gòu)平坦化可包含從襯底消除所沉積的材料以界定大體上平坦的表面。繼續(xù)進(jìn)行到1916，可執(zhí)行磁性退火工藝以界定由固定層攜載的磁場(chǎng)(例如圖I的磁疇109)的定向。磁性退火工藝可為三維(3D)退火工藝?？赏ㄟ^磁性退火工藝將所有垂直MTJ層退火，從而釘扎固定層，同時(shí)允許自由層可經(jīng)由寫入電流來修改。在特定實(shí)施例中，例如圖14中所說明，可形成多個(gè)溝槽，且通過將MTJ層形成于所述多個(gè)溝槽中的每一者中而執(zhí)行沉積垂直MTJ結(jié)構(gòu)?？稍诓晃g刻MTJ結(jié)構(gòu)的MTJ層的情況下通過CMP工藝而執(zhí)行平坦化以移除在所述多個(gè)溝槽中的每一者外部的過量材料以便形 成多個(gè)大體上相似的MTJ裝置。圖20是一種形成垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)單元的方法的第二特定說明性實(shí)施例的流程圖。在2002處，將罩蓋膜層(例如圖14的罩蓋膜層1304)沉積到裝置的金屬間電介質(zhì)層(MD)(例如圖14的第二 MD層1302)上。前進(jìn)到2004，使用光蝕刻工藝、光致抗蝕劑剝除工藝及清潔工藝來形成通孔。繼續(xù)進(jìn)行到2006，用導(dǎo)電材料(例如圖14的導(dǎo)電材料1308)填充通孔或開口，且執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝以移除過量導(dǎo)電材料。移動(dòng)到2008，將罩蓋層(例如圖14的第二罩蓋層1412)沉積于通孔上。繼續(xù)進(jìn)行到2010，界定溝槽(例如圖14的溝槽1414)，所述溝槽具有在不對(duì)垂直MTJ結(jié)構(gòu)執(zhí)行光蝕刻工藝的情況下決定垂直MTJ結(jié)構(gòu)的尺寸。進(jìn)行到2012，沉積底部電極(例如圖14的底部電極1418)。繼續(xù)進(jìn)行到2014，沉積包括磁性膜及隧道勢(shì)壘層的多個(gè)垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)膜層以形成垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)堆疊(例如圖14的垂直MTJ堆疊1420)。繼續(xù)進(jìn)行到2016，將頂部電極(例如圖14的頂部電極1422)沉積于垂直MTJ堆疊上以形成垂直MTJ單元。前進(jìn)到2018，執(zhí)行反向光蝕刻工藝以移除并非直接在溝槽上的過量材料。在2020處，執(zhí)行CMP工藝以移除在第二罩蓋層上方的過量材料。進(jìn)行到2022，對(duì)垂直MTJ堆疊進(jìn)行光蝕刻以移除垂直MTJ堆疊的一個(gè)側(cè)壁。在特定實(shí)施例中，對(duì)垂直MTJ堆疊的光蝕刻界定工藝窗或開口。所述方法前進(jìn)到2024。轉(zhuǎn)而參看圖21，在2024處，所述方法前進(jìn)到2126，且對(duì)垂直MTJ堆疊執(zhí)行磁性退火工藝以界定磁矩的定向。移動(dòng)到2128，將第三罩蓋膜層(例如圖18的第三罩蓋層1644)沉積于第二罩蓋膜層上方，且將第二 IMD (例如圖18的第四IMD層1646)沉積于第三罩蓋膜層上。進(jìn)行到2130，使用光蝕刻工藝來形成第二通孔(例如圖18的通孔1860)，且用導(dǎo)電材料填充第二通孔或開口。前進(jìn)到2132，執(zhí)行CMP工藝以使導(dǎo)電材料平坦化。繼續(xù)進(jìn)行到2134，通過沉積金屬層及對(duì)所述層進(jìn)行光蝕刻以形成線跡線，或通過形成溝槽、光蝕刻、鍍敷及執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平坦化(CMP)工藝，可界定金屬線。如果使用鑲嵌工藝，則可將2132處的通孔處理及2134處的金屬線處理組合為溝槽光/蝕刻界定、光致抗蝕劑剝除、鍍銅及銅CMP工藝。所述方法終止于2136。圖22為包括具有多個(gè)垂直MTJ結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器裝置的代表性無線通信裝置2200的框圖。通信裝置2200包括具有安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器陣列2232 ;及包括安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)的陣列的磁阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM) 2266，存儲(chǔ)器陣列2232及MRAM 2266耦合到例如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 2210的處理器。