形成层的方法、制造磁性存储器件和形成磁隧道结的方法技术

本发明专利技术提供了形成层的方法、制造磁性存储器件的方法以及形成磁隧道结的方法，其中形成层的方法包括：在下部结构上方提供第一绝缘体和第二绝缘体，分别从第一绝缘体和第二绝缘体产生第一离子源和第二离子源；以及使用第一离子源和第二离子源在下部结构上形成绝缘层。第一绝缘体和第二绝缘体与下部结构垂直间隔开，并且彼此横向地间隔开。第一绝缘体和第二绝缘体包括彼此相同的材料。

Method of forming a layer, manufacturing magnetic memory device and method for forming magnetic tunnel junction

The present invention provides a method of forming a layer, method for manufacturing a magnetic memory device and method of magnetic tunnel junction formation, which formed layer: the first insulator and insulator in the lower part of the structure above second, respectively the first and second ion source ion source from the first and second insulator insulator; and the use of the ion source and the first second ion source insulating layer is formed on a lower structure. The first insulator and the second insulator are spaced apart vertically from the substructure and spaced laterally across each other. The first insulator and the second insulator include the same material as one another.

【技术实现步骤摘要】
形成层的方法、制造磁性存储器件和形成磁隧道结的方法
本专利技术构思涉及使用溅射法来形成层的方法以及使用其制造磁性存储器件的方法。
技术介绍
高速和/或低功耗的电子装置可通过在其中包括具有高速特性和/或低操作电压的半导体存储器件来提供。因此，已开发了磁性存储器件。磁性存储器件可具有高速和/或非易失性的特性。通常，磁性存储器件可以包括磁隧道结(MTJ)图案。该磁隧道结图案可包括两个磁性层和设置在所述两个磁性层之间的绝缘层。磁隧道结图案的电阻值可以根据所述两个磁性层的磁化方向来改变。例如，当所述两个磁性层的磁化方向彼此反平行时，磁隧道结图案可以具有相对大的电阻值。当所述两个磁性层的磁化方向彼此平行时，磁隧道结图案可以具有相对小的电阻值。磁性存储器件可以使用磁隧道结图案的电阻值之间的差来读/写数据。
技术实现思路
本专利技术构思的实施方式可以提供一种形成层的方法，该方法能够将一层的晶格与下面层的晶格匹配并能够提高层的沉积速率。本专利技术构思的实施方式还可以提供能够被容易地应用到大规模生产的制造磁性存储器件的方法。本专利技术构思的实施方式还可以提供制造具有优异的可靠性的磁性存储器件的方法。在本专利技术构思的一方面，一种形成层的方法可以包括：在下部结构上方提供第一绝缘体和第二绝缘体，第一和第二绝缘体与下部结构垂直间隔开，第一和第二绝缘体彼此横向间隔开；分别从第一绝缘体和第二绝缘体产生第一离子源和第二离子源；以及使用第一离子源和第二离子源在下部结构上形成绝缘层。第一绝缘体和第二绝缘体可包括相同的材料。在本专利技术构思的一方面，一种制造磁性存储器件的方法可以包括在基板上顺序地形成第一磁性层、非磁性层和第二磁性层。形成非磁性层可包括使用多个绝缘体作为靶执行溅射工艺。所述多个绝缘体可以包括相同的材料。在本专利技术构思的一方面，一种形成磁隧道结的方法可以包括：在基板上形成第一磁性层；在第一磁性层的一表面上方第一距离处定位第一绝缘体；在第一磁性层的该表面上方第二距离处并且与第一绝缘体横向间隔开地定位第二绝缘体；将第一电压施加到第一绝缘体以及将第二电压施加到第二绝缘体；使用第一绝缘体和第二绝缘体作为靶执行溅射工艺，以在第一磁性层上形成非磁性层；以及在非磁性层上形成第二磁性层。附图说明鉴于所附附图和伴随的详细描述，本专利技术构思将变得更加显而易见。图1是示出根据本专利技术构思的一些实施方式的形成层的方法的流程图。图2至图4是示出根据本专利技术构思的一些实施方式的形成层的方法的剖视图。图5是示出根据本专利技术构思的一些实施方式的制造磁存储器件的方法的流程图。图6是示出图5的操作S110的流程图。