[发明专利]磁阻设备及其方法

说明书

本公开针对制造磁阻设备的示例性方法。在一个方面，一种方法可以包括在基板(90)上形成磁阻堆叠(100)的一个或多个区域(10,20,30……)，其中基板包括至少一个电子设备。该方法还可以包括对其上形成有所述一个或多个磁阻区域的基板执行唯一退火工艺，其中该唯一退火工艺在第一最低温度下执行。在执行唯一退火工艺之后，该方法可以包括对磁阻堆叠的至少一部分进行构图或蚀刻。而且，在构图或蚀刻磁阻堆叠的所述一部分的步骤之后，该方法可以包括在低于第一最低温度的第二温度下对基板执行所有附加处理。

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2016年12月6日提交的美国临时申请No.62/430,596的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

除其它之外，本公开尤其涉及与集成电路设备的制造和由此产生的设备相关的实施例和各方面。

背景技术

磁阻设备(诸如磁传感器、磁换能器和磁存储器单元)包括磁性材料，其中可以改变那些材料的磁矩以提供感测信息或数据的存储。磁阻设备、自旋电子设备和自旋子设备(spintronic device)是利用主要由电子自旋引起的效应的设备的同义术语。磁阻存储器设备用在许多信息设备中，以提供非易失性、可靠、抗辐射和高密度的数据存储和检索。许多磁阻设备可以包括但不限于磁阻随机存取存储器(MRAM)、磁传感器以及用于盘驱动器的读/写头。

制造磁阻设备包括一系列工艺步骤，其中多层材料沉积在其上具有CMOS(互补金属氧化物半导体)电路的半导体基板上，并被构图以形成磁阻堆叠。磁阻堆叠包括构成磁阻设备的“自由”和“固定”部分的各种材料区域或层以及分离这些“自由”和“固定”部分的一个或多个中间区域(例如，介电层或非磁性导电层)，并且在一些情况下为设备提供至少一个隧道结。在许多情况下，磁阻堆叠中的材料层可以相对非常薄，例如，大约几埃或几十埃。术语“自由”是指具有磁矩的铁磁性区域，该磁矩可以响应于施加的磁场或用于切换“自由”区域的磁矩向量的自旋极化电流而显著地移位或移动。并且，术语“固定”是指具有磁矩向量的铁磁性区域基本上不响应于这种施加的磁场或自旋极化电流而移动。本公开的各方面描述了用于制造这种磁阻设备的技术。

附图说明

可以结合附图中示出的各方面来实现本公开的实施例。这些附图示出了本公开的不同方面并且，在适当的情况下，类似地标记在不同附图中图示相同结构、部件、材料和/或元件的标号。应当理解的是，除了具体示出的那些之外的结构，部件和/或元件的各种组合是预期的并且在本公开的范围内。

为了图示的简单和清楚，附图描绘了各种描述的实施例的一般结构和/或构造方式，以及相关联的制造方法。为了便于图示，附图将沿着所示堆叠的厚度的不同区域描绘为具有直边缘的明确限定的边界的层(例如，使用线描绘)。但是，本领域技术人员将理解的是，实际上，在相邻区域或层之间的界面处，这些区域的材料可以合在一起，或迁移到一种或另一种材料中，并使它们的边界不明确或扩散。即，虽然在图中示出了具有不同界面的多个层，但是在一些情况下，随着时间的推移和/或暴露于高温，一些层的材料可以迁移到其它层的材料中或与其它层的材料相互作用以在这些层之间的界面处呈现更多的扩散。另外，虽然附图将每个区域或层示为在其宽度上具有相对均匀的厚度，但是本领域普通技术人员将认识到的是，实际上，不同的区域可以具有不均匀的厚度(例如，可以沿着层的宽度变化的厚度)，和/或一个区域或层的厚度可以相对于另一个(例如，相邻的)区域或层的厚度而不同。