DSP2210耦合到存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀指令(例如軟件2233)的計(jì)算機(jī)可讀媒體(例如存儲(chǔ)器2231)。通信裝置2200還包括具有安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)的高速緩存裝置2264，其耦合到DSP2210。具有安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)的高速緩存裝置2264、具有安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器陣列2232及包括安置于溝槽區(qū)內(nèi)的多個(gè)垂直MTJ結(jié)構(gòu)的MRAM裝置2266可包括根據(jù)關(guān)于圖3到21所描述的工藝而形成的垂直MTJ單元。圖22還展示顯示器控制器2226，其耦合到數(shù)字信號(hào)處理器2210及顯示器2228。編碼器/解碼器(編解碼器)2234也可耦合到數(shù)字信號(hào)處理器2210。揚(yáng)聲器2236及麥克風(fēng)2238可耦合到編解碼器2234。圖22還指示，無線控制器2240可耦合到數(shù)字信號(hào)處理器2210及無線天線2242。在特定實(shí)施例中，輸入裝置2230及電力供應(yīng)器2244耦合到芯片上系統(tǒng)2222。此外，在特定實(shí)施例中，如圖22中所說明，顯示器2228、輸入裝置2230、揚(yáng)聲器2236、麥克風(fēng)2238、無線 天線2242及電力供應(yīng)器2244在芯片上系統(tǒng)2222外部。然而，上述各者可耦合到芯片上系統(tǒng)2222的一組件(例如接口或控制器)。前文所揭示的裝置及功能性(例如圖I到18的裝置、圖19到21的方法或其任何組合)可經(jīng)設(shè)計(jì)及配置成存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀媒體上的計(jì)算機(jī)文件(例如，RTL、⑶SII、GERBER等)?？蓪⒁恍┗蛩羞@些文件提供給制造處置者，制造處置者基于這些文件來制造裝置。所得產(chǎn)品包括半導(dǎo)體晶片，所述半導(dǎo)體晶片接著被切割成半導(dǎo)體裸片且封裝成半導(dǎo)體芯片。所述半導(dǎo)體芯片接著被用于電子裝置中。圖23描繪電子裝置制造過程2300的特定說明性實(shí)施例。在制造過程2300中(例如在研究計(jì)算機(jī)2306處)接收物理裝置信息2302。物理裝置信息2302可包括表示半導(dǎo)體裝置(例如，如在圖I到18中的任一者中所說明或根據(jù)圖19到21中的任一者而形成的具有安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)的MTJ裝置)的至少一個(gè)物理性質(zhì)的設(shè)計(jì)信息。舉例來說，物理裝置信息2302可包括經(jīng)由耦合到研究計(jì)算機(jī)2306的用戶接口 2304而鍵入的物理參數(shù)、材料特性及結(jié)構(gòu)信息。研究計(jì)算機(jī)2306包括耦合到計(jì)算機(jī)可讀媒體(例如存儲(chǔ)器2310)的處理器2308(例如一個(gè)或一個(gè)以上處理核心)。存儲(chǔ)器2310可存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀指令，所述計(jì)算機(jī)可讀指令可執(zhí)行以使處理器2308轉(zhuǎn)換物理裝置信息2302以遵守文件格式且產(chǎn)生庫文件2312。在特定實(shí)施例中，庫文件2312包括至少一個(gè)數(shù)據(jù)文件，所述至少一個(gè)數(shù)據(jù)文件包括經(jīng)轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)信息。舉例來說，庫文件2312可包括半導(dǎo)體裝置的庫，所述半導(dǎo)體裝置包括如圖I到18中的任一者中所說明或根據(jù)圖19到21中的任一者而形成的具有安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)的垂直MTJ裝置，所述庫經(jīng)提供以與電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化(EDA)工具2320
一起使用?？稍谠O(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)2314處將庫文件2312與EDA工具2320結(jié)合使用，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)2314包括耦合到存儲(chǔ)器2318的處理器2316 (例如一個(gè)或一個(gè)以上處理核心)。EDA工具2320可作為處理器可執(zhí)行指令而存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器2318處，以使設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)2314的用戶能夠使用庫文件2312的如圖I到18中的任一者中所說明或根據(jù)圖19到21中的任一者而形成的垂直MTJ裝置來設(shè)計(jì)電路。舉例來說，設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)2314的用戶可經(jīng)由耦合到設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)2314的用戶接口 2324而鍵入電路設(shè)計(jì)信息2322。電路設(shè)計(jì)信息2322可包括表示半導(dǎo)體裝置(例如，如在圖I到18中的任一者中所說明或根據(jù)圖19到21中的任一者而形成的具有安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)的垂直MTJ裝置)的至少一個(gè)物理性質(zhì)的設(shè)計(jì)信息。為進(jìn)行說明，電路設(shè)計(jì)性質(zhì)可包括特定電路的識(shí)別及與電路設(shè)計(jì)中的其它元件的關(guān)系、定位信息、特征大小信息、互連信息，或表示半導(dǎo)體裝置的物理性質(zhì)的其它信息。設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)2314可經(jīng)配置以轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)信息(包括電路設(shè)計(jì)信息2322)以遵守文件格式。為進(jìn)行說明，文件形式可包括以層級(jí)式格式表示平面幾何形狀、文本標(biāo)簽及關(guān)于電路布局的其它信息的數(shù)據(jù)庫二進(jìn)制文件格式，例如圖形數(shù)據(jù)系統(tǒng)(GDSII)文件格式。設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)2314可經(jīng)配置以產(chǎn)生包括經(jīng)轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)信息的數(shù)據(jù)文件，例如⑶SII文件2326，其包括描述如圖I到18中的任一者中所說明或根據(jù)圖19到21中的任一者而形成的垂直MTJ裝置的信息以及其它電路或信息。為進(jìn)行說明，數(shù)據(jù)文件可包括對(duì)應(yīng)于芯片上系統(tǒng)(SOC)的信息，所述SOC包括如圖I到18中的任一者中所說明或根據(jù)圖19到21中的任一者而形 成的具有安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)的垂直MTJ裝置，且所述SOC還包括SOC內(nèi)的額外電子電路及組件?？稍谥圃爝^程2328處接收⑶SII文件2326，以根據(jù)⑶SII文件2326中的經(jīng)轉(zhuǎn)換的信息來制造如圖I到18中的任一者中所說明或根據(jù)圖19到21中的任一者而形成的具有安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)的垂直MTJ裝置。舉例來說，裝置制造過程可包括將GDSII文件2326提供給掩模制造者2330以產(chǎn)生被說明為代表性掩模2332的一個(gè)或一個(gè)以上掩模，例如用于光刻處理的掩模?？稍谥圃爝^程期間使用掩模2332產(chǎn)生一個(gè)或一個(gè)以上晶片2334，晶片2334可被測(cè)試及分離成裸片，例如代表性裸片2336。裸片2336包括電路，所述電路包括如圖I到18中的任一者中所說明或根據(jù)圖19到21中的任一者而形成的具有安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)的垂直MTJ裝置。可將裸片2336提供到封裝過程2338，在封裝過程2338中將裸片2336并入到代表性封裝2340中。舉例來說，例如封裝中系統(tǒng)(SiP)布置的封裝2340可包括單一裸片2336或多個(gè)裸片。封裝2340可經(jīng)配置以符合一種或一種以上標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，例如美國電子裝置工程設(shè)計(jì)聯(lián)合協(xié)會(huì)(Joint Electron Device Engineering Council, JEDEC)標(biāo)準(zhǔn)?？蓪㈥P(guān)于封裝2340的信息(例如，經(jīng)由存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)2346處的組件庫)分配給各產(chǎn)品設(shè)計(jì)者。計(jì)算機(jī)2346可包括耦合到存儲(chǔ)器2350的處理器2348，例如一個(gè)或一個(gè)以上處理核心。印刷電路板(PCB)工具可作為處理器可執(zhí)行指令存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器2350處，以處理經(jīng)由用戶接口 2344而從計(jì)算機(jī)2346的用戶接收到的PCB設(shè)計(jì)信息2342。PCB設(shè)計(jì)信息2342可包括電路板上的已封裝半導(dǎo)體裝置的物理定位信息，所述已封裝半導(dǎo)體裝置對(duì)應(yīng)于封裝2340，封裝2340包括如圖I到18中的任一者中所說明或根據(jù)圖19到21中的任一者而形成的具有安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)的垂直MTJ裝置。計(jì)算機(jī)2346可經(jīng)配置以轉(zhuǎn)換PCB設(shè)計(jì)信息2342以產(chǎn)生數(shù)據(jù)文件，例如GERBER文件2352，其具有包括電路板上的已封裝半導(dǎo)體裝置的物理定位信息以及電連接件(例如跡線及通孔)的布局的數(shù)據(jù)，其中所述已封裝半導(dǎo)體裝置對(duì)應(yīng)于封裝2340，封裝2340包括如圖I到18中的任一者中所說明或根據(jù)圖19到21中的任一者而形成的具有安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)的垂直MTJ裝置。在其它實(shí)施例中，由經(jīng)轉(zhuǎn)換的PCB設(shè)計(jì)信息產(chǎn)生的數(shù)據(jù)文件可具有不同于GERBER格式的格式?？稍诎褰M裝過程2354處接收GERBER文件2352且使用GERBER文件2352來產(chǎn)生根據(jù)存儲(chǔ)于GERBER文件2352內(nèi)的設(shè)計(jì)信息而制造的PCB，例如代表性PCB 2356。舉例來說，可將GERBER文件2352上載到一個(gè)或一個(gè)以上機(jī)器以用于執(zhí)行PCB生產(chǎn)過程的各種步驟。PCB 2356可填入有包括封裝2340的電子組件以形成代表性印刷電路組合件(PCA) 2358?？稍诋a(chǎn)品制造過程2360處接收PCA 2358且將PCA 2358集成到一個(gè)或一個(gè)以上電子裝置(例如，第一代表性電子裝置2362及第二代表性電子裝置2364)中。作為說明性非限制性的實(shí)例，第一代表性電子裝置2362、第二代表性電子裝置2364或兩者可選自機(jī)頂盒、音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、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)的群。作為另一說明性非限制性實(shí)例，電子裝置2362及2364中的一者或一者以上可為例如移動(dòng)電話的遠(yuǎn)程單元、手持型個(gè)人通信系統(tǒng)(PCS)單元、例如個(gè)人數(shù)據(jù)助理的便攜型數(shù)據(jù)單元、具備全球定位系統(tǒng)(GPS)功能的裝置、導(dǎo)航裝置、例如儀表讀 取設(shè)備的固定位置數(shù)據(jù)單元，或存儲(chǔ)或檢索數(shù)據(jù)或計(jì)算機(jī)指令的任何其它裝置，或其任何組合。雖然圖23說明根據(jù)本發(fā)明的教示的遠(yuǎn)程單元，但本發(fā)明不限于這些說明性說明的單元。本發(fā)明的實(shí)施例可適合地用于包括有源集成電路的任何裝置中，所述有源集成電路包括存儲(chǔ)器及芯片上電路。因此，如說明性過程2300中所描述，如圖I到18中的任一者中所說明或根據(jù)圖19到21中的任一者而形成的具有安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)的垂直MTJ裝置可被制造、處理及并入到電子裝置中。關(guān)于圖I到22所揭示的實(shí)施例的一個(gè)或一個(gè)以上方面可包括于各種處理階段處(例如，包括于庫文件2312、⑶SII文件2326及GERBER文件2352內(nèi))以及存儲(chǔ)于研究計(jì)算機(jī)2306的存儲(chǔ)器2310、設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)2314的存儲(chǔ)器2318、計(jì)算機(jī)2346的存儲(chǔ)器2350、在各種階段(例如，在板組裝過程2354)處使用的一個(gè)或一個(gè)以上其它計(jì)算機(jī)或處理器(未圖示)的存儲(chǔ)器處，且也并入到一個(gè)或一個(gè)以上其它物理實(shí)施例(例如，掩模2332、裸片2336、封裝2340、PCA 2358、例如原型電路或裝置(未圖示)的其它產(chǎn)品，或其任何組合)中。舉例來說，⑶SII文件2326或制造過程2328可包括計(jì)算機(jī)可讀有形媒體，所述計(jì)算機(jī)可讀有形媒體存儲(chǔ)可由計(jì)算機(jī)、材料沉積系統(tǒng)的控制器或其它電子裝置執(zhí)行的指令，所述指令包括可由計(jì)算機(jī)或控制器的處理器執(zhí)行以起始如下操作的指令形成如圖I到18中的任一者中所說明或根據(jù)圖19到21中的任一者而形成的具有安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)的垂直MTJ裝置。舉例來說，所述指令可包括可由計(jì)算機(jī)執(zhí)行(例如在制造階段2328處)以起始以下操作的指令在裝置襯底上形成金屬層、形成與金屬層接觸的通孔、在通孔上方添加電介質(zhì)層、蝕刻電介質(zhì)層的一部分以形成溝槽區(qū)域，及將垂直磁性隧道結(jié)(MTJ)結(jié)構(gòu)沉積到溝槽區(qū)域中。雖然描繪了從物理裝置設(shè)計(jì)到最終產(chǎn)品的各種代表性生產(chǎn)階段，但在其它實(shí)施例中可使用較少階段或可包括額外階段。類似地，可通過單一實(shí)體、或通過執(zhí)行過程2300的各種階段的一個(gè)或一個(gè)以上實(shí)體，來執(zhí)行過程2300。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)一步了解，結(jié)合本文中所揭示的實(shí)施例所描述的各種說明性邏輯塊、配置、模塊、電路及方法步驟可實(shí)施為電子硬件、由處理單元執(zhí)行的計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合。上文大體上在功能性方面描述各種說明性組件、塊、配置、模塊、電路及步驟。將此功能性實(shí)施為硬件還是可執(zhí)行的處理指令取決于特定應(yīng)用及強(qiáng)加于整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。雖然所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可針對(duì)每一特定應(yīng)用以不同方式實(shí)施所描述的功能性，但這些實(shí)施決策不應(yīng)被解釋為會(huì)導(dǎo)致脫離本發(fā)明的范疇。結(jié)合本文中所揭示的實(shí)施例而描述的方法或算法的步驟可直接體現(xiàn)于硬件中、由處理器執(zhí)行的軟件模塊中，或兩者的組合中。軟件模塊可駐留于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、磁阻式隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(MRAM)、自旋力矩轉(zhuǎn)移磁阻隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(STT-MRAM)、閃存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、可編程只讀存儲(chǔ)器(PROM)、可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、寄存器、硬盤、可裝卸磁盤、壓縮光盤只讀存儲(chǔ)器(⑶-ROM)或此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何其它形式的存儲(chǔ)媒體中。說明性存儲(chǔ)媒體耦合到處理器，以使得處理器可從存儲(chǔ)媒體讀取信息及將信息寫入到存儲(chǔ)媒體。在替代例中，存儲(chǔ)媒體可與處理器形成一體。處理器及存儲(chǔ)媒體可駐留于專用集成電路(ASIC)中。ASIC可駐留于計(jì)算裝置或用戶終端中?；蛘?，處理器及存儲(chǔ)媒體可作為離散組件駐留于計(jì)算裝置或用戶終端中。提供所揭示的實(shí)施例的先前描述以使所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制作或使用所揭示的實(shí)施例。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易明白對(duì)這些實(shí)施例的各種修改，且可將本文中所定義的原理應(yīng)用于其它實(shí)施例而不脫離本發(fā)明的范疇。因此，本發(fā)明不意在限于本文中所展示的實(shí)施例，而應(yīng)被賦予可能與如所附權(quán)利要求書所定義的原理及新穎特征一致的最寬 范疇。
權(quán)利要求
1.一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包含 在裝置襯底上形成金屬層； 形成與所述金屬層接觸的通孔； 在所述通孔上方添加電介質(zhì)層； 蝕刻所述電介質(zhì)層的一部分以形成溝槽區(qū)域；及 將垂直磁性隧道結(jié)MTJ結(jié)構(gòu)沉積到所述溝槽區(qū)域中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其進(jìn)一步包含使所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)平坦化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中在不對(duì)所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)執(zhí)行光蝕刻工藝的情況下執(zhí)行所述平坦化。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中使所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)平坦化包含從所述襯底消除所沉積的材料以界定大體上平坦的表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中使所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)平坦化包含執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平坦化CMP工藝以移除過量材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包含形成多個(gè)溝槽，且其中通過將MTJ層形成于所述多個(gè)溝槽中的每一者中而執(zhí)行沉積垂直MTJ結(jié)構(gòu)，且其中在不蝕刻所述MTJ結(jié)構(gòu)的所述MTJ層的情況下通過化學(xué)機(jī)械平坦化CMP工藝而執(zhí)行所述平坦化以移除在所述多個(gè)溝槽中的每一者外部的過量材料以便形成多個(gè)大體上相似的MTJ裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)包含在自由層與固定層之間的勢(shì)壘層，其中所述固定層及所述自由層中的至少一者接近所述溝槽的底表面且具有大體上垂直于所述溝槽區(qū)域的所述底表面的磁矩。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中在不使用MTJ光蝕刻工藝的情況下形成所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其進(jìn)一步包含執(zhí)行磁性退火工藝以界定由所述固定層攜載的磁場(chǎng)的定向。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其進(jìn)一步包含在所述MTJ結(jié)構(gòu)上形成頂部電極，且其中平坦化包括移除在所述溝槽區(qū)域外部的電極材料的一部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中在集成到電子裝置中的處理器處執(zhí)行所述形成金屬層、形成通孔、添加電介質(zhì)層、蝕刻所述電介質(zhì)層的一部分及沉積垂直MTJ結(jié)構(gòu)。
12.—種半導(dǎo)體裝置，其包含安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直磁性隧道結(jié)MTJ結(jié)構(gòu)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)具有大體上為U形的橫截面。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)具有大體上為L形的橫截面。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)具有大體上為矩形的橫截面。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述溝槽區(qū)具有大體上為U形的橫截面。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述溝槽區(qū)具有大體上為L形的橫截面。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述溝槽區(qū)具有大體上為矩形的橫截面。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述溝槽區(qū)的至少一部分具有大體上彎曲的形狀。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中在不蝕刻所述MTJ結(jié)構(gòu)的情況下通過所述溝槽區(qū)來界定所述MTJ結(jié)構(gòu)的形狀。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)包含在自由層與固定層之間的勢(shì)壘層，其中所述固定層及所述自由層中的至少一者接近所述溝槽區(qū)的底表面且具有大體上垂直于所述溝槽區(qū)的所述底表面的磁矩。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)包含接近所述溝槽區(qū)的所述底表面的參考層且具有大體上垂直于所述溝槽區(qū)的所述底表面的磁矩。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)包含所述自由層上的罩蓋層。
24.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)包含鐵/鉬。
25.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)包含鈷/鉬。
26.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述垂直MTJ結(jié)構(gòu)包含鈷/鎳。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的半導(dǎo)體裝置，其中所述參考層包含鉬。
28.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其集成于至少一個(gè)半導(dǎo)體裸片中。
29.根據(jù)權(quán)利要求12所述的半導(dǎo)體裝置，其進(jìn)一步包含選自由以下各者組成的群的裝置機(jī)頂盒、音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、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)，所述半導(dǎo)體裸片集成到所述裝置中。
30.一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包含 將第一罩蓋膜層沉積到裝置的金屬間電介質(zhì)MD層上； 對(duì)所述第一罩蓋膜層及所述金屬間電介質(zhì)層執(zhí)行光/蝕刻/光致抗蝕劑剝除工藝以界定通孔； 將第一導(dǎo)電材料沉積于所述通孔內(nèi)； 執(zhí)行化學(xué)機(jī)械平坦化CMP工藝以使所述第一導(dǎo)電材料平坦化； 沉積罩蓋層； 在所述裝置中界定溝槽，所述溝槽具有在不對(duì)所述MTJ結(jié)構(gòu)執(zhí)行光蝕刻工藝的情況下決定MTJ結(jié)構(gòu)的形狀的尺寸； 沉積第二導(dǎo)電材料以在所述溝槽中形成底部電極； 在所述底部電極上形成垂直MTJ堆疊，所述垂直MTJ堆疊包括磁性膜，所述磁性膜具有垂直于所述底部電極的表面的磁矩，所述MTJ堆疊還包含隧道勢(shì)壘層； 沉積第三導(dǎo)電材料以形成頂部電極； 執(zhí)行反向光/蝕刻工藝以移除延伸超出所述溝槽的材料； 執(zhí)行CMP工藝以移除第二罩蓋膜層上方的材料； 將第三罩蓋膜層沉積于所述第二罩蓋膜層上方； 執(zhí)行磁性退火工藝以界定所述磁矩的定向； 將第二 MD層沉積于所述第三罩蓋膜層上； 對(duì)所述第三罩蓋膜層及所述第二 MD層執(zhí)行光/蝕刻以界定第二通孔； 將第二導(dǎo)電材料沉積于所述第二通孔內(nèi)；執(zhí)行CMP工藝以使所述第二導(dǎo)電材料平坦化 '及 將金屬層沉積于所述第二通孔上。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的方法，其進(jìn)一步包含執(zhí)行光/蝕刻以沿著所述溝槽的側(cè)壁移除所述垂直MTJ堆疊的一部分。
32.—種制造半導(dǎo)體裝置的方法，所述方法包含 第一步驟，其用于在裝置襯底上形成金屬層； 第二步驟，其用于形成與所述金屬層接觸的通孔； 第三步驟，其用于在所述通孔上方添加電介質(zhì)層； 第四步驟，其用于蝕刻所述電介質(zhì)層的一部分以形成溝槽區(qū)域；及 第五步驟，其用于將垂直磁性隧道結(jié)MTJ結(jié)構(gòu)沉積到所述溝槽區(qū)域中。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中在集成到電子裝置中的處理器處執(zhí)行所述第一步驟、所述第二步驟、所述第三步驟、所述第四步驟及所述第五步驟。
34.一種計(jì)算機(jī)可讀有形媒體，其存儲(chǔ)可由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令，所述指令包含 可由所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行以起始在裝置襯底上形成金屬層的指令； 可由所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行以起始形成與所述金屬層接觸的通孔的指令； 可由所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行以起始在所述通孔上方添加電介質(zhì)層的指令； 可由所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行以起始蝕刻所述電介質(zhì)層的一部分以便形成溝槽區(qū)域的指令；及 可由所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行以起始將垂直磁性隧道結(jié)MTJ結(jié)構(gòu)沉積到所述溝槽區(qū)域中的指令。
35.根據(jù)權(quán)利要求35所述的計(jì)算機(jī)可讀有形媒體，其中所述指令可由集成于裝置中的處理器執(zhí)行，所述裝置選自由通信裝置、固定位置數(shù)據(jù)單元及計(jì)算機(jī)組成的組群。
36.一種方法,其包含 接收表示半導(dǎo)體裝置的至少一個(gè)物理性質(zhì)的設(shè)計(jì)信息，所述半導(dǎo)體裝置包含安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)； 轉(zhuǎn)換所述設(shè)計(jì)信息以遵守一文件格式；及 產(chǎn)生包括所述經(jīng)轉(zhuǎn)換的設(shè)計(jì)信息的數(shù)據(jù)文件。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)文件包括GDSII格式。
38.一種方法,其包含 接收數(shù)據(jù)文件，所述數(shù)據(jù)文件包括對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體裝置的設(shè)計(jì)信息；及根據(jù)所述設(shè)計(jì)信息來制造所述半導(dǎo)體裝置，其中所述半導(dǎo)體裝置包含安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)文件具有GDSII格式。
40.一種方法，其包含 接收設(shè)計(jì)信息，所述設(shè)計(jì)信息包括電路板上的已封裝半導(dǎo)體裝置的物理定位信息，所述已封裝半導(dǎo)體裝置包含半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含 安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)；及 轉(zhuǎn)換所述設(shè)計(jì)信息以產(chǎn)生數(shù)據(jù)文件。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)文件具有GERBER格式。
42.一種方法，其包含接收包括設(shè)計(jì)信息的數(shù)據(jù)文件，所述設(shè)計(jì)信息包括電路板上的已封裝半導(dǎo)體裝置的物理定位信息 '及 根據(jù)所述設(shè)計(jì)信息來制造經(jīng)配置以收納所述已封裝半導(dǎo)體裝置的所述電路板，其中所述已封裝半導(dǎo)體裝置包含半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，所述半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包含安置于溝槽區(qū)內(nèi)的垂直MTJ結(jié)構(gòu)。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其中所述數(shù)據(jù)文件具有GERBER格式。
44.根據(jù)權(quán)利要求42所述的方法，其進(jìn)一步包含將所述電路板集成到裝置中，所述裝置選自由以下各者組成的組群機(jī)頂盒、音樂播放器、視頻播放器、娛樂單元、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)明揭示一種制造半導(dǎo)體裝置的方法，其包括在裝置襯底上形成金屬層；形成與所述金屬層接觸的通孔；及在所述通孔上方添加電介質(zhì)層。所述方法進(jìn)一步包括蝕刻所述電介質(zhì)層的一部分以形成溝槽區(qū)域；及將垂直磁性隧道結(jié)MTJ結(jié)構(gòu)沉積于所述溝槽區(qū)域內(nèi)，類似于鑲嵌結(jié)構(gòu)。所述MTJ結(jié)構(gòu)具有水平部分及至少一個(gè)垂直部分；舉例來說，其是V形的或L形的。
文檔編號(hào)H01L43/08GK102812553SQ201180015689
公開日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者李霞 申請(qǐng)人:高通股份有限公司