图7至图12是示出根据本专利技术构思的一些实施方式的制造磁性存储器件的方法的剖视图。图13是示出根据本专利技术构思的一些实施方式的磁隧道结图案的剖视图。图14是示出根据本专利技术构思的一些实施方式的磁隧道结图案的剖视图。具体实施方式现在将参照附图在下文更全面地描述本专利技术构思，在图中示出了本专利技术构思的示例实施方式。图1是示出根据本专利技术构思的一些实施方式的形成层的方法的流程图。图2至图4是示出根据本专利技术构思的一些实施方式的形成层的方法的剖视图。参照图1和图2，可以在下部结构30上方提供多个绝缘体(S10)。下部结构30可包括基板10和设置在基板10上的导电层20。导电层20可以对应于下部结构30的最上部分。基板10可包括选择部件，诸如晶体管或二极管。导电层20可以包括具有晶体结构的导电材料。所述多个绝缘体可包括彼此横向间隔开的第一绝缘体40和第二绝缘体42。在一些实施方式中，第一绝缘体40和第二绝缘体42可以在平行于下部结构30的顶表面的方向上彼此间隔开。在下文中，为了说明本专利技术构思的容易和方便，将在说明书中使用两个绝缘体40、42作为例子。然而，本专利技术构思的实施方式不限于此。在某些实施方式中，绝缘体的数目可以是三个或更多。在一些实施方式中，第一绝缘体40和第二绝缘体42可以分别与下部结构30的顶表面间隔开第一距离d1和第二距离d2。第一距离d1可以是从下部结构30的顶表面到第一绝缘体40的底表面40a的中心点的最短距离，第二距离d2可以是从下部结构30的顶表面到第二绝缘体42的底表面42a的中心点的最短距离。换言之，第一距离d1可以是从下部结构30的顶表面到第一绝缘体40的底表面40a的中点的第一垂直距离，第二距离d2可以是从下部结构30的顶表面到第二绝缘体42的底表面42a的中点的第二垂直距离。在一些实施方式中，第一和第二距离d1和d2的每个可以在从约100mm至约300mm的范围。第一距离d1和第二距离d2可以彼此基本上相等。第一和第二绝缘体40和42的底表面40a、42a可以平行于基板10的顶表面，或者可以相对于基板10的顶表面倾斜。在一些实施方式中，垂直于第一绝缘体40的底表面40a的法线‘a’可以与垂直于基板10的顶表面的法线‘c’形成第一角度θ1，垂直于第二绝缘体42的底表面42a的法线‘b’可以与垂直于基板10的顶表面的法线‘c’形成第二角度θ2。在一些实施方式中，第一角度θ1和第二角度θ2可以在从约0度到约70度的范围。第一角度θ1和第二角度θ2可以彼此基本上相等。在一些实施方式中，第一和第二的角度θ1和θ2可以具有彼此基本上相等的幅度，而所述角度之一(例如，第一角度θ1)可以是相对于垂直于基板10的顶表面的法线‘c’的正角度并且所述角度的另一个(例如，第二角度θ2)可以是相对于垂直于基板10的顶表面的法线‘c’的负角度。第一绝缘体40和第二绝缘体42可以在下部结构30上方彼此面对。然而，当所述多个绝缘体包括奇数个绝缘体时，绝缘体可以不彼此面对。第一绝缘体40和第二绝缘体42可包括相同的材料。第一和第二绝缘体40和42的每个可以包括金属氧化物。参照图1和图3，可由所述多个绝缘体在下部结构30上形成绝缘层50。形成绝缘层50可以包括使用所述多个绝缘体作为靶的射频(RF)溅射工艺。在一些实施方式中，在溅射工艺期间，可以从所述多个绝缘体产生离子源(S20)。离子源可以包括从第一绝缘体40产生的第一离子源44和从第二绝缘体42产生的第二离子源46。第一离子源44和第二离子源46可以包括相同或相似的元素。例如，第一离子源44和第二离子源46可以包括相同或相似的金属元素。第一和第二离子源44和46的每个可进一步包括氧。第一离子源44和第二离子源46可以通过分别向第一绝缘体40和第二绝缘体42施加第一电压V1和第二电压V2来产生。第一和第二电压V1和V2的每个可以是交流电(AC)电压。第一和第二电压V1和V2可具有相同或相似的波以及相同或相似的相位。可以使用离子源在下部结构30上形成绝缘层50(S30)。来自第一离子源44和第二离子源46的离子可以被沉积在下部结构30上以形成绝缘层50。绝缘层50可以包括与第一和第二绝缘体40和42相同或相似的材料。绝缘层50可以包括金属氧化物。在溅射工艺后，至少一部分的绝缘层50可以是无定形状态。参照图1和图4，可在绝缘层50上执行热处理工艺60(S40)。例如，热处理工艺60可在约100摄氏度至约600摄氏度的温度进行。绝缘层50的无定形部分的至少一部分可以通过该热处理工艺60结晶。因此，绝缘层50的晶格可与具有晶体结构的导电层20的晶格在绝缘层5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成层的方法，该方法包括：在下部结构上方提供第一绝缘体和第二绝缘体，所述第一绝缘体和所述第二绝缘体与所述下部结构垂直间隔开，并且所述第一绝缘体和所述第二绝缘体彼此横向间隔开；分别从所述第一绝缘体和所述第二绝缘体产生第一离子源和第二离子源；和使用所述第一离子源和所述第二离子源在所述下部结构上形成绝缘层，其中所述第一绝缘体和所述第二绝缘体包括彼此相同的材料。

