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    • 3. 发明授权
      US07863060B2 Method of double patterning and etching magnetic tunnel junction structures for spin-transfer torque MRAM devices 有权
    • Method of double patterning and etching magnetic tunnel junction structures for spin-transfer torque MRAM devices
    • 双重图案化和蚀刻用于自旋转移转矩MRAM器件的磁性隧道结结构的方法
    • US07863060B2
    • 2011-01-04
    • US12383298
    • 2009-03-23
    • Rodolfo Belen , Tom Zhong , Witold Kula , Chyu-Jiuh Torng
    • Rodolfo Belen , Tom Zhong , Witold Kula , Chyu-Jiuh Torng
    • H01L21/00
    • H01L27/228 , H01L43/12
    • A method for forming a MTJ in a STT-MRAM is disclosed in which the easy-axis CD is determined independently of the hard-axis CD. One approach involves two photolithography steps each followed by two plasma etch steps to form a post in a hard mask which is transferred through a MTJ stack of layers. The hard mask has an upper Ta layer with a thickness of 300 to 400 Angstroms and a lower NiCr layer less than 50 Angstroms thick. The upper Ta layer is etched with a fluorocarbon etch while lower NiCr layer and underlying MTJ layers are etched with a CH3OH. Preferably, a photoresist mask layer is removed by oxygen plasma between the fluorocarbon and CH3OH plasma etches. A lower hard mask layer made of NiCr or the like is inserted to prevent formation and buildup of Ta etch residues that can cause device shunting.
    • 公开了一种用于在STT-MRAM中形成MTJ的方法，其中容易轴CD独立于硬轴CD来确定。 一种方法涉及两个光刻步骤，每个步骤分别采用两个等离子体蚀刻步骤，以在通过MTJ堆叠层传送的硬掩模中形成柱。 硬掩模具有厚度为300至400埃的上层Ta层和小于50埃厚的较低NiCr层。 用氟碳蚀刻蚀刻上层Ta层，同时用CH3OH蚀刻下层NiCr层和下层MTJ层。 优选地，在碳氟化合物和CH 3 OH等离子蚀刻之间的氧等离子体去除光致抗蚀剂掩模层。 插入由NiCr等制成的下部硬掩模层以防止可能导致器件分流的Ta蚀刻残留物的形成和积累。
    • 基本信息 添加关注 加入工作空间 PDF全文 PDF下载 全文下载 相似专利 双屏查看 权利要求书 说明书全文 Espacenet 法律信息 同族专利 专利引用
    • 4. 发明申请
      US20100240151A1 Method of double patterning and etching magnetic tunnel junction structures for spin-transfer torque MRAM devices 有权
    • Method of double patterning and etching magnetic tunnel junction structures for spin-transfer torque MRAM devices
    • 双重图案化和蚀刻用于自旋转移转矩MRAM器件的磁性隧道结结构的方法
    • US20100240151A1
    • 2010-09-23
    • US12383298
    • 2009-03-23
    • Rodolfo Belen , Tom Zhong , Witold Kula , Chyu-Jiuh Torng
    • Rodolfo Belen , Tom Zhong , Witold Kula , Chyu-Jiuh Torng
    • H01L21/04
    • H01L27/228 , H01L43/12
    • A method for forming a MTJ in a STT-MRAM is disclosed in which the easy-axis CD is determined independently of the hard-axis CD. One approach involves two photolithography steps each followed by two plasma etch steps to form a post in a hard mask which is transferred through a MTJ stack of layers. The hard mask has an upper Ta layer with a thickness of 300 to 400 Angstroms and a lower NiCr layer less than 50 Angstroms thick. The upper Ta layer is etched with a fluorocarbon etch while lower NiCr layer and underlying MTJ layers are etched with a CH3OH. Preferably, a photoresist mask layer is removed by oxygen plasma between the fluorocarbon and CH3OH plasma etches. A lower hard mask layer made of NiCr or the like is inserted to prevent formation and buildup of Ta etch residues that can cause device shunting.
    • 公开了一种用于在STT-MRAM中形成MTJ的方法，其中容易轴CD独立于硬轴CD来确定。 一种方法涉及两个光刻步骤，每个步骤分别采用两个等离子体蚀刻步骤，以在通过MTJ堆叠层传送的硬掩模中形成柱。 硬掩模具有厚度为300至400埃的上层Ta层和小于50埃厚的较低NiCr层。 用氟碳蚀刻蚀刻上层Ta层，同时用CH3OH蚀刻下层NiCr层和下层MTJ层。 优选地，在碳氟化合物和CH 3 OH等离子蚀刻之间的氧等离子体去除光致抗蚀剂掩模层。 插入由NiCr等制成的下部硬掩模层以防止可能导致器件分流的Ta蚀刻残留物的形成和积累。
    • 基本信息 添加关注 加入工作空间 PDF全文 PDF下载 全文下载 相似专利 双屏查看 权利要求书 说明书全文 Global Dossier Espacenet 法律信息 同族专利 专利引用
    • 5. 发明授权
      US07936027B2 Method of MRAM fabrication with zero electrical shorting 有权
    • Method of MRAM fabrication with zero electrical shorting
    • 零电气短路的MRAM制造方法
    • US07936027B2
    • 2011-05-03
    • US12006889
    • 2008-01-07
    • Rongfu Xiao , Chyu-Jiuh Torng , Tom Zhong , Witold Kula
    • Rongfu Xiao , Chyu-Jiuh Torng , Tom Zhong , Witold Kula
    • G11C11/02
    • H01L43/12 , H01L43/08
    • An MTJ cell without footings and free from electrical short-circuits across a tunneling barrier layer is formed by using a Ta hard mask layer and a combination of etches. A first etch patterns the Ta hard mask, while a second etch uses O2 applied in a single high power process at two successive different power levels. A first power level of between approximately 200 W and 500 W removes BARC, photoresist and Ta residue from the first etch, the second power level, between approximately 400 W and 600 W continues an etch of the stack layers and forms a protective oxide around the etched sides of the stack. Finally, an etch using a carbon, hydrogen and oxygen gas completes the etch while the oxide layer protects the cell from short-circuits across the lateral edges of the barrier layer.
    • 通过使用Ta硬掩模层和蚀刻的组合，形成没有底脚并且穿过隧道势垒层的电短路的MTJ电池。 第一蚀刻图案Ta硬掩模，而第二蚀刻使用在两个连续的不同功率水平下在单个高功率过程中施加的O2。 在大约200W至500W之间的第一功率电平从第一蚀刻去除BARC，光致抗蚀剂和Ta残留物，第二功率电平在大约400W至600W之间，继续蚀刻叠层，并在其周围形成保护氧化物 蚀刻边的堆叠。 最后，使用碳，氢和氧气的蚀刻完成了蚀刻，而氧化物层保护电池免受横跨阻挡层的侧边缘的短路。
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    • 6. 发明申请
      US20090173977A1 Method of MRAM fabrication with zero electrical shorting 有权
    • Method of MRAM fabrication with zero electrical shorting
    • 零电气短路的MRAM制造方法
    • US20090173977A1
    • 2009-07-09
    • US12006889
    • 2008-01-07
    • Rongfu Xiao , Chyu-Jiuh Torng , Tom Zhong , Witold Kula
    • Rongfu Xiao , Chyu-Jiuh Torng , Tom Zhong , Witold Kula
    • H01L43/00 , H01L29/82 , H01L43/12 , H01L21/467
    • H01L43/12 , H01L43/08
    • An MTJ cell without footings and free from electrical short-circuits across a tunneling barrier layer is formed by using a Ta hard mask layer and a combination of etches. A first etch patterns the Ta hard mask, while a second etch uses O2 applied in a single high power process at two successive different power levels. A first power level of between approximately 200 W and 500 W removes BARC, photoresist and Ta residue from the first etch, the second power level, between approximately 400 W and 600 W continues an etch of the stack layers and forms a protective oxide around the etched sides of the stack. Finally, an etch using a carbon, hydrogen and oxygen gas completes the etch while the oxide layer protects the cell from short-circuits across the lateral edges of the barrier layer.
    • 通过使用Ta硬掩模层和蚀刻的组合，形成没有底脚并且穿过隧道势垒层的电短路的MTJ电池。 第一蚀刻图案Ta硬掩模，而第二蚀刻使用在两个连续的不同功率水平下在单个高功率过程中施加的O2。 在大约200W至500W之间的第一功率电平从第一蚀刻去除BARC，光致抗蚀剂和Ta残留物，第二功率电平在大约400W至600W之间，继续蚀刻叠层，并在其周围形成保护氧化物 蚀刻边的堆叠。 最后，使用碳，氢和氧气的蚀刻完成了蚀刻，而氧化物层保护电池免受横跨阻挡层的侧边缘的短路。
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    • 7. 发明申请
      US20090078927A1 Composite hard mask for the etching of nanometer size magnetic multilayer based device 有权
    • Composite hard mask for the etching of nanometer size magnetic multilayer based device
    • 复合硬掩模用于蚀刻纳米尺寸磁性多层器件
    • US20090078927A1
    • 2009-03-26
    • US11901999
    • 2007-09-20
    • Rongfu Xiao , Chyu-Jiuh Torng , Tom Zhong , Witold Kula , Adam Zhong
    • Rongfu Xiao , Chyu-Jiuh Torng , Tom Zhong , Witold Kula , Adam Zhong
    • H01L29/06 , H01L21/02
    • H01L43/12 , Y10T428/24736
    • A composite hard mask is disclosed that enables sub-100 nm sized MTJ cells to be formed for advanced devices such as spin torque MRAMs. The hard mask has a lower non-magnetic metallic layer such as Ru to magnetically isolate an overlying middle metallic spacer such as MnPt from an underlying free layer. The middle metallic spacer provides a height margin during subsequent processing to avoid shorting between a bit line and the MTJ cell in the final device. An upper conductive layer may be made of Ta and is thin enough to allow a MTJ pattern in a thin overlying photoresist layer to be transferred through the Ta during a fluorocarbon etch without consuming all of the photoresist. The MTJ pattern is transferred through the remaining hard mask layers and underlying MTJ stack of layers with a second etch step using a C, H, and O etch gas composition.
    • 公开了一种复合硬掩模，其能够为高级装置（例如自旋扭矩MRAM）形成次100nm大小的MTJ电池。 硬掩模具有较低的非磁性金属层，例如Ru，以将下层的中间金属间隔物（例如MnPt）与下层的自由层磁隔离。 中间金属间隔件在后续处理期间提供高度余量以避免位线和最终装置中的MTJ单元之间的短路。 上导电层可以由Ta制成，并且足够薄以使氟薄膜蚀刻中的薄覆盖光致抗蚀剂层中的MTJ图案能够通过Ta Ta传输而不消耗所有的光致抗蚀剂。 使用C，H和O蚀刻气体组合物，通过第二蚀刻步骤将MTJ图案转移通过剩余的硬掩模层和下面的MTJ堆叠层。
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