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磁性隧道結單元和制備磁性隧道結單元的方法_2

文檔序號:9454678閱讀:來源:國知局
0031] 圖5示出了在圖3所示的基體上環(huán)繞環(huán)形磁性隧道結的外壁形成上表面與環(huán)形磁 性隧道結上表面齊平的第一絕緣層,并在第一絕緣層的第一部分上形成上表面與環(huán)形磁性 隧道結上表面齊平的第一介質層后的基體的剖面示意圖;
[0032] 圖5-1示出了在圖3所示的基體上沿下電極的上表面,及環(huán)形磁性隧道結的外表 面形成第一預備絕緣層,并在第一預備絕緣層上形成第一預備介質層后的基體的剖面示意 圖;
[0033] 圖6示出了在圖3所示的基體上環(huán)繞環(huán)形磁性隧道結的外壁形成上表面與環(huán)形磁 性隧道結上表面齊平的保護介質層,在保護介質層上形成上表面與環(huán)形磁性隧道結上表面 齊平的第一絕緣層,并在第一絕緣層的第一部分上形成上表面與環(huán)形磁性隧道結上表面齊 平的第一介質層后的基體的剖面示意圖;
[0034] 圖6-1示出了在圖3所示的基體上沿下電極的上表面,及環(huán)形磁性隧道結的外表 面形成保護介質預備層,在保護介質預備層的上表面上形成第一預備絕緣層,并在第一預 備絕緣層上形成第一預備介質層后的基體的剖面示意圖;
[0035] 圖7示出了在圖6所示的基體上形成連續(xù)覆蓋在環(huán)形磁性隧道結上表面、保護介 質層上表面及第一絕緣層上表面的,且邊緣線與第一絕緣層的第二部分的外邊緣位于同一 曲面的導電連接層后的基體的剖面示意圖;
[0036] 圖7-1示出了在圖6所示的基體上形成連續(xù)覆蓋在環(huán)形磁性隧道結上表面、保護 介質層上表面、第一絕緣層上表面及第一介質層上表面的導電連接預備層后的基體的剖面 不意圖;
[0037] 圖8示出了在圖7所示的基體上形成具有凹槽結構的第二絕緣層,并在第二絕緣 層的上表面上形成上表面齊平的、具有與第二絕緣層上的凹槽結構對應的凹槽結構的第二 介質層后的基體的剖面示意圖;
[0038] 圖8-1示出了在圖7所示的基體上沿第一介質層上表面、及導電連接層上表面上 形成第二預備絕緣層,并在第二預備絕緣層上表面上形成第二預備介質層后的基體的剖面 不意圖;
[0039] 圖8-2示出了在圖8-1所示的基體上平坦化處理第二預備介質層,形成第二過渡 介質層后的基體的剖面示意圖;
[0040] 圖9示出了在圖8所示的凹槽結構中形成環(huán)形磁性隧道結單元上電極后的基體的 剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0041] 需要說明的是,在不沖突的情況下,本申請中的實施例及實施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本申請。
[0042] 需要注意的是,這里所使用的術語僅是為了描述【具體實施方式】,而非意圖限制根 據本申請的示例性實施方式。如在這里所使用的,除非上下文另外明確指出,否則單數形式 也意圖包括復數形式,此外,還應當理解的是,當在本說明書中使用屬于"包含"和/或"包 括"時,其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。
[0043] 為了便于描述,在這里可以使用空間相對術語,如"在……之上"、"在……上方"、 "在……上表面"、"上面的"等,用來描述如在圖中所示的一個器件或特征與其他器件或特 征的空間位置關系。應當理解的是,空間相對術語旨在包含除了器件在圖中所描述的方位 之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附圖中的器件被倒置,則描述為"在其他器 件或構造上方"或"在其他器件或構造之上"的器件之后將被定位為"在其他器件或構造下 方"或"在其他器件或構造之下"。因而,示例性術語"在……上方"可以包括"在……上方" 和"在……下方"兩種方位。該器件也可以其他不同方式定位(旋轉90度或處于其他方 位),并且對這里所使用的空間相對描述作出相應解釋。
[0044] 正如【背景技術】部分所介紹的,由于環(huán)形磁性隧道結的尺寸過小,在環(huán)形磁性隧道 結上形成上電極時容易出現對準問題。為了解決這一問題,本申請申請人提供了一種環(huán)形 磁性隧道結單元,如圖1所示,包括下電極100、上電極300及位于下電極100和上電極300 之間的環(huán)形磁性隧道結200其中,還包括設置在上電極300與環(huán)形磁性隧道結200之間的 導電連接層310。
[0045] 環(huán)形磁性隧道結200的各結構層均為環(huán)形結構,且環(huán)形的尺寸較小。在如此小尺 寸的環(huán)形結構上方形成上電極時,很可能出現難以對準問題,使單元中的上電極300偏離, 從而影響上電極300與環(huán)形磁性隧道結200上表面之間的導電性。本申請所提供的上述 環(huán)形磁性隧道結單元中,在環(huán)形磁性隧道結200與上電極300之間增設了一層導電連接層 310。在上電極300的形成過程中,這層導電連接層310能夠使得上電極300的對準過程中 具有相對較大的參照尺寸。而且,即使上電極300在對準過程中發(fā)生輕微偏離,這層導電連 接層310也能夠在上電極300與環(huán)形磁性隧道結200上表面之間形成導電通路,從而防止 二者之間出現開路的情況。
[0046] 本申請上述環(huán)形磁性隧道結單元中,下電極100、環(huán)形磁性隧道結200 (包括下磁 性層210、隧道阻擋層220及上磁性層230)、上電極300及位于上電極300與環(huán)形磁性隧道 結200之間的導電連接層310為磁性隧道結單元的主體結構。除此之外,處于隔離磁性隧 道結單元的目的,還可以位于下電極100上方,環(huán)繞環(huán)形磁性隧道結200、導電連接層310以 及上電極300設置的絕緣層,為了便于制作,該絕緣層可以包括在下電極100和導電連接層 310之間環(huán)繞環(huán)形磁性隧道結200的外壁設置的第一絕緣層150,以及在第一絕緣層150上 方,環(huán)繞導電連接層310和上電極300的外壁設置的第二絕緣層180。更優(yōu)選地,為了便于 在制備過程中形成齊平的上表面,上述環(huán)形磁性隧道結單元中還可以包括,位于在第一絕 緣層150與第二絕緣層180之間設置第一介質層160,以及位于第二絕緣層180上方環(huán)繞上 電極300設置的第二介質層190。另外,出于進一步保護環(huán)形磁性隧道結200的考慮,還可 以形成包裹在環(huán)形磁性隧道結200的外周的保護介質層150,以及填充在環(huán)形磁性隧道結 200內部的中間保護層110。該中間保護層110可以與保護介質層150采用同一材料形成。
[0047] 由于導電連接層310是實心結構,只要其覆蓋在環(huán)形磁性隧道結200的上表面上, 就能夠起到一定的連接環(huán)形磁性隧道結200和上電極300的作用。一種優(yōu)選的實施方式 中,環(huán)形磁性隧道結200的上表面位于導電連接層310所覆蓋的區(qū)域之內,上電極300的下 表面位于導電連接層310所覆蓋的區(qū)域之內。其實質是將導電連接層310的尺寸設置為 超出環(huán)形磁性隧道結200的外環(huán)尺寸,使導電連接層310完全覆蓋并超出環(huán)形磁性隧道結 200的上表面。在環(huán)形磁性隧道結200的上表面設置這樣較大面積的導電連接層310,能夠 進一步防止因難以對準的問題出現的上電極300和環(huán)形磁性隧道結200之間導電性差的問 題,進一步保證環(huán)形磁性隧道結單元的使用性能。而導電連接層310尺寸與環(huán)形磁性隧道 結200上表面尺寸、上電極300尺寸之間的關系可以任意調整。優(yōu)選地,出于解決難以對準 問題和避免漏電流之間的考慮,環(huán)形磁性隧道結200的外部邊緣與導電連接層310外部邊 緣之間的距離為5040A;上電極300的外部邊緣與導電連接層310外部邊緣之間的距離為 50~8〇Α〇
[0048] 此處的"環(huán)形磁性隧道結200的外部邊緣與導電連接層310外部邊緣之間的距離" 指的是:在環(huán)形磁性隧道結200的上表面與導電連接層310的下表面相接觸的平面內,作一 條以環(huán)形磁性隧道結200的上表面圓心處為端點的射線,這條線與環(huán)形磁性隧道結200的 外環(huán)相交,出現交點1,且與導電連接層310的邊緣線相交,出現交點2,交點1與交點2之 間的距離即"環(huán)形磁性隧道結200的外部邊緣與導電連接層310外部邊緣之間的距離"。同 理,"上電極300的外部邊緣與導電連接層310外部邊緣之間的距離"指的是:在上電極300 的下表面與導電連接層310的上表面相接觸的平面內,作一條以上電極300的下表面的中 心處為端點的射線,這條線分別于上電極300的下表面的邊緣線相交,出現交點3,又與導 電連接層310的上表面的邊緣線相交,出現交點4,交點3與交點4之間的距離即"上電
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