【技术特征摘要】
2015.10.29 KR 10-2015-01512231.一种形成层的方法，该方法包括：在下部结构上方提供第一绝缘体和第二绝缘体，所述第一绝缘体和所述第二绝缘体与所述下部结构垂直间隔开，并且所述第一绝缘体和所述第二绝缘体彼此横向间隔开；分别从所述第一绝缘体和所述第二绝缘体产生第一离子源和第二离子源；和使用所述第一离子源和所述第二离子源在所述下部结构上形成绝缘层，其中所述第一绝缘体和所述第二绝缘体包括彼此相同的材料。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一绝缘体和所述第二绝缘体包括金属氧化物。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述绝缘层包括与所述第一绝缘体和所述第二绝缘体相同的材料。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一绝缘体、所述第二绝缘体以及所述绝缘层包括金属氧化物。5.根据权利要求1所述的方法，其中产生所述第一离子源和所述第二离子源以及形成所述绝缘层是通过使用所述第一绝缘体和所述第二绝缘体作为靶的射频溅射工艺执行的。6.根据权利要求1所述的方法，还包括在所述绝缘层上执行热处理工艺。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述下部结构的最上部分是具有晶体结构的导电层。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述绝缘层的晶格与所述导电层的晶格在所述导电层和所述绝缘层之间的界面处匹配。9.一种制造磁性存储器件的方法，该方法包括：在基板上依次形成第一磁性层、非磁性层和第二磁性层，其中形成所述非磁性层包括使用多个绝缘体作为靶执行溅射工艺，和其中所述多个绝缘体包括彼此相同的材料。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述多个绝缘体包括金属氧化物。11.根据权利要求9所述的方法，其中所述非磁性层包括与所述多个绝缘体相同的材料。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述非磁性层和所述绝缘体包括金属氧化物。13.根据权利要求9所述的方法，其中在形成所述第一磁性层之后且在形成所述第二磁性层之前执行所述溅射工艺，和其中形成所述非磁性层还包括在执行所述溅射工艺之后且在形成所述第二磁性层之前执行热处理工艺。14.根据权利要求13所述的方法，其中所述非磁性层的晶格与所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴容星，李俊明，金基雄，金柱显，吴世忠，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR